CN104749244B - 一种组合式超声‑涡流检测探头夹持结构 - Google Patents

Abstract

本发明属于核电站一回路系统以及其它行业无损检测技术领域，具体涉及一种组合式超声‑涡流检测探头夹持结构，包括基体结构和探头驱动四杆机构，基体机构包括水位测量超声波直探头（1）、微型同轴电缆插座（3）、导向罩（4）、电缆插座安装座（5）、探头电缆和微型同轴电缆插头（10）、多芯电缆插头（17）和同轴电缆束（18）；探头驱动四杆机构包括压簧螺母（6）、压缩弹簧（7）、上部压环（8）、探头衬板（9）、芯管（11）、新型组合探头（12）、连杆（13）、顶杆（15）和基座（20）。有益效果为：保证检测探头与受检对象表面贴合良好且压紧力均匀；安装时收紧探头确保探头不受损伤；能够确保水浸耦合水量的充足，并防止多余水溢出。

Description

一种组合式超声-涡流检测探头夹持结构

技术领域

本发明属于核电站一回路系统以及其它行业无损检测技术领域，具体涉及一种组合式超声-涡流检测探头夹持结构。

背景技术

根据ASME规范的相关要求，核电机组的反应堆压力容器顶盖贯穿件应进行在役检查，其检验范围包括贯穿件本体以及与顶盖封头相连的J型焊缝。

反应堆压力容器贯穿件材质一般为Alloy600或Alloy690。垂直贯穿反应堆压力容器上封头，并与压力容器封头内壁形成J型焊缝。贯穿件内径一般为60～70mm，壁厚在15～20mm左右。J型焊缝属异种金属焊缝，通常为了提高焊接性能，在J型焊缝坡口处堆有预堆边。顶盖贯穿件结构示意图见图1。

探头是作为核反应堆压力容器贯穿件检验系统的核心元件，是实现检验方法的关键载体，其直接影响或者决定其预防性检查的质量。目前，国内外均采用探头从贯穿件内部接近的检验方式。进入贯穿件内部实施检查的构件不仅只是探头，还包括探头夹持器，探头连接电缆以及水耦合回路。贯穿件内部狭小空间，给探头的布置带来极大限制。截止目前，针对贯穿件检查所采用探头是由数量有限的常规探头单元组成，仅包括双晶0度探头和横波45度探头。随着世界无损检测技术的发展，对于贯穿件内部缺陷尺寸的测量精度也相应提高。针对这种需求，新研制了新型反应堆压力容器顶盖贯穿件超声、涡流组合探头，该探头既能满足检测方法上对缺陷高度的测量精度要求，同时又克服贯穿件内部狭小空间的限制，满足反应堆压力容器顶盖贯穿件的检查要求；为了检查的实施，需要研制新型的、包含电缆接头一体的探头夹持结构以满足新型探头的夹持结构。

发明内容

本发明的目的是针对一体式反应堆压力容器顶盖贯穿件超声、涡流组合探头，提供一种组合式超声-涡流检测探头夹持结构，以满足反应堆压力容器顶盖贯穿件内表面超声、涡流检查的要求。该探头夹持结构也可用于其它行业小管径内壁的无损检测。

实现本发明目的的技术方案为：

一种组合式超声-涡流检测探头夹持结构，包括基体结构和探头驱动四杆机构，

所述探头驱动四杆机构包括压簧螺母、压缩弹簧、上部压环、探头衬板、芯管、新型组合探头、连杆、转轴销钉、顶杆和基座；

芯管为圆筒状，压簧螺母、压缩弹簧、上部压环从上到下依次套在芯管外侧，压簧螺母具有内螺纹，与芯管通过螺纹连接；芯管底部连接有三角形基座；探头衬板位于上部压环下方，包括三块圆弧型衬板，三块圆弧衬板组成圆环状，套在芯管外侧，每块圆弧衬板沿芯管轴向截面为“]”型，每块圆弧衬板“]”型的上边沿与上部压环通过连杆连接；新型组合探头包括三块圆弧形探头板，每块圆弧型探头板固定连接在探头衬板的“]”型凹槽内成为一体；探头衬板每块圆弧衬板“]”型的下边沿通过转轴销钉与连杆上部连接，连杆下部通过转轴销钉连接在基体结构的基座上；上部压环下表面固连有3根顶杆；

所述基体机构包括水位测量超声波直探头、“O”型密封圈、微型同轴电缆插座、导向罩、电缆插座安装座、探头电缆和微型同轴电缆插头、螺环、多芯电缆插头、同轴电缆束和定位键槽；

电缆插座安装座为圆管状，位于压簧螺母上方，固定连接在芯管外侧；在电缆插座安装座周向外侧上下平行布置有两排微型同轴电缆插座；新型组合探头的上部安装有探头电缆和微型同轴电缆插头，连接到安装在电缆插座安装座上的微型同轴电缆插座上；同时芯管管内底部固定安装有多芯电缆插头，位于芯管内的同轴电缆束连接微型同轴电缆插座与多芯电缆插头，从而实现检测信号的电气连接；导向罩安装在电缆插座安装座上方，与电缆插座安装座采用螺纹连接；导向罩为倒置的花苞状，上部为锥台状，下部为花瓣形；导向罩上部中间安装有一个水位测量超声波直探头，用于检测被检测件内的水位高度。

所述芯管内部通过电缆插座安装座上方灌胶以实现对内部电缆的保护与固定。

所述基座为三角形柱体，与芯管为一体件。

所述微型同轴电缆插座与电缆插座安装座之间采用胶接方式连接。

所述电缆插座安装座由绝缘材料制成，优选为塑料、电木等。

所述导向罩与电缆插座安装座之间设有“O”型密封圈作为螺纹阻尼部件，防止螺纹松动。

所述多芯电缆插头由芯管底部内壁上的定位键槽实现周向定位；由芯管管内底部轴向的圆环状凸起实现上部的轴向定位；由通过螺纹安装在芯管下部外侧的螺环实现下部的轴向定位；螺环内壁下部具有圆环状凸起，多芯电缆插头下端固定在螺环凸起上方，避免多芯电缆插头向下移动。

所述顶杆沿上部压环下表面周向均布，顶杆长度大于芯管的长度。

本发明的有益效果为：

采用本发明的技术方案，保证了在检测实施过程中检测探头与受检对象表面贴合良好且压紧力均匀；安装时收紧探头的动作确保探头在安装时不受损伤；水位测量超声波直探头的使用确保水浸耦合水量的充足，并能有效防止多余的水溢出。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明沿A-A方向的剖面图；

图3为本发明沿B-B方向的剖面图；

图4为本发明的仰视图。

图中：1-水位测量超声波直探头；2-“O”型密封圈；3-微型同轴电缆插座；4-导向罩；5-电缆插座安装座；6-压簧螺母；7-压缩弹簧；8-上部压环；9-探头衬板；10-探头电缆和微型同轴电缆插头；11-芯管；12-新型组合探头；13-连杆；14-转轴销钉；15-顶杆；16-螺环；17-多芯电缆插头；18-同轴电缆束；19-定位键槽；20-基座。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步描述。

一种组合式超声-涡流检测探头夹持结构，其结构如图1所示，包括基体结构和探头驱动四杆机构，所述探头驱动四杆机构包括压簧螺母6、压缩弹簧7、上部压环8、探头衬板9、芯管11、新型组合探头12、连杆13、转轴销钉14、顶杆15和基座20；

芯管11为圆筒状，压簧螺母6、压缩弹簧7、上部压环8从上到下依次套在芯管11外侧，压簧螺母6具有内螺纹，通过螺纹与芯管11连接；

探头衬板9位于上部压环8下方，包括三块圆弧型衬板，三块圆弧衬板组成圆环状，套在芯管11外侧，每块圆弧衬板沿芯管11轴向截面为“]”型，每块圆弧衬板“]”型的上边沿与上部压环8通过连杆13连接；

新型组合探头12包括三块圆弧形探头板，每块圆弧型探头板胶接在探头衬板9的“]”型凹槽内成为一体；探头衬板9每块圆弧衬板“]”型的下边沿通过转轴销钉14与连杆13上部连接，连杆13下部通过转轴销钉14连接在基体结构的基座20上；基座20为三角形柱体，与芯管11为一体件；

上部压环8下表面沿周向均布安装3根顶杆15，顶杆15长度大于芯管11的长度；使用时，通过外部驱动机构推动顶杆15向上运动，从而将上部压环8顶住向上运动使探头衬板9向内收缩，使之外径小于待测管路内径和导向罩4外径，从而在安装过程中保护探头；

使用时，通过调节压簧螺母6位置可以调整压缩弹簧7的压紧量，上部压环8在压缩弹簧7的推力作用下向下运动，同时带动连杆13偏转，连杆13推动探头衬板9沿芯管11周向向外运动，使新型组合探头12保持向外张开的状态，张开的压力即检查状态相对于受检对象内表面的压力由压缩弹簧7的压紧量以及连杆13的偏转角度来确定。

所述基体机构包括水位测量超声波直探头1、“O”型密封圈2、微型同轴电缆插座3、导向罩4、电缆插座安装座5、探头电缆和微型同轴电缆插头10、螺环16、多芯电缆插头17、同轴电缆束18和定位键槽19；

电缆插座安装座5为圆管状，位于压簧螺母6上方，通过胶接套在芯管11外侧；在电缆插座安装座5周向外侧上下平行布置有两排微型同轴电缆插座3，用于超声-涡流信号的电气连接，微型同轴电缆插座3与电缆插座安装座5之间采用胶接方式连接；电缆插座安装座5由绝缘材料制成，优选为塑料、电木等；

新型组合探头12的上部安装有探头电缆和微型同轴电缆插头10，连接到安装在电缆插座安装座5上的微型同轴电缆插座3上，同时位于芯管11内的同轴电缆束18连接微型同轴电缆插座3与芯管11下方芯孔内的多芯电缆插头17，从而实现检测信号的电气连接；

导向罩4安装在电缆插座安装座5上方，与电缆插座安装座5采用螺纹连接；导向罩4为倒置的花苞状，上部为锥台状，下部为花瓣形；导向罩4与电缆插座安装座5之间设有“O”型密封圈2作为螺纹阻尼部件，防止螺纹松动；导向罩4用于在本实施例的组合式超声-涡流检测探头夹持结构进入管道内部时起导向作用，下部各瓣之间的槽在组合式超声-涡流检测探头夹持结构轴向扫查过程中用于水流通道；

导向罩4上部中间安装有一个水位测量超声波直探头1，用于检测超声波检测用耦合剂——去离子水的水位高度，确保在检测过程中不至于因耦合剂不足导致检测失败；

芯管11管内底部安装有多芯电缆插头17，多芯电缆插头17由芯管11底部内壁上的定位键槽19实现周向定位；由芯管11管内底部轴向的圆环状凸起实现上部的轴向定位；由通过螺纹安装在芯管11下部外侧的螺环16实现下部的轴向定位；螺环16内壁下部具有圆环状凸起，多芯电缆插头17下端固定在螺环16凸起上方，避免多芯电缆插头17向下移动；

完成电缆连接后，芯管11内部通过电缆插座安装座5上方灌胶以实现对内部电缆的保护与固定。

使用时，将新型组合探头12连接到自动检测装置上，自动检测装置驱动探头组件向下运动直到顶杆15与自动检测装置上挡板接触并收紧新型组合探头12；将自动检测装置送入检测位置，自动检测装置驱动探头组件向上运动松开新型组合探头12，并上升到检查位置最顶端，注水直至水位测量超声波直探头1检测到信号为止，完成检查准备工作，开始检查。

上面对本发明的实施例作了详细说明，上述实施方式仅为本发明的最优实施例，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种组合式超声-涡流检测探头夹持结构，其特征在于：包括基体结构和探头驱动四杆机构，

所述探头驱动四杆机构包括压簧螺母(6)、压缩弹簧(7)、上部压环(8)、探头衬板(9)、芯管(11)、组合探头(12)、连杆(13)、顶杆(15)和基座(20)；

芯管(11)为圆筒状，压簧螺母(6)、压缩弹簧(7)、上部压环(8)从上到下依次套在芯管(11)外侧，压簧螺母(6)具有内螺纹，与芯管(11)通过螺纹连接；芯管(11)底部连接有三角形基座(20)；探头衬板(9)位于上部压环(8)下方，包括三块圆弧型衬板，三块圆弧衬板组成圆环状，套在芯管(11)外侧，每块圆弧衬板沿芯管(11)轴向截面为“]”型，每块圆弧衬板“]”型的上边沿与上部压环(8)通过连杆(13)连接；组合探头(12)包括三块圆弧形探头板，每块圆弧型探头板固定连接在探头衬板(9)的“]”型凹槽内成为一体；探头衬板(9)每块圆弧衬板“]”型的下边沿与连杆(13)上部连接，连杆(13)下部连接在基体结构的基座(20)上；上部压环(8)下表面固连有3根顶杆(15)；

所述基体结构包括水位测量超声波直探头(1)、微型同轴电缆插座(3)、导向罩(4)、电缆插座安装座(5)、探头电缆和微型同轴电缆插头(10)、多芯电缆插头(17)和同轴电缆束(18)；

电缆插座安装座(5)为圆管状，位于压簧螺母(6)上方，固定连接在芯管(11)外侧；在电缆插座安装座(5)周向外侧上下平行布置有两排微型同轴电缆插座(3)；组合探头(12)的上部安装有探头电缆和微型同轴电缆插头(10)，连接到安装在电缆插座安装座(5)上的微型同轴电缆插座(3)上；同时芯管(11)管内底部固定安装有多芯电缆插头(17)，位于芯管(11)内的同轴电缆束(18)连接微型同轴电缆插座(3)与多芯电缆插头(17)，从而实现检测信号的电气连接； 导向罩(4)安装在电缆插座安装座(5)上方，与电缆插座安装座(5)采用螺纹连接；导向罩(4)上部中间安装有一个水位测量超声波直探头(1)，用于检测被检测件内的水位高度。

2.如权利要求1所述的一种组合式超声-涡流检测探头夹持结构，其特征在于：所述芯管(11)内部通过电缆插座安装座(5)上方灌胶以实现对内部电缆的保护与固定。

3.如权利要求1所述的一种组合式超声-涡流检测探头夹持结构，其特征在于：所述基座(20)为三角形柱体，与芯管(11)为一体件。

4.如权利要求1所述的一种组合式超声-涡流检测探头夹持结构，其特征在于：所述微型同轴电缆插座(3)与电缆插座安装座(5)之间采用胶接方式连接。

5.如权利要求1所述的一种组合式超声-涡流检测探头夹持结构，其特征在于：所述电缆插座安装座(5)由绝缘材料制成。

6.如权利要求5所述的一种组合式超声-涡流检测探头夹持结构，其特征在于：所述电缆插座安装座(5)的材料为塑料或电木。

7.如权利要求1所述的一种组合式超声-涡流检测探头夹持结构，其特征在于：所述导向罩(4)与电缆插座安装座(5)之间设有“O”型密封圈(2)作为螺纹阻尼部件，用于防止螺纹松动。

8.如权利要求1所述的一种组合式超声-涡流检测探头夹持结构，其特征在于：所述多芯电缆插头(17)由芯管(11)底部内壁上的定位键槽(19)实现周向定位；由芯管(11)管内底部轴向的圆环状凸起实现上部的轴向定位；由通过螺纹安装在芯管(11)下部外侧的螺环(16)实现下部的轴向定位；螺环(16)内壁下部具有圆环状凸起，多芯电缆插头(17)下端固定在螺环(16)凸起上方， 避免多芯电缆插头(17)向下移动。

9.如权利要求1所述的一种组合式超声-涡流检测探头夹持结构，其特征在于：所述顶杆(15)沿上部压环(8)下表面周向均布，顶杆(15)长度大于芯管(11)的长度。

10.如权利要求1所述的一种组合式超声-涡流检测探头夹持结构，其特征在于：所述导向罩(4)为倒置的花苞状，上部为锥台状，下部为花瓣形。