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汽轮机轴瓦超声波检测脱胎缺陷

2023-03-28 11:11     来源:国电检测     超声检测无损检测
背景概述

2022年5月,北京国电检测参加某电厂C级检修金属监督检测,检测过程中按照技术协议要求对1#机组汽轮机相关受监部件开展无损检测与理化检验工作。其中汽轮机#1号轴瓦下半在进行超声波检测时,发现一处250 mm(弧长)×105 mm(宽度)区域的脱胎缺陷。依据缺陷评级标准,承载区域Ⅰ级合格,该轴瓦评为Ⅴ级,不合格。

1#机组汽轮机为高压抽汽背压式汽轮机,与发电机及其附属设备配套用于电厂、化工等行业。汽轮机型号为CB25-92/4.4/1.4,属单缸、冲动、抽背式汽轮机,具有一级调整抽汽。额定功率25 MW,最大功率29 MW,主汽门前蒸汽压力9.2 MPa,主汽门前蒸汽温度535 ℃。

转子为整锻结构:包括高压单列调节级、中压单列调节级在内的第1级到第7级叶轮与轴整锻为一体。前轴承与推力轴承合并为一径向推力联合轴承装于前轴承座内,后轴承与发电机前轴承同装于后轴承座内。汽轮机转子与发电机转子用刚性联轴器联接。汽轮机转子采用铬钼钒珠光体钢整体锻造,转子旋转方向为(自机头侧看)顺时针旋转。

检测情况

1. 检测标准:DL/T 297-2011《汽轮发电机合金轴瓦超声波检测》;

2. 超声波仪器:有效期内汕超CTS-1002型,设备编号GDJC-UT-018;

3. 超声波探头:双晶5Pφ8F6;

4. 检测灵敏度:探头置于参考试块合金与衬背材料结合良好部位,将界面波调整至满屏80%,增益4 dB;

5. 1号轴瓦合金层厚度:6 mm;

6. 无损检测过程及缺陷照片如下:

(1) 无脱胎区域,在灵敏度为77.7 dB时,巴士合金结合面反射波很低,仅为4%屏高左右,如图1所示。

图1 无脱胎区域波形

(2) 脱胎区域,在扫查灵敏度波幅77.7 dB不变时,巴士合金结合面反射波已经高出100%波幅,如图2所示。

图2 有脱胎区域波形

(3) 将巴士合金结合面反射波降到屏幕80%时,灵敏度显示为64.7 dB,如图3所示。

图3 有脱胎区域波形

检测结果确定

在超声波检测发现结合面多次反射波后,按照半波高度法确定脱胎面积,同时对轴瓦外表面巴士合金结合面进行了渗透检测,发现外侧结合面处约250 mm明显的脱胎迹痕显示,如图4所示。综合超声波检测与渗透检测结果,判定该轴瓦不合格。

图4 渗透检测复合脱胎区域

经验分享

轴瓦作为电力行业非常重要的汽轮机部件,它的工作状况是十分恶劣的:高温高压蒸汽在汽轮机内膨胀做功,将内能转化成机械能,此时轴瓦经受着冲刷、高速磨损等工况。运行中的汽轮机轴瓦处于极复杂的应力状态,往往由于铸造复合质量差、机加工质量不佳、组装工艺不良、运行工况变动等因素的影响造成轴瓦脱胎。轴瓦存在缺陷是极大的安全生产隐患,一但轴瓦在运行中发生脱胎,将导致冷却油温过高,轻则非停,重则对汽轮机转子、叶片、隔板等造成极大的损害,严重影响机组的安全稳定运行。

此次检测结束后把缺陷通知单交给业主,为了有效避免因轴瓦失效导致的停机事故,电厂业主最终在有备件的情况下对该脱胎轴瓦进行了更换处理。作为检测单位,北京国电检测在提供技术服务的过程中,检测人员严格执行标准要求,采用规定的仪器与探头,保证检测结果的准确性与有效性,为所服务的业主提供电站部件安全管理的依据,保证机组安全稳定地运行。

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