[發(fā)明專利]汽輪機(jī)葉片表面開(kāi)口裂紋深度的超聲測(cè)量方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410264028.6
• 申請(qǐng)日: 2014-06-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104019777A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 殷尊;張紅軍;侯召堂;蔡暉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號(hào): G01B17/00
• 分類號(hào): G01B17/00
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 何會(huì)俠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及汽輪機(jī)葉片表面開(kāi)口裂紋深度的測(cè)量方法，具體涉及一種汽輪機(jī)葉片表面開(kāi)口裂紋深度的超聲測(cè)量方法。

背景技術(shù)

裂紋是部件危害最大的缺陷之一。電力工業(yè)中的的某些重大高速轉(zhuǎn)動(dòng)部件如汽輪機(jī)葉片在高溫高壓運(yùn)行環(huán)境下承受扭矩和沖擊載荷的作用，時(shí)常會(huì)產(chǎn)生表面裂紋，而這些表面的裂紋比它內(nèi)部的缺陷更具有危害性。因此，需要精確測(cè)定它們的深度，以確定該部件能否繼續(xù)安全使用或如何修補(bǔ)。

目前測(cè)量表面裂紋的深度方法較多，如測(cè)量因裂紋引起電位變化的電位法，測(cè)量因裂紋形成的散漏磁場(chǎng)變化的漏磁場(chǎng)法，測(cè)量因裂紋引起振蕩頻率變化的渦流感應(yīng)法。

雖然這些方法在某些情況下探測(cè)裂紋深度都有所奏效，但由于裂紋分布復(fù)雜和需要特殊專門(mén)測(cè)量設(shè)備的緣故，在現(xiàn)場(chǎng)難于推廣使用。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種汽輪機(jī)葉片表面開(kāi)口裂紋深度的超聲測(cè)量方法，利用表面波傳播時(shí)間的變化來(lái)確定裂紋深度，不受裂紋分布影響，無(wú)需復(fù)雜的專門(mén)測(cè)量設(shè)備，易于掌握，操作簡(jiǎn)便，測(cè)量結(jié)果較其它方法準(zhǔn)確、可靠。

本發(fā)明的測(cè)量原理為：取用兩個(gè)表面波探頭以一定的間距放置在汽輪機(jī)葉片表面，一個(gè)作發(fā)射探頭，另一個(gè)作接收探頭，若汽輪機(jī)葉片表面沒(méi)有裂紋，表面波從發(fā)射探頭經(jīng)過(guò)與空氣接觸的葉片界面的一定距離后被接收探頭接收，在儀器示波器上顯示的波程是一個(gè)定值；當(dāng)葉片表面上有一開(kāi)口裂紋存在時(shí)，表面波的波程距離就要延長(zhǎng)，其延長(zhǎng)的程度隨裂紋深度而變，裂紋越深，波程距離增加就越多，反之就愈少。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種汽輪機(jī)葉片表面開(kāi)口裂紋深度的超聲測(cè)量方法，首先將兩個(gè)表面波探頭以一定的間距放置在無(wú)裂紋汽輪機(jī)葉片表面，其中一個(gè)表面波探頭作為發(fā)射探頭Ⅰ，另一表面波探頭作為接收探頭Ⅱ，超聲波從發(fā)生到接收所經(jīng)過(guò)的距離為L(zhǎng)₁+L₂，在示波器上顯示的反射波為R，即反射波R與始脈沖T之間的距離為在汽輪機(jī)葉片表面無(wú)裂紋時(shí)超聲波從發(fā)射探頭Ⅰ經(jīng)葉片至接收探頭Ⅱ時(shí)所經(jīng)過(guò)的純表面距離L₁+L₂；然后固定住發(fā)射探頭Ⅰ與接收探頭Ⅱ之間的距離L₁+L₂，并將固定好的發(fā)射探頭Ⅰ與接收探頭Ⅱ沿著汽輪機(jī)葉片表面開(kāi)口裂紋的垂直方向跨放于裂紋兩側(cè)，這時(shí)在示波器上顯示的反射波為R＇，反射波R＇所經(jīng)過(guò)的距離為L(zhǎng)₁+L₂+2L₃；從波形分析圖能夠看出，存在裂紋時(shí)的反射波R＇對(duì)應(yīng)的距離L₁+L₂+2L₃減去無(wú)裂紋時(shí)反射波R對(duì)應(yīng)的距離L₁+L₂，即為裂紋深度L₃的2倍值，這樣能夠準(zhǔn)確測(cè)量出裂紋深度L₃。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明利用表面波雙探頭測(cè)量汽輪機(jī)葉片表面開(kāi)口裂紋深度的裝置示意圖。

圖2為本發(fā)明利用表面波雙探頭測(cè)量汽輪機(jī)葉片表面開(kāi)口裂紋深度的波形分析圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

如圖1所示，本發(fā)明一種汽輪機(jī)葉片表面開(kāi)口裂紋深度的超聲測(cè)量方法采用的測(cè)量裝置，該測(cè)量裝置包括兩個(gè)表面波探頭，一個(gè)是發(fā)射探頭Ⅰ，另一個(gè)是接收探頭Ⅱ，它們之間的距離為一固定值，這兩個(gè)表面波探頭分別置于汽輪機(jī)葉片Ⅳ的表面開(kāi)口裂紋Ⅲ的兩側(cè)。

如圖2所示，本發(fā)明一種汽輪機(jī)葉片表面開(kāi)口裂紋深度的超聲測(cè)量方法采用的波形分析圖，T為始脈沖，R為葉片表面無(wú)裂紋時(shí)波從發(fā)射探頭Ⅰ到接收探頭Ⅱ在示波器上顯示的反射波，R＇為葉片表面存在裂紋時(shí)波從發(fā)射探頭Ⅰ到接收探頭Ⅱ在示波器上顯示的反射波。

本發(fā)明采用如圖1所示的測(cè)量裝置和圖2所示的波形分析對(duì)汽輪機(jī)葉片表面開(kāi)口裂紋深度進(jìn)行超聲測(cè)量的具體方法為：首先，取用兩個(gè)表面波探頭以一定的間距放置在汽輪機(jī)葉片表面，一個(gè)作發(fā)射探頭Ⅰ，另一個(gè)作接收探頭Ⅱ，當(dāng)葉片表面無(wú)裂紋時(shí)，超聲波從發(fā)生到接收所經(jīng)過(guò)的距離為L(zhǎng)₁+L₂，在示波器上顯示的反射波為R，反射波R與始脈沖T之間的距離為在葉片表面沒(méi)有裂紋時(shí)超聲波從探頭Ⅰ經(jīng)葉片至探頭Ⅱ時(shí)所經(jīng)過(guò)的純表面距離L₁+L₂。然后固定住發(fā)射探頭Ⅰ與接收探頭Ⅱ之間的距離L₁+L₂，并將固定好的發(fā)射探頭Ⅰ與接收探頭Ⅱ沿著汽輪機(jī)葉片表面開(kāi)口裂紋的垂直方向跨放于裂紋兩側(cè)，汽輪機(jī)葉片表面開(kāi)口裂紋寬度很小，可以忽略不計(jì)，這時(shí)在示波器上顯示的反射波為R＇，反射波R＇所經(jīng)過(guò)的距離為L(zhǎng)₁+L₂+2L₃。從波形分析圖可以看出，存在裂紋時(shí)的反射波R＇對(duì)應(yīng)的距離L₁+L₂+2L₃減去無(wú)裂紋時(shí)反射波R對(duì)應(yīng)的距離L₁+L₂即為裂紋深度L₃的2倍值，這樣可以準(zhǔn)確測(cè)量出裂紋深度L₃。