专利名称：一种检测汽轮机枞树型叶根的系统的制作方法
技术领域：
本实用新型关于无损检测技术领域，特别是关于汽轮机叶片根部的检测技术，具体的讲是一种检测汽轮机揪树型叶根的系统。
背景技术：
汽轮机是电厂发电时必不可少的运行设备。随着火力发电厂机组项目的不断增多，机组汽轮机末级和次末级叶片的叶根采用侧向装配揪树型结构的越来越多(如图I所示)，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，因此对其的检测难度增大。而汽轮机由于高速旋转的叶片产生的离心力易对叶片根部造成应力集中，经过一定年限的运行后，叶片根部容易形成应力疲劳裂纹和腐蚀裂纹，裂纹均在叶片根部的表面产生，且叶片根部的裂纹存在重大 安全隐患，当裂纹扩展到一定程度时，叶片容易飞出厂房造成事故。因此，对汽轮机揪树型叶片根部进行检测以确保汽轮机的安全运行具有重要的意义。现有技术中，揪树型叶根的检测方法一般有拆卸与不拆卸叶片两种。拆卸法一般将叶片拆卸下来后采用表面检测的方法对根部进行磁粉或渗透检测。此种检测方法虽然简单直观，对缺陷有着较高的检测灵敏度，但拆装过程需要较长时间，占用检修工期，并且拆装过程中容易损坏、划伤叶片和轮槽，产生新的安全隐患，造成不可预测的后果。在火电行业，在不拆卸叶片的情况下仅能对叶根外露的端面进行局部磁粉检测或渗透检测，该种检测方法仅能检测端面区域，使得该叶根的检测处在真空状态的边缘，给机组的安全运行埋下了重大隐患。此外，近些年还有用超声波相控阵法对揪树型叶根进行检测的方法，但是该方法用到专用的探头，采用手直接拿着探头进行检测，而发电厂的汽轮机叶片间隙非常小，通常两叶片之间距离只有30mm左右，因此采用手直接拿着探头进行检测时，受空间的约束比较大，检测时由于人很难拿稳探头，无法保证缺陷的检出率和可靠性，且检测的重复性差。
实用新型内容本实用新型实施例提供了一种检测汽轮机揪树型叶根的系统，通过该系统中设置的扫查架、控制装置以及耦合装置，实现了对汽轮机揪树型叶根的自动化检测，且检测数据直观、重复性好，便于对缺陷的识别，此外还提高了检测结果的重复性。本实用新型的目的是，提供一种检测汽轮机揪树型叶根的系统，包括探头、相控阵检测仪，还包括扫查架、控制装置以及耦合装置，其中，所述的扫查架，与所述的控制装置相连接，包括主体、副导轨以及探头架，根据所述的控制装置发送的检测指令在揪树型叶根上运行并记录位置信息，将所述的位置信息发送至所述的相控阵检测仪；所述的探头，通过探头架安装在所述的扫查架上，随着所述扫查架的运行进行相应的检测，并将检测信息发送至所述的相控阵检测仪；所述的控制装置，分别与所述的耦合装置、所述的扫查架相连接，向所述的扫查架发送检测当前揪树型叶根的检测指令，向所述的耦合装置发送传送耦合剂的传送指令；所述的耦合装置，分别与所述的控制装置、所述的扫查架相连接，根据所述的控制装置的传送指令向所述的扫查架传送耦合剂；所述的相控阵检测仪，分别与所述的扫查架、所述的控制装置相连接，根据所述的位置信息以及检测信息生成当前汽轮机揪树型叶根的检测结果。其中，所述的耦合装置包括水泵、水管以及水池，向所述的扫查架提供耦合剂。所述的扫查架包括主体(a)、副导轨(b)以及所述的探头架(C)，其中，所述的主体(a)包括传动部件(al)、设置于所述的传动部件(al)上的锁紧部件(a2)以及高度调节部件(a3);所述的传动部件(al)包括扣合设置的上导轨(all)、中间导轨(al3)以及下导轨(a12)；所述的锁紧部件(a2)包括设置于所述的传动部件(al)上的前夹紧块(a21)、后夹紧块(a22)以及夹紧调节把手(a23)；所述的高度调节部件(a3)包括设置于所述的传动部件(al)上的前支撑(a31)以及后支撑(a32)。所述的副导轨(b)，与所述的主体(a)中的传动部件(al)扣合设置，包括扣合设置的上半轨道(bl)以及下半轨道(b2)，设置于所述的上半轨道(bl)上的至少一调节杆(b3)，设置于所述的上半轨道(bl)、下半轨道(b2)内侧的至少一夹紧块(b4)，以及设置于所述的夹紧块上的弹簧(b6)和螺钉(b7)；所述的探头架(C)，与所述的主体(a)中的传动部件(al)扣合设置，包括固定于传动部件(al)上的受载臂(Cl)，与传动部件(al)卡合的导轮(c2)以及磁铁(c3)，通过支腿连接块(c4)连接的固定支腿(c5)和调整支腿(c6),设置在固定支腿(c5)和调整支腿(c6)之间的探头外壳(c7)，以及设置在支腿连接块(c4)上的顶丝(c8)。所述的主体(a)还包括与传动部件(al)连接的电机盒(a4),所述的电机盒(a4)内部设置有电机。所述的传动部件(al)内设置有齿轮以及链条，与所述的电机盒(a4)通过联轴器相连接。所述的主体(a)还包括与所述的电机盒(a4)中电机相连接的编码器(a5)，记录探头移动的位置信息。所述的主体(a)还包括设置于所述的传动部件(al)内的传感器，根据所述的检测指令控制扫查架的运行。所述的扫查架还包括设置于所述的电机盒(a4)上、与所述的高度调节部件(a3)相连接的指示灯(a6);设置于所述的电机盒(a4)上的插接口(a7)。所述的控制装置包括变压器(21)，与所述的变压器(21)相连接的电源(22)，用于向可编程逻辑控制器PLC提供电源输入；与所述的电源(22)相连接的可编程逻辑控制器PLC(23)，用于与扫查架中的传感器进行相互作用以控制扫查架按照预先设定的路径来驱动探头进行检测，并向所述的耦合装置发送传送耦合剂的传送指令；与所述的PLC(23)相连接的继电器(24)，用于控制所述扫查架中电机电源的连通和断开。与所述的继电器(24)相连接的调速控制板(25)，用于控制所述的扫查架检测的速度。本实用新型的有益效果在于，通过扫查架中的编码器对探头的位置信息的记录，以及探头对揪树型叶根不同位置信息对应的检测信息的记录，实现了对汽轮机揪树型叶根的自动化检测，突破了叶片间隙的限制，不受人为因素的影响，检测数据的多维成像，进而得到直观、重复性好的检测结果。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为本实用新型实施例提及的汽轮机揪树型叶片的结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的一种检测汽轮机揪树型叶根的系统的结构示意图；图3为本实用新型实施例的耦合装置的结构示意图；图4为本实用新型实施例提供的扫查架中主体的结构示意图； 图5为本实用新型实施例提供的扫查架中副导轨的结构示意图；图6为本实用新型实施例提供的扫查架中探头架的结构示意图；图7为本实用新型实施例提供的控制装置的原理图；图8为具体实施例中控制装置中的手持控制器的结构示意图； 图9为具体实施例中控制装置中的控制箱的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。图2为本实用新型实施例提供的一种检测汽轮机揪树型叶根的系统的结构框图，由图2可知揪树型叶根100，由于其结构的特殊性，因此现在技术无法实现对其的自动化检测；扫查架200，与控制装置400、耦合装置500相连接，根据所述的控制装置400发送的检测指令在揪树型叶根100上运行并记录位置信息，将所述的位置信息发送至相控阵检测仪600 ；探头300通过探头架安装在所述的扫查架200上，随着所述扫查架200的运行进行相应的检测，并将检测信息发送至所述的相控阵检测仪600 ；所述的控制装置400，分别与所述的耦合装置500、所述的扫查架200相连接，向所述的扫查架200发送检测当前揪树型叶根的检测指令，向所述的耦合装置500发送传送耦合剂的传送指令；所述的耦合装置500，分别与所述的控制装置400、所述的扫查架200相连接，根据所述的控制装置400的传送指令向所述的扫查架200传送耦合剂；所述的相控阵检测仪600，分别与所述的扫查架200、所述的控制装置400相连接，根据所述的位置信息以及检测信息生成当前汽轮机揪树型叶根的检测结果。图3为耦合装置的结构示意图，由图3可知，所述的耦合装置500包括水池501，用于储存一定量的水；[0035]水泵502以及水管503，用于向扫查架200提供耦合剂。本领域的技术人员可知，耦合剂除了水之外，还可以为矿物油或纤维素的水溶液等。因此，耦合装置的具体结构也可为与矿物油或纤维素的水溶液等相匹配的其他方式，图3仅为当耦合剂为水时的结构示意图。本实用新型实施例提供的一种扫查架主要包括主体(a)、副导轨(b)以及探头架(C)。
以下结合附图逐一进行介绍。图4为本实用新型实施例提供的扫查架中主体(a)的结构示意图，由图4可知，所述的主体(a)包括传动部件(al)、设置于所述的传动部件(al)上的锁紧部件(a2)以及高度调节部件(a3)。其中，所述的传动部件(al)包括扣合设置的上导轨(all)、中间导轨(al3)以及下导轨(al2)。在具体的实施例中，传动部件(al)中的上导轨(all)、以及下导轨(al2)由不锈钢的材料制成，中间导轨(al3)由尼龙或其他材 料制成。所述的锁紧部件(a2)包括设置于所述的传动部件(al)上的前夹紧块(a21)、后夹紧块(a22)以及夹紧调节把手(a23);所述的高度调节部件(a3)包括设置于所述的传动部件(al)上的前支撑(a31)以及后支撑(a32)。所述的锁紧部件(a2)和高度调节部件(a3)主要用于控制扫查架主体导轨的高度，锁紧整个扫查架，防止在检测时扫查架发生晃动，进而影响检测结果。同时，高度调节部件上也设置有接触传感器，接触良好时，主体上的指示灯亮，提高了检测时扫查架放置时的效率和可靠性。除了上述部件之外，扫查架的主体还包括与传动部件(al)连接的电机盒(a4)，所述的电机盒(a4)内部设置有电机。所述的传动部件(al)内还设置有齿轮以及链条，与所述的电机盒(a4)通过联轴器相连接。所述的主体(a)还包括与所述的电机盒(a4)中电机相连接的编码器(a5)，记录探头移动的位置信息，实现检测数据的C扫描、D扫描成像。所述的主体(a)还包括设置于所述的传动部件(al)内的传感器，根据所述的检测指令控制扫查架的运行。传感器包括位置传感器以及接触传感器。当主体内部各个部件接触良好时，设置于所述的电机盒(a4)上、与所述的高度调节部件(a3)相连接的指示灯(a6)即发亮。设置于所述的电机盒(a4)上的插接口(a7)，用于连接控制装置。图5为本实用新型实施例提供的扫查架中副导轨的结构示意图，所述的副导轨
(b)，与所述的主体(a)中的传动部件(al)扣合设置，由图5可知，其包括扣合设置的上半轨道(bl)以及下半轨道(b2)，均由两个曲面不同的弧形尼龙块组成，设置于所述的上半轨道(bl)上的至少一调节杆(b3)，设置于所述的上半轨道(bl)、下半轨道(b2)内侧的至少一夹紧块(b4)，图5中的夹紧块有两块，分别为前夹紧块(b4)和后夹紧块(b5);在后夹紧块(b5)上设置有弹簧(b6)和螺钉(b7)，弹簧(b6)和螺钉(b7)用于压紧后夹紧块(b5)。副导轨主要用于探头在叶片外弧检测内弧根部缺陷时，通过探头架上顶丝在副导轨表面滑动来控制探头的倾角与偏转，提高检测的稳定性及重复性。图6为本实用新型实施例提供的扫查架中探头架的结构示意图，所述的探头架(C)，与所述的主体(a)中的传动部件(al)扣合设置，用于夹持探头以及耦合剂并在主体的带动下运行。由图6可知，其包括固定于传动部件(al)上的受载臂(Cl)，其内设置有传感器，与主体中的传感器互相作用定位。与传动部件(al)卡合的导轮(c2)以及磁铁(c3)，通过支腿连接块(c4)连接的固定支腿(c5)和调整支腿(c6),设置在固定支腿(c5)和调整支腿(c6)之间的探头外壳(c7)，以及设置在支腿连接块(c4)上的顶丝(c8)。[0042]本实用新型提供的探头架可加载不同类型的探头，具有很强的通用性。诸如，对所述叶片根部的内弧侧面进行检测时，将与检测叶根内弧侧面对应的探头安装在探头架上，检测其他侧面时，将其他对应的探头安装在探头架上。图7为本实用新型实施例提供的控制装置的原理图，由图7可知，控制装置包括变压器(21)，与所述的变压器(21)相连接的电源(22)，用于向控制装置以及耦合装置提供电源输入；与所述的电源(22)相连接的可编程逻辑控制器PLC(23)，用于与扫查架中的传感器进行相互作用以控制扫查架按照预先设定的路径来驱动探头进行检测，向所述的耦合装置发送传送耦合剂的传送指令；
·[0046]与所述的PLC(23)相连接的继电器(24)，用于控制所述扫查架中电机电源的连通和断开。与所述的继电器(24)相连接的调速控制板(25)，用于控制所述的扫查架检测的速度。下面结合具体的实施例，详细介绍本实用新型提供的一种检测汽轮机揪树型叶根的系统。在该实施例中，为了便于实际操作，将控制装置设置为两部分，手持控制器10以及控制箱20，其中，控制箱内部有隔离变压器、开关电源、PLC、继电器和速度调节板，体积相对较大，检测运行时可固定放置，手持控制器可携带使用。图8为具体实施例中控制装置中的手持控制器的结构示意图，图9为具体实施例中控制装置中的控制箱的结构示意图。由图8、图9可知，控制箱有4个插接口，七个指示灯，一个受载臂拆装开关，其中，201至207分别为外弧、内弧、手动、自动、零点、检测中、前支撑的指示灯，208至211为电源、手持控制器、编码器、水泵的插接口，212为装卸/运行的拆装开关。为了便于现场安装，避免接错，手持控制器10的插接口分别选用了不同尺寸的插接件，其有101、102a、102b共3个插接口，104、107、108、111共4个选择开关和103、105、106、109、110共5个按钮。回零点105、检测109为选择自动控制时的按钮，前进106、后退110为选择手动控制时的按钮，停止按钮103任何时刻按下电机均立即停止转动。手持控制器10的101与扫查架的插接口(a7)连接，102a、102b与控制箱20连接。SI :将探头一安装在扫查架的探头架里，将水泵的水管接到探头外壳上；S2 :将控制箱与手持控制器相连，将控制器与扫查架相连；将控制箱与耦合装置的水泵相连，将控制箱与电源相连；将控制箱上“编码器”插接口与相控阵检测仪器相连；S3 :将探头与相控阵检测仪器相连；将副导轨安装在叶片上，再将扫查架的主体以及探头架安装在叶片上，接触指示灯亮并确认接触好后锁紧；S4 :将控制箱的“运行/装卸”按钮置于“装卸”侧；控制器选择“手动”，将探头架置于扫查架导轨处，按控制器“前进”按钮，探头架装上后停止，再将控制箱的“运行/装卸”按钮置于“运行”侧；S5 :选择控制器“自动”、“外弧”，水泵选“开”，根据需要可选择速度“快”或“慢”。S6:在相控阵检测仪中设置扇形扫查，可以为40° 80°区间，校准后保存并使用。S7:按一下“回零点”按钮，待探头架回到外弧检测零点后，相控阵检测仪器准备采集数据，按一下“检测”按钮，探头在探头架带动下向外弧检测终点移动，同时相控阵检测仪器根据编码器的位置信号采集检测数据，检测完成后保存数据，在仪器或电脑上对数据进行判读。S8 :将控制箱的“运行/装卸”按钮置于“装卸”侧，选择控制器“手动”、“后退”卸下整个探头架。S9 :卸下副导轨。SlO :将探头二安装在扫查架的探头架里，并将探头架中支腿连接块旋转180°，将水泵的水管接到探头外壳上；Sll :在相控阵检测仪中设置扇形扫查，可以为40° 80°区间，校准后保存并使用。S12 :按一下“回零点”按钮，待探头架回到内弧检测零点后，相控阵检测仪器准备 采集数据，按一下“检测”按钮，探头在探头架带动下向内弧检测终点移动，同时相控阵检测仪器根据编码器的位置信号采集检测数据，检测完成后保存数据，在仪器或电脑上对数据进行判读。其中，探头一可以为线性相控阵探头，可以做成内置楔块；探头二 可以为线性相控阵探头，可以做成内置楔块。综上所述，本实用新型的有益成果是提供了一种检测汽轮机揪树型叶根的系统，通过该系统中设置的扫查架、控制装置以及耦合装置，实现了对汽轮机揪树型叶根的自动化检测，且检测数据直观、重复性好，便于对缺陷的识别，此外还提高了检测结果的重复性。本实用新型的优点是I.创造性地根据现有技术中采用超声波相控阵法对揪树型叶根进行检测时用手拿着探头造成的检测不准确的情况，提供了一种检测汽轮机揪树型叶根的扫查架，通过在扫查架上设置探头架进而实现了将不同类型的探头放置于探头架上进行检测，提高了检测结果的准确性以及可重复性。2.创造性地根据当前测试揪树型叶片时记录的测量数据均未与叶片根部的位置信息进行对应致使检测结果的重复性差的问题，提供了一种测量揪树型叶根的扫查架、控制装置以及耦合装置，通过在扫查架中设置传感器、编码器，根据控制装置的PLC以及扫查架中的传感器、编码器控制扫查架的运行轨迹，记录当前叶根的位置信息以及与位置信息对应的检测信息，进而实现了检测对象的跟踪监控。本实用新型中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
权利要求1.一种检测汽轮机揪树型叶根的系统，包括探头、相控阵检测仪，其特征是，所述的系统还包括扫查架、控制装置以及耦合装置， 其中，所述的扫查架，与所述的控制装置相连接，包括主体、副导轨以及探头架，根据所述的控制装置发送的检测指令在揪树型叶根上运行并记录位置信息，将所述的位置信息发送至所述的相控阵检测仪； 所述的探头，通过探头架安装在所述的扫查架上，随着所述扫查架的运行进行相应的检测，并将检测信息发送至所述的相控阵检测仪； 所述的控制装置，分别与所述的耦合装置、所述的扫查架相连接，向所述的扫查架发送检测当前揪树型叶根的检测指令，向所述的耦合装置发送传送耦合剂的传送指令； 所述的耦合装置，分别与所述的控制装置、所述的扫查架相连接，根据所述的控制装置 的传送指令向所述的扫查架传送耦合剂； 所述的相控阵检测仪，分别与所述的扫查架、所述的控制装置相连接，根据所述的位置信息以及检测信息生成当前汽轮机揪树型叶根的检测结果。
2.根据权利要求I所述的一种检测汽轮机揪树型叶根的系统，其特征是，所述的耦合装置包括水泵、水管以及水池，向所述的扫查架提供耦合剂。
3.根据权利要求I所述的一种检测汽轮机揪树型叶根的系统，其特征是，所述的扫查架包括主体(a)、副导轨(b)以及所述的探头架(C)， 其中，所述的主体(a)包括传动部件(al)、设置于所述的传动部件(al)上的锁紧部件(a2)以及高度调节部件(a3)； 所述的副导轨(b)，与所述的主体(a)中的传动部件(al)扣合设置，包括扣合设置的上半轨道(bl)以及下半轨道(b2)，设置于所述的上半轨道(bl)上的至少一调节杆(b3)，设置于所述的上半轨道(bl)、下半轨道(b2)内侧的至少一夹紧块(b4)，以及设置于所述的夹紧块上的弹簧(b6)和螺钉(b7)； 所述的探头架(C)，与所述的主体(a)中的传动部件(al)扣合设置，包括固定于传动部件(al)上的受载臂(Cl)，与传动部件(al)卡合的导轮(c2)以及磁铁(c3)，通过支腿连接块(c4)连接的固定支腿(c5)和调整支腿(c6),设置在固定支腿(c5)和调整支腿(c6)之间的探头外壳(c7)，以及设置在支腿连接块(c4)上的顶丝(c8)。
4.根据权利要求3所述的一种检测汽轮机揪树型叶根的系统，其特征是 所述的传动部件(al)包括扣合设置的上导轨(all)、中间导轨(al3)以及下导轨(al2)； 所述的锁紧部件(a2)包括设置于所述的传动部件(al)上的前夹紧块(a21)、后夹紧块(a22)以及夹紧调节把手(a23)； 所述的高度调节部件(a3)包括设置于所述的传动部件(al)上的前支撑(a31)以及后支撑(a32)。
5.根据权利要求3所述的一种检测汽轮机揪树型叶根的系统，其特征是,所述的主体(a)还包括与传动部件(al)连接的电机盒(a4)，所述的电机盒(a4)内部设置有电机。
6.根据权利要求3所述的一种检测汽轮机揪树型叶根的系统，其特征是，所述的传动部件(al)内设置有齿轮以及链条，与所述的电机盒(a4)通过联轴器相连接。
7.根据权利要求3所述的一种检测汽轮机揪树型叶根的系统，其特征是,所述的主体(a)还包括与所述的电机盒(a4)中电机相连接的编码器(a5)，记录探头移动的位置信息。
8.根据权利要求3所述的一种检测汽轮机揪树型叶根的系统，其特征是,所述的主体(a)还包括设置于所述的传动部件(al)内的传感器，根据所述的检测指令控制扫查架的运行。
9.根据权利要求3所述的一种检测汽轮机揪树型叶根的系统，其特征是，所述的扫查架还包括 设置于所述的电机盒(a4)上、与所述的高度调节部件(a3)相连接的指示灯(a6)； 设置于所述的电机盒(a4)上的插接口(a7)。
10.根据权利要求I所述的一种检测汽轮机揪树型叶根的系统，其特征是，所述的控制 装置包括 变压器(21)，与所述的变压器(21)相连接的电源(22)，用于向可编程逻辑控制器PLC提供电源输入； 与所述的电源(22)相连接的可编程逻辑控制器PLC(23)，用于与扫查架中的传感器进行相互作用以控制扫查架按照预先设定的路径来驱动探头进行检测，并向所述的耦合装置发送传送耦合剂的传送指令； 与所述的PLC(23)相连接的继电器(24)，用于控制所述扫查架中电机电源的连通和断开； 与所述的继电器(24)相连接的调速控制板(25)，用于控制所述的扫查架检测的速度。
专利摘要本实用新型实施例提供了一种检测汽轮机枞树型叶根的系统，包括探头、相控阵检测仪，所述的系统还包括扫查架、控制装置以及耦合装置，其中，所述的扫查架，与所述的控制装置相连接，包括主体、副导轨以及所述的探头架；所述的探头通过探头架安装在所述的扫查架上；所述的控制装置，分别与所述的耦合装置、所述的扫查架相连接；所述的耦合装置，分别与所述的控制装置、所述的扫查架相连接；所述的相控阵检测仪，分别与所述的扫查架、所述的控制装置相连接。通过该系统中设置的扫查架、控制装置以及耦合装置，实现了对汽轮机枞树型叶根的自动化检测，且检测数据直观、重复性好，便于对缺陷的识别，此外还提高了检测结果的重复性。
文档编号G01N29/265GK202486104SQ20122000331
公开日2012年10月10日 申请日期2012年1月4日 优先权日2012年1月4日
发明者刘建屏, 季昌国, 毛良彦, 胡先龙 申请人:华北电力科学研究院有限责任公司