本发明专利技术公开了一种用于检测火电厂汽轮机缸体螺栓孔的装置及方法，涉及火电厂无损检测领域，检测装置包括检测操作系统和打磨清洁系统；本发明专利技术方法新颖独特，能实现触头有效贴合内壁表面、通电磁化便捷，能够方便持续喷洒磁悬液并通过摄像、显示器实时观察表面缺陷情况。通过轴承及滑轨有效移动检测系统，依序对各处区域逐次检测，实现整个螺栓孔内壁的有效检测。利用不同曲率尺寸的曲面磨片、电动机和弹簧组成的打磨清洁系统能够有效提高螺栓孔内壁机械打磨清洁的效率，为检测提供重要的表面条件。根据该方法设计的检测、打磨系统符合螺栓孔结构特点、满足检测要求，成套检测系统可靠稳定、便于操作，明显提高了检测效率、缺陷的检出率。的检出率。的检出率。
【技术实现步骤摘要】
一种用于检测火电厂汽轮机缸体螺栓孔的装置及方法
[0001]本专利技术涉及火电厂无损检测领域，尤其是涉及一种用于检测火电厂汽轮机缸体螺栓孔的装置及方法。
技术介绍
[0002]汽轮机缸体是火电厂重要的大型设备部件，根据运行环境、制造工艺水平等要求，汽轮机缸体多采用铸造工艺制造，高、中压缸缸体材质主要以铬钼或铬钼钒铸钢体为主，如ZG20CrMoV、ZG15Cr2Mo1、ZG15Cr1Mo1V，低压缸缸体材质一般采用ZG230
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450或碳钢。
[0003]因制造质量工艺、在役运行期间潜在缺陷扩展等多因素原因，汽轮机缸体容易在螺栓孔、变截面、焊缝等位置产生裂纹等超标缺陷，缸体严重开裂导致高温蒸汽泄漏案例亦时有发生，严重威胁人员及设备的安全。螺栓孔缺陷主要表现为在内壁表面产生裂纹向缸体内部不断扩展，最终形成严重开裂等重大缺陷。根据DL/T438
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2016《火力发电厂金属技术监督规程》要求，在设备安装前、A修期间或必要时，需对汽轮机缸体螺栓孔进行无损探伤。
[0004]目前我国火电机组常见装机容量为150～1000MW，与之相适应的汽轮机缸体，其螺栓孔直径一般为40～200mm。缸体螺栓孔多为贯穿于汽轮机缸体竖直方向，长度达400～800mm。此外，螺栓孔内壁多存在氧化皮、焊接飞溅等异物，表面光洁度差，表面质量不满足检测要求。汽轮机缸体螺栓孔细小而狭长，使得打磨困难，各项无损检测无法达到预期效果。目前针对螺栓孔进行无损探伤的相关标准、规范细则并不完善，无法有效指导现场无损检测。
[0005]针对螺栓孔内壁表面的缺陷排查，目前常采用宏观检查、着色渗透、磁粉、超声波等检测方法，但经多年实践发现上述检测方法存在以下局限性：1)螺栓孔内壁表面常伴有氧化皮、焊接飞溅等异物覆盖，表面光洁度较差，螺栓孔细小狭长，常规机械打磨不能开展，如采用手工砂纸打磨，对于螺栓孔内壁深处无法触及。不能完善螺栓孔内壁表面质量，严重限制了宏观检查、渗透、磁粉、超声波检测方法的开展，检测效果差，极易造成漏检；2)宏观检查借助强光手电、放大镜对螺栓孔内壁进行检查，只能发现螺栓孔较为明显的损伤、凹坑、较大缩孔缺陷等，但不能发现较为细小的裂纹等严重缺陷，螺栓孔较深处宏观检查效果不佳；3)靠近螺栓孔端面的内壁区域可利用渗透检测方法排查裂纹，但螺栓孔细小狭长，螺栓孔内部细小狭长区域，无法施加检测剂，渗透检测无法开展；4)鉴于螺栓孔细小狭长，检测空间受限，现场常用的磁粉探伤仪两只磁轭不能放入螺栓孔内，不能有效接触被检表面，不能开展检测；5)手持表面波探头并对探头施加适当压力，探头上下滑动，采用超声表面波法检测表面裂纹缺陷。但螺栓孔细小狭长，手无法持探头伸入螺栓孔内壁中间区域，且探头平面与螺栓孔曲面存在间隙耦合不好，造成表面波无法有效检测，检测效果差。
[0006]6）此外，上述3）、4）中的渗透、磁粉检测即使能够顺利完成各项程序，采用传统目
视方法亦无法观察螺栓孔表面缺陷情况，严重阻碍检测判定，造成漏检。
[0007]根据与本
技术实现思路
的相关性，检索到相关专利3项、相关期刊文献6篇，如下所示：公告号为CN 109187742B的“一种检测螺栓孔是否具有孔边裂纹的方法”专利技术专利中，通过设计制做铲型工具，利用超声波检测螺栓孔对比试验件上的裂纹缺陷所获得的已知检测信息，与待测试验件上超声波检测数据进行对比判断，从而判断螺栓孔是否具有孔边裂纹。因结构不同设计差异问题，该方法中公开的铲型工具及检测方法，不适用于且无法解决火电厂汽轮机缸体螺栓孔的检测。
[0008]公开号为CN 205245935U的“一种用于测量车轮螺栓孔的厚度和位置度的装置”专利中，设计了一种由螺钉、手柄、检测小柱、底板组成的测量车轮螺栓孔厚度和位置度的装置。
[0009]公开号为CN 207095441U的“一种车轮毂自动检测螺栓孔位置度装置”专利中，设计了一种由位置度规、支撑块、固定座等组成的检测装置，用于对螺栓孔的位置度同时进行检测，减少工作强度。上述2项专利是用于解决测量螺栓孔的位置度和厚度问题，但无法解决螺栓孔裂纹缺陷的检测问题。
[0010]《钢轨接头螺栓孔裂纹无损检测研究》中为针对钢轨螺栓孔开裂问题，采用了超声波检测方法、特别设计了0
°
、37
°
的专用超声波探头对螺栓孔进行专项检测；《大型压力容器主螺栓孔激光检测系统研究》中说明了一种采用激光检测法检测螺栓孔的成套系统装置，该装置主要包含激光检测模块、运动平台模块、移动小车模块、自动定位模块，通过特定设计的装置构造实现激光法的有效检测；《基于平面电磁传感器的螺栓孔缺陷检测技术研究》中主要说明了一种采用电涡流检测螺栓孔的成套系统装置，该装置主要包含测试系统硬件电路、系统软件，通过软硬件系统的有序配合运转，达到有效检测；《螺栓孔裂纹的漏磁检测》中说明了对工件进行脉冲式磁化，增强漏磁检测信号，对Hall检测传感装置进行优化设计，提高漏磁检测的灵敏度；采用圆光栅与驱动装置联动，消除探头运动速度不均匀对采样的影响，实现空域等距采样，并据此研制了螺栓孔裂纹漏磁检测系统，该系统能够在不解体或少量简单拆装条件下，对螺栓孔裂纹进行无损裂纹定量检测；《基于漏磁检测的螺栓孔裂纹定量检测方法》中建立了飞机大梁螺栓孔内裂纹漏磁场模型，并通过现代频谱分析，导出了漏磁信号与裂纹的几何尺寸间的定量关系公式，并据此实现了螺栓孔裂纹的定量检测；《机翼接头螺栓孔疲劳裂纹超声检测方法研究》一文中超声波检测防范，设计了专用双斜探头，直接置于工件正面对机翼接头螺栓孔疲劳裂纹进行检测的工艺方法。
[0011]上述文献中在所采用的检测方法、检测思路、系统装置、结构特点设计无法满足火电厂汽轮机缸体螺栓孔的检测要求，采用以上检测方法、技术方案进行现场检测，将存在无法开展检测、漏检、检测不全面、检测效果差等严重问题。
[0012]因此，迫切需要开发一种用于检测火电厂汽轮机缸体螺栓孔的方法工艺，显著提高检测质量，避免漏检。
技术实现思路
[0013]本专利技术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、操作简单、能够有效填补检测空白的技术方法。
[0014]本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：一种用于检测火电厂汽轮机缸体螺栓
孔的装置，其特征是，包括检测操作系统和打磨清洁系统；所述检测操作系统包括固定装置、旋转滑行装置、液体喷洒装置、磁化系统、观察系统和供电设备，所述固定装置包括水平支架和竖直支架，所述竖直支架竖直连接在水平支架的端部，所述竖直支架的底端内嵌有永磁铁，固定装置与螺栓孔两侧缸体表面采用磁性连接，将整套检测操作装置平稳固定于螺栓孔端平面；所述旋转滑行装置包括轴承、滑轨板和手动转杆，所述轴承的外圈与水平支架固定，所述轴承的内圈与滑轨板的两侧连接，所述手动转杆设置在滑轨板的上方，手动转动手动转杆，实现滑轨板与轴承的内圈沿整圈自由旋转，可带动竖直支架底端的永磁铁翻转，进而控制磁性连接及脱离；所述滑轨板的中部设置有轨道本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于检测火电厂汽轮机缸体螺栓孔的装置，其特征是，包括检测操作系统和打磨清洁系统；所述检测操作系统包括固定装置（A）、旋转滑行装置（B）、液体喷洒装置（C）、磁化系统（D）、观察系统（E）和供电设备（F），所述固定装置（A）包括水平支架（A1）和竖直支架（A2），所述竖直支架（A2）竖直连接在水平支架（A1）的端部，所述竖直支架（A2）的底端内嵌有永磁铁，所述旋转滑行装置（B）包括轴承（B1）、滑轨板（B2）和手动转杆（B3），所述轴承（B1）的外圈与水平支架（A1）固定，所述轴承（B1）的内圈与滑轨板（B2）的两侧连接，所述手动转杆（B3）设置在滑轨板（B2）的上方，所述滑轨板（B2）的中部设置有轨道槽，所述滑轨板（B2）通过轨道槽与液体喷洒装置（C）配合相连；所述液体喷洒装置（C）包括直筒管（C1）及空气压缩器（C2），所述滑轨板（B2）与直筒管（C1）连接，所述直筒管（C1）用于盛装磁悬液，所述直筒管（C1）的顶端设置有液体入口，所述直筒管（C1）的下端沿水平方向设置有液体出口；所述空气压缩器（C2）连接在直筒管（C1）的上端，所述空气压缩器（C2）设置有空气逆止阀，所述直筒管（C1）的外壁中部扁平并设置有与滑轨板（B2）相互啮合的轨道槽，所述磁化系统（D）包括金属触头（D1）、一号弹簧（D2）和磁化控制开关（D3），所述磁化系统（D）设置在液体喷洒装置（C）的下方，所述一号弹簧（D2）的一端连接于直筒管（C1）的外壁，所述一号弹簧（D2）的另一端与金属触头（D1）连接，所述磁化控制开关（D3）设置在固定装置（A）的上方，所述观察系统（E）包括灯管（E1）、摄像头（E2）和微型显示器（E3），所述摄像头（E2）水平固定在金属触头（D1）之间的直筒管（C1）的外壁，用以拍摄采集正前方螺栓孔内壁表面信息，所述摄像头（E2）上方和下方的直筒管（C1）内嵌有灯管（E1），所述微型显示器（E3）设置在手动转杆（B3）的上方，用于实时观察表面磁痕及缺陷情况；所述供电设备（F）用于给灯管（E1）、摄像头（E2）、微型显示器（E3）和金属触头（D1）供电；所述打磨清洁系统包括曲面磨片（1）、二号弹簧（2）、实心转杆（3）和电动机（4），所述电动机（4）连接有手柄（4
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2），所述电动机（4）通过夹具（4
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1）与实心转杆（3）连接，所述二号弹簧（2）的一端连接在实心转杆（3）的端部，所述二号弹簧（2）的另一端与曲面磨片（1）连接。2.根据权利要求1所述的用于检测火电厂汽轮机缸体螺栓孔的装置，其特征是，检测操作系统中，所述灯管（E1）的长度为15～30mm。3.根据权利要求1所述的用于检测火电厂汽轮机缸体螺栓孔的装置，其特征是，检测操作系统中，所述金属触头（D1）设置有2个，2个...
【专利技术属性】
技术研发人员：王文涛，高扬，田成川，赵海，董鹏，陈明，王巍麟，
申请(专利权)人：华电电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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