專利名稱：汽輪機(jī)側(cè)向裝配樅樹(shù)形葉根超聲爬波檢測(cè)法及其專用探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及一種汽輪機(jī)側(cè)向裝配揪樹(shù)形葉根超聲爬波檢測(cè)法及其專用探頭， 屬于無(wú)損檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著火力發(fā)電廠的新機(jī)組項(xiàng)目投產(chǎn)增多，在機(jī)組汽輪機(jī)末級(jí)和次末級(jí)葉片的葉根采用側(cè)向裝配揪樹(shù)形越來(lái)越多(見(jiàn)圖1)，因其安裝和結(jié)構(gòu)的特殊性(在安裝后埋藏于輪緣中)，裝配后只有兩側(cè)端面是平面，其余露出面均為曲面，包括葉根的肩部。在現(xiàn)有的檢測(cè)方法中，有超聲波表面波法或著色檢測(cè)法對(duì)其葉根外露的兩個(gè)側(cè)端面進(jìn)行表面開(kāi)口性缺陷的檢測(cè)。還有超聲波相控陣法對(duì)其第一齒槽的檢測(cè)，主要應(yīng)用在機(jī)組容量較大的電廠，例如核電站，其葉片各個(gè)部分的結(jié)構(gòu)尺寸相對(duì)較大(相對(duì)機(jī)組容量較小的火力電站)。在葉根的肩部有部分平面結(jié)構(gòu)，在葉身與葉根的過(guò)渡區(qū)域的曲面相對(duì)較小。與相對(duì)較小容量機(jī)組的葉根結(jié)構(gòu)上有差異。同時(shí)該相控陣法需要專用的儀器、探頭、軟件，檢測(cè)人員需經(jīng)專門培訓(xùn)，并且在每次檢測(cè)前的儀器調(diào)整準(zhǔn)備工作較常規(guī)方法復(fù)雜，致使檢測(cè)成本較高。雖然檢測(cè)結(jié)果為圖像和波形，有一定的直觀性，但需經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的檢測(cè)人員才能解讀。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明提供一種汽輪機(jī)側(cè)向裝配揪樹(shù)形葉根超聲爬波檢測(cè)方法和專用探頭，其目的是在兩側(cè)端平面檢測(cè)的基礎(chǔ)上，拓展對(duì)高應(yīng)力集中區(qū)域的檢測(cè)范圍，降低檢測(cè)成本，使檢測(cè)操作簡(jiǎn)單易行，解決了以往的檢測(cè)方法檢測(cè)范圍小、檢測(cè)過(guò)程復(fù)雜和成本高的問(wèn)題。
技術(shù)方案本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的
汽輪機(jī)側(cè)向裝配揪樹(shù)形葉根超聲爬波檢測(cè)法，其特征在于所述檢測(cè)法利用超聲爬波進(jìn)行檢測(cè)，其具體步驟如下
(1)、將帶有壓電晶片的探頭置于揪樹(shù)形葉根的葉身處，使爬波能到達(dá)葉根的第一凹槽的內(nèi)面；
⑵、使透入葉身中的爬波主聲束折射角控制在80° 60°之間；調(diào)整超聲波儀器的時(shí)間軸，使橫波分量形成的反射波和爬波形成的反射波在不同的時(shí)間軸區(qū)域顯示；
⑶、先將探頭置于葉身的最厚處，將葉身的肩部波形調(diào)整至50%屏高，然后再將探頭逐漸的向葉身的兩端移動(dòng)，移動(dòng)的軌跡平行于第一凹槽，待波形消失時(shí)停止移動(dòng)；
⑷、在“⑶”步驟中的移動(dòng)過(guò)程中觀察是否有高于葉身肩部波形的波形出現(xiàn)，通過(guò)是否有高于肩部波形的出現(xiàn)來(lái)判斷是否有裂紋性缺陷。壓電晶片的頻率為5MHz，晶片尺寸為6X8mm?！阿恰辈襟E中波形消失的位置為探頭可實(shí)現(xiàn)檢測(cè)目的的最小葉身厚度處。應(yīng)用于如上所述的汽輪機(jī)側(cè)向裝配揪樹(shù)形葉根超聲爬波檢測(cè)法中的探頭，包括楔塊，其特征在于所述楔塊的側(cè)面設(shè)置有消聲槽。優(yōu)點(diǎn)效果
本發(fā)明提供一種汽輪機(jī)側(cè)向裝配揪樹(shù)形葉根超聲爬波檢測(cè)法，其特征在于所述檢測(cè)法利用超聲爬波進(jìn)行檢測(cè)，其具體步驟如下
(1)、將帶有壓電晶片的探頭置于揪樹(shù)形葉根的葉身外弧處，使壓電晶片在葉根中產(chǎn)生的爬波能覆蓋葉根的第一凹槽內(nèi)面；
⑵、控制透入葉根中的爬波角度為80° 60°之間；
⑶、先將探頭置于葉身的最厚處，將葉身的肩部波形調(diào)整至50%屏高，然后再將探頭逐漸的向葉身的兩端移動(dòng)，移動(dòng)的軌跡平行于第一凹槽，待波形消失時(shí)停止移動(dòng)，以此確定該方法可檢測(cè)范圍。⑷、在“⑶”步驟中的移動(dòng)過(guò)程中觀察是否有高于肩部波形的出現(xiàn)，通過(guò)是否有高于肩部波形的出現(xiàn)來(lái)判斷是否有缺陷。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
(1)、在傳統(tǒng)兩側(cè)端面檢測(cè)的基礎(chǔ)上，拓展了對(duì)高應(yīng)力區(qū)域的檢測(cè)范圍。(2)、相對(duì)于相控陣法，該方法操作簡(jiǎn)單，無(wú)需專用儀器、軟件，檢測(cè)人員無(wú)需專門培訓(xùn)。檢測(cè)前期準(zhǔn)備工作簡(jiǎn)便、實(shí)際操作簡(jiǎn)單，檢測(cè)結(jié)果為A形脈沖波形，解讀與常規(guī)方法類似，只需要超聲二級(jí)和二級(jí)以上的人員即可，但需專用探頭，同時(shí)檢測(cè)人員應(yīng)對(duì)爬波的聲場(chǎng)分布特點(diǎn)有所了解。


圖1為汽輪機(jī)側(cè)向裝配揪樹(shù)形葉根的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為葉片縱向也就是葉身走向的斷面圖； 圖3為楔塊的結(jié)構(gòu)示意圖4為顯示本發(fā)明葉身最厚處和最薄處的結(jié)構(gòu)示意圖；
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明
本發(fā)明提供一種汽輪機(jī)側(cè)向裝配揪樹(shù)形葉根超聲爬波檢測(cè)法，所述檢測(cè)法利用超聲爬波進(jìn)行檢測(cè)，其具體步驟如下
(1)、如圖2所示，將帶有壓力晶片的探頭置于揪樹(shù)形葉根的葉身111的外弧處，使爬波能到達(dá)葉根的第一凹槽222的內(nèi)面；
⑵、使透入葉身中的爬波的主聲束折射角為80° 60°之間；主聲束折射角也就是爬波的主聲束與探頭所在葉身111的面的夾角；調(diào)整超聲波儀器的時(shí)間軸，使接受到的橫波分量和爬波分量在不同的區(qū)域顯示；
⑶、先將探頭置于葉身的最厚處，也就是葉身的弧頂，即圖4中B所示的位置，將葉身的肩部333的波形調(diào)整至50%屏高，然后再將探頭逐漸的向葉身的兩端移動(dòng)，移動(dòng)的軌跡平行于第一凹槽222，待波形消失時(shí)停止移動(dòng)；
⑷、在“⑶”步驟中的移動(dòng)過(guò)程中觀察是否有高于肩部波形的出現(xiàn)，通過(guò)是否有高于肩部波形的出現(xiàn)來(lái)判斷是否有裂紋性缺陷?！阿恰辈襟E中波形消失的位置為探頭可實(shí)現(xiàn)檢測(cè)目的的最小葉身厚度處，也就是圖4中A和C所示的位置。本發(fā)明所述的探頭包括楔塊，所述楔塊上設(shè)置有消聲槽1。壓電晶片的頻率為5MHz，晶片尺寸為6X8mm。
使用時(shí)，制作圖3所示的楔塊，根據(jù)實(shí)際試驗(yàn)以及所要求透入聲場(chǎng)的輻射范圍，選定壓電晶片的頻率為5MHz，晶片尺寸為6X8mm。為了將該探頭在葉片之間的縫隙中實(shí)現(xiàn)檢測(cè)性操作，設(shè)計(jì)制作專用夾具。檢測(cè)靈敏度的確定，如圖4所示，利用實(shí)物葉片，在其最大應(yīng)力集中區(qū)域，也就是第一凹槽的內(nèi)面加工2mm深、Imm寬、IOmm長(zhǎng)的月牙形槽，將探頭置于選定位置處，也就是如圖4中所示的A、B和C處，檢測(cè)到人工缺陷后，將其波高調(diào)整至100%屏高，因探頭透入聲束的多分量特點(diǎn)，在其葉根的肩部333處會(huì)會(huì)形成一固定的結(jié)構(gòu)波，此時(shí)該波為滿屏的50%屏高，實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)只需將實(shí)際葉根的肩部結(jié)構(gòu)波調(diào)整至滿屏的50%波高即可。此時(shí)，靈敏度確定完畢。實(shí)際檢測(cè)中將探頭在圖4中的A、B、C之間移動(dòng)掃查，A、B、C之間的移動(dòng)軌跡平行于第一凹槽222。在圖2方向上探頭無(wú)移動(dòng)。該方法能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)圖4中直線長(zhǎng)度為IOOmm區(qū)域的檢測(cè)，該區(qū)域就是圖4中字母L所示的區(qū)域。在圖1中上部為葉身，下部有溝槽部分為葉根，安裝時(shí)埋藏于汽輪機(jī)的輪緣中， 只有圖中指示的兩側(cè)端面D和肩部以上的葉身露在輪緣外面。圖1中222指示的高應(yīng)力區(qū)域?yàn)榈谝话疾鄣膬?nèi)面。圖2是葉根多個(gè)縱向(葉片走向)截面中的兩個(gè)，該圖中葉根的走向就是平行于紙面的方向；一是H截面葉身最厚處；一是I截面，探頭聲束可實(shí)現(xiàn)檢測(cè)目的的最小葉身厚度，即圖4中所示的距葉身兩側(cè)邊緣(D側(cè)、E側(cè))1/4葉身寬度處。圖3中楔塊采用有機(jī)玻璃材料，入射角應(yīng)滿足其透入葉身中的縱波角度為80° 60°之間。圖4是探頭檢測(cè)時(shí)橫向，也就是垂直于葉片走向的移動(dòng)掃查的軌跡A、B、C，在該圖中葉片走向就是垂直于紙面的方向。
權(quán)利要求
1.汽輪機(jī)側(cè)向裝配揪樹(shù)形葉根超聲爬波檢測(cè)法，其特征在于所述檢測(cè)法利用超聲爬波進(jìn)行檢測(cè)，其具體步驟如下(1)、將帶有壓電晶片的探頭置于揪樹(shù)形葉根的葉身(111)處，使爬波能到達(dá)葉根的第一凹槽的內(nèi)面；⑵、使透入葉身中的爬波主聲束折射角控制在80° 60°之間；調(diào)整超聲波儀器的時(shí)間軸，使橫波分量形成的反射波和爬波形成的反射波在不同的時(shí)間軸區(qū)域顯示；⑶、先將探頭置于葉身的最厚處，將葉身的肩部波形調(diào)整至50%屏高，然后再將探頭逐漸的向葉身的兩端移動(dòng)，移動(dòng)的軌跡平行于第一凹槽，待波形消失時(shí)停止移動(dòng)；⑷、在“⑶”步驟中的移動(dòng)過(guò)程中觀察是否有高于葉身肩部波形的波形出現(xiàn)，通過(guò)是否有高于肩部波形的出現(xiàn)來(lái)判斷是否有裂紋性缺陷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機(jī)側(cè)向裝配揪樹(shù)形葉根超聲爬波檢測(cè)法，其特征在于 壓電晶片的頻率為5MHz，晶片尺寸為6X8mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機(jī)側(cè)向裝配揪樹(shù)形葉根超聲爬波檢測(cè)法，其特征在于 “⑶”步驟中波形消失的位置為探頭可實(shí)現(xiàn)檢測(cè)目的的最小葉身厚度處。
4.應(yīng)用于權(quán)利要求1中汽輪機(jī)側(cè)向裝配揪樹(shù)形葉根超聲爬波檢測(cè)法中的探頭，包括楔塊，其特征在于所述楔塊的側(cè)面設(shè)置有消聲槽(1)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種汽輪機(jī)側(cè)向裝配樅樹(shù)形葉根超聲爬波檢測(cè)法，步驟如下(1)將帶有壓電晶片的探頭置于樅樹(shù)形葉根的葉身處，使爬波能到達(dá)葉根的第一凹槽的內(nèi)面；(2)使透入葉身中的爬波主聲束折射角控制在80°～60°之間；調(diào)整超聲波儀器的時(shí)間軸，使橫波分量形成的反射波和爬波形成的反射波在不同的時(shí)間軸區(qū)域顯示；(3)先將探頭置于葉身的最厚處，將葉身的肩部波形調(diào)整至50%屏高，然后再將探頭逐漸的向葉身的兩端移動(dòng)，移動(dòng)的軌跡平行于第一凹槽，待波形消失時(shí)停止移動(dòng)；(4)在“(3)”步驟中的移動(dòng)過(guò)程中觀察通過(guò)是否有高于肩部波形的出現(xiàn)來(lái)判斷是否有裂紋性缺陷。本發(fā)明在常規(guī)的兩側(cè)端平面檢測(cè)基礎(chǔ)上，拓展了其余葉根高應(yīng)力區(qū)域的檢測(cè)范圍。
文檔編號(hào)G01N29/04GK102156166SQ20111008785
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月8日
發(fā)明者張博 申請(qǐng)人:東北電力科學(xué)研究院有限公司