涡流检查探针制造技术

描述了本发明专利技术的用于导电管的无损检查的涡流探针的多个实施例。这些实施例包括轴承定心探针、弹簧加载的轮定心探针、用于弯曲管检查的具有连接探针零件的受限偏移球窝接头的多零件探针以及包括不能通过传统铸造或机械加工工艺制造的特征的3D打印探针。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】涡流检查探针相关申请的交叉引用本申请根据35U.S.C.§119要求基于2016年2月19日提交的美国临时专利申请No.62/297,330的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。
技术介绍
几十年来，用于驱动涡轮机的蒸汽发生一直是电力发生的一个方面。用于蒸汽发生的燃料可以是基于烃的(例如基于煤的)，或者基于核裂变。在任何一种情况下，尤其是在基于裂变的蒸汽发生的情况下，对蒸汽发生器中的高压蒸汽管的状况的常规监测是至关重要的。例如，在基于裂变的蒸汽发生中，高压蒸汽管将放射性水与非放射性水分离并且任何泄漏都可能是灾难性的。蒸汽管检查通常使用圆柱形涡流探针进行，该探针插入蒸汽管阵列中并穿过附接到电缆的阵列行进，同时监测设备在探针穿过管行进时记录涡流响应。所述探针包括由用于激励交变磁场的监测设备驱动的一个或多个线圈。电磁场在管中产生涡流，该涡流可以通过激励线圈的阻抗变化或通过单独的线圈、霍尔效应传感器或磁阻传感器来测量。影响用涡流探针检测管磨损和缺陷的能力的常见问题包括探针在穿过管行进时的摆动以及保持探针在管内均匀地定心使得它不太靠近管壁的任何一个部段。管定心问题用于热交换器管及类似物的无损测试的典型涡流探针由支撑多个传感线圈的探头、带有布线的柔性塑料导管以及提供与测试设备的可移除连接的连接器构成。探头通常包括使线圈组件在被检查的管的中心中定心的特征。这种定心减少了探针远离管壁移动的“剥离”并且这种定心对于保持良好的信号质量非常重要。该定心功能在现有技术中已经通过机械加工的塑料零件完成，所述塑料零件包括多个从探针延伸的柔性指状物，该指状物向被检查的管的内壁施加相等的周向力。但是这些机械加工的塑料零件(通常称为支脚)具有一些显著的限制。这些需要为柔性的零件不耐用并且可能通过繁重的使用或滥用而弯曲或破裂。另外，因为这些零件抵靠管壁，所以在传感器移进和移出数百个可能涉及数千个滑动摩擦磨损的支脚的管时，它们会经受磨损。这可能直接损坏一个或多个支脚。或者，如果横跨用于使探针定心的多个支脚上的磨损不均匀，则移动可能不利地影响来自探针的数据的质量。这些影响可以驱使传感器离开其定心的位置，从而导致剥离错误。另外，如果支脚上的磨损是均匀但是相当大的，则支脚可能不再压靠管壁并且传感器可能在管内变得松动，这导致不稳定的移动并且产生数据质量问题。由于探针磨损和来自探针的信号质量的劣化，可能需要许多探针来完成单个热交换器检查。因为这些检查发生在放射性环境中，所以探针变为辐射的和性能差的探针并且由于这些支脚的故障最终变为昂贵的核废料。解决磨损问题的一种尝试使用塑料支脚，其具有胶合到支脚的每个瓣中的机械加工的陶瓷块以限制磨损。该设计的缺点包括固定磨损元件的问题、定制零件的笨重组装、向管壁呈现尖锐边缘并且弹簧元件具有与塑料零件相关联的脆性和寿命问题。曲线定心问题如上所述，探头通常包括支脚或其它特征，这些支脚或其它特征将线圈组件定心于被检查的管的中心，即将探针的轴线与管的轴线对齐。现有技术的探针(例如图7)具有固定支脚701，其刚性地连接在容纳多个线圈703的线圈本体的任一侧上。这些探针中心上的支脚在直管中相对良好地工作，但是大多数热交换器管具有弯曲部段。这些弯曲部段可能具有比直部段更大的残余制造应力，并且与直管部段相比如果不是更可能则至少相同可能地产生缺陷(例如凹坑或裂缝)。然而，在现有技术的装置中，如图7所示，在支脚701和线圈703缠绕在其上的筒管702之间的直支撑件和弯曲的管部段的几何形状在弯曲的外侧产生劣化信号质量的剥离。可加工性问题制造现有技术的涡流探头涉及加工诸如感应线圈缠绕在其上的筒管的零件；支脚，其将线圈定心在管中(用于数据质量)；允许探头围绕管弯曲部弯曲的零件；以及将筒管组件接合到导管的耦合零件。这些零件中的每一个需要单独的编程和昂贵的加工操作到紧密公差以便适当地配合在一起。利用传统的加工方法，零件的需求过于复杂而无法将所有特征集成到单个构造中。然后需要大量的手动组装来构造探头组件，导致耗时的昂贵装置，该装置还可能由于人为错误而具有潜在的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的一个方面包括一种涡流探针，用于插入到具有轴线的导电圆柱形管中和该管的无损测试，其中所述管包括直部和弯曲部。所述涡流探针包括：具有传感器部轴线和轴心的传感器部；包括第一定心支脚的前传感器引导件；以及包括第二定心支脚的后传感器引导件，所述传感器部利用第一受限行程球窝接头被附接到前传感器引导件，所述传感器部还利用第二受限行程球窝接头被附接到后传感器引导件。所述受限行程球窝接头相对于第一和第二定心支脚以及进一步相对于传感器部的轴向中心的位置被配置成将传感器部定位成使得将传感器部轴线与被测试的管的直部和弯曲部内的管内壁的轴线都对齐。在本专利技术的又一方面中，传感器部包括线圈筒管和线圈绕组。在本专利技术的又一方面中，传感器部包括线圈的阵列。在本专利技术的又一方面中，传感器部包括霍尔效应或磁阻电磁场传感器。在本专利技术的又一方面中，传感器部包括激励线圈和感应线圈、感应线圈阵列、霍尔效应或磁阻电磁场传感器或者霍尔效应或磁阻电磁场传感器的阵列中的任一种。在本专利技术的又一方面中，第一和第二定心支脚中的每一个包括轮。在本专利技术的又一方面中，前传感器引导件和后传感器引导件中的每一个还包括磨损滑块。本专利技术的一个方面包括一种涡流探针，用于插入到具有轴线的导电圆柱形管中和该管的无损测试，其中所述管包括直部和弯曲部。该方面的涡流探针包括：具有第一传感器部轴线和第一传感器部轴心的第一传感器部；具有第二传感器部轴线和第二传感器部轴心的第二传感器部；包括第一定心支脚的前传感器引导件；以及包括第二定心支脚的后传感器引导件。所述第一传感器部利用第一受限行程球窝接头被附接到前传感器引导件并且利用第二受限行程球窝接头被附接到第二传感器部。所述第二传感器部利用第三受限行程球窝接头被附接到后传感器引导件，并且所述第一和第三受限行程球窝接头相对于第一和第二定心支脚以及进一步相对于第一和第二传感器部的第一和第二轴心的位置被配置成将第一和第二传感器部定位成使第一和第二传感器部轴线中的每一个与被测试的管的直部与弯曲部内的管内壁的轴线对齐。在本专利技术的又一方面中，第一或第二传感器部中的一个包括线圈筒管和线圈绕组。在本专利技术的又一方面中，第一或第二传感器部中的一个包括线圈的阵列。在本专利技术的又一方面中，第一或第二传感器部中的一个包括霍尔效应或磁阻电磁场传感器。在本专利技术的又一方面中，第一或第二传感器部中的一个包括激励线圈并且所述传感器部中的另一个包括感应线圈、感应线圈阵列、霍尔效应或磁阻电磁场传感器或者霍尔效应或磁阻电磁场传感器的阵列中的任一种。在本专利技术的又一方面中，定心支脚中的每一个包括轮。在本专利技术的又一方面中，前传感器引导件和后传感器引导件中的每一个还包括磨损滑块。本专利技术的一个方面包括一种涡流探针，用于插入到具有轴线的导电圆柱形管中和该管的无损测试，其中所述管包括直部和弯曲部。所述涡流探针包括：具有传感器部轴线和轴心的传感器部；具有前传感器引导件轴线的前传感器引导件；以及具有后传感器引导件轴线的后传感器引导件。所述传感器部利用第一受限行程球窝接头被附接到前传感器引导件，并且该传感器部还利用第二受限行程球窝接头被附接到后传感器引导件。所述前本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涡流探针，用于插入到具有轴线的导电圆柱形管中和该管的无损测试，其中所述管包括直部和弯曲部，所述涡流探针包括：具有传感器部轴线和轴心的传感器部；包括第一定心支脚的前传感器引导件；以及包括第二定心支脚的后传感器引导件，所述传感器部利用第一受限行程球窝接头被附接到所述前传感器引导件，所述传感器部利用第二受限行程球接窝头被附接到所述后传感器引导件，其中所述受限行程球窝接头相对于所述第一和第二定心支脚以及进一步相对于所述传感器部的所述轴心的位置被构造成将所述传感器部定位成使得所述传感器部轴线与被测试的管的直部和弯曲部内的管内壁的轴线对齐。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.19 US 62/297,3301.一种涡流探针，用于插入到具有轴线的导电圆柱形管中和该管的无损测试，其中所述管包括直部和弯曲部，所述涡流探针包括：具有传感器部轴线和轴心的传感器部；包括第一定心支脚的前传感器引导件；以及包括第二定心支脚的后传感器引导件，所述传感器部利用第一受限行程球窝接头被附接到所述前传感器引导件，所述传感器部利用第二受限行程球接窝头被附接到所述后传感器引导件，其中所述受限行程球窝接头相对于所述第一和第二定心支脚以及进一步相对于所述传感器部的所述轴心的位置被构造成将所述传感器部定位成使得所述传感器部轴线与被测试的管的直部和弯曲部内的管内壁的轴线对齐。2.根据权利要求1所述的涡流探针，其中所述传感器部包括线圈筒管和线圈绕组。3.根据权利要求1所述的涡流探针，其中所述传感器部包括线圈阵列。4.根据权利要求1所述的涡流探针，其中所述传感器部包括霍尔效应或磁阻电磁场传感器。5.根据权利要求1所述的涡流探针，其中所述传感器部包括励磁线圈和感应线圈、感应线圈阵列、霍尔效应或磁阻电磁场传感器或者霍尔效应或磁阻电磁场传感器阵列中的任一种。6.根据权利要求1所述的涡流探针，其中所述第一和第二定心支脚中的每一个包括轮。7.根据权利要求1所述的涡流探针，其中所述前传感器引导件和后传感器引导件中的每一个包括磨损滑块。8.一种涡流探针，用于插入到具有轴线的导电圆柱形管中和该管的无损测试，其中所述管包括直部和弯曲部，所述涡流探针包括：具有第一传感器部轴线和第一传感器部轴心的第一传感器部；具有第二传感器部轴线和第二传感器部轴心的第二传感器部；包括第一定心支脚的前传感器引导件；以及包括第二定心支脚的后传感器引导件，所述第一传感器部利用第一受限行程球窝接头被附接到所述前传感器引导件并且利用第二受限行程球窝接头被附接到所述第二传感器部；所述第二传感器部利用第三受限行程球窝接头被附接到所述后传感器引导件，并且其中所述第一和第三受限行程球窝接头相对于所述第一和第二定心支脚的以及进一步分别相对于所述第一和第二传感器部的所述第一和第二轴心的位置被配置成将所述第一和第二传感器部定位成使得所述第一和第二传感器部轴线中的每一个与被测试的管的直部和弯曲部内的管内壁的轴线对齐。9.根据权利要求8所述的涡流探针，其中所述第一或第二传感器部中...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·O·韦克尔，
申请(专利权)人：美国捷特公司，
类型：发明
国别省市：美国,US