电网在役支柱瓷绝缘子的超声波检测(标准讲解)

5.2 工艺卡 ► 是通用工艺规程的补充。是根据工艺规程
，结合有关标准，针对某一特定的检测对象， 明确检测过程中各项具体的技术参数。 ► 一般有Ⅱ、Ⅲ人员编制。 ► 是用来指导检测人员进行检测人员进行操 作的工艺文件。 ► 避免检测人员的随意性。保证检测结果的 一致性和重复性。
6 评定
制订主要依据： ■ 参考有关规程： ► 《72.5KV及以上电压等级支柱瓷绝缘子技术监督规 定》三十一条：中没有评级的规定，将缺席分为危急 缺陷和严重缺陷两类。 ► 据此，本标准对缺陷的评定没有分级规定。 ■ 根据电瓷产品的特性等因素 ► 电瓷产品是脆性材料。没有固定的形变且韧性极低， 与金属材料相比，其临界裂纹尺寸要小1~2个数量级， 裂纹扩展速度相当快； ► 高压支柱瓷绝缘子是电网重要设备，发生事故造 成的危害性极大，所以标准质量评定的要求相对较严。
4.3.2 扫描时基线比例调整
■ 按深度定位法调整 ■ 比例为满刻度60mm。
4.3.3 扫查灵敏度调整
■ 瓷套壁厚≤30mm调整（深度20/Ø1横孔，80波高， 增益2dB） ■ 瓷套壁厚＞30mm调整（深度40/Ø1横孔，80波 高，增益4dB）
4.3.4 缺陷的检测
缺陷的检测包括：定量、定位与长度测定。
3.3.2 超声波探头 ■ 探头的型式选择 ■ 探头性能要求 3.3.3 探伤仪和探头组合的系统性能 组合频率和公称频率误差小于±10%。
3.4 试块
3.4.1 校准试块（共3款) ■ 校准试块的作用 用于探伤仪系统性能校准和检测校准。 ■ 校准试块的制作（材料、特性） 采用与瓷绝缘子及瓷套声速相近的铝-铜-镁硬铝 合金制作，特点轻便、易加工并耐磨。 ■ 校准试块的声速（6350m/s,差异补偿） 3.4.12参考试块 ■ 参考试块的作用-检测到缺陷是进行比对试验 ■ 参考试块的制作-按高强瓷的配方烧结成瓷柱， 再在外壁加工深度为1、2、3mm模拟裂纹。
电网在役支柱瓷绝缘子及瓷套 超声波检测
(标准讲解）
蒋云 华东电力试验研究院有限公司
2012-3
讲解主要内容
一、绝缘子及瓷套图片展示 二、标准编制背景介绍 三、标准（条款）解读
一、绝缘子及瓷套图片
■ 用途 ■ 失效特征 ■ 制造过程
图一、变电站（220KV）隔离开关支柱瓷绝缘子
图二、变电站断路器支柱瓷绝缘子及瓷套
2
规范性引用文件
■ 本标准中涉及到文件和标准（共7个） ■ 其他相关技术标准和规程
3 一般要求
3.1 无损检测人员
■ 培训考核 ■ 资质要求
3.2 安全及工作环境
■ 遵守电力安全工作规定
■ 现场安全作业条件和本标准的检测工艺符合性
3.3 检测设备 3.3.1 超声波探伤仪 保证满足现场使用要求： ■ 选用数字式探伤仪（专用的数字式探伤仪） ■ 仪器性能基本要求 ■ 应具有产品合格证明文件
3.5 检测一般方法 3.5.1 检测准备
3.5.1.1 关于产品的标识 ■ 检查核对、做好记录 ■ 如无，则应做好标识，以便记录和核查 3.5.1.2 耦合剂的选择 ■ 耦合剂的的作用-保证探头与瓷件的良好耦合。 ■ 良好的透声性能和润湿能力，无害易清除 （甘油、机油或水质浆糊等）
专用校准试块、模拟裂纹试块
4.1.4 扫查灵敏度调整
采用校准试块调整扫查灵敏度。同时规定利用距探头 前沿10mm、深度为5mm的模拟进行调整。
试验结果表明：此灵敏度与瓷件1mm模拟裂纹等效。
■ 基准灵敏度的调整——6700m/s、相对增益0 ■ 扫查灵敏度的确定——声速每下降100m/s，提高 2dB增益。
4.1.5 缺陷的检测
■ 过程
▢ 立项申报（2005年） ▢ 立项批准（2008年） ▢ 编制： 2009年6月完成征求意见稿； 2010年7月完成送审稿； 2010年11月完报批稿。
三、标准（条款）解读
关于标准名称的变更
原名：电网支柱绝缘子及瓷套超声波检验技术导则 现名：电网在役支柱瓷绝缘子及瓷套超声波检测技术 原因： ■ “电网支柱绝缘子” 用语表述不够明确 ■ “超声波检验技术导则”用词不够规范且略显繁琐 ■ 与有关规程和标准的符合性
3.6 探伤仪、探头和系统校准及复核 本条包括：一般要求；探伤仪校准和复核； 探头测定和复核；探伤仪和探头系统的校准和 复核，目的是防止参数变化影响检测结果。
■ 校准及复核时仪器的控制 ■ 校准及复核的要求和规定
4 检测方法
本标准推荐下述三种方法，可相互验证，也可 用参考试块进行比对。 ■ 爬波法及其作用
4.1.2 扫描时基线比例的调整
■ 调整扫描时基线的作用——缺陷定位 ■ 按声程定位法调整（满刻度60mm）
4.1.3 距离—波幅曲线的绘制
■ 距离—波幅曲线的作用 用于缺陷的定量和检测灵敏度调整和校验。 ■ 绘制及应用 ► 可绘制在超声仪的示波屏上直接应予以用； ► 也可预先绘制后储存在仪器中需要时调用。
7 记录
■ 检测记录要求 ■ 主要信息内容
8 报告
■ 报告要求 ■ 主要信息内容
有关标准的附录
附录A(规范性附录)：检测校准试块 附录B(规范性附录)：检测参考试块 附录C(规范性附录)：缺陷指示长度的修正 附录D(规范性附录)：反射回波分析 附录E(资料性附录)：支柱瓷绝缘子检测记录 附录F(资料性附录)：瓷套检测记录 附录G(资料性附录)：支柱瓷绝缘子检测报告 附录H(资料性附录)：瓷套检测报告
1 范围
■ 本标准规定的适用范围
■ 主要依据
▢ 《国家电网公司金属技术监督规定》 第二章 金属技术监督的范围 第八条 电网设备 （五）瓷质 绝缘子、套管 ▢ 依据国网公司《72.5KV及以上电压等级支柱绝缘子技术监督规 定》第四条、第十四条、第二十三条的规定，标准满足使用单位 安全管理和安装现场检测验收即允许检修后检测的要求。
用于绝缘子及瓷套法兰胶装区表面和近表面缺陷的检测
■ 小角度纵波斜入射法及其作用
用于绝缘子内部和检测面对称侧表面和近表面缺陷的检测
■ 双晶斜探头横波法及其作用
用于绝缘子及瓷套内部和内壁缺陷的检测
4.1 爬波法
爬波检测绝缘子裂纹示意图 主要特点： 1）检测铸铁法兰胶装区瓷体 表面或近表面缺陷 2）对表面裂纹敏感 3）爬波距离衰减快 4）表面状况不敏感 5) 无法检测内部缺陷
■ 定量—凡超过距离-波幅曲线高度的反射波，均判 定为缺陷波。当量记为：DAC±（dB） ■ 定位—可根据缺陷反射波的位置直接读出。 ■ 指示长度—半波高度（6dB）法。
4.2 小角度纵波斜入法
■ 小角度纵波是检测支柱瓷绝缘子内部和表面缺陷的一 种重要方法。 ■ 小角度纵波检测盲区受探头移动范围大小和探头折射 角大小影响。
3.5.1.3 检测区域
■ 检测的重点区域
▣ 瓷柱上下端头与铸铁法兰整个胶装区域表面和瓷柱内部 ▣ 铸铁法兰口内外与瓷体相交区域表面是检测重点
法兰 胶装线 探头
瓷瓶
伞裙
支柱瓷绝缘子超声波检测区域（实物）
断裂部位为铸铁法兰与瓷柱结合部位
3.5.2 声速测定 瓷绝缘子瓷体经高温烧结而成，其透声性和声速等 物理量与钢近似，因此采用超声波可以灵敏地进行检 测瓷绝缘子内外部缺陷。
小角度纵波探伤法检测示意图
主要特点： 1）用于检测法兰内、外区域内部缺陷 2）用于检测法兰内、外区域表面缺陷 3）探头尺寸小，易于放置 4）难以检测表面微小裂纹 5）尽可能选择较大折射角探头
4.2.1 探头的选择 4.2.1.1 探头的型式（纵波单晶斜探头） ■ 探头晶片尺寸的选择（8x10） ■ 探头频率的选择（根据瓷件规格选择（5-2.5MHz） ■ 探头折射角的选择（根据规格：8º ~18º ） 一般根据探头可移动范围来选择，移动范围小，选 择较小角度探头，以减小盲区；如大，可选择较大角度 探头，以提高检测表面缺陷的分辨率。 4.2.1.2 探头的弧面 选择与被检绝缘子曲面相近的探头，以保证耦合效果。 4.2.1.3 扫描时基线的调整 ■ 按深度定位法调整 ■ 扫描比例依据瓷件直径和探头角度确定，最大检测 范围至少应达到时基满刻度的60%。
2010年广西某500KV变电站 主变爆炸起火
检测第三节支柱绝缘子上部
检测第一节支柱绝缘子末裙下 与法兰交界处
现场超声波检测
图四、退役的支柱瓷绝缘子
图五、断裂的隔离开关支柱瓷绝缘子
图六、断裂的隔离开关支柱瓷绝缘子
断裂的支柱瓷绝缘子
制造过程
加工成型的毛坯 力学性能试验
主要制造过程
特点： ► 折射角大，无法检测铸铁 法兰附近表面区域的缺陷。 ► 只能检测铸铁法兰附近内 部较小区域。 ► 可移动范围小，不适用于 在役检测
5 检测工艺 为规范科学地控制和保障检测质量，使检测人 员有章可循，本标准规定编制工艺规程的要求
5.1通用工艺规程 ► 通用工艺规程是依据现行规程、标准等，结合本单 位的实际，合理选择器材，在满足安全技术规范和质 量标准的情况，正确完成检测任务的书面文件。 ► 是本单位超声检测的通用工艺要求，涵盖本单位全 部检测对象。
■ 声速差异的灵敏度补偿
以6700m/s为基准，增益（dB值相对为零），↑2dB/每↓100m/s。
3.5.3 扫查方式
3.5.3.1 检测扫查的基本要求 ■ 明确探头位置与方向（伞裙与法兰间，探头前沿 对准法兰侧） ■ 规定扫查速度（不大于150mm/s) ■ 规定扫查覆盖率（大于探头直径的10%） 3.5.3.2 爬波法检测扫查 ■ 探头尽可能前靠法兰侧-回波与爬波距离衰减特性 有关（一般能检测到距探头50mm远的表面和近表面 缺陷。 ■ 保持稳定（前后不作移动） ■ 周向360度(跳跃式)扫查 3.5.3.3 纵波斜探头和双晶横波检测扫查 ■ 探头作前后移动，以减小检测盲区。 ■ 周向360度(连续)扫查
4.3 双晶斜探头横波法