CN112362737A - 一种燃气轮机压气机叶轮叶根槽原位超声检测工装 - Google Patents

一种燃气轮机压气机叶轮叶根槽原位超声检测工装 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种燃气轮机压气机叶轮叶根槽原位超声检测工装，包括左夹持臂、右夹持臂、滑动导轨、导向装置和L形支架；所述左夹持臂与右夹持臂相对设置，且均与滑动导轨通过导轨凹槽啮合固定连接，左夹持臂和右夹持臂中部均设有伸缩装置，左夹持臂和右夹持臂端部分别设有左夹持臂固定爪和右夹持臂固定爪；所述导向装置通过导轨凹槽啮合在滑动导轨上，L形支架包括L形支架竖直臂和L形支架竖直臂；所述导向装置下端与L形支架竖直臂上端连接；L形支架竖直臂上套有弹簧，L形支架水平臂上通过支架凹槽套有探头夹持装置。本发明以使检测工装稳定的固定和超声探头稳定的耦合，同时使超声探头精确扫查和准确定位，实现压气机叶轮叶根槽裂纹原位高效可靠的检测。

Description

一种燃气轮机压气机叶轮叶根槽原位超声检测工装
技术领域
本发明属于超声检测领域，具体涉及一种燃气轮机压气机叶轮叶根槽原位超声检测工装。
背景技术
压气机动叶片是压气机对燃气轮机进口气体做功的主要部件，其作为旋转机械在运行过程中需要承受离心应力、气流冲击力、振动应力等载荷的综合作用。压气机动叶片与压气机转子通过压气机叶轮叶根槽来配合，作为把压气机转子力矩传递到压气机动叶片的关键，压气机叶轮叶根槽不仅承受同等或更大的载荷作用，且由于腐蚀、微动磨损等的存在，工作环境更加恶劣，对压气机叶轮叶根槽健康状态的检测对于确保燃气轮机安全稳定运行尤为重要。
在燃气轮机启停过程中，压气机叶轮叶根槽前端和后端的锐角处应力最大，经过一定数量的启停循环后，在压气机叶轮叶根槽底部锐角处可能出现裂纹。裂纹一般在两个方向扩展，一是沿着轮缘前、后表面沿径向向压气机转子中心扩展，一是沿着叶根槽的长度方向向前或向后扩展。
目前针对燃气轮机压气机叶轮叶根槽裂纹的无损检测技术主要为相控阵超声检测技术，现场检测的实施往往是在不拆卸压气机叶片的状态下进行的，为了使检测工装固定的更稳定，超声探头耦合的更稳定，同时实现超声探头精确扫查、准确定位，设计加工一种可夹持在叶片上、实现对压气机叶轮叶根槽裂纹原位高效可靠检测的工装具有十分重要的意义。
发明内容
为解决现有技术中超声探头精确扫查的问题，本发明提供一种燃气轮机压气机叶轮叶根槽原位超声检测工装，以使检测工装稳定的固定和超声探头稳定的耦合，同时使超声探头精确扫查和准确定位，实现压气机叶轮叶根槽裂纹原位高效可靠的检测。
本发明采用如下技术方案来实现的：
一种燃气轮机压气机叶轮叶根槽原位超声检测工装，包括左夹持臂、右夹持臂、滑动导轨、导向装置和L形支架；
所述左夹持臂与右夹持臂相对设置，且均与滑动导轨通过导轨凹槽啮合固定连接，左夹持臂和右夹持臂中部均设有伸缩装置，左夹持臂和右夹持臂端部分别设有左夹持臂固定爪和右夹持臂固定爪；
所述导向装置通过导轨凹槽啮合在滑动导轨上，L形支架包括L形支架竖直臂和L形支架竖直臂；
所述导向装置下端与L形支架竖直臂上端连接；L形支架竖直臂上套有弹簧，L形支架水平臂上通过支架凹槽套有探头夹持装置。
本发明进一步的改进在于，所述左夹持臂固定爪和右夹持臂固定爪相对端部一侧均开有螺丝孔，另一侧加有橡胶层。
本发明进一步的改进在于，所述左夹持臂和右夹持臂均由两段组成，两端通过伸缩装置连接。
本发明进一步的改进在于，所述伸缩装置侧面开有第二螺丝孔，通过安装在第二螺丝孔上的锁死螺钉调节其长度。
本发明进一步的改进在于，所述滑动导轨横截面为圆形，滑动导轨两侧开有导轨凹槽。
本发明进一步的改进在于，所述导向装置上设置有竖直的通孔，L形支架竖直臂插入所述通孔进行固定；L形支架竖直臂露出导向装置上表面的上端设有挡圈，在导向装置的下部装有压缩的弹簧。
本发明进一步的改进在于，所述探头夹持装置包括探头夹持装置连接杆；L形支架水平臂两侧设有与探头夹持装置连接杆相配合的支架凹槽。
本发明进一步的改进在于，所述探头夹持装置连接杆靠近探头夹持装置的表面上沿圆周方向刻有最小分度为9°的第一刻度线。
本发明进一步的改进在于，所述探头夹持装置一侧内表面有凸起的圆柱，一侧有螺丝孔；所述探头夹持装置可绕着探头夹持装置连接杆转动。
本发明进一步的改进在于，所述探头夹持装置上表面刻有最小分度为10°的第二刻度线；所述滑动导轨和L形支架水平臂上刻有最小分度为1mm的第三刻度线。
本发明具有如下有益的技术效果：
本发明将检测工装固定在压气机叶片上，通过相对设置的左夹持臂、右夹持臂使不拆叶片状态下压气机叶轮叶根槽超声检测工装的固定的更稳定；采用弹簧将超声探头压紧在压气机叶轮表面，使超声探头稳定耦合和扫查；通过检测工装的距离和角度测量功能确定超声探头扫查时的距离范围，为检测工艺的制定提供依据；通过对超声探头位置和摆动角度的准确测量，实现对裂纹尺寸的精确定量。
附图说明
图1为本发明一种燃气轮机压气机叶轮叶根槽原位超声检测工装结构示意图；
图2为本发明一种燃气轮机压气机叶轮叶根槽原位超声检测工装局部图一；
图3为本发明一种燃气轮机压气机叶轮叶根槽原位超声检测工装局部图二；
图4为本发明一种燃气轮机压气机叶轮叶根槽原位超声检测工装滑动导轨和L形支架水平臂上刻度；
图5为本发明一种燃气轮机压气机叶轮叶根槽原位超声检测工装探头夹持装置和探头夹持装置连接杆角度刻度。
附图标记说明：
1-左夹持臂，2-滑动导轨，3-螺栓，4-右夹持臂，5-伸缩装置，6-导轨凹槽，7-左夹持臂固定爪，8-右夹持臂固定爪，9-锁紧螺母，10-导向装置，11-L形支架竖直臂，12-弹簧，13-L形支架水平臂，14-支架凹槽，15-探头夹持装置，16-左/右夹持臂固定爪螺丝孔，17-左/右夹持臂固定爪橡胶层，18-通孔，19-挡圈，20-探头夹持装置连接杆，21-连接杆刻度线，22-探头夹持装置内表面圆柱，23-探头夹持装置螺丝孔，24-探头夹持装置上表面刻度线，25-滑动导轨和L形支架水平臂刻度线。
具体实施方式
为了使本发明的目的和技术方案更加清晰和便于理解。以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步的详细说明，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并非用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：
参照图1～图5，本发明提供的一种燃气轮机压气机叶轮叶根槽原位超声检测工装，包括左夹持臂1、滑动导轨2、螺栓3、右夹持臂4、伸缩装置5、导轨凹槽6、左夹持臂固定爪7、右夹持臂固定爪8、锁紧螺母9、导向装置10、L形支架竖直臂11、弹簧12、L形支架水平臂13、支架凹槽14、探头夹持装置15。
其中，左夹持臂1与滑动导轨2通过螺栓3连接，左夹持臂1和右夹持臂4中部均设有伸缩装置5，并与滑动导轨2通过导轨凹槽6啮合固定，左夹持臂1和右夹持臂4与叶片边缘连接处分别设有左夹持臂固定爪7和右夹持臂固定爪8，滑动导轨2与右夹持臂4通过锁紧螺母9配合。导向装置10通过导轨凹槽6啮合在滑动导轨2上，L形支架竖直臂11上套有弹簧12，L形支架水平臂13上通过支架凹槽14套有探头夹持装置15。
探头夹持装置15包括探头夹持装置连接杆20和探头夹持装置15，探头夹持装置15安装在探头夹持装置连接杆20下部，且能够绕其转动。
本发明原理为：将检测工装固定在压气机叶片上，使不拆叶片状态下压气机叶轮叶根槽超声检测工装的固定的更稳定；采用弹簧将超声探头压紧在压气机叶轮表面，使超声探头稳定耦合和扫查；通过检测工装的距离和角度测量功能确定超声探头扫查时的距离范围，为检测工艺的制定提供依据；通过对超声探头位置和摆动角度的准确测量，实现对裂纹尺寸的精确定量。
优选的，左夹持臂1横截面形状为矩形，竖直方向边长为10mm，水平方向边长为10mm。
左夹持臂固定爪7和右夹持臂固定爪8一侧开有第一螺丝孔16，一侧加有橡胶层17。
优选的，右夹持臂4的横截面形状为矩形，边长均为10mm。
左夹持臂1和右夹持臂4由两段组成，通过伸缩装置5连接在一起。
伸缩装置5侧面开有螺丝孔，通过螺丝锁死左夹持臂1和右夹持臂4来固定其长度。
优选的，滑动导轨2横截面为圆形，直径为10mm，左右两侧开有导轨凹槽6。
导向装置10加工有竖直的通孔18，横截面形状为矩形，与L形支架竖直臂11配合。
L形支架竖直臂11横截面为矩形，边长均为5mm，露出导向装置10上表面的上端设有挡圈19，在导向装置10的下部装有弹簧12。
优选的，L形支架水平臂13横截面为矩形，边长均为5mm，两侧设有与探头夹持装置连接杆20相配合的支架凹槽14。
探头夹持装置连接杆20横截面为圆形，靠近探头夹持装置15的表面上沿圆周方向刻有最小分度为9°的刻度线21共9条。
探头夹持装置15一侧内表面有凸起的圆柱22，一侧有第三螺丝孔23。
探头夹持装置15可绕着探头夹持装置连接杆20转动，上表面刻有最小分度为10°的刻度线24共36条。
优选的，滑动导轨2和L形支架水平臂13上刻有最小分度为1mm的刻度线25。
参考图1～图5，对本发明工作原理做进一步的说明：
将超声探头通过螺丝孔22固定在探头夹持装置15上，在检测开始前将检测工装通过左夹持臂1和右夹持臂4固定在压气机叶片上，确保此时弹簧下压的力度能保证探头稳定的耦合在压气机叶轮叶根槽上表面，在检测过程中通过滑动导轨2和L形支架水平臂13上的刻度线25确定探头的扫查位置及范围，通过刻度线21和刻度线24确定探头的摆动角度。
在对压气机叶轮叶根槽裂纹尺寸定量时，前后移动超声探头找到裂纹最高波，记录此时探头的位置，将超声探头沿垂直于探头长度的方向进行扫查，保持超声探头的摆动角度不变，分别找到回波幅度降低6dB时的探头位置和。此时裂纹长度
Figure BDA0002790246430000071
上述实施例只为说明本发明的技术构思和特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种燃气轮机压气机叶轮叶根槽原位超声检测工装，其特征在于，包括左夹持臂、右夹持臂、滑动导轨、导向装置和L形支架；
所述左夹持臂与右夹持臂相对设置，且均与滑动导轨通过导轨凹槽啮合固定连接，左夹持臂和右夹持臂中部均设有伸缩装置，左夹持臂和右夹持臂端部分别设有左夹持臂固定爪和右夹持臂固定爪；
所述导向装置通过导轨凹槽啮合在滑动导轨上，L形支架包括L形支架竖直臂和L形支架竖直臂；
所述导向装置下端与L形支架竖直臂上端连接；L形支架竖直臂上套有压缩的弹簧，L形支架水平臂上通过支架凹槽套有探头夹持装置。
2.根据权利要求1所述的一种燃气轮机压气机叶轮叶根槽原位超声检测工装，其特征在于，所述左夹持臂固定爪和右夹持臂固定爪相对端部一侧均开有第一螺丝孔，另一侧加有橡胶层。
3.根据权利要求1所述的一种燃气轮机压气机叶轮叶根槽原位超声检测工装，其特征在于，所述左夹持臂和右夹持臂均由两段组成，两端通过伸缩装置连接。
4.根据权利要求1所述的一种燃气轮机压气机叶轮叶根槽原位超声检测工装，其特征在于，所述伸缩装置侧面开有第二螺丝孔，通过安装在第二螺丝孔上的锁死螺钉调节其长度。
5.根据权利要求1所述的一种燃气轮机压气机叶轮叶根槽原位超声检测工装，其特征在于，所述滑动导轨横截面为圆形，滑动导轨两侧开有导轨凹槽。
6.根据权利要求1所述的一种燃气轮机压气机叶轮叶根槽原位超声检测工装，其特征在于，所述导向装置上设置有竖直的通孔，L形支架竖直臂插入所述通孔进行固定；L形支架竖直臂露出导向装置上表面的上端设有挡圈，在导向装置的下部装有压缩的弹簧。
7.根据权利要求1所述的一种燃气轮机压气机叶轮叶根槽原位超声检测工装，其特征在于，所述探头夹持装置包括探头夹持装置连接杆；L形支架水平臂两侧设有与探头夹持装置连接杆相配合的支架凹槽。
8.根据权利要求7所述的一种燃气轮机压气机叶轮叶根槽原位超声检测工装，其特征在于，所述探头夹持装置连接杆靠近探头夹持装置的表面上沿圆周方向刻有最小分度为9°的第一刻度线。
9.根据权利要求7所述的一种燃气轮机压气机叶轮叶根槽原位超声检测工装，其特征在于，所述探头夹持装置一侧内表面有凸起的圆柱，一侧有第三螺丝孔；所述探头夹持装置可绕着探头夹持装置连接杆转动。
10.根据权利要求7所述的一种燃气轮机压气机叶轮叶根槽原位超声检测工装，其特征在于，所述探头夹持装置上表面刻有最小分度为10°的第二刻度线；所述滑动导轨和L形支架水平臂上刻有最小分度为1mm的第三刻度线。
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