[實用新型]軸瓦合金層超聲波檢測探頭

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320027181.8
• 申請日: 2013-01-18
• 公開（公告）號: CN203337615U
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設計）人: 張博;呂勝軍
• 申請（專利權）人: 遼寧省電力有限公司電力科學研究院;遼寧東科電力有限公司
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/24
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍;周智博

技術領域

本發(fā)明主要涉及一種軸瓦合金層超聲波檢測方法及其專用探頭，屬于無損檢測技術領域。?

背景技術

汽輪發(fā)電機軸瓦是火力發(fā)電廠安全運行的重要部件，其典型結構是在基體（一般為合金鋼）上面澆鑄錫銻合金層，該合金層要求與基體之間粘合牢固。在使用中，該合金層承載著轉子軸頸產生的作用力，同時還保證合金層與軸頸之間的油膜在運行中保持穩(wěn)定。但機組在運行中，會因為多種原因發(fā)生瓦面磨損、燒瓦等事故，除了瓦表面的宏觀損壞外，還不同層度的造成合金層與基體之間脫胎，使得合金層的牢固性遭到破壞，后者的破壞性是不可見的、隱藏性破壞。為保證機組的安全運行，一些相關的行業(yè)標準（DL/T297-2011）要求對軸瓦與基體的結合面進行超聲波檢測，并對結合面缺陷（主要是脫胎性缺陷）面積的大小，結合不同的受力部位，進行了嚴格控制，比如：對瓦面的承載區(qū)域，要求結合面缺陷為零。而現階段此類檢測均為人工操作，使用的探頭在標準中提到的有兩種，一是（直徑Φ4～Φ8）圓形晶片的直探頭、一是正方形晶片（4×4～10×10）的雙晶聲束匯聚探頭，兩種類探頭形成的有用聲場橫截面面積有限，手工操作難以實現掃查軌跡的完全重疊覆蓋，檢測易漏檢。?

另外，現階段的成品單晶片直探頭，大多有硬質材料保護層，材料如：陶瓷等，在檢測有曲率的軸瓦時，會因為平面的探頭接觸面與曲面的瓦面無法完全貼合,造成聲耦合不良，直接影響檢測結果的準確性，特別是一些曲率較大的瓦面，更為明顯，甚至難以實現檢測。普通直探頭的另一個問題是，其檢測中使用的使近場區(qū)內檢測，聲壓不穩(wěn)定因素難以解決。?

發(fā)明內容

發(fā)明目的：本發(fā)明提供一種軸瓦合金層超聲波檢測方法及其專用探頭，其目的是解決以往的晶片探頭檢測效果不理想的問題。?

技術方案：本發(fā)明是通過以下技術方案實現的：?

一種軸瓦合金層超聲波檢測方法，其特征在于：該方法的步驟如下：選取尺寸為5×20mm的晶片兩塊，兩塊晶片成夾角組合成一發(fā)一收的聲束匯聚型探頭，晶片的20mm長度的方向與軸瓦的軸向平行設置；在兩塊晶片的中間設置有長度與兩塊晶片的長邊相同的發(fā)泡塑膠隔聲層。

發(fā)泡塑膠隔聲層與兩塊晶片之間的夾角相同，發(fā)泡塑膠隔聲層與合金層接觸的面的曲率與該合金層面相同,?發(fā)泡塑膠隔聲層的厚度為1mm。?

根據受檢瓦面的曲率半徑，結合標準（DL/T297-2011）中參考試塊（ZW-1）的合金層厚度，將主聲束焦點設定在合金層厚度內，使得聲束的檢測區(qū)域既能兼顧最大合金層厚度處的檢測要求，又能滿足最?。?mm）處的檢測要求。?

利用主聲束焦點形成菱形聲場，該菱形聲場是在合金層厚度方向上的匯聚區(qū)域，其在合金層的厚度方向上覆蓋范圍，滿足標準要求的合金層厚度范圍要求。?

在晶片短邊方向上的擴散角大于其長邊方向上的擴散角。?

晶片與水平方向之間的傾斜角是8°～9°之間。?

實施上述的軸瓦合金層超聲波檢測方法所專用的軸瓦合金層超聲波檢測探頭，其特征在于：該探頭為5×20mm的晶片兩塊，兩塊晶片成夾角組合成一發(fā)一收的聲束匯聚型探頭，晶片的20mm長度的方向與軸瓦的軸向平行設置；在兩塊晶片的中間設置有長度與兩塊晶片的長邊相同的發(fā)泡塑膠隔聲層。?

發(fā)泡塑膠隔聲層與兩塊晶片之間的夾角相同，發(fā)泡塑膠隔聲層與合金層接觸的面的曲率與該合金層面相同。?

所述晶片頻率為5MHz；晶片與水平方向之間的傾斜角是8°～9°之間。?

優(yōu)點效果：本發(fā)明具有如下優(yōu)點：?

1、拓寬超聲波檢測用聲場的覆蓋區(qū)域，減少手工檢測的漏檢區(qū)域。

2、采用發(fā)泡塑膠隔聲層，結合現有的塑料外殼和有機玻璃契塊，制造與瓦面曲率吻合的接觸面探頭，使其檢測時回波穩(wěn)定準確，同時也避免了對瓦面造成的人為劃傷。?

3、利用特形晶片輻射聲場的特性，用雙晶的一收一發(fā)探頭代替單晶探頭，解決1～5mm合金層的檢測，同時避免了近場區(qū)的不穩(wěn)定性。?

附圖說明：

圖1為本發(fā)明的使用時狀態(tài)圖；

圖2為本發(fā)明的使用狀態(tài)剖視圖；

圖3為本發(fā)明的雙晶探頭-1mm合金層脫胎波示意圖；

圖4為本發(fā)明的單晶探頭-1mm合金層脫胎波；

圖5為雙晶探頭-10mm合金層脫胎波；

圖6為單晶探頭-10mm合金層脫胎波；

圖7為本發(fā)明的探頭結構示意圖。

具體實施方式：