发电机护环超声波相控阵检测工艺研究

李亮¹,李喆²,杨伟东²,丛培军²

(1.国网宁夏电力有限公司电力科学研究院,宁夏 银川750001)

(2.宁夏电力能源科技有限公司，宁夏 银川750001)

作者简介：李亮（1980—），男，高级工程师，硕士，主要研究方向为金属部件无损检测及失效分析， flying_05_ll@163.com.

摘要：研究了采用超声波相控阵技术检测发电机护环的可行性及工艺特性。通过对不同材质、声速的发电机护环试块进行测试，证明了声速大于5 560 m/s的发电机护环均可采用超声波相控阵技术进行检测，并确定了检测时所需的检测系统、聚焦法则、灵敏度调整方法等。

关键词：护环；超声波相控阵；检测

中图分类号：TM933文献标识码：B文章编号：2095-509X(2019)09-0089-06

1基本情况

发电机护环对转子端部绕组起固定作用，是发电机转子的重要组成部分［1］，在运行中由于应力腐蚀、疲劳等原因易在内壁产生裂纹［2］，可能酿成重大事故［3］。因此，检修期间对护环内壁裂纹进行检测意义重大。

目前，发电机护环内壁裂纹普遍采用常规A型脉冲超声波检测，检测探头为低频率小角度纵波斜探头和横波探头［4］。该方法较为简便，但在缺陷判断、记录等方面均存在不足［5］。近几年出现的超声波相控阵检测技术由于具有聚焦深度可控、数据可存储等功能，因而在复杂缺陷的判断等方面具有一定技术优势［6］，但是由于国内还未制定相关技术标准，限制了该技术在发电机护环检测领域的应用。本文主要研究了不同材质、声速的发电机护环采用相控阵检测时的聚焦法则、灵敏度修正值、声程修正系数等，对采用相控阵技术进行发电机护环检测具有较大参考意义。

2实验材料

早期用于制造护环的材料主要为50Mn18Cr4、50Mn18Cr4WN等晶粒较为粗大的Mn18%-Cr5%系奥氏体不锈钢材料，该类材料耐应力腐蚀能力差，易产生应力腐蚀裂纹［7］；近些年研制的Mn18%-Cr18%系奥氏体不锈钢材料具有优良的耐应力腐蚀性能，且晶粒更加细小［8-9］，新建机组发电机护环多采用此类材料制造。