在役風(fēng)機(jī)主軸裂紋的超聲波檢測(cè)方法及檢測(cè)試塊的制作方法
【專利摘要】本申請(qǐng)涉及一種在役風(fēng)機(jī)主軸裂紋的超聲波檢測(cè)方法，包括風(fēng)機(jī)主軸的外殼和風(fēng)機(jī)主軸的軸承之間的風(fēng)機(jī)主軸設(shè)置為探測(cè)區(qū)，還包括風(fēng)機(jī)主軸的軸承內(nèi)側(cè)面向風(fēng)機(jī)主軸內(nèi)的豎向延長線所形成的探傷面，在探測(cè)區(qū)外壁上設(shè)置有若干超聲波探頭，所述超聲波探頭以入射角度10°—13°向探傷面發(fā)射縱波。在役風(fēng)機(jī)主軸裂紋的超聲波檢測(cè)試塊包括圓柱形試塊本體，在試塊本體兩側(cè)外壁圓周表面均設(shè)置有間隔排列的人工模擬裂紋，在兩兩裂紋間分別設(shè)置有人工模擬槽和帶有裂紋的人工模擬槽。本申請(qǐng)的方法可對(duì)在運(yùn)行的風(fēng)機(jī)主軸進(jìn)行超聲波檢測(cè)，更好的保護(hù)風(fēng)機(jī)主軸。本申請(qǐng)的檢測(cè)試塊可以用于對(duì)在役的風(fēng)機(jī)主軸超聲波及超聲波相控陣檢測(cè)時(shí)，進(jìn)行靈敏度調(diào)節(jié)。
【專利說明】
在役風(fēng)機(jī)主軸裂紋的超聲波檢測(cè)方法及檢測(cè)試塊
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本申請(qǐng)超聲波監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種利用超聲波檢測(cè)在役風(fēng)機(jī)主軸裂紋的方法，及用于檢測(cè)裂紋的檢測(cè)試塊?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]超聲波無損檢測(cè)是目前廣泛使用的缺陷探傷方法，在現(xiàn)場(chǎng)工作中，由于檢驗(yàn)部件不同而需要采用不同的超聲波探傷標(biāo)準(zhǔn)試塊、模擬試塊及對(duì)比試塊，因此試塊的攜帶量較大，而試塊通常為鋼制結(jié)構(gòu)，重量及體積均較大，給實(shí)驗(yàn)人員帶來了諸多不便。因此，有必要開發(fā)一種可同時(shí)適應(yīng)多種檢測(cè)需求，替代部分標(biāo)準(zhǔn)試塊、模擬試塊和對(duì)比試塊功能的，并且體積小、便于攜帶的超聲波檢測(cè)試塊。
[0003]同時(shí)，風(fēng)機(jī)主軸只在出廠前進(jìn)行了檢驗(yàn)，而運(yùn)行的風(fēng)機(jī)主軸，由于現(xiàn)場(chǎng)條件所限制，無法進(jìn)行超聲波探傷。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本申請(qǐng)的目的在于提出一種利用超聲波檢測(cè)在役風(fēng)機(jī)主軸裂紋的方法;在此目的的基礎(chǔ)上本申請(qǐng)的另一目的是提出一種可適應(yīng)多種檢測(cè)需求、體積小、攜帶方便的在役風(fēng)機(jī)主軸裂紋的超聲波檢測(cè)試塊。
[0005]本申請(qǐng)的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:在役風(fēng)機(jī)主軸裂紋的超聲波檢測(cè)方法包括風(fēng)機(jī)主軸的外殼和風(fēng)機(jī)主軸的軸承之間的風(fēng)機(jī)主軸設(shè)置為探測(cè)區(qū)，還包括風(fēng)機(jī)主軸的軸承內(nèi)側(cè)面向風(fēng)機(jī)主軸內(nèi)的豎向延長線所形成的探傷面，在探測(cè)區(qū)外壁圓周面上設(shè)置有若干沿風(fēng)機(jī)主軸軸向排列的超聲波探頭，所述超聲波探頭以入射角度10°—13°向探傷面發(fā)射縱波。
[0006]在役風(fēng)機(jī)主軸裂紋的超聲波檢測(cè)試塊包括圓柱形試塊本體，在試塊本體兩側(cè)外壁圓周表面均設(shè)置有間隔排列的人工模擬裂紋，在兩兩裂紋間分別設(shè)置有人工模擬槽和帶有裂紋的人工模擬槽，所述人工模擬裂紋包括第一裂紋、第二裂紋、第三裂紋、第四裂紋、第五裂紋、第六裂紋、第七裂紋、第八裂紋;所述人工模擬槽包括第一模擬槽、第二模擬槽、第三模擬槽、第四模擬槽;所述帶有裂紋的人工模擬槽包括第一裂紋模擬槽、第二裂紋模擬槽、 第三裂紋模擬槽、第四裂紋模擬槽;其中在第一至第四裂紋的兩兩裂紋間分別設(shè)置有第一模擬槽、第二模擬槽、第一裂紋模擬槽、第二裂紋模擬槽;在第五至第八裂紋的兩兩裂紋間分別設(shè)置有第三模擬槽、第四模擬槽、第三裂紋模擬槽、第四裂紋模擬槽。
[0007]所述人工模擬裂紋為向試塊本體內(nèi)部開裂，上端開口順試塊本體表面圓周設(shè)置， 為弧形的裂紋，其開口寬度為0.2mm，弧長為10mm。
[0008]進(jìn)一步的，第一裂紋的裂紋深度為2mm，第二裂紋的裂紋深度為3mm，第三裂紋的裂紋深度為4mm，第四裂紋的裂紋深度為5mm。
[0009]進(jìn)一步的，第五裂紋的裂紋深度為2mm、第六裂紋的裂紋深度為3mm、第七裂紋的裂紋深度為4mm、第八裂紋的裂紋深度為5mm。
[0010]進(jìn)一步的，第一至第八裂紋在試塊本體軸向圓周面上的投影等角度間隔排列在同一圓形面上。
[0011]所述人工模擬槽為向試塊本體內(nèi)部開設(shè)，上端開口順試塊本體表面圓周設(shè)置，為弧形的弧形槽，其開口寬度為1mm，弧長為10_。
[0012]所述帶有裂紋的人工模擬槽為向試塊本體內(nèi)部開設(shè)，上端開口順試塊本體表面圓周設(shè)置的槽，在槽底設(shè)置有向試塊本體內(nèi)部開裂的裂紋。
[0013]進(jìn)一步的，第一裂紋模擬槽的深度為4mm、第二裂紋模擬槽的深度為5mm、第三裂紋模擬槽的深度為4mm、第四裂紋模擬槽的深度為5mm。這里的深度是指槽深加裂紋深度。 [〇〇14]進(jìn)一步的，第一模擬槽、第二模擬槽、第一裂紋模擬槽、第二裂紋模擬槽、第三模擬槽、第四模擬槽、第三裂紋模擬槽、第四裂紋模擬槽在試塊本體軸向圓周面上的投影等角度間隔排列在同一圓形面上。
[0015]進(jìn)一步的，第一模擬槽、第二模擬槽、第一裂紋模擬槽、第二裂紋模擬槽在試塊本體軸向圓周面上的投影與第五裂紋、第六裂紋、第七裂紋、第八裂紋重合。
[0016]進(jìn)一步的，第三模擬槽、第四模擬槽、第三裂紋模擬槽、第四裂紋模擬槽在試塊本體軸向圓周面上的投影第一裂紋、第二裂紋、第三裂紋、第四裂紋重合。
[0017]由于實(shí)施上述技術(shù)方案，本申請(qǐng)的方法克服了運(yùn)行條件下檢測(cè)條件的限制，可對(duì)在運(yùn)行的風(fēng)機(jī)主軸進(jìn)行超聲波檢測(cè)，更好的保護(hù)風(fēng)機(jī)主軸，防止發(fā)生斷軸等危害風(fēng)機(jī)安全運(yùn)行的事件。本申請(qǐng)的檢測(cè)試塊可以用于對(duì)在役的風(fēng)機(jī)主軸超聲波及超聲波相控陣檢測(cè)時(shí)，進(jìn)行靈敏度調(diào)節(jié)，利于檢測(cè)出缺陷，保證風(fēng)機(jī)主軸安全運(yùn)行。
[0018]【附圖說明】:本申請(qǐng)的具體結(jié)構(gòu)由以下的附圖和實(shí)施例給出:圖1是在役風(fēng)機(jī)主軸裂紋的超聲波檢測(cè)方法原理圖；圖2是超聲波檢測(cè)在役風(fēng)機(jī)主軸裂紋的試塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是超聲波檢測(cè)在役風(fēng)機(jī)主軸裂紋的試塊A-A剖視圖；圖4是超聲波檢測(cè)在役風(fēng)機(jī)主軸裂紋的試塊B-B剖視圖。
[0019]圖例:1、第二裂紋模擬槽，2、第一裂紋，3、第一模擬槽，4、第二裂紋，5、第二模擬槽，6、第八裂紋，7、第四裂紋模擬槽，8、第五裂紋，9、第三模擬槽，10、第六裂紋，11、第一裂紋模擬槽，12、第三裂紋，13、第四裂紋，14、第四模擬槽，15、第七裂紋，16、第三裂紋模擬槽， 17、風(fēng)機(jī)主軸，18、外殼，19、超聲波探頭，20、軸承，21、探傷面，22、探測(cè)區(qū)。
[0020]【具體實(shí)施方式】:本申請(qǐng)不受下述實(shí)施例的限制，可根據(jù)本申請(qǐng)的技術(shù)方案與實(shí)際情況來確定具體的實(shí)施方式。
[0021]實(shí)施例:如圖1所示，在役風(fēng)機(jī)主軸裂紋的超聲波檢測(cè)方法包括風(fēng)機(jī)主軸17的外殼 18和風(fēng)機(jī)主軸17的軸承20之間的風(fēng)機(jī)主軸17設(shè)置為探測(cè)區(qū)22,還包括風(fēng)機(jī)主軸17的軸承20 內(nèi)側(cè)面向風(fēng)機(jī)主軸17內(nèi)的豎向延長線所形成的探傷面21，在探測(cè)區(qū)22外壁圓周面上設(shè)置有若干沿風(fēng)機(jī)主軸17軸向排列的超聲波探頭19,所述超聲波探頭19以入射角度10.5—13°向探傷面21發(fā)射縱波。[〇〇22]為了探測(cè)到深度達(dá)240 mm的缺陷，本方法采用縱波入射，因?yàn)樵谕唤橘|(zhì)中傳播時(shí)，縱波波速大于其他波型的速度，穿透能力強(qiáng)，對(duì)晶界反射或散射的敏感性不高，所以可檢測(cè)厚度較大的工件。
[0023]同時(shí)由于需要檢測(cè)的位置與檢測(cè)面水平距離為100 mm，所以采用縱波斜入射的方法。采用縱波斜入射時(shí)，工件中既有縱波又有橫波，由于縱波聲速幾乎是橫波聲速的2倍，因此利用縱波來識(shí)別缺陷和定量時(shí)，注意不要與橫波信號(hào)混淆。[〇〇24]根據(jù)三角函數(shù)、超聲波波型轉(zhuǎn)換和折射定律計(jì)算可得出:理論上入射角度在 10.5—29.9 °范圍可探測(cè)到裂紋。當(dāng)入射角> 13°時(shí)，底波將消失，小能量橫波將出現(xiàn)。小能量橫波對(duì)檢測(cè)有一定影響，因此探頭入射角不宜>13由于風(fēng)機(jī)主軸直徑較大，考慮到聲波衰減，因此產(chǎn)生超聲波的探頭晶片尺寸不能過小，這也決定了探頭規(guī)格也不宜小于20X 20mm。考慮探頭尺寸再經(jīng)計(jì)算后，探頭入射角度應(yīng)>12.2 °。[〇〇25]綜合上述分析，探頭入射角度定為13 °。
[0026]如圖1、2、3所示，超聲波檢測(cè)在役風(fēng)機(jī)主軸裂紋的試塊包括圓柱形試塊本體，在試塊本體兩側(cè)外壁圓周表面均設(shè)置有間隔排列的人工模擬裂紋，在兩兩裂紋間分別設(shè)置有人工模擬槽和帶有裂紋的人工模擬槽，所述人工模擬裂紋包括第一裂紋2、第二裂紋4、第三裂紋12、第四裂紋13、第五裂紋8、第六裂紋10、第七裂紋15、第八裂紋6;所述人工模擬槽包括第一模擬槽3、第二模擬槽5、第三模擬槽9、第四模擬槽14;所述帶有裂紋的人工模擬槽包括第一裂紋模擬槽11、第二裂紋模擬槽1、第三裂紋模擬槽16、第四裂紋模擬槽7;其中在第一至第四裂紋的兩兩裂紋間分別設(shè)置有第一模擬槽3、第二模擬槽5、第一裂紋模擬槽11、第二裂紋模擬槽1;在第五至第八裂紋的兩兩裂紋間分別設(shè)置有第三模擬槽9、第四模擬槽14、第三裂紋模擬槽16、第四裂紋模擬槽7。
[0027]所述人工模擬裂紋為向試塊本體內(nèi)部開裂，上端開口順試塊本體表面圓周設(shè)置， 為弧形的裂紋，其開口寬度為0.2mm，弧長為10mm。[〇〇28] 進(jìn)一步的，第一裂紋2的裂紋深度為2mm，第二裂紋4的裂紋深度為3mm，第三裂紋12 的裂紋深度為4mm，第四裂紋13的裂紋深度為5mm。[〇〇29] 進(jìn)一步的，第五裂紋8的裂紋深度為2mm、第六裂紋10的裂紋深度為3mm、第七裂紋 15的裂紋深度為4mm、第八裂紋6的裂紋深度為5mm。
[0030]進(jìn)一步的，第一至第八裂紋在試塊本體軸向圓周面上的投影等角度間隔排列在同一圓形面上。[〇〇31]所述人工模擬槽為向試塊本體內(nèi)部開設(shè)，上端開口順試塊本體表面圓周設(shè)置，為弧形的弧形槽，其開口寬度為1mm，弧長為10_。
[0032]所述帶有裂紋的人工模擬槽為向試塊本體內(nèi)部開設(shè)，上端開口順試塊本體表面圓周設(shè)置的槽，在槽底設(shè)置有向試塊本體內(nèi)部開裂的裂紋。[〇〇33]進(jìn)一步的，第一裂紋模擬槽11的深度為4mm、第二裂紋模擬槽1的深度為5mm、第三裂紋模擬槽16的深度為4mm、第四裂紋模擬槽7的深度為5mm。這里的深度是指槽深加裂紋深度。
[0034]進(jìn)一步的，第一模擬槽3、第二模擬槽5、第一裂紋模擬槽11、第二裂紋模擬槽1、第三模擬槽9、第四模擬槽14、第三裂紋模擬槽16、第四裂紋模擬槽7在試塊本體軸向圓周面上的投影等角度間隔排列在同一圓形面上。
[0035]進(jìn)一步的，第一模擬槽3、第二模擬槽5、第一裂紋模擬槽11、第二裂紋模擬槽1在試塊本體軸向圓周面上的投影與第五裂紋8、第六裂紋10、第七裂紋15、第八裂紋6重合。[〇〇36]進(jìn)一步的，第三模擬槽9、第四模擬槽14、第三裂紋模擬槽16、第四裂紋模擬槽7在試塊本體軸向圓周面上的投影第一裂紋2、第二裂紋4、第三裂紋12、第四裂紋13重合。
[0037]通過上述呈軸對(duì)稱等距間隔排列的各人工模擬裂紋、模擬槽和帶有裂紋的模擬槽，可以確保在檢測(cè)過程中儀器的精準(zhǔn)校準(zhǔn)，不會(huì)因各缺陷影響校準(zhǔn)。[〇〇38] 使用時(shí)，通過查閱GB/T6402-2008《鋼鍛件超聲波檢測(cè)方法》和JB/T4730-2005《承壓設(shè)備無損檢測(cè)》等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程，確定在對(duì)風(fēng)機(jī)主軸檢測(cè)時(shí)應(yīng)能檢測(cè)出深度不小于2mm且長度不小于10mm的裂紋。
[0039]為了保證檢測(cè)的靈敏度，制作超聲波檢測(cè)在役風(fēng)機(jī)主軸裂紋的試塊，在該試塊上進(jìn)行靈敏度校準(zhǔn)，至此可以再對(duì)人工模擬裂紋、模擬槽、帶有裂紋的模擬槽所在部位進(jìn)行超聲波檢測(cè)。
[0040]定做入射角度為13 °的超聲波探頭19,用該超聲波探頭19在模擬試塊上進(jìn)行靈敏度校準(zhǔn)，至此可以再探測(cè)區(qū)22內(nèi)對(duì)探傷面21所在部位進(jìn)行超聲波檢測(cè)。[〇〇41]以上技術(shù)特征構(gòu)成了本申請(qǐng)的最佳實(shí)施例，其具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和最佳實(shí)施效果，可根據(jù)實(shí)際需要增減非必要技術(shù)特征，來滿足不同情況的需要。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種在役風(fēng)機(jī)主軸裂紋的超聲波檢測(cè)方法，其特征在于:包括風(fēng)機(jī)主軸的外殼和風(fēng) 機(jī)主軸的軸承之間的風(fēng)機(jī)主軸設(shè)置為探測(cè)區(qū)，還包括風(fēng)機(jī)主軸的軸承內(nèi)側(cè)面向風(fēng)機(jī)主軸內(nèi) 的豎向延長線所形成的探傷面，在探測(cè)區(qū)外壁圓周面上設(shè)置有若干沿風(fēng)機(jī)主軸軸向排列的 超聲波探頭，所述超聲波探頭以入射角度10° —13°向探傷面發(fā)射縱波。2.如權(quán)利要求1所述的在役風(fēng)機(jī)主軸裂紋的超聲波檢測(cè)方法，其特征在于:超聲波探頭 以入射角度13°向探傷面發(fā)射縱波。3.—種在役風(fēng)機(jī)主軸裂紋的超聲波檢測(cè)試塊，包括圓柱形試塊本體，其特征在于:在試 塊本體兩側(cè)外壁圓周表面均設(shè)置有間隔排列的人工模擬裂紋，在兩兩裂紋間分別設(shè)置有人 工模擬槽和帶有裂紋的人工模擬槽，所述人工模擬裂紋包括第一裂紋、第二裂紋、第三裂 紋、第四裂紋、第五裂紋、第六裂紋、第七裂紋、第八裂紋;所述人工模擬槽包括第一模擬槽、 第二模擬槽、第三模擬槽、第四模擬槽;所述帶有裂紋的人工模擬槽包括第一裂紋模擬槽、 第二裂紋模擬槽、第三裂紋模擬槽、第四裂紋模擬槽;其中在第一至第四裂紋的兩兩裂紋間 分別設(shè)置有第一模擬槽、第二模擬槽、第一裂紋模擬槽、第二裂紋模擬槽;在第五至第八裂 紋的兩兩裂紋間分別設(shè)置有第三模擬槽、第四模擬槽、第三裂紋模擬槽、第四裂紋模擬槽。4.如權(quán)利要求3所述的超聲波檢測(cè)在役風(fēng)機(jī)主軸裂紋的試塊，其特征在于:所述人工模 擬裂紋為向試塊本體內(nèi)部開裂，上端開口順試塊本體表面圓周設(shè)置，為弧形的裂紋，其開口 寬度為〇.2mm，弧長為10mm。5.如權(quán)利要求4所述的超聲波檢測(cè)在役風(fēng)機(jī)主軸裂紋的試塊，其特征在于:第一裂紋的 裂紋深度為2mm，第二裂紋的裂紋深度為3mm，第三裂紋的裂紋深度為4mm，第四裂紋的裂紋 深度為5mm;第五裂紋的裂紋深度為2mm、第六裂紋的裂紋深度為3mm、第七裂紋的裂紋深度 為4mm、第八裂紋的裂紋深度為5mm。6.如權(quán)利要求3所述的超聲波檢測(cè)在役風(fēng)機(jī)主軸裂紋的試塊，其特征在于:第一至第八 裂紋在試塊本體軸向圓周面上的投影等角度間隔排列在同一圓形面上。7.如權(quán)利要求3所述的超聲波檢測(cè)在役風(fēng)機(jī)主軸裂紋的試塊，其特征在于:所述人工模 擬槽為向試塊本體內(nèi)部開設(shè)，上端開口順試塊本體表面圓周設(shè)置，為弧形的弧形槽，其開口 寬度為lmm，弧長為1 〇臟。8.如權(quán)利要求3所述的超聲波檢測(cè)在役風(fēng)機(jī)主軸裂紋的試塊，其特征在于:所述帶有裂 紋的人工模擬槽為向試塊本體內(nèi)部開設(shè)，上端開口順試塊本體表面圓周設(shè)置的槽，在槽底 設(shè)置有向試塊本體內(nèi)部開裂的裂紋;第一裂紋模擬槽的深度為4mm、第二裂紋模擬槽的深度 為5mm、第三裂紋模擬槽的深度為4mm、第四裂紋模擬槽的深度為5mm。9.如權(quán)利要求8所述的超聲波檢測(cè)在役風(fēng)機(jī)主軸裂紋的試塊，其特征在于:第一模擬 槽、第二模擬槽、第一裂紋模擬槽、第二裂紋模擬槽、第三模擬槽、第四模擬槽、第三裂紋模 擬槽、第四裂紋模擬槽在試塊本體軸向圓周面上的投影等角度間隔排列在同一圓形面上。10.如權(quán)利要求6或9所述的超聲波檢測(cè)在役風(fēng)機(jī)主軸裂紋的試塊，其特征在于:第一模 擬槽、第二模擬槽、第一裂紋模擬槽、第二裂紋模擬槽在試塊本體軸向圓周面上的投影與第 五裂紋、第六裂紋、第七裂紋、第八裂紋重合;第三模擬槽、第四模擬槽、第三裂紋模擬槽、第 四裂紋模擬槽在試塊本體軸向圓周面上的投影第一裂紋、第二裂紋、第三裂紋、第四裂紋重 合。
【文檔編號(hào)】G01N29/30GK105973996SQ201610567980
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年7月18日
【發(fā)明人】李文勝, 何成, 徐凱, 趙建平, 劉陽, 艾紅, 崔曉東, 張偉, 韓剛, 孫誼媊, 魯俊, 李偉
【申請(qǐng)人】國網(wǎng)新疆電力公司電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司