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大型发电机组汽轮机轴的无损检测

在大型火力发电厂、核电厂、风力发电厂或蒸汽发电厂的运行过程中,涡轮机轴面临着高水平的应力。在制造过程中,有时使用焊接等方法将较小的金属连接在一起。制造和运行中的这些因素可能导致涡轮轴出现缺陷。缺陷会显著增加操作风险,影响性能或损坏相邻设备。因此,涡轮机轴的无损检测更为重要。

超声波无损检测有助于评估涡轮机轴的材料和焊接质量。汽轮机轴检查期间发现的任何缺陷都可以作为实施纠正措施的机会,以确保汽轮机安全、顺利运行。

大型汽轮机轴的焊接和应力

在发电厂中,涡轮机轴比任何其他部件更容易受到疲劳和应力的影响。这对于大型发电厂尤其如此,在这些发电厂中,动态、热力学和腐蚀性负载会影响涡轮机轴。此外,这些可变载荷可能导致涡轮轴不同部位出现裂纹等缺陷。这就是为什么需要适当注意轴的制造过程。

单向涡轮轴制造是通过焊接完成的。在大型发电厂中,大型可旋转涡轮轴是由两种或两种以上不同的金属部分熔合而成的。通过焊接可实现熔合,这也有助于获得部件的优异极限强度。焊接也可用于连接涡轮轴与发电机或齿轮箱。发电厂设备连接到涡轮机轴的费用意味着焊缝或金属质量本身应该是一流的,甚至没有微小缺陷。

尽管工业界试图实现近乎完美的无缝焊接,但缺陷的可能性无法消除。因此,如前所述,除了应力诱发裂纹外,还应评估各种焊接缺陷,如气孔、夹杂物或缺乏结合。通过无损检测(NDT)技术,如超声波检测(UT),可以有效识别和表征缺陷,而不会显著影响操作。

涡轮机轴的超声波检查

超声波检查是识别、定位和表征涡轮轴缺陷的有效方法。对于不同的材料、焊接工艺以及不同的轴直径,检查同样有效。在超声波换能器的帮助下,可以在轴中感应高频超声波束,并且可以分析反射光束以识别潜在的应力诱发或热诱发缺陷。对于焊接涡轮机轴,超声波检测通过识别以下各项促进检查:

  • 热影响区中的裂纹或气孔
  • 焊缝熔深和接头未熔合
  • 焊缝中的夹杂物
  • 焊缝厚度测量
  • 腐蚀和侵蚀

借助先进的超声波检测设备,可方便地进行该探伤,该设备可确保汽轮机轴的焊接质量,其特点如下:

  • 高速扫描与分析
  • 高分辨率C扫描成像和可视化
  • 在轴可能连接到其他设备的地方,可沿曲线或弯曲进行检查
  • 高容量覆盖率

在大型发电厂中,这些特征有利于涡轮轴检查,以确保无缝和最佳焊接以及高效发电。

无损检测确保涡轮轴检查期间的质量和完整性

涡轮轴的质量与发电输出直接相关。通过超声波检测确保汽轮机轴的完整性意味着相邻设备也可以在其最大潜力下运行,从而提高运行效率。可检查焊接轴是否存在任何潜在缺陷,并在继续焊接前进行修补。

通过无损检测确保涡轮轴质量,发电行业可以提高生产率和效率,同时降低风险并节约运营成本。