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1、(10)申请公布号 CN 103529124 A (43)申请公布日 2014.01.22 CN 103529124 A (21)申请号 201310463192.5 (22)申请日 2013.10.08 G01N 29/04(2006.01) G01N 29/22(2006.01) (71)申请人 国电科学技术研究院 地址 210031 江苏省南京市浦口区浦东路 10 号 (72)发明人 代真 李伟 胡先龙 谢航云 刘红权 刘健 (74)专利代理机构 石家庄新世纪专利商标事务 所有限公司 13100 代理人 杨钦祥 (54) 发明名称 一种 TOFD 监测钢板断续夹层扩展的方法 (57) 摘。
2、要 本发明公开了一种 TOFD 监测钢板断续夹层 扩展的方法， 其先确定用于制造该立柱的钢板的 力学性能满足要求 ； 然后将含断续夹层缺陷的翼 板的内、 外表面与导轨的支腿焊接， 根据断续夹层 缺陷面积的大小设置导轨数量， 对小格子进行永 久性编号格 1、 格 2， 并调整好仪器参数 ； 再对 每个小格子内的钢板进行检验， 将每个小格子内 的断续夹层缺陷的最高波幅、 长度尺寸均进行测 量 ； 在以后停炉时， 再对该小格子中的钢板进行 监测， 将每个小格子内断续夹层缺陷的检验结果 与前次的进行比较。 本发明利用TOFD技术监测钢 板内部断续夹层缺陷的扩展， 并借助专用导轨可 以准确将同一个缺陷在。
3、每次检验中的最高波幅、 长度尺寸等进行对比， 可以有效监测此类缺陷的 扩展。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103529124 A CN 103529124 A 1/1 页 2 1. 一种 TOFD 监测钢板断续夹层扩展的方法， 其特征在于 ： 所述方法借助专用导轨来 完成， 所述专用导轨包括至少两对对称设于翼板 （1） 两侧、 且垂直于断续夹层缺陷的纵向导 轨 ； 所述纵向导轨包括不锈钢薄板 （4） 和支腿 （3） ， 两个支。
4、腿 （3） 竖向钎焊于所述不锈钢薄 板 （4） 的两端， 所述支腿 （3） 的另一端钎焊在含断续夹层缺陷的翼板 （1） 表面上， 相邻的纵 向导轨形成格子 （5） ； 所述方法包括以下步骤 ： 1） 通过对火电厂钢结构主立柱翼板 （1） 进行常规脉冲反射超声波检测， 确定存在断续 夹层， 且按JB/T4730-2005标准评为V级， 并确定用于制造该立柱的钢板的力学性能满足标 准要求 ； 2） 将含断续夹层缺陷的所述翼板 （1） 的内、 外表面与纵向导轨的支腿 （3） 焊接， 纵向导 轨在所述翼板 （1） 的内、 外表面成对存在， 且水平位置相同 ； 根据断续夹层缺陷面积的大小 设置纵向导轨数。
5、量， 则纵向导轨之间形成格子 （5） ， 并对每个所述格子 （5） 进行永久性编号 格 1、 格 2 ； 3） 调整仪器参数 ： 选择 TOFD 探头 （6） ； 启动 TOFD 仪器， 分别将所述 TOFD 探头 （6） 置 于含断续夹层缺陷的所述翼板 （1） 的内、 外表面上的纵向导轨内， 从而使得置于一面的所述 TOFD 探头 （6） 发出声束， 而置于另一面的所述 TOFD 探头 （6） 接收声束， 以达到 TOFD 声束与 断续夹层缺陷长度方向平行的状态 ； 选择与断续夹层缺陷位置相同深度的 1mm 通孔灵敏 度 ； 其他参数选择默认值 ； 4） 所述格子 （5） 内的钢板进行 TO。
6、FD 检验， 将每个所述格子 （5） 内的缺陷的最高波幅、 长度尺寸进行测量， 并按编号保存为图片格式 ； 5） 在以后停炉时， 再对该所述格子 （5） 中的钢板进行 TOFD 检验， 将每个相同位置处的 所述格子 （5） 内缺陷的检验结果与前次的进行比较， 当发现该所述格子 （5） 内的断续夹层 缺陷的长度有所扩大时， 应对此立柱的含断续夹层缺陷的所述翼板 （1） 进行取样进行力学 性能试验以验证是否满足使用要求或更换此立柱。 2. 根据权利要求 1 所述的一种 TOFD 监测钢板断续夹层扩展的方法， 其特征在于 ： 所述 不锈钢薄板 （4） 与所述支腿 （3） 的高度之和与所述 TOFD 。
7、探头 （6） 的高度相适应 ； 所述不锈 钢薄板 （4） 的长度与含断续夹层缺陷的所述翼板 （1） 内表面外缘至腹板 （2） 处的距离相适 应 ； 所述格子 （5） 的宽度与所述 TOFD 探头 （6） 的长度相适应。 权 利 要 求 书 CN 103529124 A 2 1/4 页 3 一种 TOFD 监测钢板断续夹层扩展的方法 技术领域 0001 本发明涉及一种 TOFD 监测钢板断续夹层扩展的方法。 背景技术 0002 随着大容量、 高参数发电机组的大力发展， 钢结构主立柱翼板的钢板越来越厚。 钢 板越厚在轧制的过程中出现夹层缺陷的可能性就越大。 但是国内现行标准只是对钢板的化 学成分、。
8、 力学试验 （拉伸、 弯曲、 冲击） 、 表面质量等做出了复验规定， 并未强制要求钢结构制 造厂对所采购的钢板在下料加工前进行内部缺陷超声波检验， 并且国内没有钢结构用钢板 内部缺陷超声波检验的质量标准。因此只要钢板的力学试验合格， 可以不进行钢板的超声 波复验。 0003 如果主立柱翼板内部存在断续夹层缺陷 （钢板并未彻底分层， 但按 JB/T4730-2005 标准规定， 常规脉冲反射超声波检测已达 V 级， 最差级别） ， 这些断续夹层长约 2-4mm， 弥散 于钢板内部， 但并未对力学性能 （力学性能是钢结构强度和稳定性的主要计算依据） 造成影 响， 加之电厂建设工期短、 钢结构制造厂。
9、书面质量保证等因素， 很多电厂的主立柱翼板钢板 内含有断续夹层缺陷。因此采用适当的方法对此类断续夹层缺陷进行定期监测， 就成为预 防缺陷扩展的重要手段。 0004 目前， 钢板内部缺陷的检测方法广泛采用常规脉冲反射超声波， 但此类缺陷已达 V 级 （最差级） ， 因此常规脉冲反射超声波法已难以满足监测缺陷扩展的要求。而 TOFD 技术对 小缺陷非常敏感， 尤其对平行于其声束方向的缺陷扩展的监测能力可达 0.3mm， 极其适合 监测钢板的断续夹层缺陷的扩展情况。 发明内容 0005 本发明要解决的技术问题是提供一种能够方便、 准确的对火电厂锅炉钢结构主立 柱钢板内部断续夹层缺陷扩展情况进行监测的。
10、 TOFD 检验方法。 0006 为解决上述技术问题， 本发明所采取的技术方案是 ： 一种 TOFD 监测钢板断续夹层 扩展的方法， 其关键技术在于 ： 所述监测方法借助专用导轨来完成， 所述专用导轨包括至少 两对对称设于翼板两侧、 且垂直于断续夹层缺陷的纵向导轨 ； 所述纵向导轨包括不锈钢薄 板和支腿， 两个支腿竖向钎焊于所述不锈钢薄板的两端， 所述支腿的另一端钎焊在含断续 夹层缺陷的翼板表面上， 相邻的纵向导轨形成格子。 0007 所述方法包括以下步骤 ： 1） 通过对火电厂钢结构主立柱翼板进行常规脉冲反射超声波检测， 确定存在断续夹 层， 且按JB/T4730-2005标准评为V级， 并。
11、确定用于制造该立柱的钢板的力学性能满足标准 要求 ； 2） 将含断续夹层缺陷的所述翼板的内、 外表面与纵向导轨的支腿焊接， 纵向导轨在所 述翼板的内、 外表面成对存在， 且水平位置相同 ； 根据断续夹层缺陷面积的大小设置纵向导 轨数量， 则纵向导轨之间形成格子， 并对每个所述格子进行永久性编号格 1、 格 2 ； 说 明 书 CN 103529124 A 3 2/4 页 4 3） 调整仪器参数 ： 选择 TOFD 探头 ； 启动 TOFD 仪器， 分别将所述 TOFD 探头置于含断续 夹层缺陷的所述翼板的内、 外表面上的纵向导轨内， 从而使得置于一面的所述 TOFD 探头发 出声束， 而置于另。
12、一面的所述TOFD探头接收声束， 以达到TOFD声束与断续夹层缺陷长度方 向平行的状态 ； 选择与断续夹层缺陷位置相同深度的 1mm 通孔灵敏度 ； 其他参数选择默 认值 ； 4） 所述格子内的钢板进行 TOFD 检验， 将每个所述格子内的缺陷的最高波幅、 长度尺寸 进行测量， 并按编号保存为图片格式 ； 5） 在以后停炉时， 再对该所述格子中的钢板进行 TOFD 检验， 将每个相同位置处的所述 格子内缺陷的检验结果与前次的进行比较， 当发现该所述格子内的断续夹层缺陷的长度有 所扩大时， 应对此立柱的含断续夹层缺陷的所述翼板进行取样进行力学性能试验以验证是 否满足使用要求或更换此立柱。 000。
13、8 所述不锈钢薄板与所述支腿的高度之和与所述 TOFD 探头的高度相适应 ； 所述不 锈钢薄板的长度与含断续夹层缺陷的所述翼板内表面外缘至腹板处的距离相适应 ； 所述格 子的宽度与所述 TOFD 探头的长度相适应。 0009 采用上述技术方案所产生的有益效果在于 ： 由于 TOFD 对与其声束平行的缺陷测 量精度极高， 监测缺陷扩展能力可达 0.3 毫米， 本发明利用 TOFD 技术监测钢板内部断续 夹层缺陷的扩展， 将断续夹层缺陷的长度方向平行于 TOFD 声束方向， 保证了监测灵敏度和 可靠性， 并借助专用导轨可以准确、 直观地将同一个缺陷在每次检验中的最高波幅、 长度尺 寸等进行对比， 。
14、可以有效监测此类缺陷的扩展， 提高同类机组的安全性。 附图说明 0010 图 1 为火电厂锅炉钢结构主立柱结构示意图 ； 图 2 为主立柱翼板内部断续夹层缺陷剖面示意图 ； 图 3 为专用导轨的结构示意图 ； 图 4 为图 3 的 A-A 方向视图 ； 图 5 为专用导轨钎焊在含缺陷翼板上的示意图 ； 图 6 是图 5 的 B-B 方向视图 ； 图 7 是 TOFD 技术监测断续夹层缺陷扩展示意图 ； 其中， 1、 翼板 ； 2、 腹板、 3、 支腿 ； 4、 不锈钢薄板 ； 5、 格子 ； 6、 TOFD 探头 ； 7、 TOFD 探头中心 线 ； h1、 不锈钢薄板与支腿高度之和 ； h2。
15、、 不锈钢薄板高度 ； L1、 单个断续夹层缺陷的长度。 具体实施方式 0011 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。 0012 参见附图1和2， 可知火电厂锅炉钢结构主立柱所述翼板1内部的断续夹层缺陷的 位置情况。 0013 参见附图 3-7， 本发明中的专用导轨包括至少两对对称设于翼板 1 两侧、 且垂直于 断续夹层缺陷的纵向导轨 ； 纵向导轨包括不锈钢薄板4和支腿3 ； 所述支腿3竖向钎焊于所 述不锈钢薄板 4 的两端后， 再按垂直于缺陷走向的方向， 分别钎焊在含断续夹层缺陷的所 述翼板 1 内、 外表面上形成一对， 且每一对的水平位置相同， 则若干对等距离布置后， 形。
16、成 说 明 书 CN 103529124 A 4 3/4 页 5 所述格子5 ； 所述不锈钢薄板4与所述支腿3的高度之和与所述TOFD探头6的高度相适应 ； 所述不锈钢薄板 4 的长度与含断续夹层缺陷的所述翼板 1 内表面外缘至所述腹板 2 处的距 离相适应。所述格子 5 的宽度与所述 TOFD 探头 6 的长度相适应。 0014 本发明的监测步骤如下 ： 1、 通过对火电厂钢结构主立柱所述翼板 1 进行常规脉冲反射超声波检测， 确定存在断 续夹层， 且按JB/T4730-2005标准评为V级， 并确定用于制造该立柱的钢板的力学性能满足 标准要求 ； 2、 将含断续夹层缺陷的所述翼板1的内、 。
17、外表面与专用导轨的所述支腿3焊接， 专用导 轨在含断续夹层缺陷的所述翼板 1 的内、 外表面成对存在， 且水平位置相同。根据断续夹层 缺陷面积的大小设置专用导轨数量， 则专用导轨之间形成所述格子 5， 并对每个所述格子 5 进行永久性编号格 1、 格 2 ； 3、 调整仪器参数 ： 选择所述 TOFD 探头 6 ； 启动 TOFD 仪器， 分别将所述 TOFD 探头 6 置 于含断续夹层缺陷的所述翼板 1 的内、 外表面上的专用导轨内， 从而使得置于一面的所述 TOFD探头6发出声束， 而置于另一面的所述TOFD探头6接收声束， 以达到TOFD声束与断续 夹层缺陷长度方向平行的状态 ； 选择与。
18、断续夹层缺陷位置相同深度的 1mm 通孔灵敏度 ； 其他参数选择默认值 ； 4、 所述格子 5 内的钢板进行 TOFD 检验， 将每个所述格子 5 内的缺陷的最高波幅、 长度 尺寸进行测量， 并按编号保存为图片格式 ； 5、 在以后停炉时， 再对该所述格子 5 中的钢板进行 TOFD 检验， 将每个相同位置处的所 述格子5内缺陷的检验结果与前次的进行比较， 由于TOFD对与其声束平行的缺陷测量精度 极高， 监测缺陷扩展能力可达0.3毫米， 因此当发现该所述格子5内的断续夹层缺陷的长 度有所扩大时， 应对此立柱的含断续夹层缺陷的所述翼板 1 进行取样进行力学性能试验以 验证是否满足使用要求或更换。
19、此立柱。 实施例 0015 对某 350WM 超临界电厂锅炉钢结构主立柱所述翼板 1（翼板厚度 50mm， 材质为 Q345B）进行常规脉冲反射超声波检测， 确定 25mm-28mm 深处存在断续夹层缺陷， 按 JB/ T4730-2005 标准评为 V 级 ； 查阅制造厂提供的复验资料力学性能试验满足标准要求， 并且 通过计算满足钢结构稳定性及强度要求。 0016 第一次检验， 如图 5 所示在主立柱所述翼板 1 内、 外表面上成对焊接导轨， 由于该 钢板缺陷面积较大， 所以导轨数量较多， 导轨之间形成较多所述格子 5， 对每个所述格子 5 从 1-100 进行编号。 0017 选择 TOF。
20、D 探头 6 ； 启动 TOFD 仪器， 分别将所述 TOFD 探头 6 置于含断续夹层缺陷 的所述翼板 1 的内、 外表面上的专用导轨内， 从而使得置于一面的所述 TOFD 探头 6 发出声 束， 而置于另一面的所述 TOFD 探头 6 接收声束， 以达到 TOFD 声束与断续夹层缺陷的长度方 向平行的状态 ； 选择与断续夹层缺陷位置相同深度的 1mm 通孔灵敏度 ； 其他参数选择默 认值。 0018 对编号 1-100 的所述格子 5 内的钢板进行 TOFD 检验， 将每个所述格子 5 内的缺陷 的最高波幅、 长度尺寸进行测量， 并按编号保存为图片格式， TOFD 仪器上显示的深度尺寸即 。
21、说 明 书 CN 103529124 A 5 4/4 页 6 该断续夹层缺陷的长度尺寸。 0019 第二次检验是在该机组运行一段时间后， 采用同样方法对编号 1-100 的所述格子 5 内的钢板进行 TOFD 检验， 同样将每个所述格子 5 内的缺陷的最高波幅、 长度尺寸进行测 量， 并按编号保存为图片格式， TOFD 仪器上显示的深度尺寸即该断续夹层缺陷的长度尺寸。 0020 由于TOFD对与其声束平行的缺陷测量精度极高， 监测缺陷扩展能力可达0.3毫 米， 本发明将断续夹层缺陷的长度方向平行于 TOFD 声束的方向， 因此即可高精度监控断续 夹层缺陷扩展， 亦即长度方向的扩展。所以通过前后两次 TOFD 检验， 对比相同编号的所述 格子 5 内的断续夹层缺陷长度尺寸、 最高波幅的变化， 如果发现第二次检验中长度尺寸扩 大， 最高波幅提高， 则可判断为断续夹层缺陷有扩展趋势。 说 明 书 CN 103529124 A 6 1/4 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103529124 A 7 2/4 页 8 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103529124 A 8 3/4 页 9 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 103529124 A 9 4/4 页 10 图 7 说 明 书 附 图 CN 103529124 A 10 。