許云偉，肖仲誼，馬楊勇

（浙江無損檢測工程技術有限公司）

在運行后要進行周期性的檢修，以及時發(fā)現(xiàn)運行缺陷并進行修復，提高機組運行的穩(wěn)定性。軸瓦是汽輪機的關鍵部件之一，不僅對轉子起支撐作用，還對轉子起到保護作用。如果檢修時未及時發(fā)現(xiàn)缺陷，帶缺陷的軸瓦部件長時間運行的話，必將危及電廠的安全。

某電廠1000MW超超臨界機組在夏季進行檢修時，浙江無損檢測工程技術有限公司的檢測人員按照計劃對在役的4組8個軸瓦進行表面缺陷檢測。根據現(xiàn)場實際情況，合理優(yōu)化了滲透檢測工藝，有效地發(fā)現(xiàn)了微小缺陷。

1　軸瓦的特點

汽輪機軸瓦合金為巴氏合金，巴氏合金按化學成分分為兩類：即錫基軸承合金和鉛基軸承合金。本機組軸瓦是鉛基軸承合金，合金以Pb為基礎，加入少量的Sn、Sb、Cu組成合金，牌號為ZChPbSb16-16-2。這種合金耐磨性好，常用于汽輪機、發(fā)電機等高速重載軸承上，在運行中，轉子高速運轉，會在軸瓦上產生很大的徑向、軸向載荷，這樣在使用過程中會經常碰到軸瓦瓦面合金損壞的情況，例如：脫胎、裂紋、局部脫落或磨損腐蝕等，從而引發(fā)燒瓦、停機事故。缺陷產生的原因較多，例如：制造時澆注質量問題、運行操作因素、檢修安裝方面等。

在檢測汽輪機軸瓦時，為了保證檢測質量，工作中需要嚴格執(zhí)行檢測工藝并對工序進行優(yōu)化，確保檢測靈敏度和發(fā)現(xiàn)缺陷的能力，有效地保證發(fā)電廠的安全運行。

2　檢測方法的選擇

根據標準要求，軸瓦可采用滲透檢測方法進行表面開口性缺陷的檢測，能有效發(fā)現(xiàn)巴氏合金復合層表面裂紋、氣孔等缺陷，以及判別軸瓦的巴氏合金復合層與基體結合面的熔合情況，滲透檢測的檢測面為巴氏合金瓦表面和側面巴氏合金復合層與基體的結合面處。

按照NB/T 47013.5-2015《承壓設備無損檢測 第5部分：滲透檢測》標準4.5.3.4條規(guī)定：對現(xiàn)場無水源、電源的檢測宜采用溶劑去除型著色法；4.5.3.6條規(guī)定對于大工件的局部檢測，宜采用溶劑去除型著色法或溶劑去除型熒光法。從汽機房檢修現(xiàn)場的條件和靈敏度兩方面考慮，決定采用溶劑去除型著色法，滲透檢測劑品牌是DPT-5著色滲透探傷劑。由于機組檢修處于夏季，工件溫度在20~30℃，檢測時無需用淬火鋁合金試塊對滲透檢測系統(tǒng)進行非標溫度鑒定。

3　滲透檢測工藝程序

1.預處理

在役機組的軸瓦進行拆卸后，軸瓦表面光潔、平整，不需進行修磨；但是運行后的軸瓦通常有防護油層，進行滲透檢測時必須將油污清洗干凈。考慮到軸瓦的檢測面較大、結構較復雜和成本高等，清洗分粗洗和精洗兩步進行。粗洗時用抹布沾“洗潔精”水進行清洗，等表面干燥后再用溶劑進行表面清洗。Z終清洗完成后，檢測面上遺留的溶劑和水分必須確保干燥，保證在施加滲透劑前不被污染。

2.施加滲透劑和滲透時間

根據工件情況，用刷涂法對軸瓦進行施加，滲透時間為10min，并同時用鍍鉻B型試塊驗證檢測系統(tǒng)的靈敏度和操作工藝的正確性。

3.去除多余滲透劑

在檢測中使用的是溶劑去除型滲透劑，為了保證被檢表面清洗徹底，無殘余的滲透劑影響顯像效果，先用不起毛、吸濕性好的軟紙沿一個方向盡可能擦去被測表面上多余的滲透劑，然后將清洗劑噴于干凈的紙上，沿一個方向擦，不要來回涂抹，擦過的紙不能重復使用，Z后再用干凈的軟紙不加任何清洗劑干擦一遍。

4.干燥處理

由于采用溶劑進行去除，去除完后在室溫下進行干燥，確保檢測面在施加顯像劑前已干燥且時間不宜過長。

5.顯像及顯像時間

將顯像劑搖勻后，均勻噴灑在整個被檢表面，并保持一段時間，顯像時間為10min。

6.觀察

顯像劑噴灑后對檢測面進行及時觀察，發(fā)現(xiàn)其中一塊軸瓦檢測面上出現(xiàn)了一條跡痕顯示，顯像10min時，可疑跡痕顯示如圖1所示。

圖1 顯像10min時的可疑顯示

30min時可疑跡痕顯示沒有明顯變化，見圖2。

圖2 顯像30min時的可疑顯示

B型靈敏度試塊顯?見圖3。根據圖3所示的靈敏度試塊的顯示情況，試塊上能清楚顯示3個點的裂紋，此次檢測工藝操作和檢測靈敏度符合要求。

圖3 B型靈敏度試塊顯示

7.顯示分析

滲透檢測顯示分為相關顯示、非相關顯示和虛?顯示。對于以上可疑跡痕顯示的情況，分析如下： 

① 顯示的位置處在軸瓦的合金結合線附近；根據軸瓦和軸承的受力狀態(tài)，合金層沿邊緣開裂的可能性較大，該可疑跡痕顯示極有可能是運行過程中產生的結合層細微開口缺陷；

② 運行時軸瓦長時間浸泡在潤滑油中，軸瓦邊緣開口部位存在殘留潤滑油未清洗干凈，在滲透檢測時不能完全吸收滲透劑，該顯示可能是顯像劑吸附出來的殘留在里面的潤滑油。

綜合分析后，決定按照標準進行復驗，改進工藝、延長時間后重新進行滲透檢測，從而驗證該可疑跡痕顯示是否屬于相關顯示。

4　操作工藝的改進

考慮到軸瓦的表面光潔、平整，缺陷可能比較細微，為了提高檢測的靈敏度和細微缺陷顯示的可能性，在操作過程中對滲透及滲透時間、去除多余滲透劑、顯像及顯像時間等3個工藝進行了調整和改進。

01　滲透及滲透時間

重新對表面進行徹底清洗，特別注意結合層位置的清洗效果，符合滲透檢測條件后，開始施加滲透劑，時刻觀察表面濕潤狀態(tài)，并通過補充滲透劑的方式保持濕潤狀態(tài)；考慮到結合層可能存在微小缺陷,把滲透時間延長到20min。同時，使用鍍鉻B型試塊，證明檢測系統(tǒng)的靈敏度和操作工藝的正確性。

02　去除多余的滲透劑

由于軸瓦表面光滑平整，在進行多余滲透劑去除時，一直使用干紙巾進行擦拭，直至達到滿意的效果。擦拭過程中并未采用常規(guī)的檢測工藝，將清洗劑噴在紙巾上進行去除。

03　顯像及顯像時間

噴灑顯像劑時應盡量保證顯像劑層薄而均勻，避免過厚的顯像劑層，掩蓋細小缺陷里反滲的滲透劑；并時刻保持觀察，把顯像時間延長至20min。

04　觀察

顯像劑噴灑后對檢測面進行了及時觀察，顯像20min左右發(fā)現(xiàn)，原來出現(xiàn)可疑跡痕顯示的檢測面上，出現(xiàn)了一條帶有滲透劑反滲的跡痕顯示，經分析判斷為缺陷相關顯示，顯像20min時顯示如圖4所示。

圖4 改進工藝后顯像20min時的相關顯示

改進工藝后的B型靈敏度試塊顯示如圖5所示。

圖5 改進工藝后的B型靈敏度試塊顯示

根據缺陷跡痕顯示的特點，該相關顯示是軸瓦的裂紋顯示，是運行過程中軸瓦和軸承受力引起的細微邊緣開裂。

05　質量驗收

根據DL/T 5210.3-2018 《電力建設施工質量驗收規(guī)程 第3部分：汽輪發(fā)電機組》 6.1.18節(jié)推力軸承檢查安裝質量標準和檢驗方法表中的驗收要求，軸瓦表面應無夾渣、氣孔、凹坑、裂紋等缺陷。該軸瓦中存在裂紋跡痕顯示，建議進行后續(xù)的修復處理。

結語

機組維護時，軸瓦細微缺陷的及時發(fā)現(xiàn)對軸瓦的修復和機組的運行起著關鍵作用，是電廠生產效率、運行效益的保障。滲透檢測應根據部件的運行環(huán)境對潛在缺陷進行分析，選擇合適的滲透時間，靈活應用滲透劑的去除方式，以及控制顯像劑噴灑厚度和增加顯像時間，從而提高滲透檢測的靈敏度，確保不發(fā)生危險缺陷漏檢的情況。

來源：《無損檢測》2020年10期