汽轮机轴瓦无损检测技术探讨

　　摘要:汽轮机的能否安全运行，其一则取决于汽轮机轴瓦的质量，那么本文主要通过对汽轮机轴瓦结构进行分析，研究了汽轮机轴瓦质量无损检测的技术和措施，以便及时发现和消除汽轮机轴瓦质量隐患，解决其中的轴瓦质量问题，保证机组运行轴瓦的稳定性，为汽轮机轴瓦质量监督检验提供借鉴。
　　关键词:汽轮机；轴瓦；检测技术
　　中图分类号：V448.25+1文献标识码：A文章编号：
　　1前言
　　通常情况下汽轮机的轴瓦，是以优质的钢铁打廷而成，随后会在其内部浇锋一层薄层乌金，从而形成一圈乌金复合层。主要有径向支持轴承轴瓦和轴向推力轴承轴瓦两种。径向支持轴承轴瓦支撑着发电机转子的重量和由于转子质量不平衡与高速转动而引起的离心力，并确定转子的径向位置，使其中心与汽缸中心保持一致。推力轴瓦呈扇形，其作用是承担高压蒸汽作用在转子上的轴向推力，并确定转子的轴向位置，使转子与静止部分保持一定的轴向间隙。汽轮机在工作时，转子高速运转（3000转／分），将在轴瓦上产生很大的径向、轴向载荷并伴随着突发情况的冲击力作用。如轴瓦上有脱层等缺陷的存在，在各种外力的综合作用下，将使脱层等缺陷扩展，甚至造成轴瓦乌金复合层的脱落与熔化，从而引发烧瓦、停机事故，严重地影响发电厂的安全运行和经挤效益。利用渗透检验和超声波检验两种方法对轴瓦进行综合检测不但具有较高的检测灵敏度而且具有较高的效率，以确保发电机组的安全运行。可广泛地用于汽轮机轴瓦安装前及检修期间的无损检测。
　　2渗透检测
　　2.1检测面
　　根据渗透检测的基本原理，渗透检测不仅仅适用于非多孔性金属材料，同时也适用于非金属材料制承压设备在制造、安装及使用中产生的表面开口缺陷的检测。所以对轴瓦进行渗透检测是检测轴瓦的乌金复合层与基体的接舍线处的复合情况。其检测面即是轴瓦乌金复合层接合线处表面。
　　2.2检测准备
　　被检测物的检测部位的表面状况在很大程度上会直接性的影响着渗透检测的检测质量轴瓦的表面光精、平整，不需修磨完全符合渗透检验要求，但轴瓦表面通常有防护油层，进行渗透检验时必须清洗干净，清洗时，可采用溶剂、洗涤剂等进行。在汽轮机安装现场，水源、电源颇多不便，而且轴瓦检测工作量也不是太大。采用溶剂去除型着色探伤法喷罐式探伤剂较为适宜，其检验灵敏度完全可以保证检验质量。
　　2.3实施检测
　　在施实一个物体的检验工作之前，首先要使用铝合金试块或镀铬试块对渗透探伤剂和检测工艺进行检验。依照预清洗―施加渗透剂―清除表面多余渗透剂―施加显像剂―观察与评定的工作程序对轴瓦进行检测。若轴瓦乌金复合层有开口性脱层缺陷存在，则接合线处将有明显的显示痕迹产生，可根据显示痕迹的颜色深浅大概判定为缺陷深度的太小。较深的脱层在擦去显示痕迹后再施加显像剂，仍然还可得到较为明显的显示痕迹，显示痕迹的长度即为开口性缺陷的长度。
　　3超声波检测
　　3.1检测面
　　根据超声波检测原理可知，在进行超声波检测时应尽量使超声波垂直于缺陷表面，这时缺陷回波较高，检验灵敏度、准确率较好。轴瓦乌金复合层脱层缺陷是在乌金与基体结合面上平行与乌金表面的缝隙属于平面型缺陷。所以用直探头在乌金复合层表面进行检测可得到理想的检测效果。
　　3.2检测仪
　　选用A型脉冲反射式超声渡探伤仪，其性能符合ZBY230的要求。
　　3.3检测探头
　　由于脱层缺陷平行于乌金检测面，所以可选用单直探头探测轴瓦双晶纵波探头盲区小，检测灵敏度高，但其探测厚度有限，对于较薄的轴瓦检验更为有效。由于轴瓦乌金复合层质软易被较硬物体划伤，宜选用软保护膜探头检验。
　　3.4晶片尺寸选定
　　由于支撑轴承轴瓦的检测面为弧形，曲率较大，为减小耦合损失提高探伤耦合性能要选用小晶片探头，另一方面，小晶片探头近场区小，盲区小有利于轴瓦探测。
　　3.5检测频率选择
　　检测频率高，则灵敏度和分辩力也高，并且指向性好。但频率高时，近场区长度大，会造成盲区太对探测不利。所以在能保证探伤灵敏度的前提下要尽量选用较低的检测频率。实践证明选用2.5MHz的检测频率较为适宜。直探头的远场分辨力应大于或等于30dB。
　　3.6检测灵敏度的调节
　　轴瓦检测时，人工缺陷试块的制作较为复杂困难。所以在轴瓦检测中，常利用轴瓦底波来调节检测灵敏度。单直探头探测以轴瓦底波等于荧光屏满刻度的80%再增益10dB作为检验灵敏度。
　　3.7实拖检测
　　依据检测程序对轴瓦进行100的扫查，相邻两次扫查应有至少10%的重复扫查重叠区。对于脱层缺陷的面积范围使用6dB法（半波高度法）进行测定。若有下列波型显示，则有脱层缺陷存在。
　　1）若无轴瓦底波，只有缺陷波多次彼连，则该区域为完全脱层。
　　2）若缺陷波多次彼连，轴瓦底波下降，则该区域为不完全脱层。
　　4结论
　　总结，根据以上所述，渗透检测主要是检验轴瓦乌金复合层边缘开口性脱层缺陷，而这也是制造轴瓦时较易产生的缺陷，所以在实际检验中发现，渗透检验时，合格的轴瓦，在超声波检验时常常也是合格的轴瓦。渗透检验是检验轴瓦的边缘开口性脱层缺陷，无法进行准确的定量。超声渡检测则是发现较深的边缘脱层和内部脱层缺陷，其灵敏度高，准确性好，并且可定量地检出脱层缺陷大小。利用渗透检验和超声波检验进行综合检验可全面地检测轴瓦质量。