长江三峡水利枢纽工程是我国目前最大的水电工程。在左岸厂房内安装单机容量700MW的水轮发电机组 14台 ,右 岸厂房内安装单机容量为 700MW的 水轮发电机组 ⒓ 台,总装机容量为 18200MW。
压力容器在加载过程中，裂 纹、夹渣、、泄漏、未融合、结构摩擦、氧化皮脱落等均可产生大量的声发射信号,通 过对这些信号的分析 ,可 以获得容器或结构内部缺陷的有关信息。因此为了确保长江三峡水利枢纽工程左岸厂房的1#、4#水轮发电机组座环（STAYRING MACHINING）和 蜗壳 (SPIRAL CASE)的 运行安全 ,中 国长江三峡工程开发总公司委托水利部水工金属结构质量检验测试中心 ,对 座环和蜗壳进行声发射检测,主 要为:1、 对蜗壳焊接缺陷以及材料缺陷在充水加压及保压过程中是否萌生裂纹及其扩展的情况进行声发射监控检测与分析:2、 升压、保压阶段蜗壳泄漏的声发射检测与定位。
1 检测装置和检测范围
1 .1检测装置
检测装置的示意图见1图所示。检测仪器由声发射传感器、前置放大器、主放大器、高速声发射采集卡和主处理器组成。该仪器可以对原始波形进行快速、高保真全波形采样和储存，使仪器对所有声发射参数的分析不受限制。本次实验采用谐振频率为150KHZ的声发射传感器，前置放大器为40dB。
1.2检测范围
根据中国长江三峡开发总公司的要求和被检测蜗壳的实际情况，将对蜗壳的检测范围主要定于图号02E56-VT-100(GE CANADA 222041807)中蜗壳座标断面号为03~29范围的蜗壳，如图2所示，重点是：（1）座环过渡板（蝶形边）对接焊缝、过渡板和蜗壳的对接焊缝及过渡板与环板的焊缝（2）断面号为25~29范围内的最大应力区：（3）断面号为5~6范围内最大变形区。
2 检测及评定依据
声发射检测、工艺规程、质量评定参照执行标准为：
①美国ASME第V卷第十二章《加压试验时金属容器的声发射检测》；
②美国ASME SE-1211《用表面-固定声发射探头泄露检测和定位的标准操作》；
③GB/T18182-2000《金属压力容器声发射检测及结果评价方法》；
④美国ASME第V卷 第十三册附录6《泄露监测应用》。
具体检测工作按《三峡水利枢纽工程水轮发电机组座环和蜗壳声发射监测工艺规程》进行。第一次和第二次加压喜欢声发射监控时段的升压速度、保压台阶、保压时间的设计，按照美国ASME第V卷第十二章《加压试验时金属容器的声发射检测》和蜗壳实际压力情况确定，图3为P-T图。
3 检测结果分析
试验在三峡水电站轮机组安装现场进行，环境比较差，干扰因素比较多。通过滤波，谱分析等处理手段对检测所获得的数据进行处理后得到3个有意义的定位声发射源，编号为S1、S2和S3其通道波形图如图4所示。其中S1位于蜗壳大舌板上部的蜗壳纵向对接焊缝附近，S2和S3位于蜗壳第六断面环缝下部支墩附近。3个声发射源的综合等级分别是：S1为C级（活性，弱强度），S2为C级（活性，中强度），S3为C级（活性，弱强度）。根据声发射检测的初步报告，对S1、S2和S3声发射源进行超声和磁粉等常规无损检测复验，并对S2和S3声发射源部位的Y射线底片进行了复查(S1部位未进行射线检测)。经复验得到的结果是：S2和S3声源附近焊缝内部存在的缺陷为点状的气孔、夹渣（10点/CB/T18182-2000 I级），密集气孔（8点/GB/T18182 I级）和条状夹渣（10点/CB/T18182-2000 III级）。按10点/CB/T18182-2000 《金属压力容器声发射检测及结果评价方法》附录C进行缺陷评定均为合格；S1声发射源附近焊缝经超声检测发现外表面有波幅大于DAC的缺陷发射波，缺陷部位的焊缝经磁粉检测及目视确定为较深的咬边，需打磨处理，经过对该处缺陷的处理过程，得知S1声发射源是焊缝咬边的尖端在蜗壳充水升压和保压的过程中萌生了裂纹并有扩展。该处缺陷即将消除之前的磁粉检测显示的磁痕见图5.
4 结论
①座环在加载试验过程中未发现活性缺陷；
②蜗壳上三个声发射源经常无损检测方法复验，以及对S1处咬边扩展裂纹进行打磨消除处理后，这个声发射源评定合格；
③声发射检测的区域在蜗壳升压、保压过程中未发现泄露；
④通过对水轮机组座环和蜗壳的检测，证明声发射技术完全可以用于水利工程检测；
⑤进行了多台声发射仪器对同一对象的检测试验，获得了较好的检测结果，为以后的试验及工程检测打下了基础。
王勇 刘时风
（清华大学机械系无损检测技术工程中心 北京 100084）
曹树林 杜刚民 张伟平
（水利部水工金属结构检测测试中心 郑州 450006）
鹏翔新闻
