瓷支柱绝缘子及瓷套超声波检验技术导则

'QB××××—××××2009-01-01实施2008-08-30发布瓷支柱绝缘子及瓷套超声波检验技术导则1 Q/GDW-10-394-2008目次前言II1范围12规范性引用文件13一般要求14检验方法35检验结果评定46记录报告5附录A（规范性附录）瓷支柱绝缘子和瓷套超声波检验工艺（采用HS-612e超声波探伤仪）6附录B（规范性附录）对比试块技术条件12附录C（规范性附录）检验报告表式14附录D（规范性附录）检测缺陷记录表式16I Q/GDW-10-394-2008前言本标准是为贯彻国家电网公司《72.5kV及以上电压等级支柱绝缘子技术监督规定》（国家电网生技[2005]174号），进一步做好瓷支柱绝缘子和瓷套的超声波检验工作而制订。本标准的编写格式和规则符合GB/T1.1《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写规则》及DL/T600-2001《电力行业标准编写基本规定》的要求。本标准的附录A、B、C、D为规范性附录。I Q/GDW-10-394-2008瓷支柱绝缘子及瓷套超声波检验技术导则1　范围本导则适用于以A型脉冲反射式超声探伤仪进行纵波和爬波探伤，并对检验方法及检验结果的评定进行了规范。本导则适用于江苏省电力公司所辖电网设备外径≥Φ80mm的瓷支柱绝缘子及外径≥Φ150mm的瓷套在安装和大修时的超声波检验。本导则不适用于复合材料制造的支柱绝缘子及套管。2　规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB772高压支柱绝缘子瓷件技术条件GB8287.1高压支柱绝缘子第一部分:技术条件GB8287.2高压支柱绝缘子第二部分：尺寸与特性GB8411.1电瓷材料第一部分:定义,分类和性能JB/Z9674超声波探测瓷件内部缺陷JB/T9214A型脉冲反射式超声探伤系统工作性能测试方法。JB/T9674超声波探测瓷件内部缺陷JB/T10061A型脉冲反射式超声探伤仪通用技术条件JB/T10062超声探头性能测试方法JB/T10063超声波探伤用Ⅰ号标准试块技术条件国家电网安监[2005]83号国家电网公司电力安全工作规程（发电厂和变电所电气部分、电力线路部分）（试行）3　一般要求3.1　人员3.1.1　超声波检验人员必须经过本导则附录A所列检验工艺的培训并经考核合格后方可执行检验工作和检验报告的签发。3.1.2　超声波检验人员必须熟悉并掌握本导则的各项规定，并按规定的检验工艺进行操作。3.2　安全及工作环境超声波检验工作必须遵守《国家电网公司电力安全工作规程（变电站和发电厂电气部分）》的有关规定，当现场工作环境不具备检验条件时，检验人员应停止工作，待环境条件符合要求后再行工作。15 Q/GDW-10-394-20081.1　数字式A型脉冲反射式超声波探伤仪器的要求1.1.1　仪器的性能指标应符合JB/T10061的规定。1.1.2　仪器的性能测试方法应符合JB/T9214的规定，测试周期为1年。1.1.3　仪器的工作频率范围至少为1～6MHz。1.1.4　仪器的实时实采样频率不小于100MHz。1.1.5　仪器可记录波形应≥500幅。1.1.6　仪器显示刷新率应≥60HZ。1.1.7　仪器可测声速范围：400～20000m/s。1.1.8　仪器必须配有标准的通信接口，可通过界面程序与计算机进行数据和波型交换，也可直接与打印机相连。1.1.9　仪器所配对比试块应符合本导则附录B所列技术条件要求。1.2　数字式A型脉冲反射式超声波探伤仪所配用探头的要求1.2.1　探头应按JB/T10062的规定进行测试，测试周期为1年。1.2.2　探头对准对比试块上被测棱边,当反射波幅最大时，探头中心线与被测棱边的夹角应在90º±2º的范围内。1.2.3　探头主波束在垂直方向不应有明显的双峰或多峰。1.2.4　探头的中心频率允许偏差为±0.5MHz。1.2.5　纵波直探头最大穿透能力：400mm。1.2.6　纵波斜探头缺陷最大检出能力：可检出被测瓷支柱绝缘子及瓷套内部深度≤250mm内的Φ1mm孔。1.2.7　爬波探头缺陷最大检出能力：距瓷支柱绝缘子及瓷套裂纹40mm时,能检出深1mm的裂纹。1.2.8　探头分类及适用范围：探头种类探头晶片尺寸（mm×mm）探头弧面对应直径（mm）适用工件外径（mm）频率（MHz）入射角适用范围与探头跨距（mm）纵波直探头Φ12平面＞Φ2502.5P0°声速测定纵波直探头Φ10平面≤Φ2505P0°声速测定纵波斜探头8×10Φ120≤Φ1005P6°≤30纵波斜探头8×10Φ140Φ1205P6°≤30纵波斜探头8×10Φ160Φ1405P6°≤30纵波斜探头8×10Φ180Φ1605P6°≤30纵波斜探头8×10Φ200Φ1805P6°≤30纵波斜探头8×10Φ220Φ2005P6°≤30纵波斜探头8×10Φ240Φ2205P6°≤30纵波斜探头8×10Φ180≤Φ1605P8°＞30纵波斜探头8×10Φ240≤Φ2205P8°＞3015 Q/GDW-10-394-2008纵波斜探头8×10平面＞Φ2405P6°≤30纵波斜探头8×10平面＞Φ2405P8°＞30纵波斜探头8×10平面＞Φ2405P10°瓷套壁厚＞60爬波探头8×10×2Φ120≤Φ1002.5P85°＞15爬波探头8×10×2Φ140Φ1202.5P85°＞15爬波探头6×10×2Φ140Φ1202．5P85°≤15mm狭窄部位爬波探头8×10×2Φ160Φ1402．5P85°＞15爬波探头8×10×2Φ180Φ1602．5P85°＞15爬波探头6×10×2Φ180Φ1602．5P85°≤15mm狭窄部位爬波探头8×10×2Φ200Φ1802．5P85°＞15爬波探头8×10×2Φ220Φ2002．5P85°＞15爬波探头8×10×2Φ240Φ2202．5P85°＞15爬波探头8×10×2平面＞Φ2402．5P85°＞15爬波探头6×10×2平面＞Φ2402．5P85°≤15mm狭窄部位1.1　仪器与探头组合的系统性能1.1.1　在达到探伤工件最大检测声程处，其有效探伤灵敏度余量不小于10db。1.1.2　组合分辨率：纵波斜探头的远场分辨率≥30db，爬波分辨力≥6db。1.1.3　组合频率与公称频率误差≤±10％。1.1.4　纵波直探头的远场分辨力大于或等于30db，小角度纵波斜探头和爬波探头的远场分辨力≥6db。1.2　耦合剂的选择耦合剂应具有良好的透声性能和浸润能力，且不损伤工件表面。可选择甘油、浓机油或化学浆糊等作为耦合剂。2　检验方法2.1　声速测定2.1.1　对不同批次、不同尺寸的瓷支柱绝缘子，需按不少于1%的比例抽检作声速测定，以确定其强度范围。2.1.2　瓷支柱绝缘子的声速测定应采用纵波直探头，采用卡尺量出被测瓷支柱绝缘子的直径并输入仪器，调整仪器找到两次回波，并将回波限在闸门范围内，测试出被测瓷件声速值。一般高强瓷的声速＞6500m/s。2.1.3　瓷套的声速测定暂不作要求。2.2　内部缺陷检测2.2.1　内部缺陷（指瓷件内部存在的点状、多个或从状、裂纹等缺陷）应采用纵波斜入射方法进行检测。15 Q/GDW-10-394-20081.1.1　选择探头：在探头移动范围允许的情况下，尽量选择入射角较大的探头，以提高表面缺陷检出能力。一般可在直径变化20mm的范围内确定一种弧度规格探头,直径大的探头可用于探测直径小一档的瓷件。瓷支柱绝缘子及瓷套直径大于Φ240mm时可以采用平面探头。1.1.2　调整显示比例：以JYZ-BX试块上与瓷支柱绝缘子直径及瓷套壁厚相近处的Φ1mm横通孔作为参照，调整波形显示比例（一般仪器A通道预置显示比例适用于直径200mm的瓷件。比如瓷支柱绝缘子直径为140mm，屏幕上底波的横向显示距离应为距始波70%屏幕宽度）。1.1.3　调整灵敏度：以JYZ-BX试块上深40mm，Φ1mm横通孔为参照，采用按自动增益键或手动调整增益的方式，使该横通孔的最强反射波高为屏幕纵向显示刻度的80%（即80％波高）。1.1.4　手动调整增益值时，如瓷件为高强瓷可按增益值速算表进行设定，中强瓷则须在下表的基础上再增益4db。瓷件厚度或直径（㎜）30406080100120140160180200220240Φ1孔灵敏度（dB）5860626466687072747678801.2　表面缺陷检验1.2.1　表面缺陷（指瓷件近表面的点状、裂纹等缺陷，一般深度≤9mm）应采用爬波方法进行检测。1.2.2　选择探头：在探头移动范围允许的情况下，尽量选择较大晶片尺寸的探头,以提高表面缺陷检出能力。一般可在直径变化20mm范围内确定一种弧度规格探头,直径大的探头可用于探测直径小一档的瓷件。瓷支柱绝缘子及瓷套直径大于Φ240mm时可以采用平面探头。1.2.3　根据仪器内置的距离波幅曲线对试件进行探伤。1.2.4　仪器内置的距离波幅曲线应每半年一次按厂家提供的制作方法重新校正。2　检验结果评定2.1　缺陷波的识别2.1.1　纵波探伤a）如仪器显示仅有孤立底波，无附着杂波，波幅清晰，应判定无缺陷。b）如瓷支柱绝缘子及瓷套内部如存在晶粒粗大时，探头移动时会出现此起彼伏的草状反射波（一般波高＜30%屏幕高度），稍微移动探头反射波立即下降或消失，而缺陷波一般比较稳定，此时应判定为晶粒反射波。c）如瓷支柱瓷绝缘子及瓷套内部存在晶界偏析层、层状析出物、粒状析出物，气孔、裂纹等缺陷，底波前会出现点状或丛状反射波，底波也可能因此降低，应判定为缺陷波。d）如移动探头，缺陷波连续存在，应采用半波高度法确定缺陷的指示长度。2.1.2　爬波探伤a）如瓷支柱瓷绝缘子及瓷套被检部位的表面存在气孔、烧结形成的凹坑或裂纹时，会出现点状或丛状反射波，此时应与仪器预置的距离波幅曲线进行比较，波高超出曲线的应为缺陷波。b）爬波探伤时探伤距离超过30～40mm的后段易出现草状反射波，一般应避免在此区域观察缺陷。2.2　纵波斜入射探伤结果的评定15 Q/GDW-10-394-20081.1.1　点状缺陷a)缺陷波与相近声程Φ1mm横通孔进行当量比较，缺陷波如≥Φ1mm横通孔当量，判定为不合格。b)缺陷波＜Φ1mm横通孔当量，但内部缺陷波呈现为多个(≥2点)或丛状(＞3点)反射波，判定为不合格。1.1.2　裂纹缺陷缺陷指示长度＞5mm时，判定为不合格。1.2　爬波探伤结果的评定超出距离波幅曲线的反射波，应认定为缺陷，判定为不合格。2　记录报告2.1　瓷支柱绝缘子、瓷套的超声波检验按本导则附录C的格式出具检验报告，并逐只记录检验结果。2.2　对于不足以判定为不合格的缺陷应采用本导则附录D的格式做好记录。缺陷记录时，应详细记录缺陷在周向和轴向的位置以及缺陷的波高。缺陷周向定位时，瓷件有永久性出厂编号的，应以出厂编号首字母的左边缘为零点，顺时针360度记录；无明显永久标记的，应在法兰外轮廓边缘标注钢印零点，顺时针360度记录。缺陷轴向定位时，以法兰面为零点。15 Q/GDW-10-394-2008附　录　A（规范性附录）瓷支柱绝缘子和瓷套超声波检验工艺（采用HS-612e超声波探伤仪）A.1　检验准备A.1.1　清洁被检的瓷支柱绝缘子和瓷套，并记录被检瓷件的相关基础信息。A.1.2　检查HS-612e超声波探伤仪充电情况。检查探头和连接线的规格。试块的规格及强度标记。A.2　瓷支柱绝缘子声速测定工艺方法A.2.1　测量用卡尺量出被测瓷支柱绝缘子的外径，测量点为露砂区的边缘。A.2.2　选择通道将根据被测瓷件尺寸选定的纵波直探头与仪器连接，按ON/OFF键两秒开机。转动旋钮到屏幕右侧菜单栏中的“通道”，单击旋钮选中，再旋转旋钮，将通道改为纵波探伤Ｃ通道。A.2.3　自动调校按自动调校键，屏幕下方滚动出现提示语：　　“请输入材料声速：６０００m/s（基准值）”按确认键。屏幕下方又出现提示语：　　“请输入起始距离：５０mm”转动旋钮将初始值改为刚才用卡尺测量出的瓷瓶直径，例如量出来的直径为１４３mm,则转动旋钮将起始距离后的数值改为１４３，按确认键。屏幕下方提示语变为：“请输入终止距离：１００mm”转动旋钮将数值改为刚所测量出的支柱绝缘子直径的两倍，例如量出的直径为１４３ｍｍ，则转动旋钮将数值改为１４３×２＝２８６，按确认。此时屏幕范围变为２８６，并在１４３㎜和２８６㎜的地方分别有一个闸门。A.2.4　测量声速在瓷瓶上涂上耦合剂，将探头放置在被测支柱绝缘子检测面。此时屏幕上应在１４３㎜附近和２８６㎜出现两个波形，观察两个回波出现的位置，若两个回波不在各自所处在位置的闸门范围内，则转动旋钮将波形调整到闸门范围内。如果波形超出满屏，则按自动增益键，将波形调整到８０％高度。按下确认键，仪器将自动进行声速测试，此时拿探头的手应保持力度，使得屏幕上的波形平稳，待仪器上出现校准完毕字样后，方可松手，此时声速测量完毕。A.3　纵波斜入射检验支柱绝缘子内部缺陷工艺方法A.3.1　测量用卡尺量出被测瓷支柱绝缘子的外径，测量点为露砂区的边缘。A.3.2　开机根据被测支柱绝缘子外径选择相应的探头，将探头与仪器连接，长按ON/OFF键2秒，开机自检后进入操作界面。15 Q/GDW-10-394-2008A.3.1　选择通道转动旋钮到屏幕右侧菜单栏中通道，单击旋钮选中，再旋转旋钮，将通道改为纵波探伤A通道。A.3.2　确定探伤灵敏度a)自动调整将探头置于被检查部位，找出最强反射底波，长按旋钮，将菜单栏从通道退出，转到闸门移位栏，单击选中。转动旋钮移动闸门套住底波，按自动增益键调至80%波高。b)手动调整支柱绝缘子和瓷套探伤灵敏度可以根据以下公式计算：(瓷瓶外径－40mm)/10＝支柱绝缘子底波与40mm深度下φ1孔的分贝差例如：被测支柱绝缘子直径为120mm，探头在JYZ—BX试块深度40mmφ1孔80%波高时增益为60db，则按照公式应在此基础上增益(120—40)÷10=8db，即探伤灵敏度应为60+8=68db。根据瓷件外径值，转动旋钮选中菜单栏中增益按下表参数设置探伤灵敏度。中强瓷探伤灵敏度须在下表基础上再增益4db。瓷件厚度或直径（㎜）30406080100120140160180200220240Φ1孔灵敏度（dB）586062646668707274767880A.3.3　扫查缺陷将探头置于支柱绝缘子检测面，沿支柱绝缘子扫查一周，可能出现几种情况，见图1.2.3.4.图1支柱绝缘子内部无缺陷仅见对称面图2内部点状缺陷反射波波高＜Φ1清晰底波应判定合格。横孔当量，且≤2点应判定合格。15 Q/GDW-10-394-2008图3内部缺陷呈现为多个(≥2点)反射波缺图4内部缺陷呈现丛状(＞3点)反射波，陷波高＞Φ1横孔当量应判定为不合格。底波已被遮挡而消失应判定为不合格。A.3.1　纵波半波高度法发现内部缺陷反射波后，左右移动探头，找到缺陷最强反射波，用记号笔在支柱绝缘子与探头中心相对应的位置作下标记。即为缺陷中心位置。按自动增益键将波形调到80%。然后探头向左移动，当波幅逐渐降低时到40%时(此时超声波束正好一半射在缺陷上，另一半偏离缺陷，因此缺陷波只有最大波幅的一半)，用记号笔在支柱绝缘子与探头中心位置对应的位置作上标记，即为左端点。再右移动探头，当波幅逐渐降低时到40%时，用记号笔在支柱绝缘子与探头中心位置对应的位置作上标记，即为右端点。图5半波高度法测定裂纹长度A.1　纵波斜入射检测瓷套内部和内壁缺陷工艺操作方法A.4.1　测量用卡尺量出被测瓷套的外径（测量点为露砂区的边缘）和壁厚。A.4.2　开机15 Q/GDW-10-394-2008根据被测瓷套的外径和壁厚，选择相应弧度的探头。将探头与仪器连接，长按开关键2秒，开机自检后进入操作界面。按参数键进入参数列表，转动旋钮到探头角度栏，单击旋钮选中，再转动旋钮将探头角度改为与使用探头相符，单击旋钮退出修改状态，再按参数键返回探伤界面。A.4.1　选择通道旋转飞梭旋钮，单击选中屏幕右侧菜单栏中通道，再旋转飞梭旋钮，到纵波探伤B通道。A.4.2　扫查缺陷根据瓷套壁厚，将闸门移至壁厚值，将探头置于被检查部位，沿圆周移动探头.可能出现如下几种情况：图65P8°探头检测A4瓷套,:未发图75P8°探头检测A4瓷套内壁,缺陷现内壁缺陷波，底波波幅＜20%波位于底波前，应测定指示长度a)内壁无缺陷时波形见图6。此时底波微弱一般≤30%。b)内壁缺陷波与底波同呈，同呈时前波为缺陷波，后波为底波,见图7。c)当瓷套壁厚＞60mm,且跨距允许,可采用5P10°探头。A.1　爬波检测瓷支柱绝缘子表面缺陷工艺方法A.1.1　测量用卡尺量出被测瓷支柱绝缘子的外径，测量点为露砂区的边缘。A.1.2　开机根据被测支柱绝缘子直径，选择比被测件直径大20mm的探头。将探头与与仪器上的接收与发射插头正确连接。长按开关键2秒钟，开机自检后进入操作界面。。A.1.3　选择距离波幅曲线旋转飞梭旋钮选中菜单栏中的通道，单击选中，选择爬波探伤通道，此时示波屏上呈现已绘制好的距离波幅曲线。A.1.4　扫查缺陷探头应沿被测件圆周转动，注意曲线附近缺陷反射波与草状反射波的区分。必要时可以采用平面15 Q/GDW-10-394-2008爬波探头沿支柱绝缘子轴向扫查用以发现轴向裂纹。A.1.1　爬波半波高度法a)发现超标的缺陷反射波后，左右移动探头，找到缺陷最强反射波，用记号笔在支柱绝缘子与探头中位位置相对应的位置作下标记。即为缺陷中心位置。按自动增益键将波形调到80%。b)然后探头向左移动，当波幅逐渐降低时到40%时(此时超声波束正好一半射在缺陷上，另一半偏离缺陷，因此缺陷波只有最大波幅的一半)，用记号笔在支柱绝缘子与探头中心位置对应的位置作上标记，即为左端点。c)再右移动探头，当波幅逐渐降低时到40%时，用记号笔在支柱绝缘子上与探头中心位置对应的位置作上标记，即为右端点。图8爬波半波高度法测缺陷长度A.1.2　爬波实测证明，高强瓷,中强瓷之间的声速差异约为2dB，因此探伤时，不必进行修正。A.1.3　检验中的几种典型波型情况:见图9、10、11图9无缺陷时示波屏基本无波图10裂纹距探头35mm处图11裂纹距探头15mm处1mm裂纹反射波型1mm裂纹反射波型A.2　爬波检测瓷套表面缺陷工艺方法爬波检测瓷套表面缺陷工艺方法与支柱绝缘子相同。检验中的几种波型情况见图12、13。15 Q/GDW-10-394-2008图12瓷套外壁无缺陷时波型图13瓷套外壁发现缺陷时波型15 Q/GDW-10-394-2008附　录　A（规范性附录）对比试块技术条件B.1　瓷支柱绝缘子及瓷套超声波探伤专用对比试块采用钢质JYZ-1,JYZ-2,JYZ-3,JYZ-4,JYZ-BX试块，材料均为20＃钢，尺寸公差±0.1，各边垂直度不大于0.1，表面粗糙度不大于6.3μm，标准孔加工面的平行度不大于0.05。B.2　JYZ-1,JYZ-2,JYZ-3,JYZ-4试块形状见图1，尺寸见表1。B.3　JYZ-BX便携式对比试块形状及尺寸见图2。B.4　瓷质JYZ-Z（中）JYZ-G（高）强瓷模拟裂纹试块，其形状和尺寸见图3。图1JYZ-1,JYZ-2,JYZ-3,JYZ-4试块表1JYZ-1、2、3、4型试块的形状与规格型号.LR1R2R3TT1T2T3T4T5角度适用范围JYZ-128060120601201008060\10°≤φ120JYZ-226080160701601401201008010°≤φ140JYZ-32609018080180160140120100806°≤φ160JYZ-4280120240120240220200180≤φ20015 Q/GDW-10-394-2008图2JYZ-BX便携式对比试块图3JYZ-Z（中）JYZ-G（高）强瓷模拟裂纹对比试块附　录　A15 Q/GDW-10-394-2008附　录　A（规范性附录）检验报告表式A.1　支柱绝缘子超声波检验报告报告编号：共页第页变电站装用设备型号装用设备生产厂家装用设备出厂日期支柱绝缘子生产厂家支柱绝缘子出厂日期测试仪器型号测试仪器编号探头型号试块型号耦合剂瓷件声速检验部位及检验记录序号调度编号及装用位置纵波检测爬波检测评定12542隔离开关B相母线侧上节无缺陷无缺陷合格备注：检验人员校核审核日期日期日期15 Q/GDW-10-394-2008A.1　瓷套超声波检验报告报告编号：共页第页变电站装用设备型号装用设备生产厂家装用设备出厂日期瓷套生产厂家瓷套出厂日期测试仪器型号测试仪器编号探头型号试块型号耦合剂检验部位及检验记录序号调度编号及装用位置纵波检测爬波检测评定12542断路器B相灭弧室瓷套无缺陷无缺陷合格备注：检验人员校核审核日期日期日期A.2　15 Q/GDW-10-394-2008附　录　A（规范性附录）检测缺陷记录表式A.1　支柱绝缘子超声波检测缺陷记录报告编号：共页第页变电站装用设备型号装用设备生产厂家装用设备出厂日期支柱绝缘子生产厂家支柱绝缘子出厂日期测试仪器型号测试仪器编号探头型号试块型号耦合剂瓷件声速缺陷描述序号支柱绝缘子出厂编号调度编号及装用位置上法兰下法兰评定100018962542隔离开关B相母线侧上节周向0点起30°深30mm处有一个≤1mm的点状缺陷周向0点起30°至32°处有一处指示长度≤5mm的裂纹缺陷跟踪检测备注：1、缺陷记录时，应详细记录缺陷在周向和轴向的位置以及缺陷的波高。2、缺陷周向定位时，以绝缘子上出厂编号首字母的左边缘为0点；3、缺陷轴向定位时，以法兰面为0点。检验人员校核审核日期日期日期A.2　15 Q/GDW-10-394-2008A.1　瓷套超声波缺陷记录报告编号：共页第页变电站装用设备型号装用设备生产厂家装用设备出厂日期瓷套生产厂家瓷套出厂日期测试仪器型号测试仪器编号探头型号试块型号耦合剂缺陷描述序号瓷套出厂编号调度编号及装用位置上法兰下法兰评定100018962542断路器B相灭弧室瓷套周向0点起30°深30mm处有一个≤1mm的点状缺陷周向0点起30°至32°处有一处指示长度≤5mm的裂纹缺陷跟踪检测备注：1、缺陷记录时，应详细记录缺陷在周向和轴向的位置以及缺陷的波高。2、缺陷周向定位时，以绝缘子上出厂编号首字母的左边缘为0点；3、缺陷轴向定位时，以法兰面为0点。检验人员校核审核日期日期日期17'