镍基合金螺栓超声检测工艺

曹云峰，李建勇，田尉建，花喜阳

(1. 徐州电力试验中心，江苏 徐州 221009；2. 中国广核新能源控股有限公司，上海 200241)

0 前言

随着国内超超临界火电机组的迅猛发展,一批耐高温、高强度、抗疲劳性能较好的高合金材料被广泛使用,如奥氏体(镍基高温合金) GH4169,GH4145,Inconel 783等合金螺栓。然而,由于这类材料在国内应用时间较短,多个电厂超超临界机组曾因汽轮机中压主汽门、中调门等部件的螺栓发生断裂造成机组非计划停机,严重影响发电机组的安全运行。此类螺栓为非全通中心孔结构,几何形状复杂,仅采用一种超声波检测工艺不能很好地检测出裂纹等危害性缺陷,故结合现场实际检测情况,分析探讨几种检测方法的有效性。

1 镍基合金螺栓常见材质

目前,国内超超临界火电机组发电设备主要采用三菱、东芝和西门子公司的设备技术,其镍基合金螺栓材质主要有Inconel 783,GH4169,GH4145,R-26等,各材质参数情况见表1。

表1 镍基螺栓常见材质及其参数

常见Inconel 783螺栓带有非全通中心孔,规格有M72和M90两种。螺栓为规则双平面,中间直段为光杆、两侧变径过渡至螺纹区域,螺纹根部与光杆R过渡段高度差一般不小于3 mm。Inconel 783螺栓现场金相组织为奥氏体+渗透体,一般晶粒较粗大。

2 超声检测工艺分析

对Inconel 783镍基合金螺栓开展超声检测,依据电力行业标准DL/T 694—2012《高温紧固螺栓超声检测技术导则》,应结合螺栓形状尺寸、晶粒大小、声速等情况进行全面分析,选用横波法、爬波法和小角度纵波法对螺栓齿根、光杆及中心孔内外壁等位置进行全面检测。……