CN109444258A - 一种小管径涡流旋转探头 - Google Patents

一种小管径涡流旋转探头 Download PDF

Info

Publication number
CN109444258A
CN109444258A CN201811573651.4A CN201811573651A CN109444258A CN 109444258 A CN109444258 A CN 109444258A CN 201811573651 A CN201811573651 A CN 201811573651A CN 109444258 A CN109444258 A CN 109444258A
Authority
CN
China
Prior art keywords
unit
rotation
rotating detector
small diameter
coil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811573651.4A
Other languages
English (en)
Inventor
崔洪岩
张弛
张挺
邵文斌
祁攀
廖述圣
陈川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Research Institute of Nuclear Power Operation
China Nuclear Power Operation Technology Corp Ltd
Original Assignee
Research Institute of Nuclear Power Operation
China Nuclear Power Operation Technology Corp Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Research Institute of Nuclear Power Operation, China Nuclear Power Operation Technology Corp Ltd filed Critical Research Institute of Nuclear Power Operation
Priority to CN201811573651.4A priority Critical patent/CN109444258A/zh
Publication of CN109444258A publication Critical patent/CN109444258A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/82—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
    • G01N27/90—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws using eddy currents
    • G01N27/9006—Details, e.g. in the structure or functioning of sensors

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Abstract

本发明属于核电设备无损检查应用技术领域，具体涉及一种小管径涡流旋转探头，目的是针对指套管外壁磨损缺陷涡流检测，开发的一种小管径涡流旋转探头，可实现长度较长、尺寸较小，即内径小于5.2mm的内穿式旋转探头检测，并且可以区分外壁磨损在90°范围内，周向上相隔180°的双侧磨损缺陷。其特征在于，包括接头单元、旋转延长轴单元和旋转探头；接头单元左端与旋转马达单元连接，右端与旋转延长轴单元连接；旋转延长轴单元的右端与旋转探头单元连接；接头单元传递旋转马达单元的转动，带动旋转延长轴单元和旋转探头单元旋转；旋转延长轴单元和旋转探头单元伸入指套管内部，用于探测指套管磨损的位置。

Description

一种小管径涡流旋转探头
技术领域
本发明属于核电设备无损检查应用技术领域，具体涉及一种小管径涡流旋转探头。
背景技术
核反应堆堆芯中子通量测量探测器通道管，简称指套管，在核电厂运行期间，由于受到一回路冷却剂流体的诱发振动，容易与其外部导向管的不连续结构产生磨损缺陷。近年来，国内部分核电厂指套管的磨损较为严重，多次出现需要对指套管进行移位处理，甚至是堵管的情况。法国EDF对早期发生破损的指套管进行了取样测量，发现指套管磨损主要为单侧磨损，磨损约在周向90°范围内。但是国内核电厂从未对磨损的指套管进行过取样测量，因此有必要开发一种指套管旋转探头对指套管磨损缺陷进行特征分析，为国内电厂已磨损指套管的处理及涡流检测技术的改进提供参考。
目前指套管无损检测采用的通用技术是涡流轴绕式探头进行检测，可以确定磨损缺陷的位置和伤深，但是无法确定外壁磨损在周向上是属于单侧磨损还是双侧磨损。涡流旋转探头技术可以补充涡流轴绕式探头的不足，可以对周向位置的缺陷进行特质分析。但是现有的旋转探头和旋转马达无法伸入内径只有5.2mm指套管，并且产生磨损的结构位置在距离指套管管口大于10m处。本发明的一种小管径涡流旋转探头，最大外径小于5mm，利用旋转延长轴将小于2mm的旋转探头线圈伸入指套管内部实施涡流检测。
发明内容
本发明的目的是针对指套管外壁磨损缺陷涡流检测，开发的一种小管径涡流旋转探头，可实现长度较长、尺寸较小，即内径小于5.2mm的内穿式旋转探头检测，并且可以区分外壁磨损在90°范围内，周向上相隔180°的双侧磨损缺陷，为国内电厂已磨损指套管的处理及涡流检测技术的改进提供参考。
本发明是这样实现的：
一种小管径涡流旋转探头，包括接头单元、旋转延长轴单元和旋转探头；接头单元左端与旋转马达单元连接，右端与旋转延长轴单元连接；旋转延长轴单元的右端与旋转探头单元连接；接头单元传递旋转马达单元的转动，带动旋转延长轴单元和旋转探头单元旋转；旋转延长轴单元和旋转探头单元伸入指套管内部，用于探测指套管磨损的位置。
如上所述的接头单元主体部分为圆柱形体，右端为锥形体；上述锥形体左端为大端，右端为小端，实现旋转马达单元与旋转延长轴单元的适配。
如上所述的旋转延长轴单元包括旋转轴、电缆和旋转环；旋转轴的左端与接头单元固定连接，右端与旋转探头单元固定连接；电缆螺旋缠绕在旋转轴上，左端通过接头单元与旋转马达单元连接，用于传输信号；旋转环套装在旋转轴，用于对电缆进行保护，同时减少摩擦。
如上所述的旋转环共有多个，根据旋转轴的长度确定。
如上所述的旋转探头包括探头头部主体骨架、线圈外壳、探头线圈和弹簧片；弹簧片的左端固定在探头头部主体骨架上，右端与探头头部主体骨架右端的导向头连接；弹簧片的中心开孔，线圈外壳的下端插入到弹簧片的孔中；探头线圈安装在线圈外壳内部，用于对指套管外壁磨损进行探伤；探头线圈与电缆的右端连接。
如上所述的主体骨架整体为圆柱体形，左端开孔，用于穿入电缆；在主体骨架左端的内壁上沿水平方向是开设有安装槽，用于固定弹簧片的左端；主体骨架中部自上而下开设有方形通槽，用于安装弹簧片；主体骨架右端为锥台形导向头，在导向头的左端开设有方形凹槽，用于固定弹簧片的右端。
如上所述的线圈外壳上部为中空的锥台形，内壁的上端固定探头线圈；线圈外壳下部为中空的圆柱体形，左端开孔，用于穿过电缆。
安装好后自然状态下，线圈外壳会突出探头头部主体骨架0.2mm～0.5mm。
如上所述的探头线圈采用线圈外径最大2mm的扁平线圈，扁平线圈与管壁的触角度为45°。
如上所述的旋转轴为柔性轴，线圈外壳采用塑料制成。
本发明的有益效果是：
本发明的小管径涡流旋转探头核心部件包括接头单元3、旋转延长轴单元4、旋转探头单元5。其中接头单元3实现了旋转探头单元5与旋转延长轴单元4的刚性连接和电缆对接。旋转延长轴单元4由旋转轴4-1、电缆4-2和旋转环4-3组成，旋转轴4-1表面螺旋缠绕有信号传输电缆4-2，并套有多个旋转环4-3，旋转环4-3的作用是保护电缆4-2，同时利用自身的滑动降低旋转摩擦力，使旋转延长轴单元4更适合高速旋转。该单元具有良好的刚性和柔韧性，可实现10m以上长距离的情况下良好的旋转，并且可以顺利通过指套管弯管区。旋转探头单元5安装在旋转延长轴单元4的最前端，由探头头部主体骨架5-1、线圈外壳5-2、探头线圈5-3、弹簧片5-4组成，其中探头线圈安装在线圈外壳内部，线圈外壳卡在弹簧片的中部，弹簧片安装在探头头部主体骨架上，安装好后自然状态下，线圈外壳会突出探头头部主体骨架0.2mm～0.5mm，当探头进入指套管内部时，线圈外壳在弹簧片弹力作用下与管壁紧密贴合，最终实现在磨损位置的旋转扫查。
附图说明
图1是本发明的小管径涡流旋转探头系统示意图；
图2是本发明的小管径涡流旋转探头示意图；
图3是本发明的旋转延长轴单元示意图；
图4是本发明的旋转探头单元示意图；
图5是本发明的探测指套管磨损示意图。
其中：1.旋转马达单元，2.小管径涡流旋转探头单元，3.接头单元，4.旋转延长轴单元，5.旋转探头单元，6.指套管单侧磨损，7.指套管，8.外壁磨损，4-1.旋转轴，4-2.电缆，4-3.旋转环，5-1.探头头部主体骨架，5-2.线圈外壳，5-3.探头线圈，5-4.弹簧片。
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。
如图1和图2所示，一种小管径涡流旋转探头，包括接头单元3、旋转延长轴单元4和旋转探头5。接头单元3左端与旋转马达单元1连接，右端与旋转延长轴单元连接。旋转延长轴单元4的右端与旋转探头单元5连接。接头单元3传递旋转马达单元1的转动，带动旋转延长轴单元4和旋转探头单元5旋转。旋转延长轴单元4和旋转探头单元5伸入指套管7内部，用于探测指套管7磨损的位置。其中旋转延长轴单元4和旋转探头5的外径均小于5mm。
如图2所示，接头单元3主体部分为圆柱形体，右端为锥形体。上述锥形体左端为大端，右端为小端，实现旋转马达单元1与旋转延长轴单元4的适配。
如图3所示，旋转延长轴单元4包括旋转轴4-1、电缆4-2和旋转环4-3。旋转轴4-1的左端与接头单元3固定连接，右端与旋转探头单元5固定连接。电缆4-2螺旋缠绕在旋转轴4-1上，左端通过接头单元3与旋转马达单元1连接，用于传输信号。旋转环4-3套装在旋转轴4-1，用于对电缆4-2进行保护，同时减少摩擦。旋转环4-3共有多个，根据旋转轴4-1的长度确定。
如图4所示，旋转探头5包括探头头部主体骨架5-1、线圈外壳5-2、探头线圈5-3和弹簧片5-4。弹簧片5-4的左端固定在探头头部主体骨架5-1上，右端与探头头部主体骨架5-1右端的导向头连接。弹簧片5-4的中心开孔，线圈外壳5-2的下端插入到弹簧片5-4的孔中。探头线圈5-3安装在线圈外壳5-2内部，用于对指套管外壁磨损进行探伤。探头线圈5-3与电缆4-2的右端连接。
主体骨架5-1整体为圆柱体形，左端开孔，用于穿入电缆4-2。在主体骨架5-1左端的内壁上沿水平方向是开设有安装槽，用于固定弹簧片5-4的左端。主体骨架5-1中部自上而下开设有方形通槽，用于安装弹簧片5-4。主体骨架5-1右端为锥台形导向头，在导向头的左端开设有方形凹槽，用于固定弹簧片5-4的右端。
线圈外壳5-2上部为中空的锥台形，内壁的上端固定探头线圈5-3。线圈外壳5-2下部为中空的圆柱体形，左端开孔，用于穿过电缆4-2。安装好后自然状态下，线圈外壳5-2会突出探头头部主体骨架0.2mm～0.5mm。
如图5所示，探头线圈5-3采用线圈外径最大2mm的扁平线圈，扁平线圈与管壁的触角度为45°，线圈的有效磁场范围一般为2倍线圈直径，即线圈的有效磁场角度为90°左右，可以有效区分外壁磨损在90°范围内，周向上相隔180°的双侧磨损缺陷。
在本发明中，为实现探伤的目的，旋转轴4-1为柔性轴，线圈外壳5-2采用塑料制成。
当探头进入指套管内部时，线圈外壳5-2在弹簧片5-4弹力作用下与管壁紧密贴合，最终实现在磨损位置指套管单侧磨损6和外壁磨损8的旋转扫查。
上面结合实施例对发明的实施方法作了详细说明，但是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。本发明说明书中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。

Claims (10)

1.一种小管径涡流旋转探头，其特征在于：它包括接头单元(3)、旋转延长轴单元(4)和旋转探头(5)；接头单元(3)左端与旋转马达单元(1)连接，右端与旋转延长轴单元连接；旋转延长轴单元(4)的右端与旋转探头单元(5)连接；接头单元(3)传递旋转马达单元(1)的转动，带动旋转延长轴单元(4)和旋转探头单元(5)旋转；旋转延长轴单元(4)和旋转探头单元(5)伸入指套管(7)内部，用于探测指套管(7)磨损的位置。
2.根据权利要求1所述的小管径涡流旋转探头，其特征在于：所述的接头单元(3)主体部分为圆柱形体，右端为锥形体；上述锥形体左端为大端，右端为小端，实现旋转马达单元(1)与旋转延长轴单元(4)的适配。
3.根据权利要求1所述的小管径涡流旋转探头，其特征在于：所述的旋转延长轴单元(4)包括旋转轴(4-1)、电缆(4-2)和旋转环(4-3)；旋转轴(4-1)的左端与接头单元(3)固定连接，右端与旋转探头单元(5)固定连接；电缆(4-2)螺旋缠绕在旋转轴(4-1)上，左端通过接头单元(3)与旋转马达单元(1)连接，用于传输信号；旋转环(4-3)套装在旋转轴(4-1)，用于对电缆(4-2)进行保护，同时减少摩擦。
4.根据权利要求3所述的小管径涡流旋转探头，其特征在于：所述的旋转环(4-3)共有多个，根据旋转轴(4-1)的长度确定。
5.根据权利要求3所述的小管径涡流旋转探头，其特征在于：所述的旋转探头(5)包括探头头部主体骨架(5-1)、线圈外壳(5-2)、探头线圈(5-3)和弹簧片(5-4)；弹簧片(5-4)的左端固定在探头头部主体骨架(5-1)上，右端与探头头部主体骨架(5-1)右端的导向头连接；弹簧片(5-4)的中心开孔，线圈外壳(5-2)的下端插入到弹簧片(5-4)的孔中；探头线圈(5-3)安装在线圈外壳(5-2)内部，用于对指套管外壁磨损进行探伤；探头线圈(5-3)与电缆(4-2)的右端连接。
6.根据权利要求5所述的小管径涡流旋转探头，其特征在于：所述的主体骨架(5-1)整体为圆柱体形，左端开孔，用于穿入电缆(4-2)；在主体骨架(5-1)左端的内壁上沿水平方向是开设有安装槽，用于固定弹簧片(5-4)的左端；主体骨架(5-1)中部自上而下开设有方形通槽，用于安装弹簧片(5-4)；主体骨架(5-1)右端为锥台形导向头，在导向头的左端开设有方形凹槽，用于固定弹簧片(5-4)的右端。
7.根据权利要求5所述的小管径涡流旋转探头，其特征在于：所述的线圈外壳(5-2)上部为中空的锥台形，内壁的上端固定探头线圈(5-3)；线圈外壳(5-2)下部为中空的圆柱体形，左端开孔，用于穿过电缆(4-2)。
8.根据权利要求7所述的小管径涡流旋转探头，其特征在于：安装好后自然状态下，线圈外壳(5-2)会突出探头头部主体骨架0.2mm～0.5mm。
9.根据权利要求5所述的小管径涡流旋转探头，其特征在于：所述的探头线圈(5-3)采用线圈外径最大2mm的扁平线圈，扁平线圈与管壁的触角度为45°。
10.根据权利要求5所述的小管径涡流旋转探头，其特征在于：所述的旋转轴(4-1)为柔性轴，线圈外壳(5-2)采用塑料制成。
CN201811573651.4A 2018-12-21 2018-12-21 一种小管径涡流旋转探头 Pending CN109444258A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811573651.4A CN109444258A (zh) 2018-12-21 2018-12-21 一种小管径涡流旋转探头

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811573651.4A CN109444258A (zh) 2018-12-21 2018-12-21 一种小管径涡流旋转探头

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109444258A true CN109444258A (zh) 2019-03-08

Family

ID=65537751

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811573651.4A Pending CN109444258A (zh) 2018-12-21 2018-12-21 一种小管径涡流旋转探头

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109444258A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110095526A (zh) * 2019-06-06 2019-08-06 天津特米斯科技有限公司 一种瞬变电磁法探头装置
CN114062486A (zh) * 2021-11-12 2022-02-18 中广核检测技术有限公司 一种用于核电站指套管涡流检测的传感器

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6324152A (ja) * 1985-12-10 1988-02-01 Kawasaki Heavy Ind Ltd 渦流探傷用プロ−ブ
JPH06148146A (ja) * 1992-11-06 1994-05-27 Sumitomo Chem Co Ltd 管内点検用プローブ及び点検装置
JPH0777518A (ja) * 1993-09-09 1995-03-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd プローブ
US5453688A (en) * 1993-08-23 1995-09-26 Atomic Energy Of Canada Limited Rotating probe for inspecting tubes having an eccentric housing for supporting sensing means
JPH1062093A (ja) * 1996-08-21 1998-03-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 渦流探傷検査プローブ
CN101806212A (zh) * 2009-02-11 2010-08-18 北京华脉世纪科技有限公司 旋转式电磁涡流成像测井仪
JP2013015514A (ja) * 2011-06-10 2013-01-24 Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd 渦電流探傷プローブ
CN209400472U (zh) * 2018-12-21 2019-09-17 核动力运行研究所 一种小管径涡流旋转探头

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6324152A (ja) * 1985-12-10 1988-02-01 Kawasaki Heavy Ind Ltd 渦流探傷用プロ−ブ
JPH06148146A (ja) * 1992-11-06 1994-05-27 Sumitomo Chem Co Ltd 管内点検用プローブ及び点検装置
US5453688A (en) * 1993-08-23 1995-09-26 Atomic Energy Of Canada Limited Rotating probe for inspecting tubes having an eccentric housing for supporting sensing means
JPH0777518A (ja) * 1993-09-09 1995-03-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd プローブ
JPH1062093A (ja) * 1996-08-21 1998-03-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 渦流探傷検査プローブ
CN101806212A (zh) * 2009-02-11 2010-08-18 北京华脉世纪科技有限公司 旋转式电磁涡流成像测井仪
JP2013015514A (ja) * 2011-06-10 2013-01-24 Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd 渦電流探傷プローブ
CN209400472U (zh) * 2018-12-21 2019-09-17 核动力运行研究所 一种小管径涡流旋转探头

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
曹刚;师绍猛;袁建中;杨敏;: "阵列探头在传热管管板区涡流检测中的应用", 无损检测, no. 08 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110095526A (zh) * 2019-06-06 2019-08-06 天津特米斯科技有限公司 一种瞬变电磁法探头装置
CN110095526B (zh) * 2019-06-06 2024-04-02 天津特米斯科技有限公司 一种瞬变电磁法探头装置
CN114062486A (zh) * 2021-11-12 2022-02-18 中广核检测技术有限公司 一种用于核电站指套管涡流检测的传感器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104764801A (zh) 管道内壁漏磁腐蚀径检测器
CN105043312B (zh) 一种压力管道内检测用球形密布式探头超声测厚装置
CN109444258A (zh) 一种小管径涡流旋转探头
CN112881513B (zh) 一种联合漏磁与电磁超声波检测管道缺陷的方法
EP2862179B1 (en) Eddy current inspection probe
CN105158331A (zh) 一种小径管在役局部涡流扫描成像的装置及方法
CN209400472U (zh) 一种小管径涡流旋转探头
CN204536267U (zh) 管道内壁漏磁腐蚀径检测器
CN105546359B (zh) 便携式承压工业管道在线恒磁检测装置
CN201407989Y (zh) 一种不锈钢管氧化皮厚度的电磁检测装置
CN105044201A (zh) 一种马鞍形开放式涡流检测装置及涡流探测方法
CN205333128U (zh) 涡轮流量计装置
CN207408346U (zh) 一种管件漏磁检测仪及应用其的管件漏磁检测系统
CN212964756U (zh) 一种自旋转式涡流检测探头
CN109287255A (zh) 一种轴心跳动轨迹测试装置
CN105810270A (zh) 一种单棒涡流检查装置
CN210374981U (zh) 一种角度测量装置及检测探头臂及管内检测探头
CN108120765A (zh) 一种无耦合器的旋转涡流检测装置及方法
JP5118119B2 (ja) 水道管探傷センサおよび水道管老朽度診断装置
CN110470739A (zh) 一种压力管道自漂流式超声内检测智能球
CN209727844U (zh) 一种金属缺陷检测传感器
CN204732177U (zh) 一种单棒涡流检查装置
CN102507730A (zh) Cepr核电站控制棒驱动机构耐压壳涡流检查的探头
CN204556567U (zh) 非磁性管内氧化皮检测传感器
CN215866491U (zh) 一种适用于奥氏体不锈钢管氧化物堆积物的柔性检测装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination