無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

尤計(jì)龍 張子奕

國(guó)網(wǎng)安徽省電力有限公司靈璧供電公司 安徽靈璧 234200

電力企業(yè)在日益增加的電能需求與新的社會(huì)形勢(shì)之下，需要保障電力設(shè)備在高溫、高壓下的安全運(yùn)行，所以在設(shè)備制造、設(shè)備維護(hù)等多個(gè)方面都需要利用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，可以有效探測(cè)人的肉眼無(wú)法了解的試件內(nèi)部缺陷和問(wèn)題，在質(zhì)量檢驗(yàn)中保障精度和可靠性，開(kāi)展技術(shù)研究也具有顯著的現(xiàn)實(shí)意義。

1 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的原理

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在不破壞試件的前提下，對(duì)受檢對(duì)象進(jìn)行有效測(cè)定，尤其是對(duì)物體內(nèi)部與機(jī)械性能缺陷的合理分析，其應(yīng)用范圍也隨著技術(shù)不斷發(fā)展，逐漸延伸到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中。電力體制改革的背景下，讓許多設(shè)備的管理和維護(hù)都利用了無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，包括電網(wǎng)管線、配電網(wǎng)、變壓器等，這些設(shè)備在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，必然會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部和外部的安全問(wèn)題，需要經(jīng)過(guò)無(wú)損檢測(cè)來(lái)探明缺陷種類以便于采取針對(duì)性的技術(shù)措施[3]。需要注意的是對(duì)于生產(chǎn)產(chǎn)品與現(xiàn)實(shí)使用產(chǎn)品，除非產(chǎn)品出現(xiàn)嚴(yán)重質(zhì)量問(wèn)題不得不提前停止使用，否則不得進(jìn)行破壞性檢測(cè)。無(wú)損檢測(cè)并不影響被檢測(cè)對(duì)象的使用性能，因此，除了對(duì)原材料、工藝環(huán)節(jié)與成品進(jìn)行檢測(cè)之外，使用中的設(shè)備與試件同樣可以進(jìn)行檢測(cè)，判斷是否符合圖樣或技術(shù)條件的要求。

2 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 射線檢測(cè)

射線檢測(cè)的技術(shù)原理是利用電磁波的穿透性，對(duì)金屬零部件的內(nèi)部缺陷進(jìn)行有效檢測(cè)，按照射線類型的不同，可以滿足不同試件的技術(shù)要求。通常情況下，射線檢測(cè)對(duì)裂紋并不敏感，但對(duì)于某些氣孔、焊接未焊透等缺陷非常敏感。換言之，相比于面積型缺陷，體積型缺陷利用射線檢測(cè)可以取得更有效的結(jié)果。但考慮到射線檢測(cè)的成本較高，某些需要抽檢的零部件在需要滿足鑄造要求與工藝水平的前提下會(huì)采用這一檢測(cè)模式。需要注意的是射線檢測(cè)具有控制范圍，在超過(guò)范圍后，會(huì)產(chǎn)生一定的副作用，對(duì)人體也會(huì)產(chǎn)生一定傷害，因此在滿足技術(shù)要求的前提下，應(yīng)當(dāng)對(duì)射線檢測(cè)進(jìn)行合理屏蔽，對(duì)照射時(shí)間進(jìn)行控制。在金屬焊接件的內(nèi)部質(zhì)量檢測(cè)中，為了保障檢測(cè)精度，還應(yīng)遠(yuǎn)離射線源。

2.2 超聲檢測(cè)

超聲檢測(cè)是使用500到10000kHz頻段進(jìn)行檢測(cè)，其原理是頻段穿透零部件后，反射回波的位置、高度、波形等，可以作為表面缺陷判斷的參考依據(jù)，以其動(dòng)態(tài)特征和靜態(tài)特征來(lái)進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)。超聲波頻率較高，傳播直線性良好，在固體中可以保持良好的傳播能力，在兩種不同介質(zhì)界面下，其反射的性能可以用來(lái)進(jìn)行探傷。超聲波探頭與零部件接觸時(shí)，探頭產(chǎn)生的超聲波可以向零件發(fā)射，并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)進(jìn)行處理。對(duì)缺陷位置的判定，可以通過(guò)超聲波在介質(zhì)中傳播的速度與頻率來(lái)進(jìn)行分析。一般情況下，反射面越大也說(shuō)明缺陷越大，放射的能量會(huì)隨之提升，這也可以成為缺陷當(dāng)量的主要判斷依據(jù)。相比而言，超聲檢測(cè)在靈敏度上更加出色，且設(shè)備簡(jiǎn)單，對(duì)于技術(shù)的要求較低，也不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生嚴(yán)重影響。所以超聲檢測(cè)在目前的應(yīng)用范圍最為廣泛。但需要注意的是，超聲檢測(cè)也存在著一定的缺陷。首先是在定性定量的難度上較大，且對(duì)檢測(cè)結(jié)果缺少客觀有效的記錄與評(píng)價(jià)方法，在某些環(huán)境下的使用具有一定的局限性。例如在電力設(shè)備的維護(hù)當(dāng)中，遇到一些表面較為復(fù)雜的零部件時(shí)，其精度可能會(huì)受到影響[2]。但對(duì)于電氣放電產(chǎn)生的漏電、電暈等故障類型，這種故障信號(hào)利用超聲檢測(cè)的準(zhǔn)確性較好。

2.3 渦流檢測(cè)

渦流檢測(cè)的原理是通過(guò)電磁感應(yīng)原理，即金屬在磁場(chǎng)作用下會(huì)產(chǎn)生渦流。按照渦流的分布情況及其大小，可以對(duì)鐵磁性材料缺陷進(jìn)行有效判斷，并從材料類型、工件尺寸中來(lái)確定材料的物理性能。該方案可以適用于導(dǎo)電材質(zhì)的試件探傷，包括鋼、鋁、鎳、鈦等，對(duì)表面與近表面的缺陷進(jìn)行自動(dòng)化檢測(cè)，以電信號(hào)輸出結(jié)果，可以在短時(shí)間內(nèi)獲取檢測(cè)結(jié)果，這也是非接觸式檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)所在。但是該方案只能針對(duì)一些形態(tài)簡(jiǎn)單的試件，形狀復(fù)雜的試件并不適用，會(huì)受到某些信號(hào)的干擾等。因此，該檢測(cè)方案適用于管材等類型的材料或凝汽器鈦管檢測(cè)等。

2.4 滲透檢測(cè)

滲透檢測(cè)即熒光探傷，利用滲透劑本身的滲透性能來(lái)檢測(cè)零部件表面存在的缺陷。具體操作方案是在清潔劑表面進(jìn)行滲透劑的噴涂，噴涂前要保障零部件表面的光滑，無(wú)油脂和油漆的殘留。如果零部件表面存在裂縫，滲透劑可以在短時(shí)間內(nèi)沿著裂紋一直滲透，其強(qiáng)大的滲透性也可以發(fā)揮有效作用，在經(jīng)過(guò)顯像劑的作用后，表面在靜置一段時(shí)間后會(huì)出現(xiàn)明顯的顯像膜，滲透劑也會(huì)被析出零部件表面，展示出裂紋的具體形狀?？梢钥吹皆摲桨傅男Ч顬轱@著，但考慮到其檢驗(yàn)的成本較高，尤其是檢測(cè)線使用后還需要對(duì)廢液進(jìn)行環(huán)保處理，在符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)后才能排放[3]。因此，目前該方案多用戶于電力設(shè)備維護(hù)工作中的輔助檢測(cè)。

3 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向

電力系統(tǒng)的精度要求較高，且未來(lái)的社會(huì)電能需求較大，要想讓無(wú)損檢測(cè)技術(shù)得到廣泛使用，就需要在保障檢測(cè)質(zhì)量的前提下提升設(shè)備的使用性價(jià)比。電力產(chǎn)業(yè)作為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，電子技術(shù)與圖像處理技術(shù)的發(fā)展也讓無(wú)損檢測(cè)技術(shù)與現(xiàn)代新技術(shù)之間形成了有效配合。例如以超聲檢測(cè)為例，使用超聲波探傷儀進(jìn)行檢測(cè)會(huì)受到人為因素的影響，但技術(shù)的快速發(fā)展之下，對(duì)于檢測(cè)精確度的要求也相對(duì)較高，超聲波信號(hào)可以進(jìn)行數(shù)字化采集與分析，也能對(duì)保存的波形展開(kāi)技術(shù)研究。以超聲成像為代表的高新技術(shù)可以反映出物體的關(guān)鍵信息，為今后的研究提供技術(shù)保障。

4 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)代高新技術(shù)的不斷發(fā)展，也讓電力系統(tǒng)設(shè)備的無(wú)損檢測(cè)方法有著新的發(fā)展目標(biāo)。未來(lái)的研究工作中，也應(yīng)該進(jìn)一步朝著改善系統(tǒng)運(yùn)行和改善控制性能的方向發(fā)展，在提升設(shè)備經(jīng)濟(jì)性和安全性的同時(shí)，促進(jìn)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)使用范圍的提升。