Jak bada się spoiny turbin i wirników?

W energetyce i przemyśle maszynowym każde połączenie spawane w obrębie turbin i wirników podlega rygorystycznej kontroli. Niewidoczne mikropęknięcia czy nieciągłości materiałowe mogą prowadzić do katastrofalnych awarii, dlatego badania nieniszczące są standardem w kontroli jakości. W tym artykule przedstawiamy, jak przeprowadzamy badania spoin w turbinach i wirnikach – zarówno na etapie produkcji, jak i eksploatacji.

Metody diagnostyki spoin turbin – od VT do PAUT

Spoiny turbin i wirników poddaje się rygorystycznym badaniom nieniszczącym już na etapie produkcji i podczas eksploatacji. Podstawą są badania wizualne (VT), badania penetracyjne (PT) i magnetyczno-proszkowe (MT). Często stosuje się także badania ultradźwiękowe: tradycyjne UT oraz zaawansowane PAUT, czyli technikę phased-array. Standard UT umożliwia wykrywanie wad objętościowych wewnątrz struktury spoiny, a PAUT dodatkowo pozwala na precyzyjne określenie położenia i wielkości defektu dzięki wieloelementowej głowicy ultradźwiękowej i obróbce sygnału. W przypadku trudno dostępnych powierzchni, jak wręby czy pióra łopat – stosuje się PAUT z ręcznym skanerem lub TFM (Total Focusing Method), co zapewnia pełną inspekcję bez demontażu komponentów.

Technologie ultradźwiękowe w praktyce

Nowoczesne badania ultradźwiękowe spoin przebiegają etapami. Operator kalibruje aparat zgodnie z normą PN‑EN ISO 16810/16811, a następnie dobiera głowicę ultradźwiękową – do spoin cylindrycznych używa się profilowanych głowic UT lub PAUT. Podczas skanowania techniką phased-array fale są wysyłane pod różnymi kątami, analizując całą objętość spoiny i otaczającego metalu. W turbinach wodnych wykorzystuje się specjalne głowice ręczne typu phased-array, pozwalające na skaning piór łopat bez demontażu. Wyniki zapisywane są cyfrowo, więc możliwe jest wygenerowanie obrazów wad, wykonanie analizy TFM i porównanie z krzywymi Probability Of Detection (POD) dla uzyskania pełnej oceny stanu spoiny.

Badania spoin turbin i wirników to bezpieczeństwo eksploatacji

Spoiny łączące elementy wirników i turbin muszą sprostać wyjątkowym warunkom pracy – obciążeniom dynamicznym, drganiom, wysokiej temperaturze oraz działaniu mediów agresywnych. Wszelkie nieciągłości materiałowe, takie jak pęknięcia, porowatość, wtrącenia czy brak przetopu, mogą prowadzić do awarii o charakterze zmęczeniowym. Dlatego kontrola spoin w takich komponentach wymaga bardzo precyzyjnych metod diagnostycznych oraz indywidualnego podejścia – każda geometria wymaga dostosowania techniki pomiaru. Zastosowanie zaawansowanych technik NDT pozwala wydłużyć żywotność turbin i wirników oraz zoptymalizować cykle przeglądowe, a to bezpośrednio przekłada się na bezpieczeństwo i ciągłość pracy instalacji przemysłowych.