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摘要:扼要地介紹了水泵及葉輪部件在火電廠發電的重要性，為確保葉輪關鍵部件在水泵運行中安全穩定，對葉輪采用著色滲透(簡稱PT)探傷及磁粉(MT)探傷兩種無損檢測方法進行了分析，得出用PT探傷優于MT探傷，并對葉輪進行PT探傷操作過程進行了重點闡述，通過PT探傷可發現水泵葉輪在運行狀態下難以發現的細小缺陷，從而避免了由于葉輪葉片裂紋導致的水泵不能工作及對火電生產產生不良影響，確保火電生產的穩定運行。

關鍵詞:PT探傷;水泵葉輪;應用

水泵是火電廠發電的必須設備之一，其主要作用是為發電廠的鍋爐提供連續不斷的水源并傳送熱量，使鍋爐的蒸汽轉化為機械能，帶動發電機發電，確保了火電廠機械設備的正常運行。所以，確保水泵設備的正常工作是火電廠設備管理的一項關鍵項目。葉輪是水泵設備的關鍵部件，由于長時間在水下運行，水的汽蝕、摩擦以及水泵的振動都會對葉輪葉片造成破壞，致使其產生腐蝕及裂紋。一旦裂紋形成，隨著水泵設備運行時間增加，裂紋發展趨勢加快，直至葉片斷裂。水泵在運行中由于葉片的腐蝕和斷裂會直接影響火電廠循環水的供應及穩定發電。以上的質量安全事故在火電廠出現過多次，為了避免類似的質量安全事故的發生，可以采用無損傷方法對葉輪葉片定期進行檢測，確?；痣姀S正常運行。

1無損探傷方案的選定

水泵葉輪在工作中，水流的運動、汽蝕、材質老化和加工過程中的缺陷都可能使之產生裂紋，其裂紋基本上都是體現在葉輪的表面，分布均無規則。當前，火電廠采用的無損探傷方法有超聲波探傷法、液體滲透探傷法、射線探傷法、磁粉探傷法、漏磁探傷法、渦流探傷法等。為尋找合適的探傷方法，根據運行水泵葉輪的材質、形狀、厚薄，通過了解各種探傷方法的優點和局限性，選擇使用以下兩種方法，即著色滲透探傷法(PT)和磁粉探傷法(MT)。

1.1MT探傷法

MT探傷是利用磁場的連續性和缺陷的不連續性的原理，檢測出鐵磁材料中表面以及表面下缺陷的位置、輪廓、尺寸和形狀的方法。MT探傷有以下優點:表面裂紋易檢測出來，非常細微的裂紋以及工件表面被臟物堵塞的裂紋也能直觀顯示;②操作方法簡單方便，技術難度不大，稍有無損檢測知識的人員都能操作;③工件表面上會直接將磁粉痕跡顯示出來，便于觀察工件表面不連續性缺陷圖案;④尺寸及形狀對受檢零件影響不是很大;⑤預清洗過程簡單快捷，工件被油漆或其他臟物所覆蓋也不影響顯示效果，成本低。磁粉探傷的缺點:a)對檢測零件中表面看不到及深埋(大于3mm)的不連續性缺陷檢測比較困難;b)檢測中磁場與間斷性的缺陷方面要垂直于主平面內，才能有效進行檢測。

1.2PT探傷法

PT探傷是以液體的毛細管作用和固體染料在一定條件下的發光現象為基礎的工作原理，采用化學試劑對物體表面開口缺陷進行檢測的一種方法。液體滲透檢測方法的主要優點是它能用于非磁性材料，成本低、操作方便，而且檢測結果一目了然。其缺點是:①不連續性缺陷必須是連通工件表面的;②試樣必須清洗干凈才能進行試驗，否則會影響效果;③表面薄膜會影響不連續性缺陷的判斷和檢測。

1.3兩種無損探傷方法對比

1)PT探傷法則不論是鐵磁性材料或非鐵磁性材料均適用;而MT探傷法只適用于具有鐵磁性材料的零件，非鐵磁性材料不適用于磁粉檢測。

2)PT探傷法即使是復雜形狀的試件也只需一次檢驗即可實現幾乎全表面探傷;MT粉探傷法對復雜形狀零件的所有部分難于做到非常準確地磁化，要根據實際情況通過改進磁化方向進行多次磁粉探傷檢查。

3)PT探傷法中，當各種方向的缺陷共存時，只需一次探傷操作即可，而且“圓形缺陷”也容易顯示出其痕跡。MT探傷法對“圓形缺陷”的磁粉圖像顯示不很清楚，同時只能根據磁化方向檢出的“缺陷方向”。

4)PT探傷法只能檢測出表面開口缺陷，費用相對MT探傷法的費用貴一點，但MT探傷法也只能檢測出表面和近表面缺陷。根據以上兩種探傷方法的優缺點和火電廠在用水泵的葉輪材質、現場環境等情況進行分析，由于目前使用的葉輪材質大多數采用奧氏體不銹鋼材質、葉輪形狀也比較復雜以及現場環境較為惡劣，采用PT探傷法明顯優于MT探傷法。

2PT探傷方法的實施

PT探傷法的工作程序為:拆卸葉輪———清洗葉輪表面———清洗劑徹底清理干凈———著色滲透(同時用標準試塊檢測試劑的靈敏度)———清洗多余的滲透劑———噴涂顯像劑顯像———分辨缺陷進行質量評級及評審———清洗并去除葉輪表面等臟物———按原來拆卸的位置安裝。

具體PT探傷操作步驟如下］:

1)清理葉輪表面雜物、防腐漆、泥漿和銹蝕等異物，至葉輪表面顯示出葉輪表面金屬光澤。

2)對表面涂過防腐漆的葉輪使用除油漆劑或清洗劑進行預清洗，以去除油污、油垢及油漆，然后使用清洗劑將受檢葉輪表面清洗干凈，并隨后自然干燥。

3)將著色滲透劑噴涂于葉輪所檢表面，根據相關標準要求離葉輪表面250mm左右進行噴涂，滲透溫度控制在10℃～50℃范圍，滲透時間不小于10min，在整個滲透過程的時間內，滲透液將葉輪受檢表面全部潤濕。若葉輪溫度超過標準規定范圍，還需用A型試塊做對比試驗，確認滲透時間。

4)滲透時間達到標準所規定的時間后，首先對葉輪表面進行清洗，其方法是先用干凈的抹布擦去葉輪受檢表面過多的著色滲透液體，然后在抹布上噴一些清洗劑進行擦洗。在擦洗的同時，再用干凈不起毛的布擦干受檢葉輪表面。

5)顯像。將顯像劑噴涂于葉輪受檢表面上，噴涂時噴嘴與受檢工件表面要有一定的距離，一般350mm左右，并與受檢面成30°～40°夾角進行噴灑，顯像的時間控制在10min之內。顯像劑噴灑厚度為0.06mm左右且均勻覆蓋在葉輪表面。

6)所噴涂的顯像劑達到標準所規定時間后，一般不小于1000Lx(白光下)光線下進行觀察受檢葉輪表面，首先要先觀察B型試塊表面輻射狀裂紋圖像是否符合標準要求，如符合標準要求，說明PT探傷葉輪的滲透操作過程符合標準要求，然后再觀察葉輪表面所顯示出來的圖像結果，若現場光線不滿足標準要求時，可用光學放大鏡(一般在5～10倍)進行查看葉輪表面是否有缺陷。

7)檢驗記錄不得涂改，并記錄詳細清楚。受檢試塊、工件編號、名稱、檢查部位、滲透探傷劑(含著色滲透液去除劑及顯像劑)牌號編號，操作中滲透時間、顯像時間等主要過程參數，缺陷類別、數量和大小以及檢驗時間應在檢驗記錄中體現出來。

8)根據檢驗記錄的內容對葉輪質量評級。根據相關標準對所發現的缺陷作出評級或處理結論，從而判斷葉輪是否符合探傷標準要求。

3PT探傷檢測過程中應注意的問題

1)由于水泵設備屬于長期運轉的機械設備，水泵葉輪又是在水下運行，汽蝕、腐蝕等因素的影響，大大加深了葉輪拆卸的難度。如果葉輪因葉片汽蝕等原因拆不下來時，可用熱套方法將其拆缷，千萬不能用錘子敲打，否則會造成葉輪變形，甚至使葉輪產生人為的裂紋。

2)葉輪無論是在拆卸過程還是清洗葉輪時，都應輕拿輕放，以防葉輪碰撞變形，從而影響葉輪的水力性能，也可能造成轉子不平衡，導致水泵振動超標。

3)水泵葉輪探傷過程中盡可能選擇在溫度適宜的秋天進行。PT探傷報告結論的準確性判斷，受檢測環境、試劑溫度、儀器以及操作人員的水平、健康狀況、精神狀態等影響，由于人在比較差的檢測場所進行探傷，容易疲勞、注意力不集中，可能造成一些細小缺陷檢測不出來，同時天氣過于悶熱或寒冷的熱脹熱縮會給葉輪的拆卸帶來了一定的難度。

4)葉輪表面的異物必須清除干凈，否則葉輪表面的裂紋缺陷開口處會有覆蓋物，使滲透劑滲入缺陷時受到阻礙，大大降低了滲透劑潤濕能力，從而阻礙了滲透液毛細作用，使滲透劑無法滲入，造成葉輪缺陷的誤判。

4經濟效益分析

近年來，火電廠也加強了對水泵葉輪的檢測，發現葉輪運行后出現裂紋現象不在少數。如某水泵制造廠家經售后服務人員反饋，每年在火電廠檢修過程中存在葉輪裂紋現象達數十起，如:山東某電廠在檢修中過程，通過對水泵葉輪PT探傷發現有較長且中間有穿透性的裂紋缺陷，經評審葉輪報廢，水泵制造廠家及時為火電廠重新配備新的葉輪，從而避免了火電廠安全質量事故的發生，避免了上百萬元的安全質量事故經濟成本;河南某電廠在水泵檢修過程，將葉輪清洗干凈對其進行PT探傷檢測，其顯像中發現葉輪表面細小的裂紋缺陷，電廠及時對其進行焊補處理，避免了葉輪表面裂紋擴展致使葉輪斷裂的風險，確保了電廠的正常供電。若葉輪運行后裂紋擴大致使葉輪報廢，僅葉輪零件購買就需要10多萬元，為火電廠節約了成本。利用PT探傷的材料費、工時費數百元的經濟成本就可以換來水泵葉輪運行中的安全質量。然而火電廠一次質量安全事故就會直接損失少則數萬元，多則幾十萬元，再加上人工、物力等間接損失可能達到上百萬元，從而增加了企業運行成本。因此，對葉輪PT無損探傷在水泵檢測工作中具有非常重要的意義。

參考文獻

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［2］胡天明．液體滲透探傷［M］．武漢:武漢測繪科技大學出版社，1994．

［3］國家發展和發展改革委員會．承壓設備無損檢測:JB/T4730—2005［S］．北京標準出版社，2005.

作者：楊平波1，楊英2，湯立宏1 單位：1．湖南湘電長沙水泵有限公司，2．湖南工程職業技術學院