支柱绝缘子检测通用工艺.doc

安徽津利能源科技发展有限责任公司企业标准 电网在役支柱瓷绝缘子及瓷套超声波电网在役支柱瓷绝缘子及瓷套超声波 检测通用工艺检测通用工艺 文件编码文件编码 Q JLKJ ZDTY 006Q JLKJ ZDTY 006J JJ J 文文件件版版本本 2 20 01 14 4 版版 发布日期 发布日期 20142014 年年 2 2 月月 2020 日日 实施日期 实施日期 20142014 年年 3 3 月月 1 1 日日 姓姓 名名签签 字字日日 期期受受控控分分发发章章 编编 写写 樊传琦 审审 核核樊传琦 版本 2014第 1 页 共 19 页 电网在役支柱瓷绝缘子及瓷电网在役支柱瓷绝缘子及瓷 套超声波检测通用工艺套超声波检测通用工艺 Q JLKJ ZDTY 006Q JLKJ ZDTY 006J JJ J 批批 准准 余新海 分发 金属检测部原件存档处 质量安全管理部 此文件产权属安徽津利能源科技发展有限责任公司所有 未经许可 任何人不得以任何方式外此文件产权属安徽津利能源科技发展有限责任公司所有 未经许可 任何人不得以任何方式外 传 否则追究相应责任 传 否则追究相应责任 版本 2014第 2 页 共 19 页 电网在役支柱瓷绝缘子及瓷电网在役支柱瓷绝缘子及瓷 套超声波检测通用工艺套超声波检测通用工艺 Q JLKJ ZDTY 006Q JLKJ ZDTY 006J JJ J 修改认定页修改认定页 序号序号原版本号原版本号现版本号现版本号修改章节号修改章节号修改日期修改日期生效日期生效日期 版本 2014第 3 页 共 19 页 电网在役支柱瓷绝缘子及瓷电网在役支柱瓷绝缘子及瓷 套超声波检测通用工艺套超声波检测通用工艺 Q JLKJ ZDTY 006Q JLKJ ZDTY 006J JJ J 目 次 前前 言言 4 前前 言言 4 1 1 适用范围适用范围 5 2 2 编写依据编写依据 5 3 3 人员要求人员要求 5 4 4 检测前准备检测前准备 5 5 5 小角度纵波法小角度纵波法 7 6 6 爬波法检测爬波法检测 10 7 7 双晶横波检测法双晶横波检测法 13 8 8 使用注意事项使用注意事项 14 9 9 维护和保养维护和保养 15 1010 环境及职业安全健康控制措施环境及职业安全健康控制措施 15 版本 2014第 4 页 共 19 页 电网在役支柱瓷绝缘子及瓷电网在役支柱瓷绝缘子及瓷 套超声波检测通用工艺套超声波检测通用工艺 Q JLKJ ZDTY 006Q JLKJ ZDTY 006J JJ J 前前 言言 为了规范检测活动的实施过程 特制定本通用工艺 本标准由公司金属检测部提出并归口 版本 2014第 5 页 共 19 页 电网在役支柱瓷绝缘子及瓷电网在役支柱瓷绝缘子及瓷 套超声波检测通用工艺套超声波检测通用工艺 Q JLKJ ZDTY 006Q JLKJ ZDTY 006J JJ J 电网在役支柱瓷绝缘子及瓷套超声波检测通用工艺电网在役支柱瓷绝缘子及瓷套超声波检测通用工艺 1 1 适用范围适用范围 本通用工艺适用于发电厂 变电站 所 换流站 串补站户内和户外外径不小于 80mm 高压 支柱瓷绝缘子及径小于 150mm 的断路器 CT PT 含 CVT 避雷器等设备瓷质外套的超声波检 测 本通用工艺也适用于发供电行业设备安装和检修时的检测 2 2 编写依据编写依据 产品使用说明书 支柱瓷绝缘子及瓷套超声波检测 电网在役支柱瓷绝缘子及瓷套超声波检测 3 3 人员要求人员要求 3 13 1 操作数字超声仪的检测人员都应经过专业培训 并持有电力部颁发的 级或 级以上 的超声波检验支柱瓷绝缘子及瓷套人员资格证书 3 23 2 操作人员应熟悉所用设备的基本结构 各部分的作用及本规程 3 33 3 操作人员应熟悉设备的各部分的作用及本规程 3 43 4 作好设备的维护保养工作 使之处于完好状态 4 4 检测前准备检测前准备 4 14 1 检测前准备 应充分了解设备的名称 支柱瓷绝缘子及瓷套的外形结构型式 尺寸 材质等 查阅制造厂出厂和安装时有关质量资料 查看被检支柱瓷绝缘子及瓷套的产品标识 如无 则 做好不易去除的唯一性编号标识等 4 24 2 耦合剂应具有良好的透声性能和润湿能力 且对工件无害 对工艺无害 对工艺无影响 易清除 4 34 3 检测区域的确定 主要检测区域是上 下瓷件端头与法兰胶装整个区域 重点是法兰口内外 3mm 与瓷体相交的区域 如图 1 1 所示 版本 2014第 6 页 共 19 页 电网在役支柱瓷绝缘子及瓷电网在役支柱瓷绝缘子及瓷 套超声波检测通用工艺套超声波检测通用工艺 Q JLKJ ZDTY 006Q JLKJ ZDTY 006J JJ J a 爬波探头检测支柱瓷绝缘子表面缺陷 b 纵波斜入射探头检测支柱瓷绝缘子内部及对称外表面缺陷 c 双晶横波斜探头检测瓷套内部及内壁缺陷 4 34 3 声速测定 声速测定方法如下 1 1 采用卡尺测量支柱瓷绝缘子 2 2 采用千分尽测量支柱瓷绝缘子或瓷伞裙厚度 3 3 采用 5MHz 8mm 直探头 测定被测点实际厚度 将厚度值输入仪器 将无缺陷处第一 和二次反射波调节到 80 屏高 并将回波限制在闸门内 仪器将自动进行测试并显示出声速值 也 可采用其它有效方法进行声速测定 4 44 4 扫查方式 将探头置于支柱瓷绝缘子或瓷套的伞裙与法兰间 探头前沿对准法兰侧 并保 证探头与检测面的良好耦合 扫查速度不应超进 150mm s 当采用自动报警装置扫查时不受此限制 扫查覆盖率应大于探头直径的 10 采用爬波检测时 探头庆尽可能向法兰侧前移 保持稳定接触 作周向 360 扫查 采用纵波斜探头或双晶横波探头检测时 在移动范围许可的情况下 探头可作前后移动 进行 周向 360 扫查 4 54 5 检测方法的选择 支柱绝缘子及瓷套的超声波检测采用下述三种方法 当用一种方法探伤 时如发现缺陷 可选用另一种方法验证 也可用参考试块作比对试验 以提高检测结果的准确性 检测方法选择如下 版本 2014第 7 页 共 19 页 电网在役支柱瓷绝缘子及瓷电网在役支柱瓷绝缘子及瓷 套超声波检测通用工艺套超声波检测通用工艺 Q JLKJ ZDTY 006Q JLKJ ZDTY 006J JJ J 1 1 支柱绝缘子及瓷套法兰胶装区表面和近表面缺陷的检测采用爬波法 2 2 支柱绝缘子内部和对称侧表面或近表面缺陷的检测采用小角度纵波斜入射法 3 3 瓷套内部和内壁缺陷的检测采用双晶斜探头横波法 5 5 小角度纵波法小角度纵波法 探头的选择 根据被检支柱瓷绝缘子的直径选择相应规格的探头 5 15 1 探头的选择 小角度纵波单晶斜探头 在移动范围许可的情况下 宜选择较大角度折射角 探头 探头的选择见下表 支柱瓷绝缘子规格 mm 80 120 120 160 160 200 200 探头晶片尺寸 mm mm 8 108 108 108 10 探头频率 MHz5552 5 探头纵波折射角 L 18 15 18 12 15 10 12 8 5 25 2 扫描时基线比例的调整 扫描时基线比例按深度定位法调整 扫描比例依据直径和选用的探头角度来确定 最大检测 范围应至少达到时基线满刻度的 60 5 35 3 扫查灵敏度调整 采用校准试块调整扫查灵敏度 将探头置于试块上 找出试块上深 40mm 1 横通孔最强反 射波 调到 80 波高 此灵敏度相当于外径 40mm 支柱瓷绝缘子的扫查灵敏度 支柱瓷绝缘子的外 径每增大 10mm 扫查灵敏度提高增益 2dB 当支柱瓷绝缘子声速小于 6100 s 时 应在外径差补偿 的基础上再提高增益 2dB 4dB 5 45 4 缺陷的检测 对缺陷进行定量 最大把射波幅及指示长度 和位置来测定 缺陷的定量测定方法如下 1 1 找到缺陷反射波最大波高 根据调整扫查灵敏度的方法 与相近声程 1mm 横通孔进行 当量比较 判定为不小于 1mm 横通孔进行当量或不大于 1mm 横通孔进行当量 记录为 1 dB 2 2 移动探头 如缺陷波连续存在 采用半波高度法测定缺陷的指示长度 并做好良录 3 3 采用小角纵波斜入射法检测时 应对用半波高度法 6 测出的缺陷指示长度进行修正 缺陷指示长度值按下式计算 L 1 2H D L0 5 55 5 缺陷指示长度的测定 缺陷长度的测定分为绝对灵敏度法和相对灵敏度法 绝对灵敏度法是一种以缺陷最大回波高度为基准的测长方法 绝对灵敏度测长的方法是当发现 缺陷回波时 找到时回波下降的相对于最大高度的某一确定值 记下此时的探头位置 再沿着相反 方向移动探头 使缺陷回波下降到与另一侧同样高度时 记下探头的位置 量出两个位置间探头移 版本 2014第 8 页 共 19 页 电网在役支柱瓷绝缘子及瓷电网在役支柱瓷绝缘子及瓷 套超声波检测通用工艺套超声波检测通用工艺 Q JLKJ ZDTY 006Q JLKJ ZDTY 006J JJ J 动的距离 即为缺陷的指示长度 相对灵敏度法指的是 6dB 法或半波高度法 6dB 法测长的方法 检测中发现缺陷时 找到缺陷 最大回波高度 并将缺陷最大回波高度调整至基准波高 如垂直满刻度的 80 然后将基准波提 高增益 6dB 以缺陷最大回波高度点为起始点 沿缺陷长度方向分别向两侧移动探头 当缺陷回波 高度降至基准高度时 记录探头位置 测量出两侧探头中心位置之间的距离即为缺陷的指示长度 图 1 4 为 6dB 法的示意图 通常采用比较简便的半波高度法进行测长 操作方法是找到缺陷最大回 波高度后 沿缺陷长度方向向两侧移动探头 当缺陷回波高度降低一半时 标记探头位置 测量两 侧探头中心位置之间的距离 即为缺陷的指示长度 支柱瓷绝缘子缺陷长度的测定一般采用半波 高度法 图 1 4 6dB 法测量缺陷长度 5 65 6 回波分析 如显示仅有孤立底波 无杂波 波型清晰 应判定无缺陷 如图 1 5 所示 图 1 5 支柱瓷绝缘子内部无缺陷扫查图 版本 2014第 9 页 共 19 页 电网在役支柱瓷绝缘子及瓷电网在役支柱瓷绝缘子及瓷 套超声波检测通用工艺套超声波检测通用工艺 Q JLKJ ZDTY 006Q JLKJ ZDTY 006J JJ J a 支柱瓷绝缘子检测示意图 b A 扫查图 c B 扫查图 支柱瓷绝缘子内部晶粒粗大时 探头扫查时会出现草状反射波 在检测灵敏度下一般波高 30 屏 高 探头稍作移动 反射波会立即下降或消失 此时应判定为晶粒反射波 支柱瓷绝缘子内部存在夹杂物 气孔及裂纹等缺陷 底波出现点状或丛状反射波 底波也可能 会降低 此时应判定为缺陷波 如图 1 6 所示 图 1 6 支柱瓷绝缘子内部点状缺陷反射波 a 支柱瓷绝缘子内部点状缺陷的检测示意图 b A 扫查图 c B 扫查图 在支柱瓷绝缘子探测面的对应侧表面存在裂纹时 底波前会出现裂纹波 随着裂纹水深度的增 大 裂纹波与底波的间距增大 且底波会降低 如图 1 7 所示 图 1 7 支柱瓷绝缘子对称面缺陷反射波 a 支柱瓷绝缘子对称面缺陷的检测示意图 b A 扫查图 c B 扫查图 5 65 6 小角度纵波检测结果评定 根据缺陷当量的大小 密集程度和缺陷的指示长度进行评定 1 1 凡判定为裂纹的缺陷波为不合格 2 2 单个缺陷波大于或等于 1 横通孔当量 判定为不合格 版本 2014第 10 页 共 19 页 电网在役支柱瓷绝缘子及瓷电网在役支柱瓷绝缘子及瓷 套超声波检测通用工艺套超声波检测通用工艺 Q JLKJ ZDTY 006Q JLKJ ZDTY 006J JJ J 3 3 单个缺陷波小于 1 横通孔当量 且指示长度不小于 10mm 判定为不合格 4 4 单个缺陷波小于 1 横通孔当量 呈现多个 不小于 3 个 反射波或林状反射波 判定 为不合格 5 5 对称面缺陷应采用爬波验证 以爬波检测为主要依据进行判定 6 6 爬波法检测爬波法检测 6 16 1 探头的选择 使用并联式结构爬波探头 探头频率为 2 5MHz 晶片尺寸选用 10mm 12mm 双 晶片 移动范围较小时采用 8mm 10mm 或 6mm 10mm 双晶片探头 在探头移动范围许可的情况下 宜选择较大晶片探头 探头移动时要求保持与检测面良好吻合 应选用与试件曲面相匹配的探头 一般可在支柱瓷绝 缘子及瓷套直径变化 20mm 范围内选用一种规格弧度的探头 但仅允许曲率半径大的探头探测曲率 半径小一档的试件 一档为 20mm 探头的弧面直径分为 100mm 120mm 140mm 160mm 180mm 200mm 220mm 以及平面等 8 种规格 6 26 2 扫描时基线比例的调整 扫描时基线比例按声程定位法调整 将时基线最大量程调整为 60mm 即可 6 36 3 距离 波幅曲线 DAC 曲线 的绘制 爬波检测需要制作距离 波幅曲线 用于调整或校 验检测灵敏度和缺陷的定量 距离 波幅曲线 DAC 曲线 的绘制方法 将探头置于校准试块上 找出距探头前端面 10mm 深度 5mm 的模拟裂纹 测得最强反射波 调到 80 屏高 然后依次测出距离分别为 20 mm 30mm 40mm 50mm 处模拟裂纹波高 在示波屏上绘制出一条距离 波幅曲线 如图 1 8 所示 图 1 6 支柱瓷绝缘子对称面缺陷反射波 版本 2014第 11 页 共 19 页 电网在役支柱瓷绝缘子及瓷电网在役支柱瓷绝缘子及瓷 套超声波检测通用工艺套超声波检测通用工艺 Q JLKJ ZDTY 006Q JLKJ ZDTY 006J JJ J 6 46 4 扫查灵敏度调整 采用校准试块调整扫查灵敏度 将探头的圆弧面置于试块上 找出距探 头前端 10mm 深度 5mm 的模拟裂纹的最强反射波 调整去到 80 屏高 作为检测灵敏度 再根据实 测的声速确定扫查灵敏度 具体如下 在检测灵敏度下 当声速为 6700 s 时 增益为 0 此时 检测灵敏度就是扫查灵敏度 而每当 声速下降 100m s 时 需要在检测灵敏基础上提高增益 2dB 作为扫查灵敏度 检测灵敏度即为支柱瓷绝缘子或瓷套外壁 1mm 深度模拟裂纹的等效灵敏度 6 56 5 缺陷的检测 缺陷定量测定 凡超过距离 波幅曲线高度的反射波均判定为缺陷波 缺陷最大反射波幅与距 离 波幅曲线高度的差值 记为 DAC dB 低于距离 波幅曲线高度的反射波采用半波高度 6dB 法测定其指示长度 2 2 缺陷位置测定 根据探头在探测面上的位置和最高反射波在示波屏上的水平位置来确定 缺陷的周向和轴向位置 并做好记录 6 66 6 爬波回波分析 爬波检测会出现一些非缺陷固有回波 主要是各种轮廓回波 如有时试件 表面壁一些稍深的刻槽 压痕 刀痕 折痕 波纹等都会产生干扰信号 如图 1 7 所示 此类信号 在屏幕上显示为林状波群 虽然反射波不强 但足以干扰判伤 极易被认为粗晶粒反射波 需注意 识别 试件表面的耦合剂过多时 爬波在探头前端面的油滴也会产生反射信号 这种信号在擦去表面 油滴后即消失 或用沾油的手指拍打表面想起应部位观察波幅变化来进行判断 检测中还会出现因 瓷表面的凹凸不平导致声束入射方向的改变而引起一些特殊的干扰回波 需要引起注意 图 1 7 瓷套菱型槽 深度约为 0 8mm 探头扫查时满屏的林状波 支柱瓷绝缘子或瓷套反射回波主要特征如下 1 1 如支柱瓷绝缘子或瓷套的表面或近表面无缺陷时 示波屏显示基本无反射波 如图 1 8 所示 版本 2014第 12 页 共 19 页 电网在役支柱瓷绝缘子及瓷电网在役支柱瓷绝缘子及瓷 套超声波检测通用工艺套超声波检测通用工艺 Q JLKJ ZDTY 006Q JLKJ ZDTY 006J JJ J 2 2 如支柱瓷绝缘子或瓷套被检部位的表面或近表面存在气孔 烧结形成的凹坑 碰损或裂 纹等缺陷时 会出现点状或丛状反射波 此时 应与绘制的距离 波幅曲线进行比较 波高超出曲 线的应判定为缺陷波 如图 1 9 和图 1 10 所示 3 3 如支柱瓷绝缘子或瓷套外壁存在裂纹时 裂纹波前基本无杂波 移动探头 距离裂纹越 近 反射波高越强 图 1 8 瓷套表面无缺陷时显示 a 瓷套的检测示意图 b A 扫查图 图 1 9 支柱瓷绝缘子表面裂纹反射波 a 支柱瓷绝缘子表面缺陷的检测示意图 b A 扫查图 版本 2014第 13 页 共 19 页 电网在役支柱瓷绝缘子及瓷电网在役支柱瓷绝缘子及瓷 套超声波检测通用工艺套超声波检测通用工艺 Q JLKJ ZDTY 006Q JLKJ ZDTY 006J JJ J 图 1 10 瓷套表面裂纹反射波 a 瓷套表面缺陷的检测示意图 b A 扫查图 6 76 7 爬波检测结果评定 根据缺陷的性质 波幅的大小 指示长度进行评定 1 1 凡判定为裂纹的缺陷波为不合格 2 2 凡反射波幅超过距离 波幅曲线高度的缺陷波 判为不合格 3 3 反射波幅等于或低于距离 波幅曲线高度 且指示长度不小于 10mm 判为不合格 7 7 双晶横波检测法双晶横波检测法 7 17 1 探头的选择 瓷套内部和内壁缺陷的检测采用双晶横波斜探头 选择 0 75 频率为 5MHz 的横波斜探头 晶片尺寸为 8mm 10mm 双晶 并将探头端面加工成弧面 以确保探头移动时良 好吻合 根据在役瓷套直径变化范围 探头弧面规格分为 160 180 200 220 和平面探 头 5 种 在役瓷套壁厚一般为 20 60mm 属于薄壁 瓷套固定封闭 无法实测壁厚 声速难以界定 帮采用校准试场声速作为参考声速 即将声速定为 6350 s 7 27 2 扫描时基线比例按深度定位法将时间轴 最大量程 调整为 60mm 7 37 3 扫查灵敏度的调整 采用校准试块调整检测灵敏度 规定如下 1 1 瓷套壁厚不大于 30mm 将校准试块深度 20mm 的 1 横通孔反射波高调整到 80 波高 增 益 2dB 2 2 瓷套壁厚大于 30mm 将校准试块深度 40mm 的 1 横通孔反射波高调整到 80 波高 增益 4dB 7 47 4 扫查方式和缺陷大小及位置的测定参照小角度纵波检测法 7 57 5 回波分析 1 1 如瓷套内壁厚度所对应的显示屏刻度位置上未出现反射波 应判定内部和内壁无缺陷 如图 1 14 版本 2014第 14 页 共 19 页 电网在役支柱瓷绝缘子及瓷电网在役支柱瓷绝缘子及瓷 套超声波检测通用工艺套超声波检测通用工艺 Q JLKJ ZDTY 006Q JLKJ ZDTY 006J JJ J 图 1 14 瓷套内部或内部缺陷的扫查图 a 瓷套内部或内部无缺陷的检测示意图 b A 扫查图 2 2 如瓷套内部存在孔渣及裂纹等缺陷 瓷套内壁厚度所对应的显示屏刻度位置前会出现点 状或从状反射波 应判定内部有缺陷 如图 1 15 所示 图 1 15 瓷套内部缺陷波的扫查图 a 瓷套内部缺陷的检测示意图 b A 扫查图 2 2 如套内壁厚度所对应的显示屏刻度位置上出现反射波 应判定此瓷套内壁有缺陷 如图 1 1