一种反应堆压力容器主螺栓超声检查装置的探头机构的制作方法

本实用新型具体涉及一种反应堆压力容器主螺栓超声检查装置的探头机构。

背景技术：

核电厂反应堆压力容器主螺栓是反应堆压力容器筒体与顶盖之间的连接紧固件，对防止反应堆内放射性物质外溢起着重要的作用，其长期在高温、高压、高放射性环境下工作，易于行程疲劳损伤，是重要的受力易损部件。为确保核电厂安全可靠地运行，ASME规范规定在主螺栓制造过程中和电厂换料维修时需对其进行全体积检查。现有的核电站反应堆压力容器主螺栓超声检测探头架，要控制探头架到达目标位置需对轴向姿态进行反复调整，并对丝杆中心度有很高的要求，过多的调整造成运动效率低下，增加了设备故障率及误操作概率，降低了运动控制效率及可靠性，探头架的偏转容易导致耦合不良，从而使探头信号受到影响，影响数据的完整性。

在制造阶段（无放射性污染情况下），一般采用手动检测方式，但手动检测存在重复精度不高、检测效率低下、易漏检等缺点。随着检测可靠性要求的提升、标准要求越加严格的情况下，自动检测逐步取代了手动检测，不仅克服了手动检测的缺点，具有可靠性高、灵敏度高、重复性好等优点，同时省时省力、检测效率高，并减少手动检测人员受辐照的风险。主螺栓内孔孔壁比较粗糙，导致了探头与检测面的耦合不稳定、探头磨损损耗较快，且探头在螺栓中心孔内存在偏心而引起探头角度的变化，从而影响检测信号的稳定性、重复性，还容易漏检。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种反应堆压力容器主螺栓超声检查装置的探头机构，能够降低超声探头的磨损率，降低检查成本费用；同时设计了合理的探头架，能够降低人员手动压缩探头引起的表面沾污风险；设计了多自由度万向节，能够解决由于丝杆中心度偏移造成的耦合不良。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种反应堆压力容器主螺栓超声检查装置的探头机构，包括楔块机构、探头基座、压线盒、万向节组件和扫查器连接块，其中，

所述楔块机构包括楔块、2个检测探头、3个楔块摩擦柱、线缆固定夹、5个楔块支撑轴和5个弹簧；

所述万向节组件包括第一前后万向节、第二前后万向节、左右万向节和2个万向连接节；

所述楔块内安装检测探头、楔块摩擦柱和线缆固定夹，并通过楔块支撑轴固定在所述探头基座的下部；

所述探头基座和楔块之间设弹簧，所述弹簧分别同轴穿制在所述楔块支撑轴上；

所述探头基座中部安装有压线盒，上部安装有万向节组件；

所述第一前后万向节、第二前后万向节和左右万向节通过万向连接节连接；

所述扫查器连接块固定在所述第一前后万向节上。

进一步的，所述楔块为有机玻璃块。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优势：

1. 设计了专用楔块，楔块内可同时安装两个检测探头，且楔块中装有楔块摩擦柱，降低楔块的磨损率，提高探头的耐磨性、降低使用成本和提高使用寿命。

2. 保证良好而合适的进入余量，免去了手动压缩探头架进入螺栓孔的步骤，提高探头与检测面的贴合度。

3. 设置了两个方向相反的检测探头，不仅满足了标准规范对检测方向的要求，同时减小了检验端部的盲区范围，提高了检查效率提高，降低了人因失误几率。

4. 提高工作质量，对专用的探头设计了一体化前缘装置，使耦合更稳定、使用方便。

5. 可以用于当前广泛采用的中空螺栓超声波检验；小直径管道的超声波检验。

6. 使用多自由度的万向节连接丝杆，增加位置余量，更加高效、快捷，提高检查稳定性并缩短检查时间。

7. 提高了核电站反应堆压力容器封头螺栓检测活动的效率、安全性、可靠性、稳定性。

8. 结构设计合理，具有光滑的结构表面，在检查过程中避免在螺栓孔中留有异物，刮伤被检螺栓。

9. 在检测过程是按照有序的规划好的轨迹进行的，提升了整体检测过程的执行效率，通过机械本体的带动能快速准确的控制探头架达到目标位置坐标，提高对缺陷的定位精度。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的内部结构图。

图中：1、楔块机构；2、探头基座；3、压线盒；4、万向节组件；5、扫查器连接块；101、楔块；102、检测探头；103、楔块摩擦柱；104、线缆固定夹；105、楔块支撑轴；106、弹簧；401、第一前后万向节；402、第二前后万向节；403、左右万向节；404、万向连接节。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步描述本实用新型，但实施例仅是范例性的，并不对本实用新型的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本实用新型的精神和范围下可以对本实用新型技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本实用新型的保护范围内。

如图1-2所示，一种反应堆压力容器主螺栓超声检查装置的探头机构，包括楔块机构1、探头基座2、压线盒3、万向节组件4和扫查器连接块5，其中，所述楔块机构1包括楔块101、2个检测探头102、3个楔块摩擦柱103、线缆固定夹104、5个楔块支撑轴105和5个弹簧106；所述万向节组件4包括第一前后万向节401、第二前后万向节402、左右万向节403和2个万向连接节404；所述楔块101内安装检测探头102、楔块摩擦柱103和线缆固定夹104，并通过楔块支撑轴105固定在所述探头基座2的下部；所述探头基座2和楔块101之间设弹簧106，所述弹簧106分别同轴穿制在所述楔块支撑轴105上；所述探头基座2中部安装有压线盒3，上部安装有万向节组件4；所述第一前后万向节401、第二前后万向节402和左右万向节403通过万向连接节404连接；所述扫查器连接块5固定在所述第一前后万向节401上；所述楔块101为有机玻璃块。

工作原理如下：

分别将两个检测探头102安装在楔块101内，楔块101上根据检验所要求的角度加工适当深度和角度的探头安装孔，将组合好后的探头通过楔块支撑轴105固定在探头基座2上，并在每个楔块支撑轴105上同轴穿制弹簧106，使探头在径向可自由伸缩，以保证探头与被检工件之间的良好耦合；接在探头上的线缆通过线缆固定夹104保持固定，并可将多余的线缆固定放置于压线盒3中，线缆另一端沿着轴向引出并连接到超声仪上；第一前后万向节401、第二前后万向节402和左右万向节403通过万向节连接节404连接，一并连接到探头基座2上，通过万向节组件4能够避免探头在检测孔内的卡塞和偏心，第一前后万向节401上连接有扫查器连接块5，通过扫查器连接块5与主螺栓超声检查装置连接，从而实现探头机构在主螺栓孔内沿运动轨迹进行检测。同时，3个楔块摩擦柱103安装在楔块101上，减少检查过程中楔块与检测孔内壁的运动摩擦带来的磨损。