一種主汽門閥桿的相控陣檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種主汽門閥桿的相控陣檢測方法。
【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)行時間不斷增多，汽輪機(jī)主汽門閥桿出現(xiàn)問題的數(shù)量和比例不斷增多，這樣對主汽門閥桿質(zhì)量檢測技術(shù)也不斷提出更高的要求。
[0003]當(dāng)前對主汽門閥桿主要采用表探方法進(jìn)行檢驗(yàn)，其中以滲透檢測方法為主，滲透檢測只能對閥桿表面缺陷進(jìn)行檢測，對于閥桿內(nèi)部缺陷無能為力。針對主汽門閥桿鍛造或使用過程中產(chǎn)生的內(nèi)部缺陷，當(dāng)使用常規(guī)超聲檢測時，由于閥桿截面半徑小、周向曲率較大的問題，探頭無論周向掃查還是軸向掃查都存在耦合不良的問題，從而導(dǎo)致常規(guī)超聲檢測一直受到較大限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題，提出了一種檢測適用于不同直徑主汽門閥桿超聲波相控陣檢測方法，該方法克服了超聲波檢測閥桿存在的曲率半徑小、耦合不良的問題，通過設(shè)置聚焦深度，能夠使相控陣成像更為清晰，提高了檢測靈敏度。
[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]一種主汽門閥桿的相控陣檢測方法，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)將待檢測的主汽門閥桿表面充分涂勻耦合劑；
[0009](3)由待檢測的主汽門閥桿一端開始放置好柔性探頭、使柔性探頭和被檢對象表面充分接觸，沿所述主汽門閥桿周向勻速掃查一周，儲存掃描圖像；
[0010](4)向所述主汽門閥桿另一端方向移動一個相控陣探頭晶片寬度的距離，沿所述主汽門閥桿周向勻速掃查一周，儲存掃描圖像；
[0011](5)重復(fù)步驟4，直至閥桿掃查完畢；
[0012](6)將儲存的沿主汽門閥桿周向掃查的圖像軸向疊加起來，得到最終的主汽門閥桿掃查圖像；
[0013](7)對得到的沿主汽門閥桿周向掃查的圖像以及疊加后的主汽門閥桿掃查圖像進(jìn)行缺陷分析。
[0014]所述步驟(7)的具體方法為:
[0015]在沿主汽門閥桿周向掃查的圖像上測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量缺陷的軸向方向長度；
[0017]綜合圖像形貌對缺陷予以定性評級。
[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規(guī)律的斷續(xù)圖像，或大或小，邊緣無規(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)對主汽門閥桿內(nèi)部缺陷的有效檢測，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閥桿存在的曲率半徑小、耦合不良問題，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，提高了檢測靈敏度。
[0027]同時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，能夠客觀的對缺陷定性。
【附圖說明】
[0028]圖1為主汽門閥桿示意圖；
[0029]圖2為主汽門閥桿截面圖。
[0030]其中，I為柔性探頭，W為晶片寬度，d為閥桿直徑，A為主動孔徑。
【具體實(shí)施方式】
:
[0031]下面結(jié)合附圖與實(shí)例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明:
[0032]本發(fā)明公開了一種主汽門閥桿的相控陣檢測方法，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，同時保證閥桿表面至l/2d處聲束掃查過的范圍完整成像。
[0034](2)將待檢測的主汽門閥桿表面充分涂勻耦合劑；
[0035](3)由待檢測的主汽門閥桿一端開始放置好柔性探頭、使柔性探頭和被檢對象表面充分接觸，沿主汽門閥桿周向勻速掃查一周，儲存掃描圖像；使用柔性探頭克服了超聲波檢測閥桿存在的曲率半徑小、耦合不良問題，能更好成像。
[0036](4)向主汽門閥桿另一端方向移動一個相控陣探頭晶片寬度W的距離，沿主汽門閥桿周向勻速掃查一周，儲存掃描圖像；
[0037](5)重復(fù)步驟(4)，直至閥桿掃查完畢；
[0038](6)將儲存的沿主汽門閥桿周向掃查的圖像軸向疊加起來，得到最終的主汽門閥桿掃查圖像；
[0039](7)對得到的沿主汽門閥桿周向掃查的圖像以及疊加后的主汽門閥桿掃查圖像進(jìn)行缺陷分析。使用相控陣檢測方法，主汽門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]在沿主汽門閥桿周向掃查的圖像上測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量缺陷的軸向方向長度；綜合圖像形貌對缺陷予以定性評級。
[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、有一定軸向長度方向上的分布圖像；夾雜為無規(guī)律的斷續(xù)圖像，或大或小，邊緣無規(guī)則；裂紋一般為二維方向上成像，形態(tài)曲折、無走向規(guī)律，中間較寬、端部細(xì)小。
[0043]上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對本發(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)】
1.一種主汽門閥桿的相控陣檢測方法，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)將待檢測的主汽門閥桿表面充分涂勻耦合劑； (3)由待檢測的主汽門閥桿一端開始放置好柔性探頭、使柔性探頭和被檢對象表面充分接觸，沿所述主汽門閥桿周向勻速掃查一周，儲存掃描圖像； (4)向所述主汽門閥桿另一端方向移動一個相控陣探頭晶片寬度的距離，沿所述主汽門閥桿周向勻速掃查一周，儲存掃描圖像； (5)重復(fù)步驟(4)，直至閥桿掃查完畢； (6)將儲存的沿主汽門閥桿周向掃查的圖像軸向疊加起來，得到最終的主汽門閥桿掃查圖像； (7)對得到的沿主汽門閥桿周向掃查的圖像以及疊加后的主汽門閥桿掃查圖像進(jìn)行缺陷分析。2.如權(quán)利要求1所述的一種主汽門閥桿的相控陣檢測方法，其特征是，所述步驟(7)的具體方法為: 在沿主汽門閥桿周向掃查的圖像上測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量缺陷的軸向方向長度； 綜合圖像形貌對缺陷予以定性評級。3.如權(quán)利要求2所述的一種主汽門閥桿的相控陣檢測方法，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、有一定軸向長度方向上的分布，則判斷為折疊缺陷； 如果掃查的圖像為無規(guī)律的斷續(xù)圖像，或大或小，邊緣無規(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)明公開了一種主汽門閥桿的相控陣檢測方法，包括：設(shè)置相控陣聲束的聚焦參數(shù)；將待檢測的主汽門閥桿表面充分涂勻耦合劑；使柔性探頭和被檢對象表面充分接觸，沿所述主汽門閥桿周向勻速掃查，儲存掃描圖像；將儲存的沿主汽門閥桿周向掃查的圖像軸向疊加起來，得到最終的主汽門閥桿掃查圖像；對得到的沿主汽門閥桿周向掃查的圖像以及疊加后的主汽門閥桿掃查圖像進(jìn)行缺陷分析。本發(fā)明有益效果：能夠?qū)崿F(xiàn)對主汽門閥桿內(nèi)部缺陷的有效檢測，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
【公開號】CN105259253
【申請?zhí)枴緾N201510753240
【發(fā)明人】馮云國, 張丙法, 劉廣興, 朱廣棟, 張志彬, 荊象陽
【申請人】國網(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, 國家電網(wǎng)公司
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年11月6日