一种厚壁压力容器超声TOFD检查系统技术方案

本发明专利技术公开了一种厚壁压力容器超声TOFD检查系统，其包括：操控平台小车、探头扫查模块、用于带动所述探头扫查模块从所述操控平台小车上翻转至所述操控平台小车斜上方或上方并能驱动所述探头扫查模块沿所述厚壁表面移动的筒体轴线法向模块，所述筒体轴线法向模块通过型材架与操控平台小车连接固定，包括移动支架和轴向电机模组。TOFD能够对缺陷的定量精度比常规超声要高得多，可达1mm，用于裂纹扩展监控时，定量精度可达0.3mm。另外，TOFD检测方法探头接收的衍射信号不受声束与缺陷夹角的影响，即任何方向的缺陷均能有效检出，具有很高的缺陷检出率。而本系统能够提高检测的可靠性，以确保此类压力容器的安全稳定运行。以确保此类压力容器的安全稳定运行。以确保此类压力容器的安全稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
一种厚壁压力容器超声TOFD检查系统


[0001]本专利技术属于核电检测设备领域，特别涉及一种厚壁压力容器超声TOFD检查系统。

技术介绍

[0002]近年来，随着科学技术的发展，厚壁压力容器的使用率越来越高，尤其在核电站中典型的压力容器如蒸汽发生器、稳压器、反应堆压力容器等，这些容器往往需要在高温、高压、强腐蚀或强辐射等恶劣环境中运行，若这些容器发生泄漏，将对企业造成直接的安全影响和经济损失，核电站压力容器内部承载着具有高放射性的中高压介质，如发生泄漏将会对社会公众安全和生态环境造成严重危害。因此，在制造、安装及应用阶段中，必须采取恰当的无损检测方法对相关焊接结构进行检测，并提高检测的可靠性，以确保此类压力容器的安全稳定运行。
[0003]厚壁压力容器环焊缝的常用检测方法为射线检测、超声脉冲回波法检测等。其中射线检测方法成本高且检测效果差，难以检测焊缝中的较薄的缺陷和紧贴型缺陷如层间未熔合等；采用常规超声检测方法存在效率低、定量难、盲区大、重复性差等问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种检测可靠性高，运行稳定的厚壁压力容器超声TOFD检查系统。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种厚壁压力容器超声TOFD检查系统，其包括：操控平台小车、探头扫查模块，其特征在于：所述系统还包括用于带动所述探头扫查模块从所述操控平台小车上翻转至所述操控平台小车斜上方或上方并能驱动所述探头扫查模块沿所述厚壁表面移动的筒体轴线法向模块，所述筒体轴线法向模块通过型材架与操控平台小车连接固定，包括移动支架和轴向电机模组。
[0006]优化的，所述移动支架包括：整体支架、垫圈、螺母、凸头螺栓、卡簧、气弹簧固定块、气弹簧、旋转结构连接块、气弹簧旋钮固定块、旋转轴、垫圈、铜套、耐磨垫圈、锁紧旋钮以及电机旋转架，凸头螺栓通过螺母固定在气弹簧固定块中心孔中，垫圈、气弹簧支撑杆端和卡簧依次穿至在凸头螺栓凸出端，凸头螺栓、垫圈、气弹簧、卡簧形成支撑部，所述支撑部通过气弹簧固定块对称的固定在整体支架两侧；气弹簧缸体端通过支撑部和气弹簧固定块固定在电机旋转架两侧；旋转轴穿至在气弹簧旋钮固定块中心孔内，垫圈和铜套依次穿至在旋转轴上，旋转结构连接块穿至在铜套上，并与电机旋转架连接固定，耐磨垫圈穿至在旋转轴凸出端，锁紧旋钮固定在旋转轴凸出螺纹段。
[0007]优化的，所述轴向电机模组包括旋转架连接板、电机固定板、模组、限位开关、连接模组板、感应块、固定架连接板、固定架、梅花旋钮、止动套、键、固定架连接块、左旋转臂、右旋转臂、安装板、扫查模块连接板、止动轴、耦合剂入口接头、耦合剂分配接头、耦合剂分配器、堵头、激光笔夹持块、激光笔，电机固定板固定在模组底部，旋转架连接板连接固定在电机固定板上；两个限位开关分别安装在模组两端；固定有两个感应块的连接模组板固定在
模组上部，固定架连接板固定在连接模组板上，并与固定架连接；左旋转臂结构和右悬臂对称的设置在机构固定架两侧。
[0008]优化的，所述左旋转臂结构包括左旋转臂和固定架连接块依次穿至在止动轴上，止动套通过键与止动轴配合连接，并与固定架连接块固定，梅花旋钮固定在止动轴中心螺纹孔内；安装板固定在左旋转臂和右旋转臂之间，扫查模块连接板固定在安装板上，以实现与探头扫查模块的连接；搭载有多个耦合剂分配接头、耦合剂入口接头和堵头的耦合剂分配器固定在安装板正中位置，实现耦合剂对探头的供给；夹持有激光笔的激光笔夹持块固定在耦合剂分配器上。
[0009]优化的，探头扫查模块包括：探头架、固定支架、磁轮组件和固定旋钮，探头架通过固定旋钮安装在固定支架上实现位置的调节，多个可变换方向的磁轮组件安装在固定支架底部的四个角上。
[0010]优化的，探头架包括中心轴、恒力弹簧、弹簧支架、导轨组件、弹簧片固定块、探头架固定块、导轨固定块、旋转轴、轴承、固定螺栓、垫圈、探头、探头框、楔块以及U型支架，所述恒力弹簧通过所述中心轴架设在所述弹簧支架上，所述弹簧支架固定在所述导轨组件顶端；所述恒力弹簧自由端固定在所述弹簧片固定块和所述探头架固定块之间，所述探头固定块与导轨滑块连接固定；所述导轨固定块安装在所述导轨组件底部，所述U型支架通过两组所述轴承和所述旋转轴安装在所述导轨固定块中间槽内；安装有所述楔块的所述探头框通过两组所述固定螺栓和所述垫圈安装在所述U型支架U型槽内，所述探头固定在所述楔块上。
[0011]优化的，磁轮组件包括：卡簧、轴承、垫圈、梅花旋钮、磁轮顶块、磁轮支撑、编码器固定座、线缆防水接头、编码器罩、编码器、磁轮轴、摩擦轮、磁轮片、止动销轴，所述止动销轴穿设于所述磁轮顶块内，梅花旋钮螺纹连接于所述止动销轴中心的螺纹孔内，轴承安装在磁轮支撑两侧孔内，磁轮轴穿至在两个轴承中间，磁轮轴上安装有两片磁轮片，两磁轮片中间安装有摩擦轮，在两磁轮片外侧各有一个垫圈，卡簧安装在轴两端；编码器固定座安装在磁轮支撑一侧，编码器轴穿至固定在磁轮轴中心孔内，并与编码器固定座连接固定，编码器罩将编码器置于其腔体内并与编码器固定座连接固定，线缆防水接头安装在编码器罩腔体底部，用于编码器末端线缆的穿出。
[0012]优化的，固定支架上部两侧各安装有一个把手。
[0013]优化的，操控平台小车上设有试块、耦合剂循环泵、超声仪、电控箱。
[0014]优化的，操控平台小车还包括操作平台、试块平板、移动固定板、脚轮连接板、定向脚轮、导轨滑块连接板、可调节滑块限位块、导轨组件、万向脚轮以及减震器，耦合剂供给泵固定在四个减震器上，减震器固定在操作平台的设备仪器柜体内，超声仪放置在设备仪器柜体内，电机和耦合剂供给泵的电控箱固定在操作平台上，试块放置在操作平台上，导轨组件安装在操作平台上，并在导轨上安装可调节滑块限位块；导轨滑块连接板与导轨组件滑块相连接，移动固定板固定在导轨滑块连接板上；定向脚轮和万向脚轮通过脚轮连接板与操作平台固定连接。
[0015]本专利技术的有益效果在于：超声时差衍射技术（Time of Flight diffraction，简称TOFD）能够对缺陷的定量精度比常规超声要高得多，可达1mm，用于裂纹扩展监控时，定量精度可达0.3mm。另外，TOFD检测方法探头接收的衍射信号不受声束与缺陷夹角的影响，即任
何方向的缺陷均能有效检出，具有很高的缺陷检出率。而本系统能够提高检测的可靠性，以确保此类压力容器的安全稳定运行。
附图说明
[0016]图1是本专利技术系统操控平台小车Ⅰ结构示意图；图2是本专利技术系统筒体轴线法向模块Ⅱ的结构示意图；图3是本专利技术系统移动支架
Ⅱ-
1的结构示意图；图4是本专利技术系统轴向电机模组
Ⅱ-
2的结构示意图；图5是本专利技术探头扫查模块Ⅲ的结构示意图；图6是本专利技术探头架
Ⅲ-
1的结构示意图；图7是本专利技术磁轮组件
Ⅲ-
4的结构示意图；图8是本专利技术系统探头标定、校核模式示意图；图9是本专利技术系统超声TOFD检查模式示意图。
具体实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种厚壁压力容器超声TOFD检查系统，其包括：操控平台小车（Ⅰ）、探头扫查模块（Ⅲ），其特征在于：所述系统还包括用于带动所述探头扫查模块（Ⅲ）从所述操控平台小车（Ⅰ）上翻转至所述操控平台小车（Ⅰ）斜上方或上方并能驱动所述探头扫查模块（Ⅲ）沿所述厚壁表面移动的筒体轴线法向模块（Ⅱ），所述筒体轴线法向模块（Ⅱ）通过型材架与操控平台小车（Ⅰ）连接固定，包括移动支架（
Ⅱ-
1）和轴向电机模组（
Ⅱ-
2）。2.根据权利要求1所述的厚壁压力容器超声TOFD检查系统，其特征在于：所述移动支架（
Ⅱ-
1）包括：整体支架（
Ⅱ-
1-1）、垫圈（
Ⅱ-
1-2）、螺母（
Ⅱ-
1-3）、凸头螺栓（
Ⅱ-
1-4）、卡簧（
Ⅱ-
1-5）、气弹簧固定块（
Ⅱ-
1-6）、气弹簧（
Ⅱ-
1-7）、旋转结构连接块（
Ⅱ-
1-8）、气弹簧旋钮固定块（
Ⅱ-
1-9）、旋转轴（
Ⅱ-
1-10）、垫圈（
Ⅱ-
1-11）、铜套（
Ⅱ-
1-12）、耐磨垫圈（
Ⅱ-
1-13）、锁紧旋钮（
Ⅱ-
1-14）以及电机旋转架（
Ⅱ-
1-15），凸头螺栓（
Ⅱ-
1-4）通过螺母（
Ⅱ-
1-3）固定在气弹簧固定块（
Ⅱ-
1-6）中心孔中，垫圈（
Ⅱ-
1-2）、气弹簧（
Ⅱ-
1-7）支撑杆端和卡簧（
Ⅱ-
1-5）依次穿至在凸头螺栓（
Ⅱ-
1-4）凸出端，凸头螺栓（
Ⅱ-
1-4）、垫圈（
Ⅱ-
1-2）、气弹簧（
Ⅱ-
1-7）、卡簧（
Ⅱ-
1-5）形成支撑部，所述支撑部通过气弹簧固定块（
Ⅱ-
1-6）对称的固定在整体支架（
Ⅱ-
1-1）两侧；气弹簧（
Ⅱ-
1-7）缸体端通过支撑部和气弹簧固定块（
Ⅱ-
1-6）固定在电机旋转架（
Ⅱ-
1-15）两侧；旋转轴（
Ⅱ-
1-10）穿至在气弹簧旋钮固定块（
Ⅱ-
1-9）中心孔内，垫圈（
Ⅱ-
1-11）和铜套（
Ⅱ-
1-12）依次穿至在旋转轴（
Ⅱ-
1-10）上，旋转结构连接块（
Ⅱ-
1-8）穿至在铜套（
Ⅱ-
1-12）上，并与电机旋转架（
Ⅱ-
1-15）连接固定，耐磨垫圈（
Ⅱ-
1-13）穿至在旋转轴（
Ⅱ-
1-10）凸出端，锁紧旋钮（
Ⅱ-
1-14）固定在旋转轴（
Ⅱ-
1-10）凸出螺纹段。3.根据权利要求1所述的厚壁压力容器超声TOFD检查系统，其特征在于：所述轴向电机模组（
Ⅱ-
2）包括旋转架连接板（
Ⅱ-
2-1）、电机固定板（
Ⅱ-
2-2）、模组（
Ⅱ-
2-3）、限位开关（
Ⅱ-
2-4）、连接模组板（
Ⅱ-
2-5）、感应块（
Ⅱ-
2-6）、固定架连接板（
Ⅱ-
2-7）、固定架（
Ⅱ-
2-8）、梅花旋钮（
Ⅱ-
2-9）、止动套（
Ⅱ-
2-10）、键（
Ⅱ-
2-11）、固定架连接块（
Ⅱ-
2-12）、左旋转臂（
Ⅱ-
2-13）、右旋转臂（
Ⅱ-
2-14）、安装板（
Ⅱ-
2-15）、扫查模块连接板（
Ⅱ-
2-16）、止动轴（
Ⅱ-
2-17）、耦合剂入口接头（
Ⅱ-
2-18）、耦合剂分配接头（
Ⅱ-
2-19）、耦合剂分配器（
Ⅱ-
2-20）、堵头（
Ⅱ-
2-21）、激光笔夹持块（
Ⅱ-
2-22）、激光笔（
Ⅱ-
2-23），电机固定板（
Ⅱ-
2-2）固定在模组（
Ⅱ-
2-3）底部，旋转架连接板（
Ⅱ-
2-1）连接固定在电机固定板（
Ⅱ-
2-2）上；两个限位开关（
Ⅱ-
2-4）分别安装在模组（
Ⅱ-
2-3）两端；固定有两个感应块（
Ⅱ-
2-6）的连接模组板（
Ⅱ-
2-5）固定在模组（
Ⅱ-
2-3）上部，固定架连接板（
Ⅱ-
2-7）固定在连接模组板（
Ⅱ-
2-5）上，并与固定架（
Ⅱ-
2-8）连接；左旋转臂结构和右悬臂对称的设置在机构固定架（
Ⅱ-
2-8）两侧。4.根据权利要求3所述的厚壁压力容器超声TOFD检查系统，其特征在于：所述左旋转臂结构包括左旋转臂（
Ⅱ-
2-13）和固定架连接块（
Ⅱ-
2-12）依次穿至在止动轴（
Ⅱ-
2-17）上，止动套（
Ⅱ-
2-10）通过键（
Ⅱ-
2-11）与止动轴（
Ⅱ-
2-17）配合连接，并与固定架连接块（
Ⅱ-
2-12）固定，梅花旋钮（
Ⅱ-
2-9）固定在止动轴（
Ⅱ-
2-17）中心螺纹孔内；安装板（
Ⅱ-
2-15）固定在左旋转臂（
Ⅱ-
2-13）和右旋转臂（
Ⅱ-
2-14）之间，扫查模块连接板（
Ⅱ-
2-16）固定在安装板（
Ⅱ-
2-15）上，以实现与探头扫查模块（Ⅲ）的连接；搭载有多个耦合剂分配接头（
Ⅱ-
2-19）、耦合剂入口接头（
Ⅱ-
2-18）和堵头（
Ⅱ-
2-21）的耦合剂分配器（
Ⅱ-
2-20）固定在安装板（
Ⅱ-
2-15）正中位置，实现耦合剂对探头的供给；夹持有激光笔（
Ⅱ-
2-23）的激光笔夹持块
（
Ⅱ-
2-22）固定在耦合剂分配器（
Ⅱ-
2-20）上。5.根据权利要求1所述的厚壁压力容器超声TOFD检查系统，其特征在于：探头扫查模块（Ⅲ）包括：探头架（
Ⅲ-
1）、固定支架（
Ⅲ-
2）、磁轮组件（
Ⅲ-...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐以凯，季龙华，杨立晨，胡玉琦，黄三傲，吕鸣江，薛亚军，方兴红，郑云峰，肖学柱，余哲，孙加伟，朱佳震，
申请(专利权)人：苏州热工研究院有限公司中国广核集团有限公司中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：