支柱绝缘子探伤

归属: 检测

探伤试验也称为探伤检测,是指探测金属材料或部件内部的裂纹或缺陷,探伤试验常用的探伤方法有:X光射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤、渗透探伤(着色探伤)、涡流探伤、γ射线探伤、萤光探伤等方法。

作业前安全交底

  • 工作前的准备:正确佩带安全帽、安全带等劳动防护用品,符合电气作业规定要求
  • 工机具、备品备件、工作票、作业卡等齐备:检查工机具是否完好,备品备件是否充足,工作票、作业卡等是否已准备齐全
  • 班前会:简明扼要、语言清晰、流畅地交代工作内容、安全措施、技术措施、注意事项及危险点预控措施,并作好记录
  • 文明生产:在作业全过程对安全进行管控、并且作业过程流畅、一气呵成,工器具、零部件应摆放整齐。作业结束后应清点工具,清扫现场

检修流程及工艺要求

检验前准备

检验前的准备

  • 检验前应了解并记录支柱绝缘子及瓷套的厂家名称、型号规格、材质和结构型式等内容。
  • 受检支柱绝缘子及瓷套的编号应具有唯一性
  • 耦合剂应有良好的透声性能和浸润能力,且不损伤工件表面,可选择甘油、机油或化学浆糊等作为耦合剂。

探伤仪和探头的要求

  • 探伤仪:
    1. 采用A型脉冲反射式超声波探伤仪
    2. 探伤仪的性能和测试方法应符合JB/T10061及JB/T9214标准相应条款的规定
  • 探头:
    1. 主要采用爬波探头和小角度纵波斜探头测试,常规斜探头测试仅作为一种辅助检测的手段
    2. 探头声束水平偏离角和双峰的要求:将探头对准标准试块上被测棱边,当反射波幅最大时,探头中心线与被测棱边的夹角应在90±2°的范围内,且主波束在平面内不应有明显的双峰或多峰

仪器和探头组合性能

  • 仪器和探头的组合灵敏度余量:

在所探伤工件最大声程处,有效探伤的灵敏度应大于10dB

  • 仪器和探头的组合分辨率:

纵波斜探头的远场分辨率应大于或等于30dB,爬波探头的分辨力应大于或等于6dB

仪器和探头的组合频率与公称频率误差应小于10%

试块

支柱绝缘子及瓷套超声笔探伤专用试块主要用于对探伤仪、探头及系统组合性能的测定,并根据支柱绝缘子和瓷套规格,在试块上调整扫描速度和校准探伤灵敏度。

试块的形状、尺寸及制造工艺要求:

  • JYZ-1试块

  • JYZ-2试块

  • JYZ-3试块

  • JYZ-BX便携式试块

检验

探头的选择

支柱绝缘子及瓷套外壁缺陷探伤,宜选择晶片尺寸6mm×10mm×2、8mm×10mm×2、13mm×13mm×2频率为2.5MHz的爬波探头。

支柱绝缘子内部缺陷及瓷套内壁缺陷探伤,宜选择纵波斜探头进行探伤。纵波折射角一般取16°~19.5°,如果探头移动受到限制,可选用折射角为10.5°~12°。探频率和晶片尺寸以支柱绝缘子的规格,按表1选取。

探头的耦合面应按支柱绝缘子及瓷套规格不同,加工成相应的曲面以保证耦合良好。

扫描速度

扫描速度应利用JYZ-1、JYZ-2、JYZ-3或JYZ-BX等试块进行调整。应调整到使探伤仪屏幕刚好能显示最大探测距离处的回波。

测量位置

绝缘子为陶瓷,绝缘子结构如下图所示,检测部位为图中检测点1、2、3、4。

  • 瓷柱上下端头与铸铁法兰整个胶装区域表面和瓷柱内部
  • 铸铁法兰口内外与瓷体相交区域表面是检测重点
  • 瓷套不同于支柱绝缘子是内壁裂纹的检测。也是重点检测区域。

探伤灵敏度

支柱绝缘子瓷种的确定

采用5MHZ及相应折射角纵波斜探头,在试块上找出与支柱绝缘子及瓷套直径或壁厚相近的Φ1横通孔最强反射波,调整至80%FSH(FSH表示探伤仪显示屏高度),将探头置于被探件探测面,根据底波高度判定绝缘子瓷种:

  • 底波高度≤80%FSH为普通瓷
  • 衰减≤6dB后,底波高度为80%FSH为中强瓷
  • 衰减>6dB后,底波高度为80%FSH为高强瓷

爬波探伤灵敏度的确定

将探头置于JYZ系列试块上,找出距探头前沿20mm深度2mm模拟裂纹的最强反射波,调整至80%FSH,如果是普通瓷应在此基础上衰减6dB。中强瓷衰减8dB。高强瓷衰减10dB,此即为探伤灵敏度。

纵波斜入射探伤灵敏度的确定

将探头置于支柱绝缘子或瓷套探测面上,将底波调整至80%FSH,再增益6dB。此即为探伤灵敏度。

探头位置及扫查方式

将探头放置在铸铁法兰与末裙之间的探测面,绕支柱绝缘子或瓷套扫查一周,如有间距,探头可略作前后移动:

缺陷的识别及判定

爬波法探伤时缺陷的识别与测定

采用爬波法探伤时,在始脉冲之后出现回波显示时,应前后移动探头并观察回波位置及幅度变化,若探头向前移动时回波位置左移,幅度增大,探头向后移动时回波位置右移、幅度减小,即可判定为缺陷回波。

对于判定为缺陷的回波,前后移动探头使其位于时基线20mm处,此时的回波幅度作为缺陷回波幅度。

若缺陷回波幅度大于(2mm模拟裂纹反射波幅-4dB),应采用半波高度法测试测定其指示长度,即移动探头找到缺陷的最大反射波,然后沿周边分别向左右移动探头,当缺陷波高降低一半时,探头中心线之间的距离即为缺陷指示长度。

纵波斜入射探伤时缺陷的识别与测定

纵波斜入射探伤时,位于始脉冲之后,底波之前的回波可判定为缺陷回波。

发生缺陷时,移动探头使其反射波最高,并考虑缺陷声程因素的修正,具体做法为:

  • 当缺陷声程h≥120mm时,不需要考虑修正;
  • 当缺陷声程h<120mm时,应衰减(120-h)*2/10dB,再对缺陷进行定量。

考虑了声程因素修正后,若缺陷波高于80%FSH,沿周边分别左右移动探头,测量使缺陷回波高度降为40%FSH时,探头位置之间的距离L0,然后按下式计算缺陷指示长度L=(1-2h/D)L0

式中:

  • D:绝缘子直径
  • h:缺陷深度

结果评定

爬坡探伤结果评定

若缺陷回波幅度大于(2mm模拟裂纹反射波幅-4dB),指示长度≥10mm时应判定为试品不合格,指示长度<10mm时,可判定为应记录点状缺陷。

纵波斜入射探伤结果评定

考虑了声程因素修正后,若缺陷波高于80%FSH,指示长度≥3mm时,应判定为试品不合格;指示长度<3mm时,可判定为应记录点状缺陷。

对于判定为应记录点状缺陷的信号应做好记录,并对安装位置状况进行记录,以便于运行中跟踪复测。

记录报告

支柱绝缘子或瓷套超声波探伤记录,报告中应包括下例内容:支柱绝缘子或瓷套厂家名称、型号规格、结构型式、支柱绝缘子或瓷套的编号,探伤仪型号,探头规格型号、试块型号、耦合剂、表面状况、探伤灵敏度、缺陷深度、波幅和指示长度、探伤人员、探伤日期等。

图-支柱绝缘子探伤检验报告

作业后自验收

  • 按五通要求开展自验收
  • 设备状态恢复
  • 现场清理应无遗物,整洁

延伸知识

支柱瓷绝缘子超声波探伤仪使用方法(爬波)

检测支柱瓷绝缘子外表面裂纹,需要用爬波检测。

  • 探头的选择:高强瓷使用标号为1R的探头,普通瓷使用标号为3R的探头,现在支柱瓷绝缘子基本都为高强瓷,本方法使用双晶探头。
  • 调整仪器声速:6000m/s。
  • 输入角度:ANGLE为0度。
  • 选择工作模式:选择DUAL(双晶探头)。
  • 调整扫描范围:RANGE=5~10mm/div。
  • 把探头耦合到试块上,对准1mm人工切槽,移动探头并使探头到槽的距离为20mm,移动闸门,使切槽反射波位于闸门内。
  • 调整零点:调节ZERO,使切槽反射波距离读数为20mm。
  • 调节检测灵敏度:把切槽反射波高度调整为80%显示面高度,记录下当前GAIN=“A”dB,再增益6dB。
  • 存储参数。
  • 检测:发现缺陷后,左右移动探头,找到缺陷最高反射波,移动闸门,使缺陷波位于闸门内,前后移动探头,使缺陷波距离读数为20mm,把缺陷波调整为80%显示面高度,记录下当前的GAIN=“F”dB。
  • 判断:F>A  不记录;F≤A  测量缺陷长度L。L≥10mm,判为不合格;L<10mm,记录

支柱瓷绝缘子超声波探伤仪使用方法(纵波)

检测支柱瓷绝缘子内部缺陷,需要用纵波检测。

  • 探头的选择:本方法使用单晶探头,探头上R90表示试品的半径必须要小于90mm。
  • 调整仪器声速:5900m/s。
  • 输入角度:ANGLE为10度。
  • 选择工作模式:选择PULSE-ECHO(单晶探头)。
  • 调整扫描范围:RANGE=20mm/div (可以随意调整,只要使底波在屏幕里面即可)。
  • 调整THICK:要略大于瓷瓶直径,试品直径为100mm,一般设备为500mm多,但不能设置为试品的倍数。
  • 把探头耦合到试块上,移动闸门,使底波位于闸门内,调节灵敏度和闸门位置实现。
  • 调整零点:调节ZERO,使X等于试块的直径(右上角读数)。
  • 存储参数
  • 比较:在低波前有反射波说明有缺陷。底波80%后增益6dB,若缺陷波超过80%,就要对缺陷进行定量,若缺陷指示长度≥10mm,则不合格;<10mm作为记录缺陷。

支柱瓷绝缘子超声波探伤仪使用方法

  • 参数(波形)的存储:
    1. 按“打开”键,按“上”“下”键,找到一个空文件
    2. 按F5,按“上”“下”“左”“右”键,编辑文件名
    3. 按“ID”键,按“上”键输入ID
    4. 按“存储”键,完成存储
  • 读取参数(波形):
    1. 按“打开”键,按“上”“下”找到要读取的文件
    2. 按F1,再按F2读取
    3. 按“解冻”键解冻,以便开始检测
  • 缺陷长度测量:

接方法中第10步,当缺陷波调整为80%显示面高度时,左右移动探头,使缺陷回波降为40%显示面高度,记录两侧探头之间的距离L0mm,缺陷的长度则为L=(1-2h/D)L0mm

  • D:绝缘子直径
  • h:缺陷深度

超声波检测的范围及周期

  • 入网前高压支柱瓷绝缘子的超声波检测:
    1. 高压支柱瓷绝缘子运抵安装现场后,对同批次的绝缘子超声波探伤检测率要达到总量的30%。
    2. 安装、调试结束后(投用前),必须再次对高压支柱瓷绝缘子进行超声波探伤检测,检测率要达到100%。
    3. 对于检测中判定不合格的高压支柱瓷绝缘子必须及时予以更换。
    4. 基建单位向设备业主单位移交变电站电气设备时,应提供所用高压支柱瓷绝缘子的超声波检测报告。
  • 运行中高压支柱瓷绝缘子的超声波检测:
    1. 参照国家电网公司《72.5kV及以上电压等级支柱绝缘子技术监督规定》中的有关规定,结合我省电网的实际情况,自投运之日起将结合设备停电时进行,做到“逢停必检”,并保证每3年能检测一次。
    2. 检测中发现不合格的应及时安排更换,确因条件所限无法及时更换的,需经单位生产副局长或总工程师批准并上报技术部门备案,同时积极创造条件,尽早予以更换。
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作业前安全交底
2.
检修流程及工艺要求
3.
作业后自验收
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