一種主汽門(mén)閥桿的相控陣檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種主汽門(mén)閥桿的相控陣檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著發(fā)電機(jī)組容量不斷增大、機(jī)組運(yùn)行時(shí)間不斷增多，汽輪機(jī)主汽門(mén)閥桿出現(xiàn)問(wèn)題的數(shù)量和比例不斷增多，這樣對(duì)主汽門(mén)閥桿質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)也不斷提出更高的要求。
[0003]當(dāng)前對(duì)主汽門(mén)閥桿主要采用表探方法進(jìn)行檢驗(yàn)，其中以滲透檢測(cè)方法為主，滲透檢測(cè)只能對(duì)閥桿表面缺陷進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)于閥桿內(nèi)部缺陷無(wú)能為力。針對(duì)主汽門(mén)閥桿鍛造或使用過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)部缺陷，當(dāng)使用常規(guī)超聲檢測(cè)時(shí)，由于閥桿截面半徑小、周向曲率較大的問(wèn)題，探頭無(wú)論周向掃查還是軸向掃查都存在耦合不良的問(wèn)題，從而導(dǎo)致常規(guī)超聲檢測(cè)一直受到較大限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是為了解決上述問(wèn)題，提出了一種檢測(cè)適用于不同直徑主汽門(mén)閥桿超聲波相控陣檢測(cè)方法，該方法克服了超聲波檢測(cè)閥桿存在的曲率半徑小、耦合不良的問(wèn)題，通過(guò)設(shè)置聚焦深度，能夠使相控陣成像更為清晰，提高了檢測(cè)靈敏度。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種主汽門(mén)閥桿的相控陣檢測(cè)方法，包括以下步驟:
[0007](I)設(shè)置相控陣聲束的聚焦參數(shù)，使得聲束聚焦于1/2閥桿直徑位置處；
[0008](2)將待檢測(cè)的主汽門(mén)閥桿表面充分涂勻耦合劑；
[0009](3)由待檢測(cè)的主汽門(mén)閥桿一端開(kāi)始放置好柔性探頭、使柔性探頭和被檢對(duì)象表面充分接觸，沿所述主汽門(mén)閥桿周向勻速掃查一周，儲(chǔ)存掃描圖像；
[0010](4)向所述主汽門(mén)閥桿另一端方向移動(dòng)一個(gè)相控陣探頭晶片寬度的距離，沿所述主汽門(mén)閥桿周向勻速掃查一周，儲(chǔ)存掃描圖像；
[0011](5)重復(fù)步驟4，直至閥桿掃查完畢；
[0012](6)將儲(chǔ)存的沿主汽門(mén)閥桿周向掃查的圖像軸向疊加起來(lái)，得到最終的主汽門(mén)閥桿掃查圖像；
[0013](7)對(duì)得到的沿主汽門(mén)閥桿周向掃查的圖像以及疊加后的主汽門(mén)閥桿掃查圖像進(jìn)行缺陷分析。
[0014]所述步驟(7)的具體方法為:
[0015]在沿主汽門(mén)閥桿周向掃查的圖像上測(cè)量缺陷高度和周向方向距離，以及缺陷所在具體位置；
[0016]在軸向疊加的圖像上測(cè)量缺陷的軸向方向長(zhǎng)度；
[0017]綜合圖像形貌對(duì)缺陷予以定性評(píng)級(jí)。
[0018]根據(jù)掃查的圖像位置、形貌、走向和大小，確定閥桿內(nèi)部的氣孔、白點(diǎn)、折疊、夾雜和裂紋缺陷類型；
[0019]如果掃查的圖像成像圓滑，為橢圓或圓形圖像，則判斷為氣孔缺陷；
[0020]如果掃查的圖像成像為密集小點(diǎn)，成類似同心圓分布，則判斷為白點(diǎn)缺陷；
[0021]如果掃查的圖像為較寬、有一定軸向長(zhǎng)度方向上的分布，則判斷為折疊缺陷；
[0022]如果掃查的圖像為無(wú)規(guī)律的斷續(xù)圖像，或大或小，邊緣無(wú)規(guī)則，則判斷為夾雜缺陷；
[0023]如果掃查的圖像為二維方向上成像，形態(tài)曲折、無(wú)走向規(guī)律，中間較寬、端部細(xì)小，則判斷為裂紋缺陷。
[0024]本發(fā)明的有益效果是:
[0025]本方法能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)主汽門(mén)閥桿內(nèi)部缺陷的有效檢測(cè)，相控陣成像能夠較為客觀的反映閥桿存在的內(nèi)部缺陷的大小和形狀；克服了傳統(tǒng)表面檢驗(yàn)方法不能有效檢測(cè)閥桿內(nèi)部缺陷的缺點(diǎn)，預(yù)防閥桿在使用中出現(xiàn)突然斷裂等故障。
[0026]使用柔性探頭克服了超聲波檢測(cè)閥桿存在的曲率半徑小、耦合不良問(wèn)題，能更好成像；設(shè)置的聚焦深度能夠使聲束掃描范圍完整，使相控陣成像更為清晰，提高了檢測(cè)靈敏度。
[0027]同時(shí)只用一次波聲束成像觀察，可以更加客觀的完整反應(yīng)閥桿內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不一致性，對(duì)于缺陷的圖像，根據(jù)周向和軸向的成像疊加，可觀察到缺陷完整形貌，定位準(zhǔn)確，能夠客觀的對(duì)缺陷定性。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1為主汽門(mén)閥桿示意圖；
[0029]圖2為主汽門(mén)閥桿截面圖。
[0030]其中，I為柔性探頭，W為晶片寬度，d為閥桿直徑，A為主動(dòng)孔徑。
【具體實(shí)施方式】
:
[0031]下面結(jié)合附圖與實(shí)例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明:
[0032]本發(fā)明公開(kāi)了一種主汽門(mén)閥桿的相控陣檢測(cè)方法，如圖1-2所示，包括以下步驟:
[0033](I)設(shè)置相控陣聲束的聚焦參數(shù)，使得聲束聚焦于1/2閥桿直徑d位置處；在l/2d處，成像分辨率最高，同時(shí)保證閥桿表面至l/2d處聲束掃查過(guò)的范圍完整成像。
[0034](2)將待檢測(cè)的主汽門(mén)閥桿表面充分涂勻耦合劑；
[0035](3)由待檢測(cè)的主汽門(mén)閥桿一端開(kāi)始放置好柔性探頭、使柔性探頭和被檢對(duì)象表面充分接觸，沿主汽門(mén)閥桿周向勻速掃查一周，儲(chǔ)存掃描圖像；使用柔性探頭克服了超聲波檢測(cè)閥桿存在的曲率半徑小、耦合不良問(wèn)題，能更好成像。
[0036](4)向主汽門(mén)閥桿另一端方向移動(dòng)一個(gè)相控陣探頭晶片寬度W的距離，沿主汽門(mén)閥桿周向勻速掃查一周，儲(chǔ)存掃描圖像；
[0037](5)重復(fù)步驟(4)，直至閥桿掃查完畢；
[0038](6)將儲(chǔ)存的沿主汽門(mén)閥桿周向掃查的圖像軸向疊加起來(lái)，得到最終的主汽門(mén)閥桿掃查圖像；
[0039](7)對(duì)得到的沿主汽門(mén)閥桿周向掃查的圖像以及疊加后的主汽門(mén)閥桿掃查圖像進(jìn)行缺陷分析。使用相控陣檢測(cè)方法，主汽門(mén)閥桿能夠在超聲波聲束掃查范圍的不均勻處形成規(guī)則反射而成像。
[0040]在沿主汽門(mén)閥桿周向掃查的圖像上測(cè)量缺陷高度和周向方向距離，以及缺陷所在具體位置；在軸向疊加的圖像上測(cè)量缺陷的軸向方向長(zhǎng)度；綜合圖像形貌對(duì)缺陷予以定性評(píng)級(jí)。
[0041]根據(jù)成像位置、形貌、走向、大小等等，可比較準(zhǔn)確分析閥桿內(nèi)部的氣孔、白點(diǎn)、折疊、夾雜、裂紋等缺陷，定性上較分析普通超聲A波波型反射上，要精準(zhǔn)和直觀很多。
[0042]氣孔成像圓滑，為橢圓或圓形圖像；白點(diǎn)成型密集小點(diǎn)，大部分成類似同心圓分布；折疊為較寬、有一定軸向長(zhǎng)度方向上的分布圖像；夾雜為無(wú)規(guī)律的斷續(xù)圖像，或大或小，邊緣無(wú)規(guī)則；裂紋一般為二維方向上成像，形態(tài)曲折、無(wú)走向規(guī)律，中間較寬、端部細(xì)小。
[0043]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種主汽門(mén)閥桿的相控陣檢測(cè)方法，其特征是，包括以下步驟: (1)設(shè)置相控陣聲束的聚焦參數(shù)，使得聲束聚焦于1/2閥桿直徑位置處； (2)將待檢測(cè)的主汽門(mén)閥桿表面充分涂勻耦合劑； (3)由待檢測(cè)的主汽門(mén)閥桿一端開(kāi)始放置好柔性探頭、使柔性探頭和被檢對(duì)象表面充分接觸，沿所述主汽門(mén)閥桿周向勻速掃查一周，儲(chǔ)存掃描圖像； (4)向所述主汽門(mén)閥桿另一端方向移動(dòng)一個(gè)相控陣探頭晶片寬度的距離，沿所述主汽門(mén)閥桿周向勻速掃查一周，儲(chǔ)存掃描圖像； (5)重復(fù)步驟(4)，直至閥桿掃查完畢； (6)將儲(chǔ)存的沿主汽門(mén)閥桿周向掃查的圖像軸向疊加起來(lái)，得到最終的主汽門(mén)閥桿掃查圖像； (7)對(duì)得到的沿主汽門(mén)閥桿周向掃查的圖像以及疊加后的主汽門(mén)閥桿掃查圖像進(jìn)行缺陷分析。2.如權(quán)利要求1所述的一種主汽門(mén)閥桿的相控陣檢測(cè)方法，其特征是，所述步驟(7)的具體方法為: 在沿主汽門(mén)閥桿周向掃查的圖像上測(cè)量缺陷高度和周向方向距離，以及缺陷所在具體位置； 在軸向疊加的圖像上測(cè)量缺陷的軸向方向長(zhǎng)度； 綜合圖像形貌對(duì)缺陷予以定性評(píng)級(jí)。3.如權(quán)利要求2所述的一種主汽門(mén)閥桿的相控陣檢測(cè)方法，其特征是，根據(jù)掃查的圖像位置、形貌、走向和大小，確定閥桿內(nèi)部的氣孔、白點(diǎn)、折疊、夾雜和裂紋缺陷類型； 如果掃查的圖像成像圓滑，為橢圓或圓形圖像，則判斷為氣孔缺陷； 如果掃查的圖像成像為密集小點(diǎn)，成類似同心圓分布，則判斷為白點(diǎn)缺陷； 如果掃查的圖像為較寬、有一定軸向長(zhǎng)度方向上的分布，則判斷為折疊缺陷； 如果掃查的圖像為無(wú)規(guī)律的斷續(xù)圖像，或大或小，邊緣無(wú)規(guī)則，則判斷為夾雜缺陷； 如果掃查的圖像為二維方向上成像，形態(tài)曲折、無(wú)走向規(guī)律，中間較寬、端部細(xì)小，則判斷為裂紋缺陷。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種主汽門(mén)閥桿的相控陣檢測(cè)方法，包括：設(shè)置相控陣聲束的聚焦參數(shù)；將待檢測(cè)的主汽門(mén)閥桿表面充分涂勻耦合劑；使柔性探頭和被檢對(duì)象表面充分接觸，沿所述主汽門(mén)閥桿周向勻速掃查，儲(chǔ)存掃描圖像；將儲(chǔ)存的沿主汽門(mén)閥桿周向掃查的圖像軸向疊加起來(lái)，得到最終的主汽門(mén)閥桿掃查圖像；對(duì)得到的沿主汽門(mén)閥桿周向掃查的圖像以及疊加后的主汽門(mén)閥桿掃查圖像進(jìn)行缺陷分析。本發(fā)明有益效果：能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)主汽門(mén)閥桿內(nèi)部缺陷的有效檢測(cè)，相控陣成像能夠較為客觀的反映閥桿存在的內(nèi)部缺陷的大小和形狀；克服了傳統(tǒng)表面檢驗(yàn)方法不能有效檢測(cè)閥桿內(nèi)部缺陷的缺點(diǎn)，預(yù)防閥桿在使用中出現(xiàn)突然斷裂等故障。
【IPC分類】G01N29/06, G01N29/24
【公開(kāi)號(hào)】CN105259253
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510753240
【發(fā)明人】馮云國(guó), 張丙法, 劉廣興, 朱廣棟, 張志彬, 荊象陽(yáng)
【申請(qǐng)人】國(guó)網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院, 山東電力工業(yè)鍋爐壓力容器檢驗(yàn)中心有限公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司
【公開(kāi)日】2016年1月20日
【申請(qǐng)日】2015年11月6日