Quan Sát độ Nét Cao Về Cấu Trúc Kim Loại Của Vật Liệu Cho đường ống Nhà Máy Nhiệt điện Bằng Kính Hiển Vi Laser Olympus

Ứng dụng

Hiệu quả sản xuất nhiệt điện đã được tăng lên nhờ những tiến bộ trong công nghệ vật liệu. Các nhà máy nhiệt điện tạo ra hơi nước áp suất cao, nhiệt độ cao và sức mạnh của hơi nước dẫn động một tuabin. Áp suất và nhiệt độ của hơi nước càng cao thì công suất càng mạnh. Một ví dụ đáng chú ý là nhà máy điện Ultra Super Critical (USC), nơi nhiệt độ ở đầu vào của tuabin hơi gần 600 ° C (1112 ° F), mang lại hiệu suất phát điện cao hơn nhà máy điện thông thường. Đường ống được sử dụng tại nhà máy điện USC được làm từ thép crom cao (thép 9Cr, v.v.) được thiết kế để chịu đựng môi trường áp suất và nhiệt độ khắc nghiệt của nhà máy. Hơi nước thỉnh thoảng rò rỉ ra khỏi đường ống gần các mối hàn, vì vậy các mối hàn này phải được kiểm tra thường xuyên. Bởi vì các nhà máy điện thích thử nghiệm không phá hủy cho thiết bị của họ, kiểm tra mảng pha siêu âm là công nghệ ưa thích để kiểm tra các khuyết tật bên trong đường ống. Tuy nhiên, tại một thời điểm nhất định Khoảng cách từ bề mặt ngoài của ống là vùng chết, nơi khó phát hiện khuyết tật do suy giảm siêu âm. Rõ ràng là sự hình thành các lỗ rỗng và sự tăng trưởng / thô của các cấu trúc kim loại nhỏ (hạt phụ) tiến triển đồng thời cả ở bề mặt bên ngoài và bên trong đường ống, khi thiệt hại tiến triển gần các mối hàn. Để giải quyết vấn đề này, một kỹ thuật thử nghiệm không phá hủy được gọi là phương pháp SUMP đã được phát triển. Trong phương pháp SUMP, một màng trong suốt là được đặt trên bề mặt ngoài của ống để tạo ấn tượng về cấu trúc kim loại nhỏ của bề mặt. Bộ phim này sau đó được quan sát bằng kính hiển vi. Một vấn đề với phương pháp này là nhiều kính hiển vi không cung cấp đủ độ phóng đại để xem các ranh giới hạt nhỏ có thể có đường kính φ nhỏ tới vài μm và hình ảnh của các mẫu không đồng đều không thể được tập trung hoàn toàn.

Giải pháp Olympus Evident

Kính hiển vi quét laser 3D LEXT của Olympus chỉ thu được ánh sáng phản xạ tập trung khi thay đổi vị trí lấy nét và xây dựng hình ảnh tiêu cự mở rộng, loại bỏ hình ảnh không tập trung, không rõ ràng. Vì khả năng phân giải của kính hiển vi quang học thường được xác định bởi bước sóng của ánh sáng quan sát được và khẩu độ số của thấu kính khách quan, kính hiển vi LEXT sử dụng ánh sáng bước sóng 405nm. Sử dụng bước sóng này đạt được khả năng phân giải cao hơn nhiều so với bước sóng quang học tiêu chuẩn kính hiển vi. Kết hợp với hệ thống quang học đồng tiêu, khả năng phân giải của kính hiển vi được tăng thêm khoảng 20%. Được trang bị hệ số nhân quang có độ nhạy cao, kính hiển vi LEXT có thể chụp chính xác phản xạ cho mẫu có phản xạ yếu từ bề mặt của nó.

Các chức năng này cho phép người dùng có được hình ảnh rõ ràng, tập trung hoàn toàn ngay cả đối với các mẫu có nhấp nhô và độ phản xạ thấp, chẳng hạn như phim trong suốt được thảo luận ở trên. Các thấu kính 20, 50 và 100X của kính hiển vi có khẩu độ số cao và được tối ưu hóa để tận dụng tốt nhất hiệu suất của laser 405nm. Kết hợp với zoom quang học, kính hiển vi có thể đạt được độ phóng đại lên đến 17000x, cho phép thu được hình ảnh rõ ràng, độ phân giải cao, ngay cả đối với nhỏ ranh giới hạt kim loại. Những hình ảnh này có hiệu quả để kiểm tra xem có hay không có khoảng trống gần các mối hàn và khi quan sát sự thay đổi kích thước hạt phụ.

< Samples provided by >
Electric Power Development Co., Ltd.

< References >
* “Materials for Ultra Super Critical Thermal Power Plants and the Problem” by Kazuo Nanba, Electric Power Development Co., Ltd. IPEJ Journal Vol.26 No.6
* “Non-destructive Creep Damage Evaluation through Subgrain Size Measurement of High Chromium Steel Weldment” by Kazuo Nanba, Electric Power Development Co., Ltd. The Thermal and Nuclear Power Journal Vol. 66 No. 8