汽轮机侧向装配枞树形叶根超声爬波检测法及其专用探头制造技术

本发明专利技术提供一种汽轮机侧向装配枞树形叶根超声爬波检测法，步骤如下：(1)将带有压电晶片的探头置于枞树形叶根的叶身处，使爬波能到达叶根的第一凹槽的内面；(2)使透入叶身中的爬波主声束折射角控制在80°～60°之间；调整超声波仪器的时间轴，使横波分量形成的反射波和爬波形成的反射波在不同的时间轴区域显示；(3)先将探头置于叶身的最厚处，将叶身的肩部波形调整至50%屏高，然后再将探头逐渐的向叶身的两端移动，移动的轨迹平行于第一凹槽，待波形消失时停止移动；(4)在“(3)”步骤中的移动过程中观察通过是否有高于肩部波形的出现来判断是否有裂纹性缺陷。本发明专利技术在常规的两侧端平面检测基础上，拓展了其余叶根高应力区域的检测范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要涉及一种汽轮机侧向装配揪树形叶根超声爬波检测法及其专用探头， 属于无损检测

技术介绍
随着火力发电厂的新机组项目投产增多，在机组汽轮机末级和次末级叶片的叶根采用侧向装配揪树形越来越多(见图1)，因其安装和结构的特殊性(在安装后埋藏于轮缘中)，装配后只有两侧端面是平面，其余露出面均为曲面，包括叶根的肩部。在现有的检测方法中，有超声波表面波法或着色检测法对其叶根外露的两个侧端面进行表面开口性缺陷的检测。还有超声波相控阵法对其第一齿槽的检测，主要应用在机组容量较大的电厂，例如核电站，其叶片各个部分的结构尺寸相对较大(相对机组容量较小的火力电站)。在叶根的肩部有部分平面结构，在叶身与叶根的过渡区域的曲面相对较小。与相对较小容量机组的叶根结构上有差异。同时该相控阵法需要专用的仪器、探头、软件，检测人员需经专门培训，并且在每次检测前的仪器调整准备工作较常规方法复杂，致使检测成本较高。虽然检测结果为图像和波形，有一定的直观性，但需经过培训的检测人员才能解读。
技术实现思路
专利技术目的本专利技术提供一种汽轮机侧向装配揪树形叶根超声爬波检测方法和专用探头，其目的是在两侧端平面检测的基础上，拓展对高应力集中区域的检测范围，降低检测成本，使检测操作简单易行，解决了以往的检测方法检测范围小、检测过程复杂和成本高的问题。技术方案本专利技术是通过以下技术方案来实现的汽轮机侧向装配揪树形叶根超声爬波检测法，其特征在于所述检测法利用超声爬波进行检测，其具体步骤如下(1)、将带有压电晶片的探头置于揪树形叶根的叶身处，使爬波能到达叶根的第一凹槽的内面；⑵、使透入叶身中的爬波主声束折射角控制在80° 60°之间；调整超声波仪器的时间轴，使横波分量形成的反射波和爬波形成的反射波在不同的时间轴区域显示；⑶、先将探头置于叶身的最厚处，将叶身的肩部波形调整至50%屏高，然后再将探头逐渐的向叶身的两端移动，移动的轨迹平行于第一凹槽，待波形消失时停止移动；⑷、在“⑶”步骤中的移动过程中观察是否有高于叶身肩部波形的波形出现，通过是否有高于肩部波形的出现来判断是否有裂纹性缺陷。压电晶片的频率为5MHz，晶片尺寸为6X8mm。“⑶”步骤中波形消失的位置为探头可实现检测目的的最小叶身厚度处。应用于如上所述的汽轮机侧向装配揪树形叶根超声爬波检测法中的探头，包括楔块，其特征在于所述楔块的侧面设置有消声槽。优点效果本专利技术提供一种汽轮机侧向装配揪树形叶根超声爬波检测法，其特征在于所述检测法利用超声爬波进行检测，其具体步骤如下(1)、将带有压电晶片的探头置于揪树形叶根的叶身外弧处，使压电晶片在叶根中产生的爬波能覆盖叶根的第一凹槽内面；⑵、控制透入叶根中的爬波角度为80° 60°之间；⑶、先将探头置于叶身的最厚处，将叶身的肩部波形调整至50%屏高，然后再将探头逐渐的向叶身的两端移动，移动的轨迹平行于第一凹槽，待波形消失时停止移动，以此确定该方法可检测范围。⑷、在“⑶”步骤中的移动过程中观察是否有高于肩部波形的出现，通过是否有高于肩部波形的出现来判断是否有缺陷。本专利技术具有以下优点(1)、在传统两侧端面检测的基础上，拓展了对高应力区域的检测范围。(2)、相对于相控阵法，该方法操作简单，无需专用仪器、软件，检测人员无需专门培训。检测前期准备工作简便、实际操作简单，检测结果为A形脉冲波形，解读与常规方法类似，只需要超声二级和二级以上的人员即可，但需专用探头，同时检测人员应对爬波的声场分布特点有所了解。附图说明图1为汽轮机侧向装配揪树形叶根的结构示意图； 图2为叶片纵向也就是叶身走向的断面图； 图3为楔块的结构示意图4为显示本专利技术叶身最厚处和最薄处的结构示意图； 具体实施例方式下面结合附图对本专利技术做进一步的说明本专利技术提供一种汽轮机侧向装配揪树形叶根超声爬波检测法，所述检测法利用超声爬波进行检测，其具体步骤如下(1)、如图2所示，将带有压力晶片的探头置于揪树形叶根的叶身111的外弧处，使爬波能到达叶根的第一凹槽222的内面；⑵、使透入叶身中的爬波的主声束折射角为80° 60°之间；主声束折射角也就是爬波的主声束与探头所在叶身111的面的夹角；调整超声波仪器的时间轴，使接受到的横波分量和爬波分量在不同的区域显示；⑶、先将探头置于叶身的最厚处，也就是叶身的弧顶，即图4中B所示的位置，将叶身的肩部333的波形调整至50%屏高，然后再将探头逐渐的向叶身的两端移动，移动的轨迹平行于第一凹槽222，待波形消失时停止移动；⑷、在“⑶”步骤中的移动过程中观察是否有高于肩部波形的出现，通过是否有高于肩部波形的出现来判断是否有裂纹性缺陷。“⑶”步骤中波形消失的位置为探头可实现检测目的的最小叶身厚度处，也就是图4中A和C所示的位置。本专利技术所述的探头包括楔块，所述楔块上设置有消声槽1。压电晶片的频率为5MHz，晶片尺寸为6X8mm。使用时，制作图3所示的楔块，根据实际试验以及所要求透入声场的辐射范围，选定压电晶片的频率为5MHz，晶片尺寸为6X8mm。为了将该探头在叶片之间的缝隙中实现检测性操作，设计制作专用夹具。检测灵敏度的确定，如图4所示，利用实物叶片，在其最大应力集中区域，也就是第一凹槽的内面加工2mm深、Imm宽、IOmm长的月牙形槽，将探头置于选定位置处，也就是如图4中所示的A、B和C处，检测到人工缺陷后，将其波高调整至100%屏高，因探头透入声束的多分量特点，在其叶根的肩部333处会会形成一固定的结构波，此时该波为满屏的50%屏高，实际现场应用时只需将实际叶根的肩部结构波调整至满屏的50%波高即可。此时，灵敏度确定完毕。实际检测中将探头在图4中的A、B、C之间移动扫查，A、B、C之间的移动轨迹平行于第一凹槽222。在图2方向上探头无移动。该方法能够实现对图4中直线长度为IOOmm区域的检测，该区域就是图4中字母L所示的区域。在图1中上部为叶身，下部有沟槽部分为叶根，安装时埋藏于汽轮机的轮缘中， 只有图中指示的两侧端面D和肩部以上的叶身露在轮缘外面。图1中222指示的高应力区域为第一凹槽的内面。图2是叶根多个纵向(叶片走向)截面中的两个，该图中叶根的走向就是平行于纸面的方向；一是H截面叶身最厚处；一是I截面，探头声束可实现检测目的的最小叶身厚度，即图4中所示的距叶身两侧边缘(D侧、E侧)1/4叶身宽度处。图3中楔块采用有机玻璃材料，入射角应满足其透入叶身中的纵波角度为80° 60°之间。图4是探头检测时横向，也就是垂直于叶片走向的移动扫查的轨迹A、B、C，在该图中叶片走向就是垂直于纸面的方向。权利要求1.汽轮机侧向装配揪树形叶根超声爬波检测法，其特征在于所述检测法利用超声爬波进行检测，其具体步骤如下(1)、将带有压电晶片的探头置于揪树形叶根的叶身(111)处，使爬波能到达叶根的第一凹槽的内面；⑵、使透入叶身中的爬波主声束折射角控制在80° 60°之间；调整超声波仪器的时间轴，使横波分量形成的反射波和爬波形成的反射波在不同的时间轴区域显示；⑶、先将探头置于叶身的最厚处，将叶身的肩部波形调整至50%屏高，然后再将探头逐渐的向叶身的两端移动，移动的轨迹平行于第一凹槽，待波形消失时停止移动；⑷、在“⑶”步骤中的移动过程中观察是否有高于叶身肩部波形的波形出现，通过是否有高于肩部波形本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．汽轮机侧向装配枞树形叶根超声爬波检测法，其特征在于：所述检测法利用超声爬波进行检测，其具体步骤如下：⑴、将带有压电晶片的探头置于枞树形叶根的叶身（１１１）处，使爬波能到达叶根的第一凹槽的内面；⑵、使透入叶身中的爬波主声束折射角控制在８０°～６０°之间；调整超声波仪器的时间轴，使横波分量形成的反射波和爬波形成的反射波在不同的时间轴区域显示；⑶、先将探头置于叶身的最厚处，将叶身的肩部波形调整至５０％屏高，然后再将探头逐渐的向叶身的两端移动，移动的轨迹平行于第一凹槽，待波形消失时停止移动；⑷、在“⑶”步骤中的移动过程中观察是否有高于叶身肩部波形的波形出现，通过是否有高于肩部波形的出现来判断是否有裂纹性缺陷。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张博，
申请(专利权)人：东北电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：89