专利名称：用于制造校准标准件的便携式edm系统的制作方法
技术领域：
本文中的公开为对用于将校准标准件加工到供无损测试技术使用的表面中的系统和装置的大体描述。更具体地，本公开涉及能够利用放电加工(EDM)工艺在厚壁管道中加工校准标准件的便携式装置。
背景技术：
关于锅炉和压力容器，美国机械工程师协会(ASME)设定了标准，以确保锅炉和压力容器制造和操作的安全和有效的实践。在ASME锅炉和压力容器规范(以下称“规范”)中阐述了这些标准，该规范指明，当对用于制造压力容器的管道和管筒进行检查时，校准标
准件应当具有相同的标称直径和厚度以及相同的标称热处理状况。规范还指明，在测试中使用的校准反射体应当为定位在校准标准件的外表面和内表面上的轴向槽口或凹槽。这种槽口或凹槽的长度、宽度和深度在规范中被明确阐述且被精心控制，槽口之间或凹槽之间的距离也一样。因此，用于在锅炉的建造中使用的特定厚壁管道材料的校准标准件包括适合的长度和构造的特定厚壁管道。槽口或凹槽用于校准典型地采用超声波技术的无损测试设备。这种超声波技术一般评估焊接的质量并确定管道壁厚度，以及检测腐蚀。在使用超声波中，超声脉冲波以高达约50MHz的频率在定位在管道材料中的槽口处应用到管道材料。脉冲波应用到其中的槽口的具体外形(例如，正方形、U形、V形)确定预期返回波形。对返回波形进行分析，并且关于测试材料中的缺陷来评估相对于预期返回波形的任何偏差。在锅炉结构中使用的管道可为相当大的。一旦位于供应商市场中，这种管道典型地运送到适合的设施进行开槽和测试。开槽可利用放电加工(EDM)来执行。在EDM的工艺中，机械工具固定成形电极，成形电极前进到被测试的材料中以产生成形腔(例如槽口)。功率被供应，使得从成形电极产生一系列高频电火花放电。因为用于EDM中的装置典型地比待测试的管道样品更大和更重，所以管道的样品被运送到EDM装置。特别是当管道非常大(例如，直径大约20英寸)时，将管道从市场运输到开槽设施、测试设施，以及待使用的管道在该处可能昂贵的场所。
发明内容
根据本文描述的一个方面，提供了一种用于为电子测试装置的校准准备管道的系统。这个系统包括包括管道的工件，以及用于在管道上产生校准反射体的便携式EDM系统。该便携式EDM系统可安装在管道上。根据本文描述的另一方面，提供了用于在管道上产生校准反射体的一种便携式EDM系统。这个系统包括切削工具、可操作地连接到切削工具上的马达、可操作地连接到切削工具上的电极、可操作地连接到电极上且可以可操作地连接到管道上的功率源，以及与管道处于流体连通的介电流体源。马达以预选模式移动切削工具。功率源构造成将电压从电极放电到管道上，以从管道上移除材料。介电流体源与管道处于流体连通，以移除从管道上移除的材料。根据本文描述的另一方面，提供一种用于在管道上产生校准反射体的便携式EDM装置。这个装置包括可安装在管道上的基座、安装在基座上的马达、可操作地连接到马达上的切削工具、可操作地连接到切削工具上的电极、安装在基座上并且可操作地连接到电极上且可以可操作地连接到管道上的功率源，以及安装在基座上的介电流体源。功率源构造成将电压从电极放电到管道上，以从管道上移除材料。介电流体源与管道处于流体连通，以移除从管道上移除的材料。
现在参照附图，附图为示例性实施例，并且其中，相似的元件以相似的方式标号；图I是用于为电子测试装置的校准准备管道的系统的示意图；图2是用于在图I的系统中使用的便携式EDM系统的示意图；图3是在工件上操作的、用于图I的系统的切削工具的示意图；以及图4是便携式EDM装置的示意性透视图。
具体实施例方式参照图1，用于为电子测试装置的校准准备管道的系统大体以参考标号10指示，并且以下称为“系统10”。这个系统包括便携式EDM系统12，其能够在用于制造诸如锅炉的 压力容器的管道上产生槽口。但是，便携式EDM系统12的使用不限于产生槽口，因为适合于电子测试装置的校准的校准反射体的任何类型都在本公开的范围内。可使用系统10校准的电子测试装置包括但不限于超声波测试装置、射线照相检测装置、涡流测试装置等。该系统10还包括工件14，便携式EDM系统12可在该工件14上操作。工件14可为管道、管筒，或用于制造锅炉的任何其它元件。便携式EDM系统12可在工件14的任何表面上操作。例如，当工件14为一定长度的管道时，便携式EDM系统12可在其外表面上操作。如果管道的内径适当地较大，则便携式EDM系统12可在管道的内表面上操作。在便携式EDM系统12在工件14上操作时，材料被从系统10移除并且排出。大体以参考标号16指示的被移除材料包括呈球形金属颗粒的形式的切屑，其由于便携式EDM系统12而从工件14蒸发。现在参照图2，便携式EDM系统12包括切削工具20，用于实现切削工具在工件14上的移动的马达22、介电流体泵24，以及用于操作切削工具的功率源26。马达22、介电流体泵24和功率源26可经由控制器28控制。控制器28可为计算机或其它类型的可编程逻辑电路(PLC)。切削工具20、介电流体泵24和功率源26都可在工件14上操作。在便携式EDM系统12的操作期间，切削工具20、介电流体泵24和功率源26依照预选程序协作，以在工件14上产生一个或多个槽口。控制器28的计算机或可编程序逻辑电路促进将槽口切削成预定的规格，该预定规格由ASME规范阐述，并且由操作员编程到计算机或PLC中。现在参照图3，切削工具20包括电极30。电极30连接到功率源26 (其为直流源)的一个终端上，并且工件14连接到功率源的另一终端上。电极30的尖端与工件14间隔开，使得限定间隙G。在从功率源26应用功率之后，呈电弧34的形式的放电从电极30的尖端跨过间隙G到达工件14。由电弧34产生的电压熔化且蒸发工件14的表面的小的区域。
熔化且蒸发的材料为切屑，其由小块的熔化金属和蒸发金属形成，该熔化金属和蒸发金属由介电流体38(由介电流体泵24供应)冷却且重新凝固而形成颗粒。介电流体38的持续的应用会将切屑冲刷离开工件14，以允许电极30无阻碍地持续切削工件。现在参照图4，由便携式EDM系统12体现的装置安装在基座40上，该基座在大小方面设置成接纳切削工具20、介电流体泵24、功率源26，以及在便携式EDM系统的操作中使用的任何辅助元件。接纳在基座40上的一种这样的辅助元件为介电流体存储器44，其与介电流体泵24处于流体连通，并且介电流体38通过喷嘴46从该介电流体存储器44供应到工件。为使喷嘴46可随着切削工具20和电极30的移动而移动，喷嘴安装在其上的柔性软管48 (或其它适合的导管)利用夹子50或任何其它适合的工具连接到切削工具20上，使得柔性软管的回路52形成于柔性软管连接到切削工具和介电流体泵24上所处的点之间。因此，当马达22驱动切削工具20时，回路52可根据需要变得更小或更大，以适应切削工具的移动。
功率源26的终端可利用诸如夹持件66的任何适合的手段连接到电极30和工件14上。然而，功率源26与电极30和工件14的连接不限于使用夹持件66，因为可采用任何其它连接手段。特别地，关于功率源26与电极30的连接，该连接可为硬接线式的。支承件60位于基座40上，以允许基座安装在一定长度的管道(工件14)上。支承件60可为支腿、支柱、或任何适合地构造的结构。当工件为管道时，支承件60的表面可为弧形的，以适应工件14的外表面。可调垫片等可结合到这种弧形表面中，以适应不同的直径或具有其它外部构造的管道。轮可附连到基座40上，以促进便携式EDM系统12的装置的运输，轮为可伸缩或可移除的，以致避免当安装在工件14上时干扰装置的操作。轮还可促进装置移动到运载工具中，以用于围绕执行开槽和/或测试所处的工作场所运输和移动装置。虽然已经关于本发明的详细实施例示出和描述本发明，但是本领域的技术人员将会理解，可作出各种改变，并且等效物可替换本发明的元件，而不背离本发明的范围。此外，可作出修改，以使特定情形或材料适于本发明的教导，而不背离其实质范围。因此，意图的是本发明不限于在上文的描述中公开的特定实施例，但是本发明将包括落在所附权利要求的范围内的所有实施例。
权利要求
1.一种用于为电子测试装置的校准准备管道的系统，所述系统包括 包括管道的工件；以及 便携式放电加工(EDM)系统，其用于在所述管道上产生校准反射体，所述便携式EDM系统能够安装在所述管道上。
2.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述便携式EDM系统包括 具有电极的切削工具； 能够对所述管道应用的介电流体源；以及 用于跨过所述电极和所述管道提供电压的功率源。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括在机械方面与所述切削工具连通的马达，所述马达能够根据预选程序可控地移动所述切削工具。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，能够对所述管道应用的所述介电流体源包括 介电流体存储器； 介电流体泵； 导管，所述介电流体能够泵送通过所述导管；以及 喷嘴，所述介电流体能够通过所述喷嘴分配到所述管道。
5.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述系统还包括可编程逻辑电路，其与所述便携式EDM系统进行控制通信，以用于控制所述EDM系统的切削工具的移动，以在所述管道上产生所述校准反射体。
6.一种用于在管道上产生校准反射体的便携式EDM系统，所述系统包括 切削工具； 马达，可操作地连接到所述切削工具上，以用于以预选模式移动所述切削工具； 可操作地连接到所述切削工具上的电极； 可操作地连接到所述电极上且能够可操作地连接到所述管道上的功率源，所述功率源构造成将电压从所述电极放电到所述管道上，以从所述管道上移除材料；以及介电流体源，其与所述管道处于流体连通，以移除从所述管道上移除的材料。
7.根据权利要求6所述的便携式EDM系统，其特征在于，所述便携式EDM系统还包括与所述马达、所述介电流体源和所述功率源通信的控制器。
8.根据权利要求6所述的便携式EDM系统，其特征在于，所述介电流体源包括 包含介电流体的介电流体存储器； 介电流体泵，所述介电流体能够通过所述介电流体泵泵送； 导管，所述介电流体能够从所述介电流体泵传送通过所述导管；以及 喷嘴，所述介电流体能够通过所述喷嘴分配到所述管道。
9.根据权利要求6所述的便携式EDM系统，其特征在于，所述便携式EDM系统还包括基座，所述切削工具、所述马达、所述功率源和所述介电流体源位于所述基座上。
10.根据权利要求9所述的便携式EDM系统，其特征在于，所述便携式EDM系统还包括在所述基座的表面上的支承件，所述支承件在大小方面设置成且构造成将所述便携式EDM系统安装到所述管道上。
11.一种用于在管道上产生校准反射体的便携式EDM装置，所述便携式EDM装置包括能够安装在所述管道上的基座； 能够安装在所述基座上的马达； 可操作地连接到所述马达上的切削工具； 可操作地连接到所述切削工具上的电极； 安装在所述基座上并且可操作地连接到所述电极上且能够可操作地连接到所述管道上的功率源，所述功率源构造成将电压从所述电极放电到所述管道上，以从所述管道上移除材料；以及 介电流体源，其安装在所述基座上且与所述管道处于流体连通，以移除从所述管道上移除的材料。
12.根据权利要求11所述的便携式EDM装置，其特征在于，所述介电流体源包括 包含介电流体的介电流体存储器； 介电流体泵，所述介电流体能够通过所述介电流体泵泵送； 导管，所述介电流体能够从所述介电流体泵传送通过所述导管；以及 喷嘴，所述介电流体能够通过所述喷嘴分配到所述管道。
13.根据权利要求11所述的便携式EDM系统，其特征在于，所述便携式EDM系统还包括控制器，其安装在所述基座上且与所述马达、所述功率源和所述介电流体源通信，所述控制器构造成提供控制信号来控制电压从所述电极进行的放电，控制所述马达的操作，以及控制来自所述介电流体源的介电流体流。
14.根据权利要求11所述的便携式EDM系统，其特征在于，所述便携式EDM系统还包括位于所述基座上的支承件，所述支承件构造成接纳在所述管道的外表面上，所述便携式EDM装置安装在所述管道的外表面上。
全文摘要
一种用于在管道上产生校准反射体的便携式EDM装置及其系统，包括可安装在管道上的基座、安装在基座上的马达、可操作地连接到马达上的切削工具、可操作地连接到切削工具上的电极、安装在基座上并且可操作地连接到电极上且可以可操作地连接到管道上的功率源，以及安装在基座上的介电流体源。功率源构造成将电压从电极放电到管道上，以从管道上移除材料。介电流体源与管道处于流体连通，以移除从管道上移除的材料。
文档编号B23H9/00GK102883845SQ201180013602
公开日2013年1月16日 申请日期2011年2月11日 优先权日2010年3月11日
发明者S·J·阿克林 申请人:阿尔斯通技术有限公司