无损检测新技术电力应用
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图示是管道内腐蚀缺陷，此技术可检测复合材料（如轴瓦）有否 脱离，替代测厚并可检测集箱和蒸汽管道长期运行的内腐蚀情况。
案例5、主蒸汽管高频导波快速成像检测
10
导波成像+B扫描复核
案例6、电站小管高频导波快速成像检测
11
图示是0.5毫米深度环向 划痕导波检测图，可对 电站各种规格管子的直 管段和弯管的母材质量 进行快速扫查并成像检 测。
37
主蒸汽管道的TOFD检测 TOFD检测技术可 以检测大厚壁的主 蒸汽管道
图中为南方某电厂 89mm厚主蒸汽管道 的TOFD检测
38
常规涡流检测技术
针对目前冷凝器内的不同管材，我们引进了专门对不 锈钢管、钛管、铜管的检测手段－常规涡流内检测。 对于这种非铁磁性材料管材的检测，可发现单个直径 1.0mm的通孔，能够有效检测壁厚10%的周向减薄缺 陷。配备刚性、柔性等专用探头，可顺畅穿过弯曲管 子，数据可以记录保存。
相控阵技术原理及特点
传统的超声检测采用单晶片探头发 散声束。在某些情况下也采用双晶片探 头或者单晶片聚焦探头来减小盲区和提 高分辨率。但是不管是哪种情况下，超 声场在介质中均是按照一个单一角度的 轴线方向传播。单一角度的扫查限制了 超声检测对于不同方向缺欠定性和定量 的能力。因此，大部分“有效的”标准 都要求采用多个角度声束的扫查来提高 检出率。但是对于复杂几何外形、大壁 厚或者探头扫查空间有限的情况检测很 难实现，为此就需要采用相控阵多晶片 探头和电子聚焦声束来满足上述情况的 检测要求。
某电厂高再小管对接焊缝相控阵检测和射线对比
某电厂1000MW机组隔板扇形扫描检测
18
叶片叶根的检测
19
螺栓检测
•齿根裂纹
•齿间裂纹
20
远场涡流检测技术
• 远场涡流检测技术RFT是一种能穿透金属管壁的低频电 磁检测技术。探头有内通过式和（外扫描式）, 由激励 线圈和检测线圈构成，激励线圈和检测线圈相距二至三 倍管外径的长度, 激励线圈通以低频交流电, 产生的磁场 信号穿透管壁后，沿管子方向传递，再从管外（内）面 穿透管壁，信号被管内（外）的检测线圈接受, 从而有 效地检测管子的内、外壁腐蚀及管壁的减薄情况。磁场 信号穿透了两次管壁完成检测。若管子发生腐蚀减薄， 由于信号穿透的金属变少了，检测线圈所接受的信号会 相位提前 (时间减少) 和幅度提高。因此，RFT的主要技 术特征是激励线圈与检测线圈间距和信号的穿透性。
3
报告摘要
无损检测技术在电力行业的应用可以说是最成熟、最规范的。但是
•
长期以来，对于复杂、异性工件的检测仍然是比较困难的问题。诸 如，水冷壁检测、汽轮机叶片、螺栓、角焊缝、带保温层管道等工 件的检测。超声波真实几何结构成像检测和远场涡流检测等技术的 应用为这些问题带来了解决方法。
4
先进无损检测技术应用介绍
34
氧化物堵管成像和定量
35
TOFD检测原理和特点
一种依靠超声波与缺陷端部相互作用发出的衍射波来检出 缺陷并对缺陷进行定量的检测技术，检出率约90%左右，而相 比之下，射线检测的检出率稍低，大约75%，在实际工作中， 我们也发现有TOFD检测出来的缺陷，X射线未能发现的情况， 精确测量缺陷尺寸，定期对缺陷进行监测，可以计算出单位时 间内缺陷尺寸变化量，从而判断缺陷的趋势。
23
水冷壁管自动爬行检测
24
发现的典型缺陷和检测信号
25
发现的典型缺陷和检测信号
26
现场检测到的典型缺陷
内壁腐蚀
环向纹
纵向裂纹
大面积渐变减薄
27
水冷壁管爬行器的优势
保温层下管道腐蚀成像检测
28
针对有防腐层、保温层、水泥层包裹的管件，在不破坏 外衬的情况下，利用我们的链式远场涡流探头可以对保 温层下腐蚀缺陷进行成像检测
1
先进无损检测技术 在电力行业的应用优势
2
广州金睛检测技术有限公司
金睛检测是一家致力于先进无损检测技术引进和应 用的专业技术服务公司。公司技术力量雄厚，检验人员 具有丰富的工作经验。其中高级工程师1人、工程师3人、 检验人员19人。取得无损检测检验员资格的有：射线Ⅲ 级2人（证）、超声波Ⅲ级1人（证）、渗透Ⅲ级2人 （证）、磁粉Ⅲ级1人（证）、射线Ⅱ级10人（证）、超 声波Ⅱ级9人（证）、磁粉探伤Ⅱ级7人（证）、渗透探 伤Ⅱ级8人(证)； 目前公司检测业务范围包含常规检测和非常规检测两大 类。其中非常规检测包括：水冷壁、过热器、再热器等 炉管的金属检测和氧化物堵管检测；汽机方面的检测范 围包括汽轮机叶片、螺栓、高加、冷凝器等。检测技术 以先进技术为主，包括超声相控阵检测技术、涡流检测 技术、导波和TOFD检测技术。挑战常规检测难以完成 的任务。
相控阵在目前无损检测领域里代 表最先进的超声检测技术。尤其在复 杂构件及焊接接头检测方面的应用具 有独特优势。可有效地检出各种面状 缺陷和体积型缺陷。检测结果以三维 图像显示，为缺陷定位、定量、定性 、定级等提供了丰富的信息。
结合焊缝真实坡口的成像检测
电站小管局限位置的快速扫描成像检测 某电厂低再检测现场
21
挑战性工况的远场涡流检测
• 1、 电厂锅炉水冷壁管自动爬行器检测 • 2、带外衬管链式探头扫描检测 • 3、高低加热器管内穿式检测 • 4、不锈钢管氧化物堵管成像检测
22
水冷壁管自动爬行器检测
电厂锅炉的水冷壁管在长期运行过程中受到烟气、煤
•
灰、火焰及管内介质等侵蚀, 极易出现腐蚀、冲蚀及磨损 等损伤, 材料性能劣化，在管内高压、高温水及蒸汽的作 用下, 发生鼓胀变形泄漏或爆管，强制停炉等严重事故,造 成巨大经济损失。因此加强水冷壁管的在役运行检测，发 现损伤部位，及时修复，避免事故，具有十分重要的现实 意义。加拿大路赛尔公司和美国电科院开发的远场涡流检 测系统，是目前国际上最先进的，采用非接触式的手持式 外置式探头（E-PIT）或 自动爬壁扫查器（VertiScan）， 能快速直观地检出水冷壁管的宏观缺陷，如内外壁局部腐 蚀，管壁的渐变和均匀减薄，也可发现氢损伤，热疲劳裂 纹和蠕变裂纹等微观缺陷，检测现场和缺陷管的示意图如 下：
案例1：汽包焊缝C扫描三维超声成像
6
• 160mm厚汽包环缝 三维成像检测
案例2：集箱管座角焊缝快速 B 扫描成像检测
7
厂家设备验收---使用斜探头利用一次波和一次 反射波结合对被测物件截面成像，对成像过程 能实现 A 超数据及截面图形自动记录。
8
案例3：阀座夹渣快速扫描成像检测
9
案例4、腐蚀检测3D成像技术
•
电机组已在全国蓬勃发展，这些机组的锅炉根据不同的 厂家工作温度可达到571 585 606 615 620度，目前应用 的管材基本上都是TP347H、TP347HFG、Super304H 和HR3C. 这些不锈钢管，在运行一段时间后，内壁脱落 的氧化皮，会聚集在管排水平段，形成凝结性的氧化物 ，当氧化物堆积到一定数量后，会引起堵管，局部过热 而造成爆管，停炉。另外所有炉型中，管排自夹管及其 出汽侧弯头堆积脱落的氧化皮较多，锅炉厂加工的异形 接管焊缝退刀槽处基本上都是直角台阶，脱落的氧化皮 通过此处变截面时，容易造成搭桥堆积，当炉膛存在较 大热偏差状况时，偏差较大的管排就会超温运行，很短 的时间即可产生氧化皮脱落堵塞管径，造成超温爆管。
29
高温/低温加热器管内穿式检测
• 检测能力：以16x2.1mm高加碳钢管为例，我们的 远场涡流探头，可发现单个直径1.5mm的通孔或 直径3mm壁厚30%减薄的凹坑，有效区分壁厚5% 与10%的周向减薄缺陷。
柔性探头内检 柔性探头穿过弯曲部位伸出
31
32
不锈钢管氧化物堵管成像检测
随着我国国民经济的快速发展，超（超）临界参数的火
33
因此尽早发现并能定量分析氧化物的产生对电厂是非 常有必要的。我公司引进使用的电磁检测技术，是目 前国际上最先进的，该技术是加拿大路赛尔公司和美 国电科院合作开发的专利技术, 采用非接触式的外置扫 查器，能快速直观地检出管内氧化物的分布情况，实 时成像并读取氧化物占管内截面积的百分比，检出灵 敏度为3%， 定量精度为+/-5% 以内。
39
标样管检测信号
40
• 谢谢 !
• 广州金睛检测技术有限公司 • 北京金睛检测技术有限公司 • •
1、常规超声波全记录成像检测 2、相控阵真实几何结构成像检测 3、远场涡流检测技术 4、TOFD检测技术 5、常规涡流检测技术
5
超声波全记录成像检测
• ISONIC系列超声产品由以色列Sonotron NDT制造，是世界上最早的 可记录工业超声检测系统之一，是一套集检测跟踪、数据记录、缺陷成像 显示于一体的数字式高级超声检测系统。2003年，广州金睛是国内第一套 ISONIC 的用户，该系统配有二十多种标准和专用软件，为各种现场检测应 用提供直观的多媒体人机对话窗口，可以动态创建满足工件结构的检测工 艺，实现A超，B/C扫描成像数据的全记录，符合美国ASME 标准Code Case 2235<<使用超声波检测代替射线检测>>的要求。电站方面，2004年 开始，广州金睛在不同的条件下参与了汽包环缝、纵缝和下降管角焊缝， 四大管道对接焊缝，集箱管座角焊缝三维成像检测，阀门、法兰、三通的 腐蚀成像；利用快速B扫描成像检测中小直管、弯头的减薄，以特有的功能 检测小管角焊缝(联箱小管座)，各种锻、铸件如汽机大轴、轴瓦、护环的内 部状态判断；还可替代射线，对拍片困难部位成像。其中，参与了粤电集 团对受热面管座焊接质量的验收，对机组容量达66万千瓦的汽包200mm厚 环缝成像，并对缺陷成功定量、定位，得到业主方的极大的认同。
36
TOFD技术的优势：
1、效率高：单组探头检测对焊缝覆盖范围大，只须做线性扫查，无须 做锯齿形移动即可对焊缝完成扫查，是常规超声探伤方法的3至5倍； 2、灵敏度高：衍射波信号具有很高的灵敏度，因此也保证了很高的检 出率； 3、精度高：通过衍射时差计算方法，缺陷的高度可被精确的计算出来； 4、影响小：焊缝结构以及缺陷的方向性对检测结果影响不大，对耦合 要求不高（它是对衍射波的测量，当量影响不大，通过直通波可以监控 耦合状态）； 5、漏检少：衍射波具有高灵敏度，通过图象记录完整检测数据，重复 性好； 6、数据全：检测的结果立刻就能知道，焊缝的纵断面或横断面的检测 图像可以存盘或打印出来，也可随时在电脑上进行分析处理，作为永久 的纪录；
案例5、主蒸汽管高频导波快速成像检测
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导波成像+B扫描复核
案例6、电站小管高频导波快速成像检测
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图示是0.5毫米深度环向 划痕导波检测图，可对 电站各种规格管子的直 管段和弯管的母材质量 进行快速扫查并成像检 测。
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主蒸汽管道的TOFD检测 TOFD检测技术可 以检测大厚壁的主 蒸汽管道
图中为南方某电厂 89mm厚主蒸汽管道 的TOFD检测
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常规涡流检测技术
针对目前冷凝器内的不同管材，我们引进了专门对不 锈钢管、钛管、铜管的检测手段－常规涡流内检测。 对于这种非铁磁性材料管材的检测，可发现单个直径 1.0mm的通孔，能够有效检测壁厚10%的周向减薄缺 陷。配备刚性、柔性等专用探头，可顺畅穿过弯曲管 子，数据可以记录保存。
相控阵技术原理及特点
传统的超声检测采用单晶片探头发 散声束。在某些情况下也采用双晶片探 头或者单晶片聚焦探头来减小盲区和提 高分辨率。但是不管是哪种情况下，超 声场在介质中均是按照一个单一角度的 轴线方向传播。单一角度的扫查限制了 超声检测对于不同方向缺欠定性和定量 的能力。因此，大部分“有效的”标准 都要求采用多个角度声束的扫查来提高 检出率。但是对于复杂几何外形、大壁 厚或者探头扫查空间有限的情况检测很 难实现，为此就需要采用相控阵多晶片 探头和电子聚焦声束来满足上述情况的 检测要求。
某电厂高再小管对接焊缝相控阵检测和射线对比
某电厂1000MW机组隔板扇形扫描检测
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叶片叶根的检测
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螺栓检测
•齿根裂纹
•齿间裂纹
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远场涡流检测技术
• 远场涡流检测技术RFT是一种能穿透金属管壁的低频电 磁检测技术。探头有内通过式和（外扫描式）, 由激励 线圈和检测线圈构成，激励线圈和检测线圈相距二至三 倍管外径的长度, 激励线圈通以低频交流电, 产生的磁场 信号穿透管壁后，沿管子方向传递，再从管外（内）面 穿透管壁，信号被管内（外）的检测线圈接受, 从而有 效地检测管子的内、外壁腐蚀及管壁的减薄情况。磁场 信号穿透了两次管壁完成检测。若管子发生腐蚀减薄， 由于信号穿透的金属变少了，检测线圈所接受的信号会 相位提前 (时间减少) 和幅度提高。因此，RFT的主要技 术特征是激励线圈与检测线圈间距和信号的穿透性。
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报告摘要
无损检测技术在电力行业的应用可以说是最成熟、最规范的。但是
•
长期以来，对于复杂、异性工件的检测仍然是比较困难的问题。诸 如，水冷壁检测、汽轮机叶片、螺栓、角焊缝、带保温层管道等工 件的检测。超声波真实几何结构成像检测和远场涡流检测等技术的 应用为这些问题带来了解决方法。
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先进无损检测技术应用介绍
34
氧化物堵管成像和定量
35
TOFD检测原理和特点
一种依靠超声波与缺陷端部相互作用发出的衍射波来检出 缺陷并对缺陷进行定量的检测技术，检出率约90%左右，而相 比之下，射线检测的检出率稍低，大约75%，在实际工作中， 我们也发现有TOFD检测出来的缺陷，X射线未能发现的情况， 精确测量缺陷尺寸，定期对缺陷进行监测，可以计算出单位时 间内缺陷尺寸变化量，从而判断缺陷的趋势。
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水冷壁管自动爬行检测
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发现的典型缺陷和检测信号
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发现的典型缺陷和检测信号
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现场检测到的典型缺陷
内壁腐蚀
环向纹
纵向裂纹
大面积渐变减薄
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水冷壁管爬行器的优势
保温层下管道腐蚀成像检测
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针对有防腐层、保温层、水泥层包裹的管件，在不破坏 外衬的情况下，利用我们的链式远场涡流探头可以对保 温层下腐蚀缺陷进行成像检测
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先进无损检测技术 在电力行业的应用优势
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广州金睛检测技术有限公司
金睛检测是一家致力于先进无损检测技术引进和应 用的专业技术服务公司。公司技术力量雄厚，检验人员 具有丰富的工作经验。其中高级工程师1人、工程师3人、 检验人员19人。取得无损检测检验员资格的有：射线Ⅲ 级2人（证）、超声波Ⅲ级1人（证）、渗透Ⅲ级2人 （证）、磁粉Ⅲ级1人（证）、射线Ⅱ级10人（证）、超 声波Ⅱ级9人（证）、磁粉探伤Ⅱ级7人（证）、渗透探 伤Ⅱ级8人(证)； 目前公司检测业务范围包含常规检测和非常规检测两大 类。其中非常规检测包括：水冷壁、过热器、再热器等 炉管的金属检测和氧化物堵管检测；汽机方面的检测范 围包括汽轮机叶片、螺栓、高加、冷凝器等。检测技术 以先进技术为主，包括超声相控阵检测技术、涡流检测 技术、导波和TOFD检测技术。挑战常规检测难以完成 的任务。
相控阵在目前无损检测领域里代 表最先进的超声检测技术。尤其在复 杂构件及焊接接头检测方面的应用具 有独特优势。可有效地检出各种面状 缺陷和体积型缺陷。检测结果以三维 图像显示，为缺陷定位、定量、定性 、定级等提供了丰富的信息。
结合焊缝真实坡口的成像检测
电站小管局限位置的快速扫描成像检测 某电厂低再检测现场
21
挑战性工况的远场涡流检测
• 1、 电厂锅炉水冷壁管自动爬行器检测 • 2、带外衬管链式探头扫描检测 • 3、高低加热器管内穿式检测 • 4、不锈钢管氧化物堵管成像检测
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水冷壁管自动爬行器检测
电厂锅炉的水冷壁管在长期运行过程中受到烟气、煤
•
灰、火焰及管内介质等侵蚀, 极易出现腐蚀、冲蚀及磨损 等损伤, 材料性能劣化，在管内高压、高温水及蒸汽的作 用下, 发生鼓胀变形泄漏或爆管，强制停炉等严重事故,造 成巨大经济损失。因此加强水冷壁管的在役运行检测，发 现损伤部位，及时修复，避免事故，具有十分重要的现实 意义。加拿大路赛尔公司和美国电科院开发的远场涡流检 测系统，是目前国际上最先进的，采用非接触式的手持式 外置式探头（E-PIT）或 自动爬壁扫查器（VertiScan）， 能快速直观地检出水冷壁管的宏观缺陷，如内外壁局部腐 蚀，管壁的渐变和均匀减薄，也可发现氢损伤，热疲劳裂 纹和蠕变裂纹等微观缺陷，检测现场和缺陷管的示意图如 下：
案例1：汽包焊缝C扫描三维超声成像
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• 160mm厚汽包环缝 三维成像检测
案例2：集箱管座角焊缝快速 B 扫描成像检测
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厂家设备验收---使用斜探头利用一次波和一次 反射波结合对被测物件截面成像，对成像过程 能实现 A 超数据及截面图形自动记录。
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案例3：阀座夹渣快速扫描成像检测
9
案例4、腐蚀检测3D成像技术
•
电机组已在全国蓬勃发展，这些机组的锅炉根据不同的 厂家工作温度可达到571 585 606 615 620度，目前应用 的管材基本上都是TP347H、TP347HFG、Super304H 和HR3C. 这些不锈钢管，在运行一段时间后，内壁脱落 的氧化皮，会聚集在管排水平段，形成凝结性的氧化物 ，当氧化物堆积到一定数量后，会引起堵管，局部过热 而造成爆管，停炉。另外所有炉型中，管排自夹管及其 出汽侧弯头堆积脱落的氧化皮较多，锅炉厂加工的异形 接管焊缝退刀槽处基本上都是直角台阶，脱落的氧化皮 通过此处变截面时，容易造成搭桥堆积，当炉膛存在较 大热偏差状况时，偏差较大的管排就会超温运行，很短 的时间即可产生氧化皮脱落堵塞管径，造成超温爆管。
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高温/低温加热器管内穿式检测
• 检测能力：以16x2.1mm高加碳钢管为例，我们的 远场涡流探头，可发现单个直径1.5mm的通孔或 直径3mm壁厚30%减薄的凹坑，有效区分壁厚5% 与10%的周向减薄缺陷。
柔性探头内检 柔性探头穿过弯曲部位伸出
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不锈钢管氧化物堵管成像检测
随着我国国民经济的快速发展，超（超）临界参数的火
33
因此尽早发现并能定量分析氧化物的产生对电厂是非 常有必要的。我公司引进使用的电磁检测技术，是目 前国际上最先进的，该技术是加拿大路赛尔公司和美 国电科院合作开发的专利技术, 采用非接触式的外置扫 查器，能快速直观地检出管内氧化物的分布情况，实 时成像并读取氧化物占管内截面积的百分比，检出灵 敏度为3%， 定量精度为+/-5% 以内。
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标样管检测信号
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1、常规超声波全记录成像检测 2、相控阵真实几何结构成像检测 3、远场涡流检测技术 4、TOFD检测技术 5、常规涡流检测技术
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超声波全记录成像检测
• ISONIC系列超声产品由以色列Sonotron NDT制造，是世界上最早的 可记录工业超声检测系统之一，是一套集检测跟踪、数据记录、缺陷成像 显示于一体的数字式高级超声检测系统。2003年，广州金睛是国内第一套 ISONIC 的用户，该系统配有二十多种标准和专用软件，为各种现场检测应 用提供直观的多媒体人机对话窗口，可以动态创建满足工件结构的检测工 艺，实现A超，B/C扫描成像数据的全记录，符合美国ASME 标准Code Case 2235<<使用超声波检测代替射线检测>>的要求。电站方面，2004年 开始，广州金睛在不同的条件下参与了汽包环缝、纵缝和下降管角焊缝， 四大管道对接焊缝，集箱管座角焊缝三维成像检测，阀门、法兰、三通的 腐蚀成像；利用快速B扫描成像检测中小直管、弯头的减薄，以特有的功能 检测小管角焊缝(联箱小管座)，各种锻、铸件如汽机大轴、轴瓦、护环的内 部状态判断；还可替代射线，对拍片困难部位成像。其中，参与了粤电集 团对受热面管座焊接质量的验收，对机组容量达66万千瓦的汽包200mm厚 环缝成像，并对缺陷成功定量、定位，得到业主方的极大的认同。
36
TOFD技术的优势：
1、效率高：单组探头检测对焊缝覆盖范围大，只须做线性扫查，无须 做锯齿形移动即可对焊缝完成扫查，是常规超声探伤方法的3至5倍； 2、灵敏度高：衍射波信号具有很高的灵敏度，因此也保证了很高的检 出率； 3、精度高：通过衍射时差计算方法，缺陷的高度可被精确的计算出来； 4、影响小：焊缝结构以及缺陷的方向性对检测结果影响不大，对耦合 要求不高（它是对衍射波的测量，当量影响不大，通过直通波可以监控 耦合状态）； 5、漏检少：衍射波具有高灵敏度，通过图象记录完整检测数据，重复 性好； 6、数据全：检测的结果立刻就能知道，焊缝的纵断面或横断面的检测 图像可以存盘或打印出来，也可随时在电脑上进行分析处理，作为永久 的纪录；