发电机护环端头裂纹超声波探伤装置制造方法及图纸

一种发电机护环端头裂纹超声波探伤装置，包括A型脉冲式超声波探伤主机和与主机连接的超声波探头、可调式探头支架。所述超声波探头是由可调探头支架连接的两只单晶探头组成单收发串列式，每只探头的外壳为矩形，所述外壳内置有连接联线的压电晶体，所述压电晶体粘结在透声楔块上后背灌声吸收体，所述联线经引线座引出并与A型脉冲式超声波探伤主机的信号输入、输出端分别连接组成单收发式；两只探头各横向穿有一根可调整距离、角度的支架杆。两根支架杆均在一端开有铰接孔，并由可调节两探头角度的铰轴相互铰接。本实用新型专利技术操作方便，检测准确率高，能有效发现发电机护环中垂直于探伤面的裂纹，可广泛应用于发电机护环裂纹探伤中。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种无损检测超声波探伤装置。
技术介绍
超声波探伤是利用超声能在材料的内部传播，当声波由一介质进入另一介质时， 遇异质界面产生反射、折射的特点来检查零件缺陷的一种方法。探测时，探伤装置利用脉冲电讯号激励压电换能器发射超声波，超声波束自工件表面由探头入射到工件内部，遇异质界面时就发生反射波，在荧光屏上形成脉冲波形，根据这些反射的脉冲波形来判断缺陷位置和大小。发电机护环是发电设备中较为重要的部件，它处于高转速、高应力状态下运行。常出现的问题是由于电晕放电内壁灼伤产生的裂纹，这是普遍公认的，也有成熟的探伤方法和探伤标准。在实施探伤时两端头会发现有间断出现的反射波，该波是由应力或透入波造成，属固有信号。产生的机理是当超声波以某一角度，从一介质入射到第二介质时，由于两种介质的声速不同就会产生反射射现象，往往会伴有波形转换。即使在同一介质中由于某种原因(如应力不同)各部分的声速出现差异，声波传播时就相当于遇到声阻抗不同的界面，也会发生声波的折射现象而产生回波。缺乏探伤经验时往往会误认为是裂纹波(这已有判错的先例)，若判为裂纹势必要将护环拔下，这会造成很大的经济损失。裂纹扩展到一定数值时会导致护环飞裂酿成设备和人员伤亡(这也有先例)。产生的原因是发动机护环运行时间较长，由于护环与轴颈是加热套装，属过应力配合。护环与轴颈刚度有差异，一般护环较轴颈刚度高，刚度低的就会在接触部位会发生永久性塑性变形，从而使两者之间过应力值降低，部分部位产生间隙而形成冲击印痕。在运行中，长期高速振动下就产生交变应力而酿成疲劳裂纹，裂纹不断扩展就会酿成事故。此处产生的裂纹与上述固有信号处在同一部位，按常规探伤方法想要区分是很难的事，常把裂纹误认为是固有波。鉴于以上情况课题组经多年潜心研究和试验最终选用了交叉式串列探头法从中提取了裂纹动态波解决了上述难题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种发电机护环端头裂纹超声波探伤装置，要解决当固有讯号和缺陷讯号同时存在时难以提取裂纹动态讯号的技术问题。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案—种发电机护环端头裂纹超声波探伤装置，包括A型脉冲式超声波探伤主机和与主机连接的超声波探头、可调式探头支架，所述超声波探头是由可调探头支架连接的两只单晶探头组成单收发串列式，每只探头的外壳为矩形，所述外壳内置有连接联线的压电晶体，所述压电晶体粘结在透声楔块上后背灌声吸收体，所述联线经引线座引出并与A型脉冲式超声波探伤主机的信号输入、输出端分别连接组成单收发式；探头角度为一 40°，两只探头各横向穿有一根可调整距离、角度的支架杆，穿过外壳由紧钉螺钉紧固连接，两根支架杆均在一端开有铰接孔，并由可调节两探头角度的铰轴相互铰接，铰接处的夹角在30° 180°之间连续可调。工作角度一般在100° 160°。所述A型脉冲式超声波探伤主机可以是数字式或模拟式。所述压电晶体可以竖置倾斜摆放，短边在下，压电晶体的尺寸为7 X 16mm 9X18mm。所述支架杆的横截面可以呈正方形或长方型。所述支架杆的长度大于KT+50mm，K是探头K值，T是发电机护环厚度。与现有技术相比本技术具有以下特点和有益效果本技术克服了传统检测技术当固有讯号和缺陷讯号同时存在时难以提取裂纹动态讯号的技术问题，由于采用了交叉串列式超声波探头且利用当有缺陷时波幅降低或消失理论来提取裂纹动态讯号，本技术可迅速而准确的查找出发电机护环内壁中的裂纹部位，操作方便、检测准确率高。可广泛应用于发电机护环裂纹探伤中。以下结合附图对本技术做进一步详细的说明。附图说明图1是本技术的结构示意图。图2是本技术超声波探头正面结构示意图。图3是本技术超声波探头侧面结构示意图。图4是本技术超声波探头俯视结构示意图。图5是本技术超声波探头前后放置时结构示意图。图6是本技术超声波探头平行放置时结构示意图。图7是本技术超声波探头交叉串联放置时结构示意图。图8是本技术超声波探头交叉串联放置时另一张结构示意图。图9是本技术连接杆结构示意图。图10是本技术连接杆另一张结构示意图。图11是本技术紧钉螺钉结构示意图。附图标记1 一超声波探头、1. 1 一外壳、1. 2 一铭牌槽、1. 3 一声吸收体、1. 4 一联线、1. 5 一压电晶体、1. 6 一透声楔块、1. 7 一支架杆穿孔、1. 8 一紧钉孔、2 —引线座、3 —紧钉螺钉、4 一支架杆、5 —铰轴、6 —脉冲式超声波探伤主机。具体实施方式实施例参见图1-图4所示，一种发电机护环端头裂纹超声波探伤装置，包括A型脉冲式超声波探伤主机6和与主机连接的超声波探头1、可调式探头支架，其特征在于所述超声波探头1是由可调探头支架连接的两只单晶探头组成单收发串列式，每只探头的外壳1. 1为矩形，所述外壳1. 1内置有连接联线1. 4的压电晶体1. 5，所述压电晶体1. 5粘结在透声楔块1. 6上后背灌声吸收体，所述联线1. 4经引线座2引出并与A型脉冲式超声波探伤主机6的信号输入、输出端分别连接组成单收发式；探头角度为一40°，两只探头各横向穿有一根可调整距离、角度的支架杆4，穿过外壳1. 1由紧钉螺钉3紧固连接，两根支架杆4均在一端开有铰接孔，并由可调节两探头角度的铰轴5相互铰接，铰接处的夹角在30° 180°之间连续可调。工作角度一般在100° 160°。所述A型脉冲式超声波探伤主机6是数字式或模拟式。所述压电晶体1. 5竖置倾斜摆放，短边在下，压电晶体的尺寸为 7X16mm 9X18mm。所述支架杆4的横截面呈正方形或长方型。所述支架杆4的长度大于KT+50mm，K是探头K值，T是发电机护环厚度。参见图5-图8，本技术的工作过程利用本技术提取裂纹，此种方法在常规探伤中的目的，一是为了测定当工件厚度和试块厚度不同时dB差值，或测试试块与工件由于表面粗燥度引起的声能损失；其二是为了发现与工件面平行的缺陷。而本技术与其相反，则是利用了当缺陷垂直于探伤工件面时，声波受到阻挡而接受探头接受不到声波这一特点而进行判伤的。本技术是靠一发一收两只探头进行探伤。探头按常规有三种摆放形式，一种是两只探头压电晶片同向放置，即一前一后摆放；一种是两只探头并列摆放，这两种探头摆放形式，当工件无缺陷时则收不到回波，或收到较弱的焦点波(属固有波)，有缺陷时会收到缺陷波。第三种是两只探头压电晶片相对摆放呈交叉式，当无缺陷时发射探头发射的声波在工件底部发生反射，由于两只探头频率、角度、尺寸都相同，接受探头会全部接收到底面反射波。一旦有缺陷时发射探头的声波受到阻挡，接受探头接受不到声波或接收到少量回波则底面反射波会明显降低或完全消失，本技术就是利用这一特点判定了裂纹存在与否。探头角度选定考虑到护环较厚，材质为奥氏型，又加上采用两只探头，若采用较大的角度则两探头跨距大，声能在介质中会造成大的衰减，本技术将探头角度选定28° -40°左右。频率选定原则由平面波声压衰减方程^= …(1)式中Po—一波源的起始声压；P — 1 X一至波源距离为X处的声压；X-至波源的距离；a-介质衰减系数，单位为NP/mm ；e一自然对数的底数(e=2. 718……aa=c“C2Fd3E本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种发电机护环端头裂纹超声波探伤装置，包括Ａ型脉冲式超声波探伤主机（６）和与主机连接的超声波探头（１）、可调式探头支架，其特征在于：所述超声波探头（１）是由可调探头支架连接的两只单晶探头组成单收发串列式，每只探头的外壳（１．１）为矩形，所述外壳（１．１）内置有连接联线（１．４）的压电晶体（１．５），所述压电晶体（１．５）粘结在透声楔块（１．６）上后背灌声吸收体，所述联线（１．４）经引线座（２）引出并与Ａ型脉冲式超声波探伤主机（６）的信号输入、输出端分别连接组成单收发式；探头角度为２８°—４０°，两只探头各横向穿有一根可调整距离、角度的支架杆（４），穿过外壳（１．１）由紧钉螺钉（３）紧固连接，两根支架杆（４）均在一端开有铰接孔，并由可调节两探头角度的铰轴（５）相互铰接，铰接处的夹角在３０°－１８０°之间连续可调，工作角度一般在１００°－１６０°。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吕庭彦，路胜利，谢卫江，宋绍河，潘玉平，姚舜宇，喻疆，韩振华，
申请(专利权)人：北京中唐电工程咨询有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11