锅炉风机叶片双纸片双片检测技术

锅炉风机叶片双纸片双片检测技术

1汽蚀破坏v水库锅炉的风扇用于消防发动器的锅炉燃烧和风吹。叶片由铸造钢制成，长580mm，宽420mm，双曲面，板结构，20mmmov。在工作中，它承受着巨大的交变压力，受到了侵蚀和破坏。按设计要求必须对铸造叶片的叶面作百分之百射线检测,由于叶片在长和宽两个方向均为变截面,最薄处仅6mm,最厚处达64mm,故不能用常规透照方法,否则会因叶片厚度变化导致胶片曝光不匀影响评片,造成漏检,因此在检验时采用了双胶片透照,按使用要求,必须定期对叶面探伤,以监测疲劳裂纹及其它有害缺陷的产生和扩展,为了缩短检修周期,在役检验时采用了磁光探伤技术,取得了很好的效果。2胶片的选择双胶片技术是在同一暗袋中放置两张感光度不同的胶片同时透照,感光度较高的胶片适用于工件厚度较大部分的透照,感光度较低的胶片适用于工件厚度较小部分的透照。假设A型胶片为感光度较高的胶片,B型胶片为感光度较低的胶片,那么,可按照下面的方法选择B型胶片。如图1所示,设T1)求出m,m=E2)求出下列一系列比3)比较m上述过程是选取感光度比曝光曲线采用的胶片低的胶片的过程,选定胶片后应按照曝光曲线对较大厚度给出的曝光量进行透照。3胶片透照对比测试为了尽量减小一张胶片范围内的叶片厚度变化,使胶片布置合理,将整个叶面划分为14个片位,片位安排简图如图2所示。试验采用国内××探伤机厂生产的XXQ3005型X射线探伤机,天津系列胶片,R10系列丝型像质计和铅增感双屏,进行单胶片和双胶片透照,以便进行比较,其透照参数和透照结果分别见表1和表2。通过表1和表2对应参数的比较可以看出:1)双片曝光双片观察与单片曝光相比,黑度及灵敏度均得到提高,且灵敏度达到AB级要求;2)双片曝光时曝光量减小,有利于充分利用X射线机的穿透能力拍摄较厚工件,并可延长设备的使用寿命;3)双片观察时,黑度低看双片,黑度高看单片,这样可保持最佳黑度观察范围,对于各种伪像能明确区分,并可减少复照次数按照上述方法对40件叶片进行了双胶片透照,共拍片1120张,均取得了令人满意的结果。4法拉第旋光效应的定义某些物质能吸收某一方向的光振动,而只让与这个方向垂直的光振动通过,把这种物质涂敷于透明薄片上就成为偏振片。为了便于说明,用记号“↓”来表明它允许通过的光振动方向,这个方向叫做偏振化方向。通常把能够使自然光成为偏振光的装置叫做起偏器。起偏器不但可以用来使自然光成为偏振光,而且还可以用来检查某一光是否为偏振光,亦即起偏振器也可以作为检偏器。如图3所示,有两块偏振片A、B,通过A的光为偏振光,当B的偏振化方向与A的偏振化方向相同时(见图3a)通过A的偏振光仍能通过B,所以可以清晰地看到放在A、B下面的物体。若把B转过一角度(见图3b)使A、B的偏振化方向成一不为90°的交角时,两偏振片重迭部分下面的物体就比较暗谈,光强较弱。若两偏振片的偏振化方向互相垂直(见图3c),这时重迭部分完全不透明,看不见重迭部分下面的物体。偏振光通过某些物质后,光矢量会以传播方向为轴线转过一定的角度,这种现象叫做旋光现象,能产生旋光现象的物质就叫做旋光物质,。当线偏振光沿着与外磁场相同或相反方向穿过置于磁场中的旋光介质时,线偏振光矢量的振动面便发生向左或向右方向的旋转,这就是法拉第旋光效应,如图4所示。定义光矢量振动面的旋转角度θ为法拉第旋光度,其计算式为:式中θK—通过介质的入射光矢量M—介质的磁化强度矢量由(1)式可知,当旋光介质的材料、厚度以及入射光的大小方向一定,则θ的大小只与磁化强度矢量有关。当M受工件中电涡流控制时,缺陷对涡流的影响就会引起磁场的变化,从而导致通过检偏器的光强发生变化,这样,缺陷信号就通过磁光效应转变为光信号,成为一种新的探伤方法。5检测系统的完善探伤装置结构如图5所示,旋光介质采用0.5mm厚的钆镓柘榴石晶体上生长一层3μm厚的掺铋铁榴石晶体,它具有很高的旋光率,其旋光度θ的大小与磁化强度矢量在光的传播方向上分量成正比,当磁化易轴方向的磁场减小为零后,它仍将维持已有的磁化强度不变,即具有“记忆”特性。探伤时必须在工件中产生直线流动且均匀分布的电涡流,这可由横截面为矩形的马蹄磁芯来完成。在初级线圈中通以交变电流,则在铜片(单匝次级线圈)中便会产生矩形流动的涡流,铜片靠近工件时,由于电磁感应,将会在工件中感生流动方向相反的电涡流,当有缺陷时,由于缺陷将对电涡流的流动产生影响,从而引起局部区域磁场的变化,利用图5中的磁光传感元件就可将磁场的变化转换成相应的光强弱变化,从而达到对缺陷实时成像的目的。其成像过程为:光源发出的光经起偏器变为线偏振光投射到旋光介质上,经反射后再次穿过旋光介质,故光矢量振动面偏转角度为2θ。在检偏器后观察,由于检测区域光场的明暗情况与光矢量振动面的偏转角度以及检偏器透光轴的方向有关,在没有缺陷时,观察到的检测区域亮度均匀,调整检偏器透光轴方向,使观察到的亮度最强。当检测区有缺陷时,缺陷使涡流的直线流动路径发生畸度,引起该局部磁场变化,使偏振光在通过旋光介质的相应部位产生不同的旋转角度,这样就会观察到表示缺陷存在的暗斑纹实际工作时,首先在围绕旋光介质的偏压线圈中加上宽度为0.001s的电脉冲,使视场亮度均匀,然后在偏压线圈中加上大小恒定的偏流以产生偏磁场,同时接通变压器电源,在工件中感应出涡流,如有缺陷存在即可观察到缺陷的像,然后断开变压器激励电源,由于传感元件具有记忆,所以图像将保留直至在偏压线圈中再次通过电脉冲。成像时图像刷新时间为每秒26次,检测过程中变压器通电时间仅为检测周期的20%,有效地避免了铜片中的发热。应用上述装置对在役风机叶片进行了探伤,当采用20～120kHz的涡流工作频率时,叶片的疲劳裂纹清晰可见,当采用5～7kHz较低频率时,则皮下裂纹和腐蚀损伤等缺陷能清晰成像,其探伤速度是常规涡流方法的5～10倍,且提离距离≤0.5mm时成像质量不受影响,效果明显。6无损探伤的应用应用双胶片技术和磁光探伤技