DLT 3032-2026《汽轮机焊接隔板相控阵超声检测技术导则》标准立项发展报告

DL/T3032-2026《汽轮机焊接隔板相控阵超声检测技术导则》标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:TechnicalGuidelinesforPhasedArrayUltrasonicTestingofTurbineWeldedDiaphragms摘要汽轮机焊接隔板作为火电及核电机组通流部分的关键承载部件，其焊接质量直接关系到机组长周期安全稳定运行。随着高参数、大容量机组不断投运，传统射线检测与常规超声检测在异种钢焊缝、变厚度截面及复杂坡口结构中的适应性面临严峻挑战。相控阵超声检测技术凭借声束灵活偏转、动态聚焦及实时成像等优势，已成为焊接隔板焊缝质量评价的重要技术手段。为统一行业应用准则，规范设备选型、工艺参数及验收要求，制定DL/T3032-2026《汽轮机焊接隔板相控阵超声检测技术导则》具有重要的工程价值与迫切的现实需求。本报告系统阐述了该标准的立项背景、国内外技术现状、标准主要技术内容以及预期实施效果。标准规定了汽轮机焊接隔板相控阵超声检测的人员资质、设备系统配置、对比试块、检测工艺、缺陷评定及质量分级等技术要求，填补了我国电力行业在该领域的标准空白，对提升在役机组检修质量、保障设备运行可靠性具有重要指导意义。关键词：汽轮机；焊接隔板；相控阵超声检测；无损检测；电力行业标准；焊缝检测；DL/T3032-2026Keywords:steamturbine;weldeddiaphragm;phasedarrayultrasonictesting;non-destructivetesting;electricpowerindustrystandard;weldinspection;DL/T3032-2026一、标准立项背景与必要性汽轮机隔板是汽轮机通流部分的核心静止部件，其主要功能是将汽轮机的内腔分隔成若干个压力级段，引导蒸汽按预定方向流动，将蒸汽的热能转变为高速气流的动能。在高温高压蒸汽环境的长期作用下，隔板不仅承受着巨大的静压差和热应力，还经受着机组启停过程中的交变热冲击，其结构完整性和材料性能退化直接威胁着汽轮机的运行安全。随着我国电力工业向高参数、大容量方向快速发展，超超临界机组和大型核电汽轮机的广泛应用对隔板的设计制造提出了更高要求。目前，汽轮机焊接隔板通常采用铸钢轮缘与钢板叶片组焊结构，涉及异种钢焊接、窄间隙坡口以及厚大截面等复杂工况。焊缝中可能存在的未熔合、裂纹、气孔及夹渣等缺陷，在高温蠕变和疲劳载荷的耦合作用下极易扩展，导致叶片脱落乃至整级隔板失效的严重事故。因此，对隔板焊缝进行可靠的无损检测，确保焊接质量符合设计要求，是电力行业金属技术监督的重要内容之一。传统的检测方法主要包括射线检测和常规超声检测。射线检测对体积型缺陷检出率较高，但对裂纹、未熔合等面积型缺陷存在检出局限性，且对厚壁工件需要高能量射线源，作业周期长，辐射防护要求严格。常规超声检测虽对面积型缺陷敏感，但在异种钢焊缝中因组织各向异性导致声束畸变、信噪比下降，加之隔板焊缝多为不规则的变截面结构，检测可达性和灵敏度难以兼顾。近年来，随着微电子技术、信号处理技术和阵列探头制造工艺的快速发展，相控阵超声检测技术日趋成熟。该技术通过控制阵列换能器中各个阵元的激励延时，实现声束的电子扫描、偏转和聚焦，能够在不移动或少移动探头的情况下完成复杂结构的全覆盖检测，并可实时生成扇形扫描图像，缺陷定量的直观性和检测效率均显著优于传统方法。然而，由于缺乏统一的行业技术标准，各检测单位在实际应用中面临设备选型不统一、工艺参数设定差异大、缺陷判定准则不一致等突出问题，检测结果的可比性和可靠性难以保证。因此，制定一部专门针对汽轮机焊接隔板相控阵超声检测的技术导则，统一检测技术要求和质量分级标准，已成为行业亟需解决的重要任务。二、国内外标准现状分析在相控阵超声检测标准化领域，国际社会已开展了大量工作。国际标准化组织（ISO）发布了ISO13588:2019《无损检测超声检测自动全聚焦技术》、ISO19675:2017《无损检测相控阵超声检测术语》等标准，对相控阵超声检测的一般原则和术语规范做出了规定。美国材料与试验协会（ASTM）制定的ASTME2491-13《相控阵超声检测标准指南》以及美国机械工程师学会（ASME）规范第V卷中的相关条款，为相控阵检测技术在承压设备领域的工程应用提供了指引。国内方面，全国无损检测标准化技术委员会（SAC/TC56）发布了GB/T32563-2016《无损检测超声检测相控阵超声检测方法》，对相控阵超声检测的通用方法和工艺要求进行了规定。国家能源局发布的NB/T47013.15-2021《承压设备无损检测第15部分：相控阵超声检测》则更具体地针对承压设备制造和安装过程中的相控阵应用提出了要求。在电力行业领域，DL/T869《火力发电厂焊接技术规程》和DL/T438《火力发电厂金属技术监督规程》虽然涉及了焊接接头的无损检测要求，但均未系统地涉及相控阵超声检测技术的详细工艺和验收准则。此外，相关标准的检测对象多为管道、压力容器等规则几何体，对汽轮机焊接隔板这一具有特殊形状和材料组合的部件，其适用性存在明显局限。因此，制定DL/T3032-2026《汽轮机焊接隔板相控阵超声检测技术导则》是完善我国电力行业无损检测标准体系的重要举措，能够有效填补现有标准在汽轮机关键部件检测应用方面的空白。三、标准主要内容与技术要点本标准的制定遵循科学性、先进性和适用性原则，在充分吸收国内外相控阵超声检测技术研究成果和工程实践经验的基础上，结合汽轮机焊接隔板的结构特点与检测需求，对相控阵超声检测技术的应用作出了全面系统的规定。标准主要内容如下：（一）范围与规范性引用文件标准规定了采用相控阵超声检测技术对汽轮机焊接隔板焊缝进行检测的人员要求、检测设备、对比试块、检测工艺、缺陷评定与质量分级、检测记录与报告等要求。适用于汽轮机隔板对接焊缝和角焊缝的制造安装及在役检测，其他类似结构焊缝的检测可参照执行。规范性引用文件涵盖了GB/T12604.1《无损检测术语超声检测》、GB/T32563《无损检测超声检测相控阵超声检测方法》、NB/T47013.15《承压设备无损检测第15部分：相控阵超声检测》及DL/T438等基础标准。（二）术语与定义统一界定了相控阵、聚焦法则、扇扫、线性扫查、DAC曲线、TCG曲线等关键术语，明确相关概念的内涵与外延，避免因理解分歧造成工程应用中的偏差。（三）检测人员要求标准对从事汽轮机焊接隔板相控阵超声检测的人员作出了严格规定。检测人员不仅要持有适用的无损检测人员资格等级证书，还应在相控阵超声检测领域具有专门的培训经历和实践经验，熟悉汽轮机隔板的结构形式、焊接工艺及典型缺陷特征。同时，标准强调对检测结果进行分析和判定的责任人员应具备较高的技术能力和丰富的现场经验。检测人员资质要求的制度设计，将促进无损检测队伍专业素质的整体提升。（四）检测设备与系统标准对相控阵超声检测仪器的性能要求、探头类型选择、扫查装置以及系统校准作出了详细规定。明确检测仪器应具备实时扇扫和线扫功能，支持编码器信号输入与数据全息采集和存储；系统带宽、脉冲电压、增益范围等关键技术参数满足薄壁和厚壁焊缝检测需要。针对汽轮机隔板焊缝中常见的奥氏体不锈钢焊缝粗晶组织，标准特别规定了低频相控阵探头和纵波双晶阵列探头的选用原则，以有效抑制材料噪声，提高信噪比。此外，标准还规定了扫查装置应具备与隔板曲面轮廓相适应的随形能力和位置编码功能，以保证扫查覆盖的完整性。（五）对比试块对比试块的设计和质量验证是保障检测结果一致性和可比性的关键环节。标准根据汽轮机焊接隔板的典型规格和结构形式，规定了校准试块与参考试块的材料、形状、尺寸及反射体类型和位置。针对隔板焊缝常见缺陷类型，试块中设置了横孔、平底孔和刻槽等不同类型的人工反射体，用于检测系统的灵敏度设定、DAC/TCG曲线制作和检测工艺的验证。对于双晶面阵列探头，试块还应满足聚焦区性能测试的需求。（六）检测工艺检测工艺部分为标准的重点内容。标准结合不同厚度、不同坡口形式的焊接隔板结构，详细规定了声束覆盖方案设计、检测面选择、扫查方式、灵敏度设定、覆盖验证及检测时机等要求。在声束覆盖设计上，标准确立了多角度扇扫和分区扫查相结合的基本原则，确保整个焊缝横截面能够被声束有效覆盖，消除检测盲区。针对隔板轮缘和叶片焊接区域的结构特殊性，标准给出了不同区域扫查方案的设计举例和参数推荐。标准还引入了基于声场模拟和检测试块相结合的工艺验证方法，以文件化形式确认检测工艺能够满足探测要求。（七）缺陷评定与质量分级标准规定了检测结果的评定方法和质量分级准则，既包括对缺陷信号的定位、定量和定性分析方法，又包含基于缺陷长度、波幅和所在位置的综合评定要求。针对不同位置的焊接隔板，给出了缺陷质量验收级别、相控阵检测不得出现裂纹、未熔合等危害性缺陷的判定条件，以及超过一定尺寸的密集缺陷的拒收判据。缺陷显示在满足标准规定的情况下方可验收，同时为现役机组隔板焊缝检测中的延寿评估提供数据支持。（八）检测记录与报告标准对检测记录和报告的内容提出了明确要求，包括检测条件、设备参数、工艺文件、检测数据、缺陷图谱、评定结果等要素，并规定了记录保存期限和数据可追溯性要求。同时鼓励采用数字化存储方式保存完整的原始检测数据，满足后续数据比对和趋势分析的需要。四、标准关键技术指标与创新点DL/T3032-2026在制定过程中，充分考虑了汽轮机焊接隔板的结构特点和使用工况，在关键技术指标的设定上具有鲜明的行业特色和技术创新。在检测灵敏度和分辨率方面，标准依据不同板厚范围规定了相应的参考反射体尺寸和DAC曲线绘制方法，既保证了对小缺陷的检出能力，又兼顾了工程检测的经济性和可行性。对于厚壁焊缝，标准推荐了分区聚焦检测技术，通过在不同的深度区间设置不同的聚焦法则，实现在整个声程范围内保持较高的横向分辨率和缺陷检出灵敏度。标准结合电力行业在役检测中评判返修必要性的实践，将相控阵超声检测与射线检测结果进行了大量对比验证。采用相控阵超声检测技术，对典型焊接缺陷的检出率较常规超声提高了约20个百分点，其中对危害性最大的裂纹和未熔合类缺陷的检出能力提升尤为显著。该数据的积累为标准中缺陷检出率和可靠性指标的确定提供了充分依据。此外，标准一个重要创新点在于提出了检测工艺的计算机辅助设计与验证方法。检测单位可根据具体隔板焊接结构建立声束传播模型，借助专业软件优化探头参数和聚焦法则，并通过标准试块验证，从而在保证检出灵敏度的同时减少现场反复调试工作量，提高检测效率。五、主要编制单位简介本标准的编制工作由西安热工研究院有限公司牵头组织。西安热工研究院有限公司（简称"西安热工院"）是中国华能集团直属的科研机构，也是我国电力行业重要的应用型研究与技术开发单位。西安热工院前身为创建于1958年的电力工业部西安热工研究所，经过六十余年的发展壮大，已成为专业覆盖热能动力、电气工程、材料科学、自动控制、环境保护等多个领域的大型综合性研究机构，在行业内具有较高的技术权威性。在汽轮机关键部件无损检测领域，西安热工院拥有深厚的技术积淀和丰富工程经验。该院材料与焊接技术研究所长期从事电站金属部件失效分析、无损检测新技术开发及检测标准化研究，建立了相控阵超声检测技术研究实验室，配备了先进的超声相控阵检测仪器和多种类型阵列探头，自主开发了适用于汽轮机叶片、隔板、转子轮槽等多种复杂结构的专用检测工装和扫查装置。近年来，该所承担了多项国家级和行业级科研项目，牵头或参与制修订电力行业标准数十项，取得了一批具有自主知识产权的技术成果，培养了一支由研究员、高级工程师和博士硕士组成的专业技术团队。西安热工院凭借雄厚的技术实力和标准化工作基础，为本标准的科学性、先进性和可操作性提供了有力保障。六、结论与展望DL/T3032-2026《汽轮机焊接隔板相控阵超声检测技术导则》的制定完成和发布实施，是电力行业无损检测标准化建设取得的一项重要成果。该标准紧密贴合我国电力装备技术发展和设备检修管理需求，在系统吸收国内外先进技术成果和工程实践经验的基础上，建立了适应汽轮机焊接隔板结构特点的相控阵超声检测技术方法体系和验收准则，对于统一行业技术要求、规范市场行为、提升检测工作质量和技术水平，具有重要的推动作用。标准的发布实施，将引导各电力试验研究院、发电企业以及检测服务机构加快配备先进相控阵检测装备，培养专业技术人才，进一步完善内部质量保证体系，有效提升汽轮机焊接隔板制造安装和在役检测的可靠性水平