轉子是汽輪機的核心部件，其結構形式很多，如整鍛轉子、套裝轉子、焊接轉子和組合轉子等。但在大型汽輪機（特別是半轉速機組）的制造過程中，焊接結構的轉子具有其他結構的轉子所不具備的優(yōu)勢：①設計靈活、結構緊湊，可利用較小的鍛件，易于鍛造，易于保證內在質量；②內部可形成空腔，減輕了轉子重量，減薄了壁厚，使轉子的內外溫差降低，減小了轉子熱應力，也提高了臨界轉速；③由于轉子由多個輪盤組焊而成，每一段輪盤都可進行完善的熱處理，易于各截面進行探傷檢查，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采用焊接轉子可解決大鍛件鍛造難度大的問題；⑦大功率機組汽輪機如采用焊接轉子則更適合用于調峰機組。但是，焊接轉子對材料的焊接性能要求高，焊接技術復雜，焊后的探傷要求高和難度大已成為制約焊接轉子發(fā)展的瓶頸。
1 主題內容與適用范圍
1.1 本規(guī)程規(guī)定了汽輪機焊接轉子大軸對接焊縫（以下簡稱轉子焊縫）超聲波探傷的基本要求、探傷方法、驗收標準、檢驗周期和技術檔案管理等。
1.2 本規(guī)程適用于國產汽輪機（含在役和新建機組）轉子焊縫的超聲波探傷。
國產水力發(fā)電機組和核動力發(fā)電機組，其轉子焊縫的超聲波探傷可參照應用。
1.3 對進口機組（包括引進技術制造的機組）的轉子焊縫，原則上執(zhí)行廠家提供的探傷標準。如廠家未提供有關探傷標準，可參照本規(guī)程執(zhí)行；如廠家提供的探傷標準低于本規(guī)程的要求時，可由主管部門研究確定。
2 引用標準
gb 12604—1—90 無損檢測術語 超聲檢測
gb 11345—89 鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果的分級
jb 1582—85 汽輪機、汽輪發(fā)電機轉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，必須經培訓考試，并取得ⅱ級及以上資格證書。
3.1.2 被探工件表面應做到清潔、無銹蝕和無氧化皮，表面粗糙度應不大于6.3μm。
3.1.3 為保證探傷結果的準確性，在探傷前應查明轉子焊縫的結構型式及相應的尺寸。
3.1.4 轉子焊接應進行100%的探傷。
3.2 探傷方式
3.2.1 轉子焊縫主要采用頻率為2～5mhz探頭，在外圓分別進行縱波接觸法和橫波接觸法探傷。
3.2.2 復核缺陷時，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 探傷儀應備有可按1db或2db間隔進行全量程調節(jié)，zui大衰減量不低于60db的衰減器。衰減器的度應在任意12 db中誤差不超過±1 db。
3.3.3 儀器的水平線性誤差應小于2%，垂直線性誤差應小于5%。直探頭遠場分辨力應大于等于30db，斜探頭分辨力應大于等于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)定進行測量。
3.3.4 探頭性能應按zby 231—84《超聲探傷用探頭性能測試方法》的規(guī)定進行測量。
3.4 試塊
轉子的焊縫底部兩側加工有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行對比，應采用 sdq-ⅰ型試塊。
3.5 探傷靈敏度
3.5.1 縱波探傷靈敏度應能有效地發(fā)現(xiàn)被檢焊縫中zui遠距離處當量直徑為φ2mm的平底孔反射體。
3.5.2 橫波探傷靈敏度應符合gb 11345—89《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果的分級》標準中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小于或等于150mm/s。相鄰兩次掃查之間應有一定的重疊寬度，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進行檢驗，如因轉子結構原因無法在兩側檢驗時，可在一側進行檢驗。
3.6.3 為探測焊縫及熱影響區(qū)的橫向缺陷，應采用橫波探頭進行平行和斜平行掃查。
3.6.4 縱波探傷時應使主聲束在附錄b圖b1中的bb′之間進行掃查。
3.7 檢驗要求
探傷時要求對缺陷進行定位、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 縱波探傷靈敏度調節(jié)，見附錄 b。
3.8.2 在用直探頭檢查焊縫內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符合第3.6.4條的規(guī)定。
3.8.3 如遇到底波信號或結構信號有明顯降低或消失時，應及時查明發(fā)生這種現(xiàn)象的原因。
3.8.4 在用直探頭對焊縫根部進行探傷時，應充分利用助探角斜面反射的縱波（或變型橫波）對焊縫根部進行掃查。
3.8.5 對所探缺陷，可采用 avg等方法進行定量。
3.8.6 缺陷信號，一般按下述內容分類：
a.密集缺陷信號。在邊長50mm的立方體內數(shù)量不少于5個、當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的立方體內數(shù)量少于5個、當量直徑大于或等于φ2mm的缺陷信號。
c.長條狀缺陷信號。當量直徑大于或等于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，一般包括下列內容：
a.分散缺陷。記錄其當量直徑和缺陷在焊縫中的坐標位置（軸向、周向和徑向。下同）。
b.密集性缺陷。記錄大于或等于φ2mm缺陷的當量及密集區(qū)邊緣缺陷的坐標位置。
c.長條狀缺陷。記錄缺陷的zui大當量、指示長度及其坐標位置。
d.游動信號。記錄信號的游動范圍、缺陷的指示長度、zui大當量直徑及其坐標位置。
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，應采用半波高度測長法進行測長。對測出的周向長度值應根據下式進行幾何修正，見圖1。
式中： lf——缺陷指示長度，mm；
l——與缺陷對應的外圓弧長（探頭移動弧長），mm；
d——轉子外徑，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 橫波探傷時應按gb 11345—89《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果的分級》標準中 b級檢驗級進行靈敏度調節(jié)。
3.9.3 按gb 11345—89標準中有關距離-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的方法進行材質和表面曲率補償。
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標準第11.4.2條進行；
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按第3.8.8條的計算公式進行修正。
3.10 缺陷評定要求
3.10.1 在探測焊縫根部缺陷時，應根據焊縫的坡口型式、鈍邊尺寸、焊接工藝及助探角結構等，正確區(qū)分正常結構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果對缺陷進行評定。
3.10.3 確定缺陷性質時，可根據缺陷的尺寸、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到應記錄的條狀缺陷，當其間距大于或等于8mm時，應分別計指示長度；當其間距小于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
探傷結束時應校驗靈敏度。如靈敏度變化大于2db,則所探數(shù)據無效，重新進行探傷。
4 驗收標準
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.當量直徑大于或等于φ5mm平底孔的分散缺陷；
g.產生游動信號的缺陷；
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慎重對待，且必須進行復探。復探后確認缺陷超標時，應用斷裂力學方法進行安全性評估。
5 探傷周期
5.1 新機組安裝前必須進行探傷。
5.2 在役機組探傷周期如下：
5.2.1 運行10萬h應進行探傷，以后探傷周期為5萬h。
5.2.2 對轉子焊縫探傷所發(fā)現(xiàn)的可疑信號，下次大修必須復查。
5.2.3 對發(fā)現(xiàn)超標缺陷的轉子焊縫，應根據斷裂力學評估確定探傷周期，但每次大修必須復查。
6 探傷報告及技術檔案管理
6.1 探傷完畢后應出具書面報告。
6.2 探傷報告應包括下列內容：
a.機號、名稱、材質、生產廠家及出廠日期；
b.該機投入運行的年、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、標準和技術條件；
d.有關缺陷的各種數(shù)據和坐標位置（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 探傷記錄及報告應妥善保存。