ZB K54 002--87汽轮机叶片磁粉探伤方法

                       中华人民共和国专业标准

                                                    ZB K54 002--87

                      汽轮机叶片磁粉探伤方法

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    本标准适用于汽轮机用磁性材料叶片成品的湿法磁粉探伤。

1目的

    进行叶片的磁粉探伤,主要是为了发现叶片表面及近表面的裂纹、发纹等线状缺陷。

2名词、术语

    本标准所用的名词术语符合JB 3111《无损检测名词术语》第三部分中的规定。

3人员要求

    应由具有磁粉探伤I级以上资格证书者进行磁粉探伤,由具有磁粉探伤II级以上资格证书者签发报告,以保证探伤结果的可靠性。

  注:NDT人员资格等级与ISO标准规定顺序一致。I级*低。

4设备

4.1叶片探伤用磁粉探伤机应符合GB 3721《磁粉探伤机》1)中的技术要求。推荐采用固定式磁粉探伤机。对被检叶片,按本标准7.1--7.6条的规定,该机应能产生足够强的磁场。

  注: 1)按该标准的*新版本执行。

4.2磁粉探伤机应安装周向磁化电流和纵向磁化安匝数等指示表,指示误差不得超过示值的±5%。每年至少校准指示表一次。

4.3具有何种方式的磁化装置,则应具有何种方式的退磁装置。

4.4磁粉撒布装置应包括储液箱及喷洒机构。储液箱应安装搅拌器。

4.5应具有剩磁检查仪。

4.6应安装照明灯,被检区域的光照并不得低于350lx。

5叶片的表面准备

5.1被检叶片的表面应干燥、无污物和锈斑等。

5.2被检叶片表面的表面粗糙度Ra*大允许值为1.60μm。

5.3如果要对叶片进行表面处理(如电镀、喷涂等),磁粉探伤应在表面处理前进行。

5.4如果必须在表面处理后进行磁粉探伤,可由供需双方协商解决。但用直接通电法时,须保证通电触点处露出金属本底,确保通电良好。

6磁粉及其磁悬液

    叶片磁粉探伤允许采用荧光磁粉或非荧光磁粉。

6.1当用磁性秤量法检验磁粉时,被称出的磁粉试样的质量应不少于7g。

6.2应选择与叶片表面有高反差色泽的非荧光磁粉。

6.3非荧光磁粉的粒度指标不得低于300目。荧光磁粉的粒度指标不得低于150目。

6.4磁悬液

6.4.1磁悬液中非荧光磁粉的浓度应为12--25g/L。荧光磁粉的浓度为0.5--2.0g/L。一般磁悬液都应具备如下性能:无剌激性气味,对皮肤无剌激性,在工作状态下磁悬液的运动粘度不高于10平方毫米/秒。水磁悬液对叶片表面应具有良好的润湿性,对叶片无腐蚀作用,磁粉分散性好。油磁悬液闪点不得低于60℃。

6.4.2在正常情况下,油磁悬液半月测定一次,水磁悬液一周测定一次。当气候炎热干燥时,要适当增加对水磁悬液的测定次数,测定方法见附录。不符合本标准6.4.1条规定范围的应重新配制。

6.5推荐配方

6.5.1水磁悬液

   水磁悬液的成分如下:                                                  g/L

    水磁悬液的配制方法如下:

    按上表规定的成分比例,先将OP--10用少许水调释,重复几次,直至OP--10完全溶解。再放入亚硝酸钠、三乙醇胺和消泡剂。每放入一种成分要充分搅拌,构成载液。用少量载液将干磁粉调释成糊状,再将配好的载液倒入,加水充分搅拌后即可使用。

6.5.2油磁悬液

    将煤油与变压器油以7:3的比例混合。选用少量上述混合液体将干磁粉调释成糊状,再用混合液体将其稀释至12--25g/L。

7磁化方法及其规范

    叶片的磁粉探伤采用连续法。每一叶片都应在其周向/横向及纵向两个方向进行磁粉探伤,其方法可在本标准7.1--7.5条中选用。

7.1直接通电法(周向磁化)及其规范

7.1.1用电极将叶片两端面夹紧,保证触点处接触良好,如图1。电流较大时,在电触点处加铅垫或铜垫,以免**叶片。

7.1.2施加交流磁化电流强度的大小用下式计算

                    I=15--17D ---------------------------------------------------------(1)

式中:I--交流磁化电流强度的有效值,A;

     D--叶片的等效直径,mm。D等于叶片*大横截面上的周长Cmax除以π。

    当叶片带有铆钉头时,磁化电流取本规范的上限。

7.2线圈法(纵向磁化)及其规范

      电极

       图1 直接通电法周向磁化                 图2 线圈法纵向磁化

7.2.1将叶片平行于线圈轴线置于线圈中,如图2。

7.2.2用下式计算磁化力

                 45000     

            NI=---------±10%,AW-----------------------------------(2)

                  L/D

式中:N--线圈匝数;

     I--线圈中工况下的交流电流强度有效值,A;

     L--叶片的总长,mm;

     D--叶片的等效直径,mm。

7.2.3有效磁场范围为从线圈两端面各延伸约所用线圈半径长度之内的范围,如图3。长叶片应以不超过有效磁场范围作分段检查,其重迭区域应不小于50mm。

7.2.4当L/D大于15时,该值取为15。L/D小于3或L小于150mm时,可用绝缘板将紧密串接起来的叶片托起置于线圈中;选择磁化力时,用串接起来的叶片长度之和代替式中的L,D不变。

7.3磁轭法(纵向磁化)及其规范

7.3.1两磁极夹住叶片的两端面,如图4。

 图3 有效磁场范围示意图                  图4 磁轭法纵向磁化

7.3.2用下表计算磁化力:

 注:表中NI--工况下磁极的磁化力。其中I为直流电流强度,单位A。

7.4对总长度小于1500mm的叶片,可采用间接通电法。施加的磁化电流应保证被检所有叶片的表面上能清晰地显示出A-30/100标准试片人工缺陷的磁痕。

7.5在保证探伤灵敏度的前提下,允许采用综合磁化法。

7.6当使用其它各类的磁化电流时,其峰值应等于本标准7.1--7.3条中规定电流的峰值。

7.7探伤灵敏度的检验

    为管采用何种方法进行磁粉探伤,都必须用A-30/100标准试片检查探伤灵敏度。试片应紧密贴合在叶片*大横截面的表面且磁化过程中磁场弱的部位,如图5。

                          图5 试片放置的示意图

8退磁

    叶片经磁粉探伤后,应进行退磁处理。采用每一种方法磁化后,都应随即采用同种方法退磁。退磁后叶片表面的*大磁场强度不得超过1000/2πA/m(空气中相应的磁感应强度为2ｘ10的负4次方T)。

9报告

    叶片磁粉探伤的书面报告至少应包括如下内容:

    a. 叶片的名称、尺寸、材料牌号和热处理状态;

    b. 设备名称、磁化电流种类;

    c. 表面状况;

    d. 磁粉种类(荧光、非荧光)、粒度指标和颜色;

    e. 磁悬液种类;

    f. 磁化方法及其规范;

    g. 试片显示情况;

    h. 探伤结果;

    I. 操作者和签发报告者的姓名;

    j. 探伤日期。

                               附  录 A

                   磁悬液中磁粉浓度的测定方法及要求

                                (参考件)

     取弥散均匀的磁悬液100mL注入磁悬液测定管,静止30min,以0.1mL精度读出沉淀磁粉的毫升数,即为磁粉的沉淀量。依此法预先作出一条同一载液的沉淀量---磁粉浓度曲线,如图A1。

                       图A1沉淀量---磁粉浓度曲线

    测定时,与沉淀量相应的磁粉浓度如果不符合本标准6.4.1条的规定,应重新配制(也可适量加入磁粉或载液,使磁悬液符合本标准6.4.1条的规定)。

    油磁悬液每半年至少更换一次,水磁悬液每三个月至少更换一次。气候炎热干燥时及磁悬液使用频繁时,更换次数要增加。

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    附加说明:

    本标准由上海发电设备成套设计研究所提出和归口。

    本标准由北京重型电机厂、上海发电设备成套设计研究所负责起草,无锡叶片厂、东方汽轮机厂、武汉汽轮发电机厂和上海汽轮机厂参加起草。

    本标准主要起草人王力进。

国家机械工业委员会1988-03-21批准   1988-01-01实施