一种燃气轮机压气机叶片叶根超声检测用试块制造技术

本实用新型专利技术公开了一种燃气轮机压气机叶片叶根超声检测用试块，该试块包括一体化成型的叶身部分和叶根部分，在所述的叶根部分1的典型位置开设有若干不同规格尺寸的人工裂纹槽。该试块的耦合面状况、缺陷形状、基体材质等与实际压气机叶片叶根一致，同时，设计有不同规格尺寸的人工裂纹槽，可实现叶片叶根超声检测灵敏度的准确校准和缺陷尺寸当量的定量校准，用于压气机叶片叶根超声检测方法的研究、检测系统的评价、检测工艺的验证等。

A test block for ultrasonic testing of blade root of gas turbine compressor

【技术实现步骤摘要】
一种燃气轮机压气机叶片叶根超声检测用试块
本技术属于超声无损检测
，具体涉及一种燃气轮机压气机叶片叶根超声检测用试块。
技术介绍
压气机叶片是燃气轮机的核心部件之一，空气从压气机中吸入并加压，经燃烧室加热形成高温燃气，后进入透平做功。压气机叶片在服役过程中经受复杂的交变应力，易在燕尾型叶根高应力区域萌生裂纹缺陷，严重影响机组的安全稳定运行。为准确掌握在役燃气轮机压气机叶片叶根质量状况，一般采用超声检测技术在燃气轮机停机检修期间对压气机叶片叶根进行检测。对于超声检测，为了保证检测结果的准确性、可重复性和可比性，一般均须设计制备含有人工反射体或模拟缺陷的试块对检测系统进行校准。目前，压气机叶片叶根超声检测一般采用焊接接头用CSK-ⅢA试块进行检测系统校准，将CSK-ⅢA试块上与被检叶片叶根高应力区域处距离相近的的横通孔最高反射回波，调整到80％屏高作为基准灵敏度，再根据叶片叶根的形状规格和表面状况提高一定的增益(dB)作为检测灵敏度，来对被检叶片叶根进行检测。需要说明的是，由于压气机叶片叶根检测耦合面为曲面结构，而CSK-ⅢA试块的检测耦合面为平面结构，耦合面状况的差异导致校准灵敏度存在差异。压气机叶片叶根裂纹一般为平面型缺陷，而CSK-ⅢA试块模拟缺陷为的横通圆孔，缺陷的形状差异导致校准灵敏度差异。压气机叶片材质为马氏体不锈钢，而CSK-ⅢA试块材质一般为45钢或者20钢，材质不同也会导致校准灵敏度有所差异。另外，CSK-ⅢA试块不含有不同尺寸规格的横通圆孔，无法实现裂纹缺陷的尺寸规格-波幅当量的定量校准。因此，设计开发一种燃气轮机压气机叶片叶根检测试块，以解决当前采用CSK-ⅢA试块校准时由于耦合面状况差异、缺陷形状差异、基体材质不同等引起的灵敏度差异，以及裂纹缺陷尺寸当量无法定量校准等问题，实现叶片叶根超声检测灵敏度的准确校准和裂纹缺陷尺寸当量的定量校准，是目前急需解决的问题。
技术实现思路
本技术的目的是针对目前燃气轮机压气机叶片叶根超声检测采用CSK-ⅢA试块校准时由于耦合面状况差异、缺陷形状差异、材质不同等引起的灵敏度差异，以及裂纹缺陷尺寸当量无法定量校准等问题，提供了一种燃气轮机压气机叶片叶根超声检测用试块，该试块的耦合面状况、缺陷形状、基体材质等与实际压气机叶片叶根一致，同时，设计有不同规格尺寸的人工裂纹槽，可实现叶片叶根超声检测灵敏度的准确校准和缺陷尺寸当量的定量校准，用于压气机叶片叶根超声检测方法的研究、检测系统的评价、检测工艺的验证等。为达到上述目的，本技术采用如下的技术方案来实现：一种燃气轮机压气机叶片叶根超声检测用试块，该试块包括一体化成型的叶身部分和叶根部分，其中，在叶根部分的典型位置开设有若干不同规格尺寸的人工裂纹槽。本技术进一步的改进在于，试块的叶身部分形状与实际服役压气机叶片叶身形状一致，为螺旋曲面结构；叶根部分形状与实际服役压气机叶片叶根形状一致，为燕尾型结构。本技术进一步的改进在于，所述试块的材质与实际服役压气机叶片材质一致，为马氏体不锈钢。本技术进一步的改进在于，所述试块表面粗糙度与实际服役压气机叶片表面粗糙度一致。本技术进一步的改进在于，所述叶根部分的人工裂纹槽加工位置为燕尾型变截面处。本技术进一步的改进在于，所述叶根部分的人工裂纹槽断面与叶片叶根平台平行。本技术进一步的改进在于，所述叶根部分的相邻两个人工裂纹槽间距保证相邻裂纹槽超声检测信号互不干扰。本技术进一步的改进在于，所述叶根部分的人工裂纹槽长度均为2mm，深度为1mm、2mm和5mm三个类别。本技术进一步的改进在于，所述叶根部分的人工裂纹槽采用电火花或者线切割工艺加工而成。本技术具有如下有益的技术效果：1)本技术提供一种燃气轮机压气机叶片叶根超声检测用试块，试块形状、基体材质及表面粗糙度与实际服役压气机叶片一致。同时，试块设置的人工裂纹槽的形状和位置与压气机叶片服役过程中叶根产生的裂纹缺陷形状和位置一致，克服了采用传统CSK-ⅢA试块校准时由于耦合面状况差异、缺陷形状差异、基体材质不同等引起的灵敏度差异问题，实现压气机叶片叶根超声检测时灵敏度的准确校准。2)本技术提供一种燃气轮机压气机叶片叶根超声检测用试块，试块的人工裂纹槽设有多个规格尺寸类别，可用于制作裂纹槽尺寸规格-波幅当量曲线，实现压气机叶片叶根实际超声检测过程中裂纹缺陷尺寸当量的定量评估。附图说明图1是本技术一种燃气轮机压气机叶片叶根超声检测用试块的背弧面示意图。图2是本技术一种燃气轮机压气机叶片叶根超声检测用试块的内弧面示意图。附图标记说明：1、叶身部分，2、叶根部分，3、人工裂纹槽，4、燕尾型变截面处，5、叶根平台。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合参照附图，对本技术进一步详细说明。参照附图1和附图2，本技术提供的一种燃气轮机压气机叶片叶根超声检测用试块，该试块包括一体化成型的叶身部分1和叶根部分2，在所述的叶根部分1的典型位置设置有若干不同规格尺寸的人工裂纹槽3。所述试块的叶身部分1形状与实际服役压气机叶片叶身形状一致，为螺旋曲面结构。叶根部分2形状与实际服役压气机叶片叶根形状一致，为燕尾型结构。所述试块材质与实际服役压气机叶片材质一致，为马氏体不锈钢。所述试块表面粗糙度与实际服役压气机叶片表面粗糙度一致。所述叶根部分2的人工裂纹槽3加工位置为燕尾型变截面处4。所述叶根部分2的人工裂纹槽3断面与叶片叶根平台5平行。所述叶根部分2的相邻人工裂纹槽3间距保证相邻人工裂纹槽3超声检测信号互不干扰。所述叶根部分2的人工裂纹槽3长度均为2mm，深度为1mm、2mm、5mm三个类别。所述叶根部分2的人工裂纹槽3加工方式为电火花或者线切割工艺。参照图1和图2，对本技术的使用方法作进一步的说明：将超声探头放置于试块叶身部分1或叶片叶根平台5上，微动探头，使人工裂纹槽3的超声反射波幅最大，调节增益使人工裂纹槽3的超声反射波幅为满屏刻度80％，用同样的方法对同一位置不同规格的人工裂纹槽3进行校准，绘制裂纹尺寸规格-反射波幅当量曲线。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃气轮机压气机叶片叶根超声检测用试块，其特征在于，该试块包括一体化成型的叶身部分(1)和叶根部分(2)，其中，在叶根部分(2)的典型位置开设有若干不同规格尺寸的人工裂纹槽(3)，且所述叶根部分(2)的人工裂纹槽(3)加工位置为燕尾型变截面处(4)。/n

【技术特征摘要】
1.一种燃气轮机压气机叶片叶根超声检测用试块，其特征在于，该试块包括一体化成型的叶身部分(1)和叶根部分(2)，其中，在叶根部分(2)的典型位置开设有若干不同规格尺寸的人工裂纹槽(3)，且所述叶根部分(2)的人工裂纹槽(3)加工位置为燕尾型变截面处(4)。


2.根据权利要求1所述的一种燃气轮机压气机叶片叶根超声检测用试块，其特征在于，试块的叶身部分(1)形状与实际服役压气机叶片叶身形状一致，为螺旋曲面结构；叶根部分(2)形状与实际服役压气机叶片叶根形状一致，为燕尾型结构。


3.根据权利要求1所述的一种燃气轮机压气机叶片叶根超声检测用试块，其特征在于，所述试块的材质与实际服役压气机叶片材质一致，为马氏体不锈钢。


4.根据权利要求1所述的一种燃气轮机压气机叶片叶根超声检测用试块，其特征在于，所述试块表...

【专利技术属性】
技术研发人员：张炯，肖俊峰，高松，李永君，高斯峰，唐文书，南晴，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61