汽轮机内缸检测

检测项目

材料成分分析：测定内缸用金属材料中各元素含量，确保符合设计要求。具体检测参数：碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)、铬(Cr)、镍(Ni)、钼(Mo)等元素质量分数，检测精度±0.01%。

几何尺寸测量：对内缸关键部位尺寸进行高精度检测，验证加工与装配精度。具体检测参数：内径公差±0.1mm，壁厚偏差±0.2mm，圆度≤0.05mm，圆柱度≤0.08mm，法兰平面度≤0.1mm/m。

表面缺陷检测：识别内缸外表面及近表面裂纹、气孔、夹渣等缺陷。具体检测参数：磁粉检测灵敏度≥φ2mm人工缺陷，渗透检测可检出深度≤0.5mm缺陷，涡流检测分辨率0.1mm。

内部缺陷检测：采用无损手段检测内缸内部铸造或焊接缺陷。具体检测参数：超声波检测灵敏度≥φ1.5mm当量缺陷（钢），射线检测底片黑度1.5-4.5，可识别最小缺陷尺寸φ0.8mm×2mm。

力学性能测试：评估内缸材料在不同工况下的力学行为。具体检测参数：室温抗拉强度≥450MPa，屈服强度≥300MPa，延伸率≥18%；高温持久强度（600℃×1000h）≥200MPa；冲击吸收能量（-20℃）≥40J。

残余应力测定：量化内缸加工、焊接过程中产生的内应力分布。具体检测参数：X射线衍射法检测表层残余应力范围-500~+500MPa，精度±30MPa；盲孔法可测深度≤2mm区域应力。

金相组织检验：观察内缸材料微观组织形态及缺陷。具体检测参数：晶粒度评级ASTM E112标准5-8级，非金属夹杂物级别GB/T 10561标准A类≤1.5级，B类≤1.5级。

无损探伤复核：对关键部位缺陷进行二次验证，确定缺陷性质与危害等级。具体检测参数：相控阵超声检测可分辨相邻缺陷间距≥2mm，全矩阵捕获技术覆盖角度范围45°-75°。

材料高温性能测试：模拟运行工况评估材料高温下的强度与变形特性。具体检测参数：高温拉伸试验温度范围300-700℃，应变速率0.001-0.01/s；高温蠕变试验持续时间≥1000h，温度误差±2℃。

热膨胀系数测定：测量内缸材料随温度变化的线膨胀特性。具体检测参数：测试温度范围20-600℃，线膨胀系数测定精度±1×10^-6/℃，升温速率5℃/min。

密封面精度检测：验证内缸与法兰结合面的密封性能。具体检测参数：平面度≤0.05mm/m²，表面粗糙度Ra≤1.6μm，结合面间隙≤0.02mm（均匀分布）。

检测范围

合金钢铸件内缸：用于火电汽轮机高压缸段，材料为ZG15Cr1Mo1V，工作温度≤540℃。

不锈钢锻件内缸：应用于核电汽轮机中低压缸，材料为0Cr17Ni12Mo2，耐蚀性要求高。

镍基合金涂层内缸：针对超超临界机组高温段，表面堆焊Inconel 625涂层，耐高温氧化。

焊接接头内缸：由筒体与端盖焊接而成，需检测焊缝及热影响区质量。

铸造内缸：传统工艺生产的小型汽轮机内缸，重点检测内部缩松、气孔缺陷。

锻造内缸：大型机组用整体锻造内缸，关注材料致密度与力学性能均匀性。

高温合金部件内缸：适用于1000MW以上机组，材料为GH4169，需检测高温持久性能。

耐腐蚀合金部件内缸：用于湿蒸汽环境机组，材料为哈氏合金C-276，重点检测耐Cl-腐蚀能力。

复合内缸：多层材料复合结构（如钢-镍基合金），检测界面结合强度与分层缺陷。

再制造内缸：经修复翻新后的内缸，需全面检测修复层质量及剩余寿命。

检测标准

ASTM A217/A217M：高温承压部件用碳钢和合金钢铸件的标准规范。

GB/T 11345-2013：金属材料焊缝破坏试验方法，适用于焊接接头检测。

ISO 6892-1:2016：金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法。

JB/T 4730.3-2005：承压设备无损检测第3部分：超声检测。

DL/T 869-2012：火力发电厂焊接技术规程，规定焊接接头检测要求。

GB/T 228.1-2021：金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法。

ASTM E381-17：宏观和微观浸蚀检验的标准方法，用于金相组织观察。

ISO 17637:2016：金属材料焊缝的无损检测目视检测。

GB/T 3075-2008：金属材料 硬度试验 轴向力试验方法。

ASME BPVC Section VIII Div.1：压力容器建造规则，规定内缸制造与检测要求。

检测仪器

工业计算机断层扫描系统（工业CT）：通过X射线扫描生成内缸三维图像，可检测内部微小缺陷（最小分辨率0.1mm），并分析缺陷位置、尺寸及分布。

三坐标测量机（CMM）：配备接触式测头与光学传感器，实现内缸几何尺寸的高精度测量（定位精度±0.5μm+L/300），支持复杂曲面轮廓检测。

直读光谱仪（OES）：采用火花激发光源，10秒内完成材料主元素及杂质元素快速分析（检测限≤1ppm），适用于炉前成分控制。

全自动冲击试验机：配备低温槽与自动送样装置，可在-196℃~室温范围内自动完成冲击试样测试（能量分辨率≤1J），记录冲击吸收能量值。

数字式超声波探伤仪：采用宽频探头与数字信号处理技术，可检测内缸壁厚（最小可测1mm）及内部缺陷（灵敏度≥φ0.5mm），支持DAC曲线制作与缺陷定量。

高温应变仪：配备K型热电偶与应变片，可实时监测内缸在升温过程中的应变变化（测量精度±1με），温度范围20℃~800℃。

X射线应力测定仪：基于布拉格衍射原理，测量材料表面残余应力（测量范围-1000~+1000MPa，精度±20MPa），支持电解抛光去除表层应力。

金相显微镜：配备偏光与微分干涉附件，可观察金相组织（放大倍数50X~1000X），并进行晶粒度、夹杂物评级。

红外热像仪：通过非接触方式检测内缸表面温度分布（分辨率0.1℃，像素320×240），识别热斑与异常温升区域。

里氏硬度计：采用冲击弹性波原理，快速检测内缸表面硬度（测量范围10~90HRC，精度±0.5HRC），适用于大尺寸部件现场检测。