CN110530767A - 一种控制棒驱动机构远程自动渗透检验装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及核电站无损检测技术领域，具体公开了一种控制棒驱动机构远程自动渗透检验装置及方法。该装置中芯部定位套为圆柱筒体结构，其内壁上端具有台阶结构，使芯部定位套定位套在控制棒驱动机构的最大直径处；转盘通过轴承A安装在芯部定位套上，跨越式密封结构通过轴承B安装在转盘的外侧，并通过转盘上安装的周向运行驱动机构驱动转盘沿着芯部定位套转动；在转盘上设有渗透剂施敷模块以及监视摄像头及照明模块，通过渗透剂施敷模块可对控制棒驱动机构的下部Ω焊缝进行渗透剂施敷操作。本发明所述的一种控制棒驱动机构远程自动浸透检验装置及方法，其可以通渗透剂施敷模块对控制棒驱动机构下部Ω焊缝进行远程液体渗透的无损检测功能。
Description
技术领域
本发明属于核电站无损检测技术领域，具体涉及一种控制棒驱动机构远程自动渗透检验装置及方法。
背景技术
反应堆压力容器控制棒驱动机构下部Ω密封焊缝(简称：下部Ω焊缝)的结构属于不锈钢薄壁管。下部Ω焊缝处于CRDM下部，距离CRDM顶端超过5米，且周围密布CRDM，下部为反应堆压力容器顶盖，仅能从CRDM顶部安装自动化检测设备。在下部Ω焊缝上方有一直径较大的部位，检验装置必须能够跨越过此段方能抵达检验位置。由于此焊缝的特殊结构，外圆直径小、壁厚很薄、形状为圆形且焊缝中间有一驱动机构，使检查空间位置狭小。由于Ω焊缝位置的局限性，且渗透检验技术的要求，目前只能采用专用设备对其进行自动检查。
发明内容
本发明的目的在于提供一种控制棒驱动机构远程自动渗透检验装置及方法，可用于核电站控制棒驱动机构和热电偶下部Ω密封焊的渗透检查。
本发明的技术方案如下：一种控制棒驱动机构远程自动浸透检验装置，该装置包括芯部定位套、转盘、渗透施敷模块以及周向运行驱动机构，其中，芯部定位套为圆柱筒体结构，其内壁上端具有台阶结构，使芯部定位套定位套在控制棒驱动机构的最大直径处；转盘通过轴承A安装在芯部定位套上，跨越式密封结构通过轴承B安装在转盘的外侧，并通过转盘上安装的周向运行驱动机构驱动转盘沿着芯部定位套转动；在转盘上设有渗透剂施敷模块以及监视摄像头及照明模块，通过渗透剂施敷模块可对控制棒驱动机构的下部Ω焊缝进行渗透剂施敷操作。
所述的周向运行驱动机构包括周向运行驱动电机组件、内齿圈以及小齿轮，其中，周向运行驱动电机组件安装在转盘上，且周向运行驱动电机组件输出端相连接的小齿轮与固定在跨越式密封结构的内齿圈啮合，通过周向运行驱动电机组件驱动小齿轮相对于内齿圈转动，从而使转盘绕着芯部定位套周向转动。
所述的渗透剂施敷模块包括渗透剂涂抹块、支撑板、转轴以及气缸，支撑板通过转轴固定安装在转盘上，且支撑板上端与固定在转盘上端的气缸相连接，支撑板下端端面设渗透剂涂抹块，通过气缸可驱动支撑板向内摆动，将渗透剂涂抹块按压在下部Ω焊缝上；同时，气缸可驱动支撑板向外摆动，将渗透剂涂抹块脱离下部Ω焊缝，并让出控制棒驱动机构的最大直径段，方便装置的装拆
所述的渗透剂涂抹块为软质泡沫状多孔材料，其可以吸附渗透剂。
所述的转盘下底面上还设有清洗模块及干燥模块，其中，清洗模块通过清洗基板安装在转盘上，并在清洗基板上安装若干个清洗喷嘴，用于清洗剂喷射清洗；干燥模块与清洗模块结构类似，其通过干燥基板安装在转盘上，并在干燥基板上布置有若干个干燥喷嘴用于压缩空气或热空气喷射干燥。
所述的转盘下底面上还设有安装检查摄像头及照明模块，并在所述安装检查摄像头及照明模块的周围设有隔板，放置渗透剂及清洗剂飞溅对其造成污染。
所述的跨越式密封结构与笼形吊装框架相连接，用于将整个设备吊装到待检查的控制棒驱动机构上，其中，笼形吊装框架包括连接杆、连接板以及吊环，其中，垂直分布的若干根连接杆与若干个连接板固定连接形成刚性的框架结构，并在笼形吊装框架的顶部设置有吊环，连接杆与跨越式密封结构相连接，实现对整个设备的吊装作业。
一种控制棒驱动机构远程自动浸透检验方法，该方法具体包括如下步骤：
步骤1、定位安装控制棒驱动机构远程自动浸透检验装置；
步骤1.1、通过吊环将检验装置吊至控制棒驱动机构顶部以上位置；
步骤1.2、将渗透剂施敷模块向外运行让开位置；
步骤1.3、将检验装置套在受检的控制棒驱动机构外部，并向下移动直至芯部定位套内的台阶与控制棒驱动机构最大直径段上端面贴合实现轴向定位；
步骤1.4、利用跨越式密封结构实现对控制棒驱动机构下部的密封；
步骤2、对控制棒驱动机构下部Ω焊缝进行清洗干燥；
步骤3、对控制棒驱动机构下部Ω焊缝进行渗透剂施敷；
步骤4、对控制棒驱动机构下部Ω焊缝进行图像采集分析；
步骤4.1、利用检查摄像头及照明模块对准下部Ω焊缝的正下方，启动摄像头及其周围环形布置的紫外光LED灯，调节照明灯的光照强度，获得相应的紫外图像；
步骤4.2、对采集的紫外图像进行分析，并对黑光图像采集子模块获得的检验图像中的不连续显示进行二维度测量。
所述的步骤2具体包括：
步骤2.1、利用清洗喷嘴对下部Ω焊缝进行清洗，去除其上的杂物及污物；
步骤2.2、利用干燥喷嘴对密封焊缝使用压缩空气或热空气进行干燥吹扫。
所述的步骤3具体包括：
步骤3.1、渗透剂施敷模块向内运行，使渗透剂涂抹块按压在下部Ω焊缝上，并在监控及照明模块配合下，对下部Ω焊缝进行渗透施敷作业；
步骤3.2、利用清洗喷嘴对下部Ω焊缝进行渗透液去除，期间视频监视其去除和干燥效果。
本发明的显著效果在于：本发明所述的一种控制棒驱动机构远程自动浸透检验装置及方法，其可以通渗透剂施敷模块对控制棒驱动机构下部Ω焊缝进行远程液体渗透的无损检测功能。
附图说明
图1为本发明所述的一种控制棒驱动机构远程自动浸透检验装置结构示意图；
图2为图1的仰视图；
图3为本发明所述的一种控制棒驱动机构远程自动浸透检验装置局部剖视图；
图4为图3的另一状态示意图；
图5为本发明所述的一种控制棒驱动机构远程自动浸透检验装置剖视图；
图6为图5另一个角度的示意图；
图7为本发明所述的一种控制棒驱动机构远程自动浸透检验装置安装状态示意图；
图8为图7的仰视图；
图中：1、控制棒驱动机构；2、下部Ω焊缝；3、转盘；4、清洗模块；5、检查摄像头及照明模块；6、渗透剂施敷模块；7、干燥模块；8、监视摄像头及照明模块；9、隔板；10、渗透剂涂抹块；11、支撑板；12、转轴；13、气缸；14、清洗基板；15、清洗喷嘴；16、芯部定位套；17、轴承A；18、轴承B；19、跨越式密封结构；20、内齿圈；21、周向运行驱动电机组件；22、小齿轮；23、连接杆；24、连接板；25、吊环；26、笼形吊装框架。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1～8所示，一种控制棒驱动机构远程自动浸透检验装置，包括芯部定位套16、转盘3、渗透施敷模块6、周向运行驱动机构，其中，芯部定位套16为整体为圆柱筒体结构，其内壁上端部具有台阶结构，使芯部定位套16可套在控制棒驱动机构1的最大直径段处，并通过内壁台阶与控制棒驱动机构1最大直径段上端面的匹配，实现芯部定位套16在控制棒驱动机构1的轴向定位；圆环结构的转盘3通过轴承A17安装在芯部定位套16下端外壁上，使转盘3及其上安装的设备沿着芯部定位套16转动；用于密封控制棒驱动机构1下部的跨越式密封结构19通过轴承B18安装在转盘3的外侧，并通过转盘3上安装的周向运行驱动机构，驱动转盘3沿着芯部定位套16及跨越式密封结构19周向运动，其中，周向运行驱动机构包括周向运行驱动电机组件21、内齿圈20以及小齿轮22，周向运行驱动电机组件21安装在转盘3上，且周向运行驱动电机组件21输出端相连接的小齿轮22与固定在跨越式密封结构19的内齿圈啮合，通过周向运行驱动电机组件21驱动小齿轮22相对于内齿圈20转动，从而使转盘3绕着芯部定位套16周向转动；沿着转盘3环形底面还安装清洗模块4、检查摄像头及照明模块5、渗透剂施敷模块6、干燥模块7以及监视摄像头及照明模块5，其中，渗透剂施敷模块6包括渗透剂涂抹块10、支撑板11、转轴12以及气缸13，支撑板11通过转轴12固定安装在转盘3上，且支撑板11上端与固定在转盘3上端的气缸13相连接，支撑板11下端端面安装有软质泡沫状多孔材料的渗透剂涂抹块10，通过气缸13可驱动支撑板11向内摆动，将渗透剂涂抹块10按压在下部Ω焊缝2上，并利用渗透剂涂抹块10中吸附的渗透剂均匀第涂抹在下部Ω焊缝2上；同时，气缸13可驱动支撑板11向外摆动，将渗透剂涂抹块10脱离下部Ω焊缝，并让出控制棒驱动机构1的最大直径段，方便装置的装拆；清洗模块4通过清洗基板14安装在转盘3上，并在清洗基板14上安装若干个清洗喷嘴15，用于清洗剂喷射清洗；干燥模块7与清洗模块4结构类似，其通过干燥基板安装在转盘3上，并在干燥基板上布置有若干个干燥喷嘴用于压缩空气或热空气喷射干燥；在安装检查摄像头及照明模块5周围的转盘3上安装有隔板9，将检查摄像头及照明模块5分隔开，防止其他模块工作时，渗透剂、清洗剂等飞溅对其造成污染；跨越式密封结构19与笼形吊装框架26相连接，用于将整个设备吊装到待检查的控制棒驱动机构1上，其中，笼形吊装框架26包括连接杆23、连接板24以及吊环25，其中，垂直分布的若干根连接杆23与若干个连接板24固定连接形成刚性的框架结构，并在笼形吊装框架26的顶部设置有吊环25，连接杆23与跨越式密封结构19相连接，实现对整个设备的吊装作业。
一种控制棒驱动机构远程自动浸透检验方法，该方法具体包括如下步骤：
步骤1、定位安装控制棒驱动机构远程自动浸透检验装置；
步骤1.1、通过吊环将检验装置吊至控制棒驱动机构顶部以上位置；
步骤1.2、将渗透剂施敷模块向外运行让开位置；
步骤1.3、将检验装置套在受检的控制棒驱动机构外部，并向下移动直至芯部定位套内的台阶与控制棒驱动机构最大直径段上端面贴合实现轴向定位；
步骤1.4、利用跨越式密封结构实现对控制棒驱动机构下部的密封；
步骤2、对控制棒驱动机构下部Ω焊缝进行清洗干燥；
步骤2.1、利用清洗喷嘴对下部Ω焊缝进行清洗，去除其上的杂物及污物；
步骤2.2、利用干燥喷嘴对密封焊缝使用压缩空气或热空气进行干燥吹扫；
步骤3、对控制棒驱动机构下部Ω焊缝进行渗透剂施敷；
步骤3.1、渗透剂施敷模块向内运行，使渗透剂涂抹块按压在下部Ω焊缝上，并在监控及照明模块配合下，对下部Ω焊缝进行渗透施敷作业；
步骤3.2、利用清洗喷嘴对下部Ω焊缝进行渗透液去除，期间视频监视其去除和干燥效果；
步骤4、对控制棒驱动机构下部Ω焊缝进行图像采集分析；
步骤4.1、利用检查摄像头及照明模块对准下部Ω焊缝的正下方，启动摄像头及其周围环形布置的紫外光LED灯，调节照明灯的光照强度，获得相应的紫外图像；
步骤4.2、对采集的紫外图像进行分析，并对黑光图像采集子模块获得的检验图像中的不连续显示进行二维度测量。
Claims (10)
1.一种控制棒驱动机构远程自动浸透检验装置，其特征在于：该装置包括芯部定位套(16)、转盘(3)、渗透施敷模块(6)以及周向运行驱动机构，其中，芯部定位套(16)为圆柱筒体结构，其内壁上端具有台阶结构，使芯部定位套(16)定位套在控制棒驱动机构(1)的最大直径处；转盘(3)通过轴承A(17)安装在芯部定位套(16)上，跨越式密封结构(19)通过轴承B(18)安装在转盘(3)的外侧，并通过转盘(3)上安装的周向运行驱动机构驱动转盘(3)沿着芯部定位套(16)转动；在转盘(3)上设有渗透剂施敷模块(6)以及监视摄像头及照明模块(8)，通过渗透剂施敷模块(6)可对控制棒驱动机构(1)的下部Ω焊缝进行渗透剂施敷操作。
2.根据权利要求1所述的一种控制棒驱动机构远程自动浸透检验装置，其特征在于：所述的周向运行驱动机构包括周向运行驱动电机组件(21)、内齿圈(20)以及小齿轮(22)，其中，周向运行驱动电机组件(21)安装在转盘(3)上，且周向运行驱动电机组件(21)输出端相连接的小齿轮(22)与固定在跨越式密封结构(19)的内齿圈啮合，通过周向运行驱动电机组件(21)驱动小齿轮(22)相对于内齿圈(20)转动，从而使转盘(3)绕着芯部定位套(16)周向转动。
3.根据权利要求1所述的一种控制棒驱动机构远程自动浸透检验装置，其特征在于：所述的渗透剂施敷模块(6)包括渗透剂涂抹块(10)、支撑板(11)、转轴(12)以及气缸(13)，支撑板(11)通过转轴(12)固定安装在转盘(3)上，且支撑板(11)上端与固定在转盘(3)上端的气缸(13)相连接，支撑板(11)下端端面设渗透剂涂抹块(10)，通过气缸(13)可驱动支撑板(11)向内摆动，将渗透剂涂抹块(10)按压在下部Ω焊缝(2)上；同时，气缸(13)可驱动支撑板(11)向外摆动，将渗透剂涂抹块(10)脱离下部Ω焊缝，并让出控制棒驱动机构(1)的最大直径段，方便装置的装拆。
4.根据权利要求3所述的一种控制棒驱动机构远程自动浸透检验装置，其特征在于：所述的渗透剂涂抹块(10)为软质泡沫状多孔材料，其可以吸附渗透剂。
5.根据权利要求1所述的一种控制棒驱动机构远程自动浸透检验装置，其特征在于：所述的转盘(3)下底面上还设有清洗模块(4)及干燥模块(7)，其中，清洗模块(4)通过清洗基板(14)安装在转盘(3)上，并在清洗基板(14)上安装若干个清洗喷嘴(15)，用于清洗剂喷射清洗；干燥模块(7)与清洗模块(4)结构类似，其通过干燥基板安装在转盘(3)上，并在干燥基板上布置有若干个干燥喷嘴用于压缩空气或热空气喷射干燥。
6.根据权利要求1所述的一种控制棒驱动机构远程自动浸透检验装置，其特征在于：所述的转盘(3)下底面上还设有安装检查摄像头及照明模块(5)，并在所述安装检查摄像头及照明模块(5)的周围设有隔板(9)，放置渗透剂及清洗剂飞溅对其造成污染。
7.根据权利要求1所述的一种控制棒驱动机构远程自动浸透检验装置，其特征在于：所述的跨越式密封结构(19)与笼形吊装框架(26)相连接，用于将整个设备吊装到待检查的控制棒驱动机构(1)上，其中，笼形吊装框架(26)包括连接杆(23)、连接板(24)以及吊环(25)，其中，垂直分布的若干根连接杆(23)与若干个连接板(24)固定连接形成刚性的框架结构，并在笼形吊装框架(26)的顶部设置有吊环(25)，连接杆(23)与跨越式密封结构(19)相连接，实现对整个设备的吊装作业。
8.一种控制棒驱动机构远程自动浸透检验方法，其特征在于：该方法具体包括如下步骤：
步骤1、定位安装控制棒驱动机构远程自动浸透检验装置；
步骤1.1、通过吊环将检验装置吊至控制棒驱动机构顶部以上位置；
步骤1.2、将渗透剂施敷模块向外运行让开位置；
步骤1.3、将检验装置套在受检的控制棒驱动机构外部，并向下移动直至芯部定位套内的台阶与控制棒驱动机构最大直径段上端面贴合实现轴向定位；
步骤1.4、利用跨越式密封结构实现对控制棒驱动机构下部的密封；
步骤2、对控制棒驱动机构下部Ω焊缝进行清洗干燥；
步骤3、对控制棒驱动机构下部Ω焊缝进行渗透剂施敷；
步骤4、对控制棒驱动机构下部Ω焊缝进行图像采集分析；
步骤4.1、利用检查摄像头及照明模块对准下部Ω焊缝的正下方，启动摄像头及其周围环形布置的紫外光LED灯，调节照明灯的光照强度，获得相应的紫外图像；
步骤4.2、对采集的紫外图像进行分析，并对黑光图像采集子模块获得的检验图像中的不连续显示进行二维度测量。
9.根据权利要求8所述的一种控制棒驱动机构远程自动浸透检验方法，其特征在于：所述的步骤2具体包括：
步骤2.1、利用清洗喷嘴对下部Ω焊缝进行清洗，去除其上的杂物及污物；
步骤2.2、利用干燥喷嘴对密封焊缝使用压缩空气或热空气进行干燥吹扫。
10.根据权利要求8所述的一种控制棒驱动机构远程自动浸透检验方法，其特征在于：所述的步骤3具体包括：
步骤3.1、渗透剂施敷模块向内运行，使渗透剂涂抹块按压在下部Ω焊缝上，并在监控及照明模块配合下，对下部Ω焊缝进行渗透施敷作业；
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