轉(zhuǎn)子是汽輪機(jī)的核心部件，其結(jié)構(gòu)形式很多，如整鍛轉(zhuǎn)子、套裝轉(zhuǎn)子、焊接轉(zhuǎn)子和組合轉(zhuǎn)子等。但在大型汽輪機(jī)（特別是半轉(zhuǎn)速機(jī)組）的制造過程中，焊接結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子具有其他結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子所不具備的優(yōu)勢：①設(shè)計靈活、結(jié)構(gòu)緊湊，可利用較小的鍛件，易于鍛造，易于保證內(nèi)在質(zhì)量；②內(nèi)部可形成空腔，減輕了轉(zhuǎn)子重量，減薄了壁厚，使轉(zhuǎn)子的內(nèi)外溫差降低，減小了轉(zhuǎn)子熱應(yīng)力，也提高了臨界轉(zhuǎn)速；③由于轉(zhuǎn)子由多個輪盤組焊而成，每一段輪盤都可進(jìn)行完善的熱處理，易于各截面進(jìn)行探傷檢查，發(fā)現(xiàn)缺陷時也易于返修和更換；④可避免整鍛轉(zhuǎn)子在溫度作用下因鋼錠成分、組織及性能方面的不均勻而引起變形；⑤轉(zhuǎn)子各部分可采用不同材料，以滿足不同工作部位對材料性能的不同要求，合理的使用合金材料；⑥采用焊接轉(zhuǎn)子可解決大鍛件鍛造難度大的問題；⑦大功率機(jī)組汽輪機(jī)如采用焊接轉(zhuǎn)子則更適合用于調(diào)峰機(jī)組。但是，焊接轉(zhuǎn)子對材料的焊接性能要求高，焊接技術(shù)復(fù)雜，焊后的探傷要求高和難度大已成為制約焊接轉(zhuǎn)子發(fā)展的瓶頸。
1 主題內(nèi)容與適用范圍
1.1 本規(guī)程規(guī)定了汽輪機(jī)焊接轉(zhuǎn)子大軸對接焊縫（以下簡稱轉(zhuǎn)子焊縫）超聲波探傷的基本要求、探傷方法、驗收標(biāo)準(zhǔn)、檢驗周期和技術(shù)檔案管理等。
1.2 本規(guī)程適用于國產(chǎn)汽輪機(jī)（含在役和新建機(jī)組）轉(zhuǎn)子焊縫的超聲波探傷。
國產(chǎn)水力發(fā)電機(jī)組和核動力發(fā)電機(jī)組，其轉(zhuǎn)子焊縫的超聲波探傷可參照應(yīng)用。
1.3 對進(jìn)口機(jī)組（包括引進(jìn)技術(shù)制造的機(jī)組）的轉(zhuǎn)子焊縫，原則上執(zhí)行廠家提供的探傷標(biāo)準(zhǔn)。如廠家未提供有關(guān)探傷標(biāo)準(zhǔn)，可參照本規(guī)程執(zhí)行；如廠家提供的探傷標(biāo)準(zhǔn)低于本規(guī)程的要求時，可由主管部門研究確定。
2 引用標(biāo)準(zhǔn)
gb 12604—1—90 無損檢測術(shù)語 超聲檢測
gb 11345—89 鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果的分級
jb 1582—85 汽輪機(jī)、汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和主軸鍛件超聲探傷方法
zbj 04001—87 a型脈沖反射式超聲探傷系統(tǒng)工作性能測試方法
zby 230—84 a型脈沖反射式超聲波探傷儀通用技術(shù)條件
zby 231—84 超聲探傷用探頭性能測試方法
3 探傷方法
3.1 基本要求
3.1.1 從事該項工作的探傷人員，必須經(jīng)培訓(xùn)考試，并取得ⅱ級及以上資格證書。
3.1.2 被探工件表面應(yīng)做到清潔、無銹蝕和無氧化皮，表面粗糙度應(yīng)不大于6.3μm。
3.1.3 為保證探傷結(jié)果的準(zhǔn)確性，在探傷前應(yīng)查明轉(zhuǎn)子焊縫的結(jié)構(gòu)型式及相應(yīng)的尺寸。
3.1.4 轉(zhuǎn)子焊接應(yīng)進(jìn)行100%的探傷。
3.2 探傷方式
3.2.1 轉(zhuǎn)子焊縫主要采用頻率為2～5mhz探頭，在外圓分別進(jìn)行縱波接觸法和橫波接觸法探傷。
3.2.2 復(fù)核缺陷時，可以采用接觸式聚焦縱波直探頭和聚焦橫波斜探頭探傷。
3.3 設(shè)備要求
3.3.1 超聲波探傷儀頻帶寬度至少為2～5 mhz。
3.3.2 探傷儀應(yīng)備有可按1db或2db間隔進(jìn)行全量程調(diào)節(jié)，zui大衰減量不低于60db的衰減器。衰減器的度應(yīng)在任意12 db中誤差不超過±1 db。
3.3.3 儀器的水平線性誤差應(yīng)小于2%，垂直線性誤差應(yīng)小于5%。直探頭遠(yuǎn)場分辨力應(yīng)大于等于30db，斜探頭分辨力應(yīng)大于等于6db。按zbj 04001—87《a型脈沖反射式超聲探傷系統(tǒng)工作性能測試方法》的規(guī)定進(jìn)行測量。
3.3.4 探頭性能應(yīng)按zby 231—84《超聲探傷用探頭性能測試方法》的規(guī)定進(jìn)行測量。
3.4 試塊
轉(zhuǎn)子的焊縫底部兩側(cè)加工有45°或61°的助探角，為了分別確定兩種不同助探角的探傷靈敏度和對所探缺陷進(jìn)行對比，應(yīng)采用 sdq-ⅰ型試塊。
3.5 探傷靈敏度
3.5.1 縱波探傷靈敏度應(yīng)能有效地發(fā)現(xiàn)被檢焊縫中zui遠(yuǎn)距離處當(dāng)量直徑為φ2mm的平底孔反射體。
3.5.2 橫波探傷靈敏度應(yīng)符合gb 11345—89《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果的分級》標(biāo)準(zhǔn)中b級的要求。
3.6 掃查要求
3.6.1 探頭在探測面的位移速度應(yīng)小于或等于150mm/s。相鄰兩次掃查之間應(yīng)有一定的重疊寬度，其重疊寬度大于或等于掃查寬度的15%。
3.6.2 橫波探傷時原則上要求用兩種角度探頭分別在焊縫單面兩側(cè)進(jìn)行檢驗，如因轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)原因無法在兩側(cè)檢驗時，可在一側(cè)進(jìn)行檢驗。
3.6.3 為探測焊縫及熱影響區(qū)的橫向缺陷，應(yīng)采用橫波探頭進(jìn)行平行和斜平行掃查。
3.6.4 縱波探傷時應(yīng)使主聲束在附錄b圖b1中的bb′之間進(jìn)行掃查。
3.7 檢驗要求
探傷時要求對缺陷進(jìn)行定位、定量并盡可能定性，同時記錄缺陷的分布情況 。
3.8 縱波探傷
3.8.1 縱波探傷靈敏度調(diào)節(jié)，見附錄 b。
3.8.2 在用直探頭檢查焊縫內(nèi)部的立體型缺陷或與聲束相垂直的平面型缺陷時，探頭沿軸向移動的范圍應(yīng)符合第3.6.4條的規(guī)定。
3.8.3 如遇到底波信號或結(jié)構(gòu)信號有明顯降低或消失時，應(yīng)及時查明發(fā)生這種現(xiàn)象的原因。
3.8.4 在用直探頭對焊縫根部進(jìn)行探傷時，應(yīng)充分利用助探角斜面反射的縱波（或變型橫波）對焊縫根部進(jìn)行掃查。
3.8.5 對所探缺陷，可采用 avg等方法進(jìn)行定量。
3.8.6 缺陷信號，一般按下述內(nèi)容分類：
a.密集缺陷信號。在邊長50mm的立方體內(nèi)數(shù)量不少于5個、當(dāng)量直徑均大于或等于φ2mm的缺陷信號。
b.分散缺陷信號。在邊長50mm的立方體內(nèi)數(shù)量少于5個、當(dāng)量直徑大于或等于φ2mm的缺陷信號。
c.長條狀缺陷信號。當(dāng)量直徑大于或等于φ2mm，指示長度大于或等于25mm的缺陷信號。
d.游動信號。探頭在被探部位移動時，在示波屏上顯示的埋藏深度變化值大于或等于25 mm的同一缺陷信號。
3.8.7 缺陷的測量與記錄，一般包括下列內(nèi)容：
a.分散缺陷。記錄其當(dāng)量直徑和缺陷在焊縫中的坐標(biāo)位置（軸向、周向和徑向。下同）。
b.密集性缺陷。記錄大于或等于φ2mm缺陷的當(dāng)量及密集區(qū)邊緣缺陷的坐標(biāo)位置。
c.長條狀缺陷。記錄缺陷的zui大當(dāng)量、指示長度及其坐標(biāo)位置。
d.游動信號。記錄信號的游動范圍、缺陷的指示長度、zui大當(dāng)量直徑及其坐標(biāo)位置。
注：對埋藏深度變化值小于或等于25mm的缺陷信號，可用游動信號作圖法估判缺陷的位置和走向。
圖1 缺陷長度修正
3.8.8 缺陷指示長度，應(yīng)采用半波高度測長法進(jìn)行測長。對測出的周向長度值應(yīng)根據(jù)下式進(jìn)行幾何修正，見圖1。
式中： lf——缺陷指示長度，mm；
l——與缺陷對應(yīng)的外圓弧長（探頭移動弧長），mm；
d——轉(zhuǎn)子外徑，mm；
h——缺陷距探測面深度，mm。
3.9 橫波探傷
3.9.1 可采用頻率為2～5mhz、折射角為36°～45°（k值為0.7～1.0）的橫波探頭。
3.9.2 橫波探傷時應(yīng)按gb 11345—89《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果的分級》標(biāo)準(zhǔn)中 b級檢驗級進(jìn)行靈敏度調(diào)節(jié)。
3.9.3 按gb 11345—89標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)距離-波幅曲線（dac曲線）的制作方法繪制dac曲線。
3.9.4 推薦采用附錄 c的方法進(jìn)行材質(zhì)和表面曲率補(bǔ)償。
3.9.5 記錄位于定量線及定量線以上缺陷的反射波幅、指示長度和坐標(biāo)位置。
3.9.6 缺陷指示長度的測量，推薦采用下述兩種方法：
a.按 gb 11345—89標(biāo)準(zhǔn)第11.4.2條進(jìn)行；
b.對波幅位于ⅱ區(qū)的缺陷用半波高度法測指示長度，波幅位于ⅲ區(qū)的缺陷用評定線靈敏度測指示長度。
3.9.7 對測出的周向長度值應(yīng)按第3.8.8條的計算公式進(jìn)行修正。
3.10 缺陷評定要求
3.10.1 在探測焊縫根部缺陷時，應(yīng)根據(jù)焊縫的坡口型式、鈍邊尺寸、焊接工藝及助探角結(jié)構(gòu)等，正確區(qū)分正常結(jié)構(gòu)反射波和根部缺陷反射波。
3.10.2 在探測根部缺陷時，充分利用助探角探測的結(jié)果對缺陷進(jìn)行評定。
3.10.3 確定缺陷性質(zhì)時，可根據(jù)缺陷的尺寸、數(shù)量、形狀、方位、分布情況、信號動態(tài)和靜態(tài)特征及其他工藝因素綜合分析，給出參考意見。
3.10.4 對于兩個及兩個以上反射波幅均達(dá)到應(yīng)記錄的條狀缺陷，當(dāng)其間距大于或等于8mm時，應(yīng)分別計指示長度；當(dāng)其間距小于8mm時，可將各缺陷作為一個缺陷，其指示長度為各缺陷的長度之和。
3.11 靈敏度校驗
探傷結(jié)束時應(yīng)校驗靈敏度。如靈敏度變化大于2db,則所探數(shù)據(jù)無效，重新進(jìn)行探傷。
4 驗收標(biāo)準(zhǔn)
4.1 焊縫存在下列之一者評定為不合格:
a.裂紋；
b.未熔合；
c.未焊透；
d.長條狀缺陷；
e.密集性缺陷；
f.當(dāng)量直徑大于或等于φ5mm平底孔的分散缺陷；
g.產(chǎn)生游動信號的缺陷；
h.橫波探傷時，反射波幅位于判廢線及判廢線以上的缺陷；指示長度大于或等于25 mm的缺陷。
4.2 對判為不合格的缺陷應(yīng)慎重對待，且必須進(jìn)行復(fù)探。復(fù)探后確認(rèn)缺陷超標(biāo)時，應(yīng)用斷裂力學(xué)方法進(jìn)行安全性評估。
5 探傷周期
5.1 新機(jī)組安裝前必須進(jìn)行探傷。
5.2 在役機(jī)組探傷周期如下：
5.2.1 運行10萬h應(yīng)進(jìn)行探傷，以后探傷周期為5萬h。
5.2.2 對轉(zhuǎn)子焊縫探傷所發(fā)現(xiàn)的可疑信號，下次大修必須復(fù)查。
5.2.3 對發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷的轉(zhuǎn)子焊縫，應(yīng)根據(jù)斷裂力學(xué)評估確定探傷周期，但每次大修必須復(fù)查。
6 探傷報告及技術(shù)檔案管理
6.1 探傷完畢后應(yīng)出具書面報告。
6.2 探傷報告應(yīng)包括下列內(nèi)容：
a.機(jī)號、名稱、材質(zhì)、生產(chǎn)廠家及出廠日期；
b.該機(jī)投入運行的年、月、日，累計運行小時數(shù)，啟停次數(shù)，事故次數(shù)及原因；
c.采用的探傷方法、標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)條件；
d.有關(guān)缺陷的各種數(shù)據(jù)和坐標(biāo)位置（包括照片和圖片）；
e.探傷條件、儀器型號、探傷頻率、探頭參數(shù)和探測靈敏度；
f.對缺陷的分析、處理意見和必要說明；
g.探傷日期、探傷人員和審核人員的資格等級、探傷人員及審核人員的簽名。
6.3 探傷記錄及報告應(yīng)妥善保存。