CN216350496U - 一种用于检测汽轮机转子叶片的超声表面波探头装置 - Google Patents

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王文涛
陈明
董鹏
高扬
王巍麟
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Abstract

本实用新型涉及一种用于检测汽轮机转子叶片的超声表面波探头装置,包括表面波探头、带有尺寸刻度和激光投影功能的激光投影卷尺,激光投影卷尺的一端安装在表面波探头的顶部,激光投影卷尺能伸展平直进行测量工作或者卷曲后进行收纳,激光投影卷尺伸展平直后,其零刻度线与表面波探头前端面齐平。本超声表面波探头装置在进行检测工作时,将激光投影卷尺伸展平直,激光投影卷尺上的尺寸刻度能垂直向下正投影至叶片表面,手持表面波探头侧面,在对叶片进行超声波扫查时,即可实时观察距离尺寸,并与超声波探伤仪显示的异常波声程进行比对分析,对怀疑缺陷第一时间分析判断。本实用新型安全可靠、操作简单。

Description

一种用于检测汽轮机转子叶片的超声表面波探头装置
技术领域
本实用新型涉及火电厂无损检测领域,具体地讲,涉及一种用于检测汽轮机转子叶片的超声表面波探头装置。
背景技术
汽轮机转子是电站重要的设备部件,汽轮机转子动叶片将汽体的动能传递到转子上,带动汽轮机转子旋转,再通过联轴器带动发电机发电。运行期间,转子额定转速3000r/min,叶片承受高温、高转速、介质冲蚀腐蚀、转子持续性振动等恶劣运行环境,极易因制造质量、装配检修、运行疲劳等环节产生裂纹等超标缺陷。汽轮机转子某一级中的一片叶片发生开裂,在高速运转的离心力和介质推动作用下,裂纹迅速扩展直至叶片断裂。在密闭的汽缸空间内,作为较大的金属坚硬异物,断裂脱落的叶片将导致其它叶片严重损伤、断裂,造成汽轮机转子的重大损坏,严重影响机组安全运行。
根据DL/T438-2016《火力发电厂金属技术监督规程》要求,在机组A修及必要时,需对高中压转子、低压转子的叶片进行超声波等无损检测。汽轮机转子叶片的叶身、叶根是金属监督检测的重点部位,根据DL/T714-2011《汽轮机叶片超声波检验技术导则》要求,可采用表面波探头对叶片叶身进行检测,以排查裂纹等超标缺陷。
目前广泛采用超声表面波、渗透和磁粉检测方法排查叶片叶身的裂纹等超标缺陷。相较于渗透检测,超声表面波检测工作强度低、检测灵敏度更高;相较于磁粉检测,超声表面波检测效率更高、工作强度较低,且在靠近叶轮处的狭小受限空间具备磁粉无法检测的优势,因此采用超声表面波检测较为普遍。但经多年实践发现存在以下局限性:
1、叶片表面常存在因介质水蚀、腐蚀等产生的密集毛刺、凹坑等,以上表面情况降低了表面波检测的信噪比,产生众多干扰波,此时,需借助钢板尺对出现的众多异常波形进行距离测量、分析判断,干扰波的增多,显著增加了使用钢板尺测量的频次,严重降低了检测效率;
2、在对转子叶片进行表面波检测时,检测人员两手分别手持探头、仪器,往往需要借助其他人员通过钢板尺测量距离尺寸,完成整体检测工作;但在对汽轮机低压转子两级间靠近叶根处的叶片进行表面波检测时,因结构原因,此处空间狭小受限,表现为除检测人员外,其它人员无法靠近被测量表面,钢板尺测量无法进行,造成判断异常波困难,严重降低了检测效率。
例如公开日为2019年05月03日,公开号为CN109709218A的中国专利中,公开了一种名称为“一种汽轮机叶片超声表面波检测方法”的发明专利申请。该专利申请采用润滑脂作为超声波检测用耦合剂,在进行检测时,超声波探头左右旋转探头13°进行检测,该专利申请主要阐述耦合剂的选用以及探头摆动的检测方法,但未对超声波表面波探头进行优化改进,不能解决表面波探头检测时需要借用他人进行辅助测量尺寸的问题,故其还是存在上述缺陷。
因此,迫切需要开发一种用于检测汽轮机转子叶片的超声表面波探头装置,对必须依靠他人采用钢板尺测量距离尺寸这一问题彻底解决。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足,而提供一种结构设计合理,安全可靠,测量准确,提高检测效率的用于检测汽轮机转子叶片的超声表面波探头装置。
本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是:一种用于检测汽轮机转子叶片的超声表面波探头装置,包括表面波探头,其特征在于:还包括带有尺寸刻度和激光投影功能的激光投影卷尺,所述激光投影卷尺的一端安装在表面波探头的顶部,激光投影卷尺能伸展平直进行测量工作或者卷曲后进行收纳,所述激光投影卷尺伸展平直后,其零刻度线与表面波探头前端面齐平。
优选的,所述激光投影卷尺具有一控制开关。
优选的,所述激光投影卷尺的电源线接入到表面波探头内部电路中。
优选的,所述表面波探头尾端连接一根导线,该导线用于与超声波探伤仪电性连接。
优选的,所述激光投影卷尺的激光投影功能用于将尺寸刻度垂直向下正投影。
本实用新型所述的超声表面波探头装置在进行检测工作时,将表面波探头通过导线与超声波探伤仪电性连接,由超声波探伤仪向表面波探头和激光投影卷尺进行供电,然后将激光投影卷尺伸展平直,打开控制开关,激光投影卷尺上的尺寸刻度能垂直向下正投影至叶片表面,手持表面波探头侧面,在对叶片进行超声波扫查时,即可实时观察距离尺寸,并与超声波探伤仪显示的异常波声程进行比对分析,对怀疑缺陷第一时间分析判断。
本实用新型与现有技术相比,具有以下优点和效果:
1、结构设计简单合理,安全可靠、操作简单,较于普通表面波探头,增加了测量距离功能,解决了需要其他人员辅助测量、狭小受限空间测量距离困难的问题,显著提高了检测效率,降低检测强度;
2、激光投影卷尺相较于人员手工测量具有测量精度高、距离尺寸显示更准确等优点,为超声波波形判断提供了有力的数据支撑。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的方案,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的介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式,对于本领域技术人员来讲,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是本实用新型实施例的结构示意图(未进行检测工作时的状态)。
图2是本实用新型实施例的另一结构示意图(进行检测工作时的状态)。
附图标记说明:表面波探头1;激光投影卷尺2;导线3;控制开关21。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明,以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。
实施例。
参见图1至图2。
本实施例中公开了一种用于检测汽轮机转子叶片的超声表面波探头装置,其包括表面波探头1和激光投影卷尺2。激光投影卷尺2带有尺寸刻度和激光投影功能,激光投影功能用于将尺寸刻度垂直向下正投影至叶片表面。激光投影卷尺2的工作原理参考现有技术。
本实施例中,激光投影卷尺2的一端安装在表面波探头1的顶部有机玻璃内,激光投影卷尺2能伸展平直进行测量工作或者卷曲后进行收纳,激光投影卷尺2伸展平直后,其零刻度线与表面波探头1前端面齐平。激光投影卷尺2具有一控制开关21,在不需要距离测量时,可关闭激光投影卷尺2。
本实施例中,激光投影卷尺2的电源线接入到表面波探头1内部电路中。表面波探头1尾端连接一根导线3,该导线3用于与超声波探伤仪电性连接,由超声波探伤仪向表面波探头1和激光投影卷尺2进行统一供电。
本超声表面波探头装置在对汽轮机转子叶片叶身进行金属检测、排查裂纹等超标缺陷检测工作时,首先将表面波探头1通过导线3与超声波探伤仪电性连接,由超声波探伤仪向表面波探头1和激光投影卷尺2进行供电,然后开启超声波探伤仪,将激光投影卷尺2伸展平直,打开控制开关21,激光投影卷尺2上的尺寸刻度能垂直向下正投影至叶片表面,手持表面波探头1侧面,在对叶片进行超声波扫查时,即可实时观察距离尺寸,并与超声波探伤仪显示的异常波声程进行比对分析,对怀疑缺陷第一时间分析判断。上述超声表面波探头装置的新颖设计,解决了必须依靠他人辅助测量距离尺寸的问题,且尺寸测量准确、精确度更高,明显提升了检测效率。
具体地讲,本实施例用于检测汽轮机转子叶片的超声表面波探头装置的检测步骤如下:
第一步:检查被检叶片表面:对待检叶片表面情况进行检查,针对表面存在的锈迹、油污、微小凹坑、凸起异物等异常情况应采用喷砂、手工打磨等方式科学处理,保证叶片表面光洁;
第二步:耦合剂制备:可采用甘油、机油、纤维素制备超声波检测用耦合剂,采用小桶等器皿盛装,并准备一枚刷子用于涂覆于叶片表面;
第三步:检测系统准备:利用连接线,将该超声波表面波探头与超声波探伤仪准确连接到位,探伤仪开机启动,通电后检查探头激光投影卷尺是否照亮,通电正常;
第四步:分割检测区域:汽轮机叶片较长约1.5-5米,超声表面波检测声程较长易导致检测分辨率不足,造成缺陷漏检。为此,利用钢卷尺和记号笔将叶片叶身以200mm长区域标注直线记号,用以分区域检测;
第五步:检测扫查:将激光投影卷尺伸展平直,一只手持超声波探伤仪,另一只手持表面波探头侧面,在叶片外缘侧第一处检测区域开始进行扫查;采用平行重叠扫查,观察超声波探伤仪波形变化,当发现异常波时,通过超声波仪器确认无异常波声程数值S(单位:mm)后,观察激光投影卷尺投影在叶片表面的尺寸刻度,确定叶片上产生异常波形位置;
第六步:分析判断:根据叶片位置、叶片表面情况分析该异常波是否为叶片特殊结构、表面质量状况导致,确认缺陷,得出检测结论;
第七步:重复步骤五、六,对各处检测区域依次进行检测判断,直至完成叶片叶身的全部检测;
第八步:检测完成,采用干净抹布擦拭激光投影卷尺及表面波探头,收起卷尺,关闭超声波探伤仪,收齐整理连接线、探头、仪器,放置于专用工具箱内,待下次备用。
通过上述阐述,本领域的技术人员已能实施。
此外,需要说明的是,本说明书中所描述的具体实施例,其零、部件的形状、所取名称等可以不同,本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。凡依据本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化,均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于检测汽轮机转子叶片的超声表面波探头装置,包括表面波探头(1),其特征在于:还包括带有尺寸刻度和激光投影功能的激光投影卷尺(2),所述激光投影卷尺(2)的一端安装在表面波探头(1)的顶部,激光投影卷尺(2)能伸展平直进行测量工作或者卷曲后进行收纳,所述激光投影卷尺(2)伸展平直后,其零刻度线与表面波探头(1)前端面齐平。
2.根据权利要求1所述的用于检测汽轮机转子叶片的超声表面波探头装置,其特征在于:所述激光投影卷尺(2)具有一控制开关(21)。
3.根据权利要求1所述的用于检测汽轮机转子叶片的超声表面波探头装置,其特征在于:所述激光投影卷尺(2)的电源线接入到表面波探头(1)内部电路中。
4.根据权利要求1所述的用于检测汽轮机转子叶片的超声表面波探头装置,其特征在于:所述表面波探头(1)尾端连接一根导线(3),该导线(3)用于与超声波探伤仪电性连接。
5.根据权利要求1所述的用于检测汽轮机转子叶片的超声表面波探头装置,其特征在于:所述激光投影卷尺(2)的激光投影功能用于将尺寸刻度垂直向下正投影。
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