CN108896666A - 螺栓柱面导波检测系统及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种螺栓柱面导波检测系统,包括:相控阵导波探头,用于向所述螺栓进行电子扫查并对所述螺栓的缺陷进行测量、定位和定量;螺栓检测仪,与所述相控阵导波探头连接,所述螺栓检测仪用于对所述相控阵导波探头反射的导波脉冲进行相控阵成像处理;耦合剂,是一种介质,导波通过它入射到所述螺栓介质中;螺栓架,所述螺栓设置于所述螺栓架,所述螺栓架用于放置或调整所述螺栓;标准试块,用于测试设备系统的脉冲波显示的垂直线性误差、水平线性误差、动态范围、盲区、分辨力等;对比试块,用于调节设备灵敏度。本发明的目的是提供一种便于携带、灵敏度高、检测效率高的螺栓柱面导波检测系统及其检测方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种螺栓柱面导波检测系统及其检测方法。
背景技术
近年来,风电已成为全世界可再生能源发展的重要方向,到2015年,累计并网风电装机达到1亿KW,年发电量超过1900亿千瓦时。到2020年,累计并网风电装机预计达 到2亿KW,年发电量超过3900亿千瓦时。然而风电快速发展的同时,现场接连不断的安 全事故也频频发生,不但造成巨大的经济损失,还会危机人员生命的风险。大量事故案例 分析表明,螺栓的质量问题是保证风电机组安全运行的重要因素之一,它的选用和强度校 核及质量检验、在役评价更是风力发电机组可靠性的重要保证。
针对螺栓超声波检测,目前检测的主流还是采用常规的单晶直探头和小角度纵波斜探 头在螺栓端面和柱面逐点手动锯齿型扫查检测,当探头传感器发射超声波从螺栓表面入射 到内部直到底面,对螺纹或缺陷处和底面会产生反射波信号,再由传感器接收反射波信号 转换为电信号,经过模拟电路和放大电路产生A扫模拟信号。螺纹之间的间距是一样的, 那么超声波遇到每个螺纹并反射被接收传感器所接收到时,其波形在示波仪上呈现一定的 规律。
对于螺栓利用常规的超声波检测技术,存在以下缺点:仅适用于螺栓的加工过程控制, 不适用在役检测;检测效率低,人员成本高,可靠性低;受工件几何结构影响较大,对于 细长型螺栓易产生侧壁干涉,检测灵敏度降低;对于端面有孔或槽难以检测;对于细小缺 陷难以发现,检测灵敏度较低;无法得到缺陷直观图象,定性困难,定量精度不高;对表面粗糙度和平整度有较高要求。
发明内容
针对上述问题,本发明的目的是提供一种便于携带、灵敏度高、检测效率高的螺栓柱 面导波检测系统及其检测方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是:一种螺栓柱面导波检测系统,包括: 相控阵导波探头,用于向所述螺栓进行电子扫查并对所述螺栓的缺陷进行测量、定位和定 量;螺栓检测仪,与所述相控阵导波探头连接,所述螺栓检测仪用于对所述相控阵导波探 头反射的导波脉冲进行相控阵成像处理;耦合剂,是一种介质,导波通过它入射到所述螺 栓介质中;螺栓架,所述螺栓设置于所述螺栓架,所述螺栓架用于放置或调整所述螺栓; 标准试块,用于测试设备系统的脉冲波显示的垂直线性误差、水平线性误差、动态范围、 盲区、分辨力等;对比试块,用于调节设备灵敏度。
本发明的螺栓柱面导波检测系统的优选的一种技术方案,所述耦合剂为水、机油或专 用耦合剂。
本发明的螺栓柱面导波检测系统的优选的一种技术方案,所述螺栓为钢制螺栓,其规 格为Φ10-Φ100mm。
一种螺栓柱面导波检测方法,包括如下步骤:
(1)将所述螺栓放置于所述螺栓架上;
(2)仪器校准和复核:使用标准试块和对比试块检测校准,主要测定的参数有零偏、 各个晶片的补偿,声速,扫描比例及检测灵敏度等;
(3)将所述耦合剂涂抹于所述螺栓上端面,并将所述耦合剂涂抹均匀;
(4)将所述相控阵导波探头接触所述螺栓端面,并操作所述相控阵导波探头与所述 螺栓端面位置相对应;
(5)所述相控阵导波探头向所述螺栓发射的导波脉冲,当所述螺栓有裂纹时,所述相控阵导波探头接收所述螺栓的裂纹反射的导波脉冲;
(6)缺陷评判:所述螺栓检测仪进行相控阵成像处理,所述螺栓检测仪利用B扫成像对缺陷进行测量,并实现缺陷在三维立体中的分布,通过C扫和A扫视图对缺陷进行定 位和定量;
(7)数据存储:可将发现缺陷的测量数据进行录制,回放,然后输出报告,存储、 打印或导出。
本发明的螺栓柱面导波检测方法的优选的一种技术方案,所述耦合剂为水、机油或专 用耦合剂。
本发明的螺栓柱面导波检测方法的优选的一种技术方案,所述螺栓为钢制螺栓,其规 格为Φ10-Φ100mm。
本发明的优点在于:
1.不仅适用于过程控制,尤其适用于在役检测,设备体积小,重量轻,便于携带,适于高空作业。
2.检测效率高,人员要求低,可靠性高。
3.对于细长型螺栓不会产生侧壁干涉,不影响检测灵敏度,对与端面孔或槽不影响检 测效果。
4.能够发现较小的缺陷,检测灵敏度高。
5.利用3D模拟成像功能,可直接描述缺陷大致形状,非常直观。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施 方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图 是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下, 还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的螺栓柱面导波检测系统实施例一的结构示意图。
图2为本发明的螺栓柱面导波检测系统实施例二的结构示意图。
其中:
1、螺栓架 2、螺栓 3、耦合剂
4、相控阵导波探头 5、螺栓检测仪 6、大型设备
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例 是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术 人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、 “竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或 位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必 须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外, 术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要 性。
实施例一:
如图1所示的一种螺栓柱面导波检测系统,包括:相控阵导波探头4,用于向所述螺栓进行电子扫查并对所述螺栓2的缺陷进行测量、定位和定量;螺栓检测仪5,与所述相 控阵导波探头4连接,所述螺栓检测仪5用于对所述相控阵导波探头4反射的导波脉冲进 行相控阵成像处理;耦合剂3,是一种介质,导波通过它入射到所述螺栓2介质中;螺栓 架1,所述螺栓2设置于所述螺栓架1,所述螺栓架1用于放置或调整所述螺栓2;标准 试块,用于测试设备系统的脉冲波显示的垂直线性误差、水平线性误差、动态范围、盲区、 分辨力等;对比试块,用于调节设备灵敏度。
本发明的螺栓柱面导波检测系统的优选的一种技术方案,所述耦合剂3为水、机油或 专用耦合剂。
本发明的螺栓柱面导波检测系统的优选的一种技术方案,所述螺栓2为钢制螺栓,其 规格为Φ10-Φ100mm。
一种螺栓柱面导波检测方法,包括如下步骤:
(1)将所述螺栓2放置于所述螺栓架1上;
(2)仪器校准和复核:使用标准试块和对比试块检测校准,主要测定的参数有零偏、 各个晶片的补偿,声速,扫描比例及检测灵敏度等;
(3)将所述耦合剂3涂抹于所述螺栓2上端面,并将所述耦合剂3涂抹均匀;
(4)将所述相控阵导波探头4接触所述螺栓2端面,并操作所述相控阵导波探头4与所述螺栓2端面位置相对应;
(5)所述相控阵导波探头4向所述螺栓2发射的导波脉冲,当所述螺栓2有裂纹时,所述相控阵导波探头4接收所述螺栓2的裂纹反射的导波脉冲;
(6)缺陷评判:所述螺栓检测仪5进行相控阵成像处理,所述螺栓检测仪5利用B 扫成像对缺陷进行测量,并实现缺陷在三维立体中的分布,通过C扫和A扫视图对缺陷进 行定位和定量;
(7)数据存储:可将发现缺陷的测量数据进行录制,回放,然后输出报告,存储、 打印或导出。
本发明的螺栓柱面导波检测方法的优选的一种技术方案,所述耦合剂3为水、机油或 专用耦合剂。
本发明的螺栓柱面导波检测方法的优选的一种技术方案,所述螺栓2为钢制螺栓,其 规格为Φ10-Φ100mm。
本实施例是对于单个螺栓进行检测,只需将螺栓2设置于螺栓架1中,方便快捷、检测灵敏度高。
实施例二:
如图2所示的一种螺栓柱面导波检测系统,包括相控阵导波探头4,用于向所述螺栓 2进行电子扫查并对所述螺栓2的缺陷进行测量、定位和定量;螺栓检测仪5,与所述相控阵导波探头4连接,所述螺栓检测仪5用于对所述相控阵导波探头4反射的导波脉冲进 行相控阵成像处理;耦合剂3,是一种介质,导波通过它入射到所述螺栓2介质中;标准 试块,用于测试设备系统的脉冲波显示的垂直线性误差、水平线性误差、动态范围、盲区、 分辨力等;对比试块,用于调节设备灵敏度。
本发明的螺栓柱面导波检测系统的优选的一种技术方案,所述耦合剂3为水、机油或 专用耦合剂。
本发明的螺栓柱面导波检测系统的优选的一种技术方案,所述螺栓2为钢制螺栓,其 规格为Φ10-Φ100mm。
一种螺栓柱面导波检测方法,包括如下步骤:
(1)仪器校准和复核:使用标准试块和对比试块检测校准,主要测定的参数有零偏、 各个晶片的补偿,声速,扫描比例及检测灵敏度等;
(2)将所述耦合剂3涂抹于所述螺栓2上端面,并将所述耦合剂3涂抹均匀;
(3)将所述相控阵导波探头4接触所述螺栓2端面,并操作所述相控阵导波探头4与所述螺栓2端面位置相对应;
(4)所述相控阵导波探头4向所述螺栓2发射的导波脉冲,当所述螺栓2有裂纹时,所述相控阵导波探头4接收所述螺栓2的裂纹反射的导波脉冲;
(5)缺陷评判:所述螺栓检测仪5进行相控阵成像处理,所述螺栓检测仪5利用B 扫成像对缺陷进行测量,并实现缺陷在三维立体中的分布,通过C扫和A扫视图对缺陷进 行定位和定量;
(6)数据存储:可将发现缺陷的测量数据进行录制,回放,然后输出报告,存储、 打印或导出。
本发明的螺栓柱面导波检测方法的优选的一种技术方案,所述耦合剂3为水、机油或 专用耦合剂。
本发明的螺栓柱面导波检测方法的优选的一种技术方案,所述螺栓2为钢制螺栓,其 规格为Φ10-Φ100mm。
本实施例不局限于拆卸下的单个螺栓的检测,而是适用于在役检测,应用到现场大型 设备6中的螺栓2进行探伤检测,不需要将设备拆除,只需将待检测螺栓端面露出即可使 用柱面导波检测系统进行检测是否存在缺陷,节省时间同时效果好。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管 参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然 可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行 等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方 案的范围。
Claims (6)
1.一种螺栓柱面导波检测系统,其特征在于,包括:
相控阵导波探头,用于向所述螺栓进行电子扫查并对所述螺栓的缺陷进行测量、定位和定量;
螺栓检测仪,与所述相控阵导波探头连接,所述螺栓检测仪用于对所述相控阵导波探头反射的导波脉冲进行相控阵成像处理;
耦合剂,是一种介质,导波通过它入射到所述螺栓介质中;
螺栓架,所述螺栓设置于所述螺栓架,所述螺栓架用于放置或调整所述螺栓;
标准试块,用于测试设备系统的脉冲波显示的垂直线性误差、水平线性误差、动态范围、盲区、分辨力等;
对比试块,用于调节设备灵敏度。
2.根据权利要求1所述的一种螺栓柱面导波检测系统,其特征在于,所述耦合剂为水、机油或专用耦合剂。
3.根据权利要求1所述的一种螺栓柱面导波检测系统,其特征在于,所述螺栓为钢制螺栓,其规格为Φ10-Φ100mm。
4.一种螺栓柱面导波检测方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)将所述螺栓放置于所述螺栓架上;
(2)仪器校准和复核:使用标准试块和对比试块检测校准,主要测定的参数有零偏、各个晶片的补偿,声速,扫描比例及检测灵敏度等;
(3)将所述耦合剂涂抹于所述螺栓上端面,并将所述耦合剂涂抹均匀;
(4)将所述相控阵导波探头接触所述螺栓端面,并操作所述相控阵导波探头与所述螺栓端面位置相对应;
(5)所述相控阵导波探头向所述螺栓发射的导波脉冲,当所述螺栓有裂纹时,所述相控阵导波探头接收所述螺栓的裂纹反射的导波脉冲;
(6)缺陷评判:所述螺栓检测仪进行相控阵成像处理,所述螺栓检测仪利用B扫成像对缺陷进行测量,并实现缺陷在三维立体中的分布,通过C扫和A扫视图对缺陷进行定位和定量;
(7)数据存储:可将发现缺陷的测量数据进行录制,回放,然后输出报告,存储、打印或导出。
5.根据权利要求4所述的一种螺栓柱面导波检测方法,其特征在于,所述耦合剂为水、机油或专用耦合剂。
6.根据权利要求4所述的一种螺栓柱面导波检测方法,其特征在于,所述螺栓为钢制螺栓,其规格为Φ10-Φ100mm。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181127 |
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