CN208155946U - 一种用于发电机护环检测的试块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于发电机护环检测的试块，包括垂直于轴向的截面呈扇形的基体；基体端面的内侧壁设有沿基体轴向分布的至少两个呈阶梯型的凹槽，每个凹槽的侧壁上设有切割槽。本申请公开的上述技术方案，试块包括垂直于轴向的截面呈扇形的基体，也即试块的上表面和下表面均为弧面，在基体端面的内侧壁上设置呈阶梯型分布的凹槽，以模拟发电机护环内部的台阶，在基体的不同位置上设置切割槽，以模拟发电机护环内部的缺陷，通过设计与发电机护环结构相类似的试块，以使该试块可以测试发电机护环检测中超声相控阵成像的性能、灵敏度，并且可以测试超声相控阵成像系统对发电机护环检测的成像效果与实际情况是否一致。

Description

一种用于发电机护环检测的试块

技术领域

本实用新型涉及超声相控阵检测用试块技术领域，更具体地说，涉及一种用于发电机护环检测的试块。

背景技术

发电机是电力企业中的重要组成部分之一，发电机护环的作用是将转子端部绕组压紧在转轴上，以对转子绕组起到紧固、定位、保护的作用。但护环在工作过程中所受到的应力、腐蚀等会使护环产生裂纹，从而可能会引起重大的事故。因此，对发电机护环的检测则显得尤为重要。

目前，常采用A型脉冲反射接触式超声波来对护环进行检测，但由于制成护环的材质声波传输性能比较特殊，且护环的形状比较复杂，在检测过程中容易受固有回波等因素的影响而导致缺陷的误判或漏检。另外，由于汽轮发电机护环装配采用过盈配合，轴齿在嵌装部位内表面上出现有对称性的压痕，因此利用A型脉冲反射接触式超声波检测时容易形成反射，造成误判。

将超声相控阵成像技术运用在发电机护环检测中可以实现范围扫查，一次显示扫查范围内的各种回波，有效分辨固有波和缺陷波，从而实现发电机护环快速、准确的检测。在超声相控阵成像技术中，为了保证检测结果的准确性、再现性和重复性，需要用一个具有已知固定特性的试块对超声相控阵成像系统进行校准。模拟试块是常用的试块中的一种，它主要用于评价检测工艺的有效性和检测结果的可靠性。但是，现有的模拟试块均为平板试块，且检测面为平面，而发电机护环的检测面为弧面，且内部存在较多的台阶。因此，采用现有的模拟试块无法测试护环检测中超声相控阵成像的性能、灵敏度，并且不能测试超声相控阵成像系统对护环检测的成像效果与实际情况是否一致。

综上所述，现有的超声相控阵成像检测中所用到的模拟试块存在无法适用于发电机护环检测的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种用于发电机护环检测的试块，以解决现有的超声相控阵成像检测中所用到的模拟试块所存在的无法适用于发电机护环检测的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种用于发电机护环检测的试块，包括垂直于轴向的截面呈扇形的基体；

所述基体端面的内侧壁设有沿所述基体轴向分布的至少两个呈阶梯型的凹槽，每个所述凹槽的侧壁上设有切割槽。

优选的，所述凹槽包括：设置在所述基体端面内侧壁上的第一凹槽、分别设置在所述第一凹槽的两个侧壁上的第二凹槽和第三凹槽，其中：

所述第二凹槽沿所述基体的径向分布、所述第三凹槽沿所述基体的轴向分布，且所述第三凹槽的内径小于所述第一凹槽的内径。

优选的，所述第一凹槽、所述第二凹槽、所述第三凹槽均为方形凹槽。

优选的，所述切割槽包括：设置在所述基体的端面且位于所述第一凹槽边缘处的第一切割槽、设置在所述第一凹槽的侧壁上的第二切割槽、分别设置在所述第二凹槽相对的两个侧壁上的第三切割槽和第四切割槽、设置在所述第三凹槽的侧壁上的第五切割槽，其中：

所述第一凹槽的侧壁、所述第二凹槽相对的两个侧壁、所述第三凹槽的侧壁均为与所述基体轴向垂直的侧壁。

优选的，所述第一切割槽、所述第二切割槽、所述第三切割槽、以及所述第四切割槽均与基体垂直于轴向的截面的侧边相平行，所述第四切割槽与所述基体的轴向平行。

优选的，所述基体为Mn18Cr18基体。

本实用新型提供的一种用于发电机护环检测的试块，包括垂直于轴向的截面呈扇形的基体；基体端面的内侧壁设有沿基体轴向分布的至少两个呈阶梯型的凹槽，每个凹槽的侧壁上设有切割槽。本申请公开的上述技术方案，试块包括垂直于轴向的截面呈扇形的基体，也即试块的上表面和下表面均为弧面，在基体端面的内侧壁上设置呈阶梯型分布的凹槽，以模拟发电机护环内部的台阶，在基体的不同位置上设置切割槽，以模拟发电机护环内部的缺陷，通过设计与发电机护环结构相类似的试块，以使该试块可以测试发电机护环检测中超声相控阵成像的性能、灵敏度，并且可以测试超声相控阵成像系统对发电机护环检测的成像效果与实际情况是否一致。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种用于发电机护环检测的试块的平行于轴向的截面示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种用于发电机护环检测的试块的左视图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参见图1和图2，其中，图1示出了本实用新型实施例提供的一种用于发电机护环检测的试块的平行于轴向的截面示意图，图2示出了本实用新型实施例提供的一种用于发电机护环检测的试块的左视图。

本实用新型实施例提供的一种用于发电机护环检测的试块，可以包括垂直于轴向的截面呈扇形的基体1；

基体1端面的内侧壁设有沿基体1轴向分布的至少两个呈阶梯型的凹槽，每个凹槽的侧壁上设有切割槽。

用于发电机护环检测的试块可以包括垂直于轴向的截面呈扇形的基体1，也即试块的上表面与下表面均为弧面，从而形成与发电机护环的检测面相一致的弧面。其中，上表面所形成的弧面的面积为300mm×300mm，弧面的弯曲半径为600mm，下表面所形成的弧面的曲率与上表面弧面的曲率相同。

在基体1端面的内侧壁上设置沿基体1轴向分布的至少两个呈阶梯型的凹槽，以模拟发电机护环内部的台阶结构，并在每个凹槽的侧壁上设置切割槽，以对发电机护环内部所出现的典型缺陷进行模拟。

在利用超声相控阵成像系统对该试块进行检测的过程中，可以将超声相控阵检测用换能器放在试块的上表面，并对不存在缺陷的下表面的有台阶的位置进行扫查。通过调节超声相控阵检测设备的参数，使超声相控阵成像系统在超声相控阵检测用换能器处于某一位置时能同时显示不同深度的端角的反射波，也即能同时显示所有应有的固有回波，通过调节相应的参数使反射波显示的位置与实际的位置相一致，并且使距离较近的反射波的界限清晰、容易分辨，从而保证检测的全覆盖。

检测完试块的固有回波之后，移动超声相控阵检测用换能器，调整参数，找出超声相控阵成像系统可以显示试块的缺陷时，超声相控阵检测用换能器距离缺陷最远的位置。利用超声相控阵检测用换能器对存在缺陷的下表面的有台阶的位置进行扫查，调整超声相控阵检测设备的灵敏度，以在某个参数下可以得到所有切割槽的回波，与此同时，保证检测所形成的成像效果可以清晰分辨切割槽的回波与上述所检测出的固有回波，以保证超声相控阵成像系统可以一次扫查完发电机护环台阶位置处所有的缺陷。

因此，通过模拟发电机护环的结构，可以测试超声相控阵成像系统对发电机护环检测的覆盖情况，通过模拟发电机护环检测中的缺陷，可以衡量超声相控阵成像系统分辨发电机护环的固有信号与检测出缺陷信号的能力，从而有助于定制合理的检测工艺，以实现发电机护环快速、准确的检测。

需要说明的是，试块的结构可以参考600MW发电机组中发电机护环的结构进行设置，其中的参数不仅适用于600MW发电机组中发电机护环，也适用于其他容量的发电机组中的发电机护环。

本申请公开的上述技术方案，试块包括垂直于轴向的截面呈扇形的基体，也即试块的上表面和下表面均为弧面，在基体端面的内侧壁上设置呈阶梯型分布的凹槽，以模拟发电机护环内部的台阶，在基体的不同位置上设置切割槽，以模拟发电机护环内部的缺陷，通过设计与发电机护环结构相类似的试块，以使该试块可以测试发电机护环检测中超声相控阵成像的性能、灵敏度，并且可以测试超声相控阵成像系统对发电机护环检测的成像效果与实际情况是否一致。

本实用新型实施例提供的一种用于发电机护环检测的试块，凹槽可以包括：设置在基体1端面内侧壁上的第一凹槽21、分别设置在第一凹槽21的两个侧壁上的第二凹槽22和第三凹槽23，其中：

第二凹槽22沿基体1的径向分布、第三凹槽23沿基体1的轴向分布，且第三凹槽23的内径小于第一凹槽21的内径。

上述所提及的凹槽可以包括第一凹槽21、第二凹槽22、第三凹槽23。其中，第一凹槽21设置在基体1端面的内侧壁上，第一凹槽21与基体1端面的距离为70mm，与基体1上表面的距离为60mm。第二凹槽22设置在第一凹槽21与基体1轴向平行的侧壁上，也即第二凹槽22沿基体1的径向分布，第二凹槽22与基体1轴向垂直的两个侧壁与基体1端面的距离分别为25mm、52mm，第二凹槽22与基体1上表面的距离为54mm。第三凹槽23设置在第一凹槽21与基体1轴向垂直的侧壁上，也即第三凹槽23沿基体1的轴向分布，第三凹槽23与基体1端面的距离为86mm、与基体1上表面的距离为99mm，也即第三凹槽23的内径要小于第一凹槽21的内径。通过设置上述第一凹槽21、第二凹槽22以及第三凹槽23，从而模拟发电机护环的台阶，以便于在对发电机护环进行检测时可以制定合理的检测工艺。需要说明的是，凹槽的数量、以及凹槽的尺寸可以依据发电机护环的结构进行设置。

本实用新型实施例提供的一种用于发电机护环检测的试块，第一凹槽21、第二凹槽22、第三凹槽23均为方形凹槽。

上述所提及的第一凹槽21、第二凹槽22、第三凹槽23可以按照发电机护环中台阶的结构均设置为方形凹槽，以便于在检测时可以减少凹槽形状不同而对超声波的反射造成影响。

本实用新型实施例提供的一种用于发电机护环检测的试块，切割槽可以包括：设置在基体1的端面且位于第一凹槽21边缘处的第一切割槽31、设置在第一凹槽21的侧壁上的第二切割槽32、分别设置在第二凹槽22相对的两个侧壁上的第三切割槽33和第四切割槽34、设置在第三凹槽23的侧壁上的第五切割槽35，其中：

第一凹槽21的侧壁、第二凹槽22相对的两个侧壁、第三凹槽23的侧壁均为与基体1轴向垂直的侧壁。

试块上所设置的切割槽可以包括第一切割槽31、第二切割槽32、第三切割槽33、第四切割槽34、第五切割槽35，这些切割槽的尺寸为宽0.5mm、深2mm、长5mm。其中，第一切割槽31设置在基体1的端面上、且位于第一凹槽21的边缘处，且沿弧面边缘距离弧面180mm。第二切割槽32设置在第一凹槽21与基体1轴向垂直的侧壁上，且沿弧面边缘距离弧面260mm。第三切割槽33、第四切割槽34分别设置在第二凹槽22与基体1轴向垂直的相对的两个侧壁上，分别沿弧面边缘距离弧面20mm、100mm。第五切割槽35设置在第三凹槽23与基体1轴向垂直的侧壁上，且沿弧面边缘距离弧面150mm。

通过对切割槽的数量、以及位置进行设置，从而对发电机护环中的典型缺陷进行模拟。

本实用新型实施例提供的一种用于发电机护环检测的试块，第一切割槽31、第二切割槽32、第三切割槽33、以及第四切割槽34均与基体1垂直于轴向的截面的侧边相平行，第四切割槽34与基体1的轴向平行。

为了尽可能还原发电机护环中的缺陷，则上述所提及的第一切割槽31、第二切割槽32、第三切割槽33、第四切割槽34均与截面呈扇形的基体1的侧边相平行，第四切割槽34与基体1的轴向相平行。

本实用新型实施例提供的一种用于发电机护环检测的试块，基体1为Mn18Cr18基体。

可以采用与发电机护环材质相同或声学性能相近的Mn18Cr18材料制备试块，以尽可能的对发电机护环进行模拟。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。另外，本实用新型实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明，以免过多赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种用于发电机护环检测的试块，其特征在于，包括垂直于轴向的截面呈扇形的基体；

所述基体端面的内侧壁设有沿所述基体轴向分布的至少两个呈阶梯型的凹槽，每个所述凹槽的侧壁上设有切割槽。

2.根据权利要求1所述的用于发电机护环检测的试块，其特征在于，所述凹槽包括：设置在所述基体端面内侧壁上的第一凹槽、分别设置在所述第一凹槽的两个侧壁上的第二凹槽和第三凹槽，其中：

所述第二凹槽沿所述基体的径向分布、所述第三凹槽沿所述基体的轴向分布，且所述第三凹槽的内径小于所述第一凹槽的内径。

3.根据权利要求2所述的用于发电机护环检测的试块，其特征在于，所述第一凹槽、所述第二凹槽、所述第三凹槽均为方形凹槽。

4.根据权利要求2所述的用于发电机护环检测的试块，其特征在于，所述切割槽包括：设置在所述基体的端面且位于所述第一凹槽边缘处的第一切割槽、设置在所述第一凹槽的侧壁上的第二切割槽、分别设置在所述第二凹槽相对的两个侧壁上的第三切割槽和第四切割槽、设置在所述第三凹槽的侧壁上的第五切割槽，其中：

所述第一凹槽的侧壁、所述第二凹槽相对的两个侧壁、所述第三凹槽的侧壁均为与所述基体轴向垂直的侧壁。

5.根据权利要求4所述的用于发电机护环检测的试块，其特征在于，所述第一切割槽、所述第二切割槽、所述第三切割槽、以及所述第四切割槽均与基体垂直于轴向的截面的侧边相平行，所述第四切割槽与所述基体的轴向平行。

6.根据权利要求1-5任一项所述的用于发电机护环检测的试块，其特征在于，所述基体为Mn18Cr18基体。