一种基于导电率测试判断铜及铜合金材质的检测方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于导电率测试判断铜及铜合金材质的检测方法，步骤包括：确定被检测工件的材质对应的导电率阀值；采用导电率测试仪检测被检测工件的导电率；将被检测工件的导电率、被检测工件的材质对应的导电率阀值进行比较，如果被检测工件的导电率小于被检测工件的材质对应的导电率阀值，则判定被检测工件的材质不符合材质的成分要求，否则判定被检测工件的材质不符合材质的成分要求。本发明具有不需要对工件表面进行打磨或相关表面处理、检测速度快、简单准确度高、简单方便、适用于现场工况的优点。
【专利说明】
一种基于导电率测试判断铜及铜合金材质的检测方法
技术领域
[0001]本发明涉及电力领域的铜及铜合金工件的成分合格检测技术，具体涉及一种基于导电率测试判断铜及铜合金材质的检测方法。
【背景技术】
[0002]铜及铜合金由于其优良的电学性能和力学性能在输变电设备中广泛使用。纯铜的电学性能优良，其力学性能也较为良好，抗拉强度可达195MPa，断后伸长率可达30%，与铝合金相当。T2铜广泛应用于输变电设备中的关键工件，如隔离开关的触头、导电杆，变压器的绕组、套筒出现粧头、抱箍，接地铜排以及GIS设备的导流排，输电线缆等。在输变电设备中另一类广泛应用的铜合金为黄铜，黄铜由Cu和Zn两种主要元素组成，通常还有一定量的Pb元素以提高其加工性能。黄铜的导电率低于纯铜，由于其相对纯铜更为低廉的价格，良好的环境适应性，在电网中既可以作为导流工件使用，如作为抱箍线夹，同时也可以作为结构工件使用，如变压器的压力释放阀门。铜合金在电网中应用广泛，同时也存在混用误用的情况。
[0003]纯铜对杂质的含量控制要求很严，以T2铜为例，Cu+Ag含量要求2 99.90%，实际生产中，很多纯铜工件达不到这个要求，如果采用手持式合金分析仪，由于精度不够，不能现场进行分析。在黄铜的使用中，由于黄铜价格相对纯铜更低，因此在设备中也存在使用黄铜替代纯铜的现象，由于通常铜合金工件表面存在一定的镀层，例如镀银层、镀锡层等，采用合金分析仪不能直接对工件化学成分进行分析，需要对工件表面进行打磨等表面处理才能进行分析，会对工件表面造成一定损伤。此外，黄铜中Pb含量一般不超过3%，当Pb含量大于3%时，会使合金的力学性能全面下降，而现场对此也缺乏相应的检测技术。
[0004]传统的现场合金检测方法采用手持式合金分析仪检测，手持式合金分析仪进行测试对工件表面要求高，要求工件表面光洁，若工件表面有涂层，则需要对表面涂层进行打磨去除后才能检测工件基体的成分，对工件有损伤，现场也带来诸多不便；同时，检测时间也较长，一次检测时间约为30s。铜合金的导电率与铜合金的化学成分息息相关，化学成分上微量的变化，即可造成导电率较大的波动，因此，如何实现对铜及铜合金材质的快速、准确地检测判断，已经成为一项亟待解决的关键技术问题。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题:针对现有技术应用在铜及铜合金材质现场快速检测过程中的上述问题，提供一种不需要对工件表面进行打磨或相关表面处理、检测速度快、简单准确度高、简单方便、适用于现场工况的基于导电率测试判断铜及铜合金材质的检测方法。
[0006]本发明基于导电率测试判断铜及铜合金材质的检测方法的基本原理如下:
众所周知，金属的导电率和金属成分、温度、金属中的结构缺陷直接相关，其中金属中的结构缺陷和金属的冷加工、热处理等加工工艺相关，上述各种因素对各种金属的导电率影响程度各不相同，因此金属的导电率本身是一项受到多种因素影响的复杂物理特性，因此难以通过金属的导电率来直接考量评估影响金属的导电率的某一种因素(例如成分)。但是，经过针对多种成分、冷加工、热处理的铜及铜合金材质进行导电率测试试验发现，对于成分固定的铜或铜合金而言，冷加工、热处理等因素对于导电率的影响较小，且导电率测试仪在测试中自带温度补偿能够直接测得20°C温度下的导电率。例如对于T2铜而言，考虑冷加工、热处理等因素，采用导电率测试仪测得其20°C温度下的导电率一般在94%IACS?105%IACS之间浮动，因此可以取94%IACS作为考虑T2铜的成分是否合格的判断依据，从而可以实现依据导电率来对铜及铜合金材质的检测。
[0007]基于上述基本原理，为了解决前述技术问题，本发明采用的技术方案为:
一种基于导电率测试判断铜及铜合金材质的检测方法，步骤包括:
1)确定被检测工件的材质对应的导电率阀值；
2)采用导电率测试仪检测被检测工件的导电率；
3)将被检测工件的导电率、被检测工件的材质对应的导电率阀值进行比较，如果被检测工件的导电率小于被检测工件的材质对应的导电率阀值，则判定被检测工件的材质不符合材质的成分要求，否则判定被检测工件的材质不符合材质的成分要求。
[0008]优选地，所述步骤I)的详细步骤包括:
1.1)分别采用不同加工工艺制作与被检测工件结构相同、材质相同的试验件；
1.2)采用导电率测试仪检测各个试验件的导电率；
1.3)选择数值最小的导电率作为被检测工件的材质对应的导电率阀值。
[0009]本发明基于导电率测试判断铜及铜合金材质的检测方法具有下述优点:
1、本发明基于导电率与合金材质之间的特殊关系，采用便携式导电率测试仪，对铜及铜合金的牌号进行检测判定被检测工件的材质是否符合材质的成分要求，现场检测步骤更为快捷简单，时间短、速度快，I?3s即可完成检测，较传统手持式合金分析仪检测速度更快。
[0010]2、本发明基于导电率与合金材质之间的关系，采用便携式导电率测试仪，对铜及铜合金的牌号进行检测判定被检测工件的材质是否符合材质的成分要求，无需对工件表面进行处理，工件表面有涂覆层也可以直接测量，不会对涂覆层造成损伤，做到对工件真正的无损检测。
[0011]3、现场工作中传统的荧光分析方法(采用手持式合金分析分析)精度有限，并不能准确判断铜合金牌号及合格程度，而采用本方法可准确判断，具有准确度高的优点。
[0012]4、本发明基于导电率与合金材质之间的关系，采用便携式导电率测试仪，仪器简单便携，适用于现场工况条件。
【附图说明】
[0013]图1为本发明实施例一方法的基本流程示意图。
【具体实施方式】
[0014]实施例一:
本实施例中，被检测工件为某220kV变电站变压器的套筒出线抱箍线夹，该套筒出线抱箍线夹标称牌号为T2铜，并且抱箍线夹表面有镀银层，导电率可达94%IACS以上。
[0015]如图1所示，本实施例基于导电率测试判断铜及铜合金材质的检测方法的步骤包括:
1)确定被检测工件的材质对应的导电率阀值94%IACS;
2)采用导电率测试仪检测被检测工件的导电率82.8%IACS;
3)将被检测工件的导电率82.8%IACS、被检测工件的材质对应的导电率阀值94%IACS进行比较，如果被检测工件的导电率小于被检测工件的材质对应的导电率阀值，则判定被检测工件的材质不符合材质的成分要求，否则判定被检测工件的材质不符合材质的成分要求。由于被检测工件的导电率82.8%IACS，小于导电率阀值94%IACS，因此本实施例中的套筒出线抱箍线夹并非采用合格T2铜制造，不符合材质的成分要求。
[0016]本实施例中，步骤I)的详细步骤包括:
1.1)分别采用不同加工工艺制作与被检测工件结构相同、材质相同的试验件；
1.2)采用导电率测试仪检测各个试验件的导电率；
1.3)选择数值最小的导电率作为被检测工件的材质对应的导电率阀值。
[0017]通过前述步骤1.1)?1.3)，在发现冷加工、热处理等因素对于导电率的影响较小的基础上，通过综合考虑不同加工工艺对被检测工件的导电率影响，从而能够试验得出被检测工件的材质对应的导电率阀值，实现了被检测工件的材质和导电率阀值之间的精确对应，具有判断准确率高的优点。
[0018]在应用过程中，可以预先初始化建立各种铜及铜合金材质的牌号及其对应的导电率阀值的导电率判定表，以方便对各种铜及铜合金材质的现场快速检测。例如对T2铜检测时，由于导电率判定表中包含了 T2铜及其对应的导电率阀值94%I ACS，因此当需要对被检测工件进行检测时，确定被检测工件的材质牌号T2铜，根据所述材质牌号T2铜查找所述导电率判定表，得到被检测工件的材质对应的导电率阀值94%I ACS。
[0019]实施例二:
本实施例与实施例基本方法相同，其不同点为被检测工件不同。本实施例中，被检测工件为某220kV变电站变压器的作为接地导流部件的铜排，该铜排标称牌号为T2铜，并且表面涂有兼顾防腐和标示作用的油漆，采用传统的合金分析仪无法直接检测。本实施例中采用导电率测试仪检测该铜排的导电率104%IACS，符合T2铜的导电率要求，表明该铜排为T2铜排，(Cu+Ag) > 99.90%，符合材质的成分要求。
[0020]实施例三:
本实施例与实施例基本方法相同，其不同点为被检测工件不同。本实施例中，被检测工件为某变电站IlOkV侧的隔离开关触头，按照DL/T 1424-2015《电网金属技术监督规程》要求，隔离开关触头应采用T2铜制造，由于隔离开关触头的表面有镀银层，且不能损伤，因此隔离开关触头不能采用传统的合金分析仪对触头成分进行分析。本实施例中采用导电率测试仪检测该隔离开关触头的导电率27%IACS，不符合T2铜的导电率要求，即不符合材质的成分要求。
[0021]实施例四:
本实施例与实施例基本方法相同，其不同点为被检测工件不同。本实施例中，被检测工件为某变电站IlOkV电抗器的抱箍线夹，抱箍线夹标称材质为Zn-Cu黄铜材质。本实施例中采用导电率测试仪检测该抱箍线夹的导电率7.1%IACS，小于Zn-Cu黄铜材质的材质对应的导电率阀值，表明该抱箍线夹的材质不符合黄铜化学成分要求，即不符合材质的成分要求。
[0022]实施例五:
本实施例与实施例基本方法相同，其不同点为被检测工件不同。本实施例中，被检测工件为某变电站IlOkV隔离开关上下导电臂中间连接的软铜带，按照标准要求，该软铜带应采用T2铜制造。本实施例中采用导电率测试仪检测该软铜带的导电率为83%IACS，小于导电率阀值94%IACS，因此本实施例中的套筒出线抱箍线夹并非采用合格T2铜制造，不符合材质的成分要求。
[0023]以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种基于导电率测试判断铜及铜合金材质的检测方法，其特征在于步骤包括: 1)确定被检测工件的材质对应的导电率阀值； 2)采用导电率测试仪检测被检测工件的导电率； 3)将被检测工件的导电率、被检测工件的材质对应的导电率阀值进行比较，如果被检测工件的导电率小于被检测工件的材质对应的导电率阀值，则判定被检测工件的材质不符合材质的成分要求，否则判定被检测工件的材质不符合材质的成分要求。2.根据权利要求1所述的基于导电率测试判断铜及铜合金材质的检测方法，其特征在于，所述步骤I)的详细步骤包括:. 1.1)分别采用不同加工工艺制作与被检测工件结构相同、材质相同的试验件； .1.2)采用导电率测试仪检测各个试验件的导电率；. 1.3)选择数值最小的导电率作为被检测工件的材质对应的导电率阀值。
【文档编号】G01N27/04GK105823802SQ201610317532
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年5月13日
【发明人】李文波, 谢亿, 胡加瑞, 王军, 刘纯
【申请人】国家电网公司, 国网湖南省电力公司, 国网湖南省电力公司电力科学研究院