无损检测在电力行业中的应用

1、    无损检测在电力行业中的应用    陈丹迪 杨丹 赵妍欣 庄跃翔 韩文涛 范文轩摘 要：在当前社会经济不断快速发展形势下，人们的用电需求越来越大，对电力设备的要求越来越高。无损检测作为公认的工业产品检测方法，能够在不损害被检测对象使用性能的前提下对产品进行检测，并以其非破坏性、全面性等优点，在国内许多行业和部门都得到了广泛应用。本文主要针对目前无损检测技术在电力行业的应用进行研究分析。并基于这些探究，提出电力行业中无损检测技术的一些建议。关键词：无损检测;电力行业;优缺点;应用随着我国社会经济和科学技术的高速发展，人们对电力行业有着愈加高标准的要求

2、。人们不仅满足于对日常用电的需求，还对供电过程中的安全性与稳定性有较高要求。在这种形式下，电力行业需要更加专业、更高要求的日常维护及故障检测技术。1. 无损检测技术的概述1.1 无损检测技术的含义无损检测技术，即指在不损伤被测材料的前提下，借助先进的设备器材和高新的技术，并根据由被测材料的缺陷引起的物理或化学变化，判断出缺陷的形状、性能以及结构。1.2 无损检测技术的特点与其他检测技术相比，无损检测技术主要有以下三大特点：1.非破坏性：无损检测的本质要求是非破坏性，即在进行无损检测时不会损害待测对象的使用性能、结构形态等。2.全面性：由于无损检测的非破坏性，可以对待测对象进行全面检测，而破坏性

3、检测无法实现这一需求。3.全程性：无损检测可以对产品从材料制作、零件加工、成品制造、使用监测等各个环节进行全程性的检测，甚至也可以对服役中的设备进行检测。而破坏性检测一般只适用于对原材料的检测，对于批量生产的标准化产品，也可以采用抽样进行破坏性检测的方法进行检测，以其中1个或者几个产品的检测结果代替一批次的产品性能。除此三大特点以外，无损检测还具有必要性、广泛性、多样性、强应用性等特点。1.3 无损检测技术发展目的以及意义在电力行业中应用无损检测技术的目的和意义是多方面的：其一，在电力设备及其零件生产过程中增加无损检测这一环节，虽然生产费用和生产时间上有所增加，但是可以及时发现不合格的原材料或

4、半成品，保证产品质量，并且有利于防止后续工序的浪费，减少返工，降低废品率，从而降低制造成本。其二，对电力设备实现全程的检验和监测，尤其是对在役设备的定期检测和监测，及时发现其表面和内部所存在的缺陷，提高电力设备使用的稳定性及安全性。其三，随着科学技术的发展，无损检测将会向智能化、自动化和图像化方向发展，在电力行业中的应用也将全面化和多样化，将大大提高电力系统中设备运行和控制的性能，有利于提高社会效益与经济效益。2. 无损检测技术在电力系统中的应用目前，无损检测在电力行业中的应用主要有超声检测、射线检测、声发射检测、磁粉检测、渗透检测以及涡流检测。下面主要针对这六种检测进行分析与探讨，并探究其在

5、电力行业中的发展现状及应用前景。2.1 超声检测2.1.1 超声检测原理概述超声波检测是通过超声波声场施加在被检测物体上，利用检测物体存在的不连续性（缺陷）或材料特性变化使超声场的能量分布形式发生相应改变的特点，测量超声场的某种（或某几种）参数的改变来评价被检测对象是否存在不连续性（缺陷）或材料特性状态的检测技术。超声检测系统可大致分为三个发展阶段，分别为：模拟式超声波探伤仪、数字式超声波探伤仪和以计算机为核心的超声自动检测系统。2.1.2 超声检测的优点（1）适用材料范围广，有较强的穿透力，可用于检测具有一定厚度的试件的内部缺陷。（2）适用于小尺寸缺陷的检测，灵敏度较高。（3）可以比较准确地

6、确定缺陷的位置。从经济效益方面看，超声检测的检测方式成本较少而其效率极高。（4）相较于其他检测方式，超声检测的设备较为轻便，且不会对人体及环境造成伤害。（5）超声检测系统发展至今，已经能够初步实现自动化检测，据调查研究发现，最新的超声波检测仪器已经能够永久性记录检测结果，其结果甚至还包括截屏图像和视频等。2.1.3 超声检测的局限性超声检测对位于表面和近表面的一些缺陷难以检测，而被测对象的形状上的复杂性也会对检测造成一定程度的影响，例如：尺寸小、形状不规则、表面粗糙、曲率半径小等。除形状的影响外，材料的内部结构也对其检测有一定影响。鉴于超声检测的检测结果并不直观，有一定的参考评定标准，因而对操

7、作人员的技术及经验有较高的要求。2.1.4 超声检测的应用超声检测应用较广。就材料而言，其适用于金属及非金属材料;就被测者的制造工艺而言，其适用于铸件、锻件、焊接件、胶接件、复合材料等;就被测者的形状而言，其适用于管材、板材、棒材等;就被测者的尺寸而言，其可检测厚度为1毫米到几米。在电力行业中，主要用于继电器、断路器、变压器以及绝缘装置等发生电气放电时的检测。2.2 射线检测2.2.1 射线检测原理概述射线检测的基本原理是根据透入射线在材料不同位置产生的不同衰减，利用穿透电离辐射，获取被检对象的缺陷图像信息，从而达到检测缺陷的目的。2.2.2 射线检测的优点（1）不受被测者的材料、形状及表面状

8、况的限制。（2）其敏感度较高，可对被测者内部进行检测。（3）该种检测方式不损害被测物，使用面宽，其检测的底片可供長期保存留档以备查看，对事故的分析有较大帮助。（4）该种检测方式可以将缺陷的图案直观的显示出来，相较于超声检测，其结果更为直观明了，对操作人员的技术要求稍低。2.2.3 射线检测的局限性射线检测将三维物体转变为二维图形，其前后的缺陷会重叠，影响最终的检测结果。射线检测对射线的照射方向也有一定的要求，若射线的透照方向与缺陷方向一致，则缺陷无法被检测出。此外，射线检测对人体的副作用较大，即使是采取一定的射线防护措施也不可避免有一定负面伤害，对环境也有一定的辐射污染。2.2.4 射线检测的

9、应用射线检测可用于金属、陶瓷、复合材料等多种材料，其可用于缺陷检测、装配检测、密度检测及尺寸测量。射线检测在电力行业主要应用于铸件及焊缝的检测中。但这种技术在电力工程中由于工艺复杂、不当的摆放位置及现场的条件等因素，而直接影响其检测结果。2.3 声发射检测2.3.1 声发射检测原理概述材料在由于应力作用而产生范性形变或断裂，释放出应变能（瞬态弹性波）的现象，称为声发射。2.3.2 声发射检测的优点（1）声发射检测与其他无损检测技术相比，使用比较简单轻便，检测费用较低，对扩展的缺陷非常灵敏（2）不受缺陷所处位置和方向以及几何件形状的制约。2.3.3 声发射检测的局限性一般来讲，声发射检测需要在加

10、载过程中同步运行，无法测出缺陷具体的大小和性质，且易受噪音或干扰信号的影响，因此需要佐以其他无损检测技术进行细致检查。2.3.4 声发射检测的应用声发射检测是一种非静态的无损检测方法，可以对发射信号进行连续监测，并对之进行分析观察，从而判断声源并定位。因此，声发射检测技术适用于容器或结构的在线检测和耐压试验过程中的监测。目前，在电力行业中，声发射检测主要用于检测高压蒸汽汽包、管道和阀门，同时也应用于汽轮机叶片检测、变压器局部放电检测等。2.4 磁粉检测2.4.1 磁粉检测原理概述磁粉检测的基本原理是利用漏磁场对磁粉的吸附作用，显示出材料表面和近表面缺陷的位置和形状，从而达到检测缺陷的目的。2.

11、4.2 磁粉检测的优点磁粉检测结果直观易懂、操作过程简洁明了、成本低廉。而且检测灵敏度高，检测的裂纹甚至可小至微米级。2.4.3 磁粉检测的局限性无法准确的知道缺陷的深度，并且只适用于检查缺陷在表面和近表面的铁磁性材料。另外，其观察评定必须由检测人员的眼睛观察，难以实现真正的自动化检测，检测结果目前主要是通过照相方式保存。2.4.4 磁粉检测的应用由于磁粉检测费用低、检测灵敏度高等优点，它被广泛应用于检测维修具有铁磁性质的电力设备材料表面和近表面缺陷。2.5 渗透检测2.5.1 渗透检测原理概述渗透检测是一种因为固体染料在一定条件下会发光的现象和毛细作用来检验非多孔性材料表面开口缺陷的无损检测

12、方法。被普遍应用于检测非多孔工件。具体的操作方法是在工件表面添加荧光染料的渗透剂或者相溶的着色染料，在液体渗进缺陷后，除掉多余的渗透剂，随后在干燥表面施加显像剂，在可见光或黑光下观察，此时会在缺陷处观察到黄绿色荧光或者鲜艳红色，从而可以观察到缺陷的形貌和分布状态。2.5.2 渗透检测的优缺点（1）渗透检测可以不受缺陷方向、尺寸和形状来检测工件;（2）渗透检测仅需穿透测试一次，即可检测出工件表面的所有缺陷。2.5.3 渗透检测的局限性渗透检测不适用于检查疏松材料制成的工件或者多孔工件;对表面有污染物或开口被堵塞的缺陷不能有效地检出，不能确定缺陷深度，只能检测出工件表面的缺陷分布的缺点。同时，渗透

13、检测受检测人员个体水平差异的影响较大，检测的速度较慢，成本较高。而且污染较重，废液必须要环保处理，必须要达到国家标准才能排放，还要注意安全卫生防护，注意检测人员的人身安全。2.5.3渗透检测的应用渗透检测的应用范围较广，但是需要根据具体条件选择不同的渗透方法，满足规定的检测灵敏度等级，以保证产品的质量。渗透检测一般作为辅助检测方法在电力行业中应用。2.6 涡流检测2.6.1 涡流检测原理概述涡流检测是一种根据电磁感应现象进行检测的技术。涡流检测的原理是含有交变电流的线圈靠近测试元件时，线圈会产生交变磁场并在被检试件中产生涡流，涡流的大小、相位和流动方式被样品性能和缺陷所影响。同时线圈阻抗发生变

14、化，检测出线圈阻抗的变化，传送到放大单元，再传送给处理单元，然后抑制或消除干扰信号，提取有用信号，最后就可以知道被检试件性能有是否有缺陷和细微变化。2.6.2 涡流检测的优点（1）涡流检测在应用时不需要与工件接触，可以在高温下检测，也可以在狭小区域和深孔壁检测，同时也不需要耦合剂的优点。（2）涡流检测处理电路时采用不同的信号，防止干扰，检测速度快，安全防护简单。2.6.3涡流检测的局限性涡流检测仅能应用于对能导电的金属材料和具有感应涡流能力的非金属材料的检测。而且只能检测表面和接近表面的缺陷，对于材料内部的深层结构的检测并无大作用。并且涡流检测方法对缺陷的详细情况描述还比较困难，并且对缺陷的显

15、示不够直观。2.6.4 涡流检测的应用在现代科技的飞速发展下，涡流检测技术逐渐被重视。它一般被用于材料的表面、近表面的缺陷检测，以及材料的材质分选、厚度的测量。在电力行业中，涡流检测主要应用于发电厂的凝汽器、火电厂的高压加热器换热器等设备的检测。3. 无损检测技术在电力系统中的发展前景随着目前各种高新技术的发展，把新技术应用于传统的无损检测中，实现无损检测的高智能化，将成为必然趋势。而未来无损技术在电力行业中的广泛应用，必将大幅度提高我国电力系统的质量与效率，提升我国电力行业在国际市场上的竞争力。参考文献：1苑美实，骆令海.无损检测技术在电力系统中的应用j.科学技术创新，2018（21）：159-160.2曲晶岩.无损检测技术在电力系统中的应用j.技术与市场，2017，24（09）：111+113.3王磊.无损检测技术在电力系统中的应用探析j.黑龙江科技信息，2010（33）：87.4施季华.无损检测技术在核电领域的应用j.压力容器，1992（03）：60-61+40.5生利英 超声波检测技术 北京：化学工业出版社，2014.56夏纪真 工业无损检测技术.超声检测  广州：中山大学出版社，2017.