《支柱绝缘子的超声波探伤》由会员分享，可在线阅读，更多相关《支柱绝缘子的超声波探伤（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、世纪期刊网-专业期刊论文原文服务网站 【关于我们】 世纪期刊网专业提供中文期刊及学术论文、会议论文的原文传递及下载服务。 【版权申明】 世纪期刊网提供的电子版文件版权均归属原版权所有人，世纪期刊网不承担版权问题，仅供您个人参考。 【联系方式】 电子邮件 【网站地址】 世纪期刊网 http:/ 【网上购书推荐商家】 当当网 卓越网 读书人网 京东IT数码商城 本次文章生成时间：2010-2-24 12:43:56 文章内容从第二页开始！ 请将本站向您的朋友传递及介绍！? Q 1 引言 媾 电力 工业 的 迅 猛 发 展 ， 对 电 瓷 产 品 的 安 全可 靠性提 出了更 高的要求 。支柱绝
2、缘子是 变 电 站运 行 的 重 要 部 件 。 近 年 来 ， 国 内 因 支 柱绝缘 子的损 坏造 成 的 事故 时有 发生 。 因 此 ， 对支柱绝缘 子的缺陷进行有教检测 ， 对防 止事故发生保证 系统安全运行意义重大 。正 是在 这 样情 况 下 ， 国 内 电 力 系 统 在 近 年 开 始 利 用 超 声 波 无 损 探 伤 的 方 法 ， 检 测 变 电设 备 的支柱绝缘子 ， 取得了较明显 的效果 。 2 起 声 渡探伤 方 法 简述 2 1 常 规 超 声 探 伤 法 超 声探伤 法按原 理分 类 ， 可分为 脉 冲反 射 法 ， 穿 遗 法 和 共 振 法 。 2 1 1
3、 脉 冲反射法 超声波以持 续极 短的时间发射脉 冲到被 检试 件 内 ， 根 据 反 射 波 的 隋况 来 检 测 试 件 缺 陷 的方 法 ， 称 为 脉 冲 反 射 法 。 瓷 件 探 伤 即 用 此 方 法 。 按照判断缺 陷情 况 回波 性质 ， 脉 冲反射 法 可 分 为 下 面 三 种 方 法 。 缺陷 回波法 ： 根 据仪 器示波 屏上 显示 的 缺陷探伤 图形进行判断的探伤方法。此法是 脉冲反射法的基本方法 。其探伤的基本原理 如 图 1 。 底 面回波高度 法 ： 试 件 的材质和 厚度 基 本 不 变 时 ， 底 面 回 波 高 度 应 基 本 保 持 不 变 。 如试件
4、 内部有 缺 陷 ， 底 面 回波 高度会 下降 或 消 失 ， 如 图 2所 示 。 底 面 多 次 回 波 法 ： 当 透 人 试 件 的 超 声 波 能量较大 ， 而试 件 的厚度较小时 ， 在试 件完好 无 缺 陷 的情 况 下 ， 超 声 波 可在 探 测 面 和 底 面 之 间往 复传播多 次 ， 示波屏上 出现多次底波 。 t嗲 增加了声能的损耗 ， 底波次数减少 ， 同时打 乱 了各次底 波高 度依指数 衰减 的规律 ， 并 显 示 出缺 陷 回 波 ， 如 图 3所 示 。 这 种 根 据 底 波 次 数判断试 件有 无缺 陷的方法 ， 称 为底 面多 次 L 一 L 一 r
5、 l 1 P J I 1 - l l I I I J II 一 7 L _ 一 L ( a ) 无缺 陷 ( b ) 有缺 陷 图 1 缺 陷 回波 法 图 2 底 面 回波 高度法 回波法 2 1 2穿 透 法 穿 透 法 是 依 据 脉 冲 波 或 连续 波 穿 透试 件 后 的能量变化来 判 断缺 陷情 况 的一 种方 法 ， 其 工作原理 如图 4所示 。图4 ( a ) 为无缺陷时 的 波形 ， 图 4 ( b ) 为 有 缺 陷 时 的 波 形 。 6 张 e 射 最 ，一 于 伤了 探 波 坠 触 声 垛l 超 撕 躲 的 蛳 子 椭 缘 她 绝 柱 吏 雪 牛 3 = _二 =
6、 厂 午 一 、 、 二 二 三 = L 三 至 三 、 -一 一 一、 01 l 一 一 I 、 一 越 ( a ) 无 缺陷 ( b ) 有 缺陷 ( e ) 太 缺陷 圉 3底 面多次 反射 法 3 瓷绝缘子缺 陷产 生的原 因 ( a ) 示 菠 并 b J 墨 I 4芽 透 j 击 2 1 3 共 振 法 若 声波 ( 频率可诃的连续波) 在被检工件 内传播 ， 当试件 的厚度 为超声波 半波长 或半 波长的整数倍 时 ， 由于入 射波 和反射波 的相 位相 同， 则引起共振 ， 因而仪器可显示出共振 频率 点 ， 用相邻 的两个共振频率之差， 由下公 式 8 计 算出试件厚 度 ，
7、 式 中 ， 为第 1 3 点的共振频率 ， c为被试件 的声速 。 当试 件内存 在缺 陷 时 ， 将 改变 试件 的共 振频率。依据试件 的共振 特性 ， 来 判断 缺陷 情况 的 方 法称 为 共 振法 。 2 2非 常 规趣 声 检 测技 术 2 2 1 声成像或超声全怠 2 2 2声 学 显 微 镜 2 2 3 非接触超声无 损检测技术 2 2 4声发射 技术和 A U技术 3 1 产品制造过程 中引入的缺陷 电瓷产 品在其 生 产制造 过程 中， 由 于各 种原因造成其 内部 或外表 存在 缺陷 ， 在 产 品 的出厂检测 中， 缺 陷槛 出率达不 到 1 0 0 ， 这 样 ，
8、就有少量存 在缺 陷的瓷绝 缘 子流人 到 电 力 系统 中。 3 2 包 装 、 运输 及安 装 过 程 中造成 的 电 瓷 的 损 坏 3 3运 行 中 的绝 缘 子 由 于 温 度 应 力 产 生 缺 陷 瓷绝 缘子 由电瓷 、 胶台剂 ( 水泥) 、 铸铁部 件组成 。绝缘 子长期暴露 在 大气 环境 中 ， 由 于其 三种组成材 料 的膨 胀泵数不 同 ， 在 温度 变化较大 的情 况下 ， 造成 电 瓷材料 的局 部应 力集 中， 长此以往 ， 最终将导致瓷件开裂。 3 4某些支柱 绝缘 子的 安装应 力 和操 作应 力 过太 ， 也 会 造 成 瓷 件损 坏 。 4支柱 绝缘 子
9、 的超 声探 伤 目前 ， 瓷绝 缘 子探伤 是采 用 常规 超声探 伤 方 法 中 的 脉 冲 反 射 法 ， 这 也 是 超 声 探 伤 方 法 中 应 用 最广 泛 的 方法 。 目前支柱 绝缘子 的探 伤采 用纵 波探 伤 、 横波探伤和爬 波探伤三种 方法 。 支 柱 瓷 瓶 损 坏 的 调 查 结 果 表 明 ， 在 支 柱 一 一 q l二 圈盈 两 端 胶 装 部位 断 裂 的 瓷 瓶 占瓷 瓶 损 坏 总 数 的 9 o 。因此 ， 支柱 瓷瓶探 伤 的重点 部位 是 腔 装 在 法 兰 内 的 瓷 质 部 分 ， 这 部 分 瓷 质 包 在 法 兰 和 胶 合 剂 内部 ，
10、 探 伤 有一 定 的 难度 。 4 1 支柱绝缘子超声探伤应 用中的问题 在支柱绝缘 子的超 声探 伤 中 ， 有 以下 几 个 影 响探 伤 的 阊题 ， 检 测 时 应 注意 。 4 1 1 支柱绝缘 子表 面不 平整 ， 且有一定锥 度 4 1 2 不 论 是 绝 缘 子 某一 断 面 还 是 梧 轴 线 ， 其 晶粒 分 布 都不 均匀 ， 呈 各 向异 性 。 4 1 3铸 铁 法 兰 到 最 近 伞 盘砸 离不 等 ， 而 且 变 化 范 围 较 大 。 4 1 4不 同直径 的绝缘 子上下 端部 直径不 同 4 1 5支柱绝 缘子 的种 类不 同、 批 号不 同 ， 其超声波传
11、播 的速 度不 同， 波 的衰减 差异较 太 。 4 1 6 伞盘 问的问隔小 ， 而且也不平整 4 1 7 声程较大 ， 会 出现结构反射渡和 内部 缺陷波 ， 使判伤 的难度 增大。 4 2纵波探伤 纵 波探伤的 目的是检测扩展出铸铁法兰 口的裂纹 和法 兰 口处孔 晾贯通及微观裂纹 。 腺绝缘子 内部的宏观缺 陷( 如致 密度差 、 开裂等 ) 会造成超声波传播 的能量损失 外 ， 瓷 件 的生 烧 、 微 观 裂 纹 及 孔 晾贯 通 是 造 成 超 声 波衰 减的主要原 因。 电瓷生 烧 晶 粒 粗 大 瓷 质 不 致 密 ， 超 声 波 检测 时会出现晶 问草妆 回波 。但生烧 电
12、瓷机 械强 度较高 ， 不 易损 坏。 内部存在微观 裂 纹和 孔隙贯 通 的电 瓷 在 1 0 MH z以下 的 纵波 直控 头 探测 时没有 晶 同草状 回波和 散射 回波 ， 只是底 波及射 幅度 下降或不 出现 底 波 ， 电瓷 厂在探测 支柱绝 缘 子时发现 ， 最 佳焙烧 温度 的瓷件 的底 波反射 次数最多 ( 1 0次反 射 波 ) 。 电瓷生 产 厂家 在 探测绝缘 子时 ， 如仪器荧光屏波形复 杂， 则采 用 底 波 次 数 多 少 判 断 绝 缘 子 质 量 ， 二 次 底 波 以上者判 为台格品 。实验发现 ， 具有 1 0次底 波和二次底波的瓷件衰减量相差 2 0 1
13、 g i 0 2= 1 4 d B， 另 外 ， 在 排 脒 电 瓷 生 烧 的情 况 下 ， 用 2 5 M m 的纵 波 直 探 头 进 行 的 大 量 支 柱 绝 缘 子 的探测表 明， 优 质 电瓷 与劣 质 电瓷 ( 已 断裂 、 存在孔 隙和微 观裂 纹等 ) 的一 欢底 波衰减 相 差 1 6 2 0 d B，这样 ， 为将 事故消 灭在萌 芽状 态 ， 采用 1 4 d B作为评价 电瓷优劣 的探伤灵 敏 度是合适的。 实际探谢 中， 将 瓷质致 密 的瓷 件作 为探 测衰减大小 的参考试块 ， 检测时 ， 若被测支柱 绝缘 子 与 试 块 的 一 次 底 波 相 差 1 4
14、d B， 则 判 该 绝 缘 子 有 缺 陷 ， 应 予 更 换 。如 果 探 头 在 某 个 部 位 底 波 之 前 有 反 射 波 ， 底 波 波 形 有 明 显 变化或不出现底 渡 ， 则 该绝缘子亦存在缺 陷， 应予更换。 4 3 横 渡探伤 横波是纵波从第一介质以第一临界角和 第二临界角之 间的 角度入 射到第 二 介质 中， 在第二介质 中产生的折 射渡， 此时 ， 此折射 渡 只存在折射横渡 ， 不存在折射纵 波。 横渡探伤的主要 目的是检测胶装部位裂 纹和柱体 中纵波探伤不易发现的缺陷。 根据铸铁法 兰到距 其 最近伞 盘 的距 离 ， 选用适 当折射角的探头 。将探头放置在支
15、拄 绝缘 子 下 部 铸 铁 法 兰 与 砸 其 最 近 的 年 盘 之 间 ， 沿 支柱 绝缘 子轴 线方 向移 动探 头 ， 调 节 衰 减器和增益 使支 柱绝缘 子 的端 部 回波 波 幅 为满幅高度的 6 0， 然后增 益 1 4 d B( 实测 表 明： 端部回波与铸铁法兰 的边缘 瓷件 1 r a m深 割 口回波的波幅之差 为 1 4 d B ) 作 为检测 灵敏 度。这样 可发现 l m m深裂纹 的缺 陷。 4 4 爬渡探伤 爬 波指表 面下的 纵波 它是 纵 波从 第一 介质以第一 临界角 附近 的角度人射到第二介 质时 ， 在 第 二介 质 中产 生 的表 面下 的 纵波 。 表 面下 的 纵 波 在 自 由 表 面 的 位 移 有 垂 直 分 量 ， 而不 是 纯 的 纵 波 ， 但 主 要 具 有 纵 波 的 特 性 。 2 7 ： 嚣 啊 菖 筏 乞 f；稿 出 现 ，则 裂 纹 到 挥 头 前 描 的 距 离 为 d： (L ，n? 馈-7 I一 雾 化 毪 体 婚 运 行 中 六 氟 化 硫 气 体 的 监 督 检 测 0 ： 开 督管 l 运行 中的 s F 6
