本發(fā)明屬于專用設(shè)備檢測設(shè)備，具體涉及發(fā)電廠用彎管彎頭的內(nèi)截面不圓度檢測裝置，本發(fā)明還涉及發(fā)電廠用彎管彎頭的內(nèi)截面不圓度測量方法。

背景技術(shù)：

1、不圓度是描述物體橢圓形狀程度的量，通常用于描述物體在兩個(gè)軸上的不圓程度。不圓度可以通過比較物體最長直徑和最短直徑的差值與物體直徑的平均值的比值來計(jì)算。這個(gè)比值越接近1，物體的橢圓度越小，反之則越大。《電站彎管》(dl/t515-2018)中的不圓度定義為：彎管同一截面上最大外徑和最小外徑差值的2倍與最大外徑加最小外徑之和的比值，用百分?jǐn)?shù)表示?！痘鹆Πl(fā)電廠金屬技術(shù)監(jiān)督規(guī)程》(dl/t438-2023)中規(guī)定工廠化配管前應(yīng)對彎頭的內(nèi)部幾何形狀進(jìn)行外觀質(zhì)量檢驗(yàn)，若發(fā)現(xiàn)有明顯扁平現(xiàn)象，應(yīng)從內(nèi)部測不圓度。

2、目前，我國火力發(fā)電廠裝機(jī)趨于穩(wěn)定，2010年前建成的機(jī)組已運(yùn)行超10萬小時(shí)，已超過設(shè)計(jì)壽命的一半，隨著當(dāng)前用電量持續(xù)增漲，新能源裝機(jī)占比逐年上升，傳統(tǒng)能源的深度調(diào)峰趨于頻繁。其中的四管運(yùn)行工況惡劣，使用的材料多為低合金鋼，低合金鋼在高溫下長期運(yùn)行微觀組織發(fā)生變化，從而累積導(dǎo)致幾何尺寸發(fā)生變化。彎管、彎頭作為汽水管道最主要的部件，大量用于上述管系中。制造過程中，彎頭或者彎管多為冷彎熱校，根據(jù)《電站彎管》(dl/t515-2018)要求，熱彎彎管的不圓度不應(yīng)大于7％，冷彎彎管不圓度不應(yīng)大于8％；對于設(shè)計(jì)壓力大于8mpa的管道，不圓度不應(yīng)大于5％，因此制造出來的彎管本身存在不圓的問題，但是在實(shí)際運(yùn)行中，隨著時(shí)間的推移，彎管的橢圓度會(huì)趨于“復(fù)圓”。此過程發(fā)生了蠕變變形，當(dāng)該變形達(dá)到一定的數(shù)值，彎管結(jié)構(gòu)就容易失穩(wěn)，容易發(fā)生設(shè)備損壞。因此在《火力發(fā)電廠金屬技術(shù)監(jiān)督規(guī)程》(dl/t438-2023)及《鍋爐安全技術(shù)檢察規(guī)程》《tsg?11-2020》均對彎頭的不圓度進(jìn)行了要求。

3、現(xiàn)有技術(shù)在測量彎管彎頭的不圓度時(shí)主要使用外壁檢測法，使用游標(biāo)卡尺，在彎管彎頭上來回測量，檢測人員感覺到最大值后，讀取數(shù)據(jù)，但是標(biāo)準(zhǔn)中所述的從內(nèi)部測量不圓度還沒有比較好的方法，要么割管破壞，要么就是從外壁推算，測量結(jié)果不準(zhǔn)確，不直觀。

4、針對上述不足，亟需研制一種新的測量方法，能夠從管子彎頭內(nèi)部測量其不圓度，避免位置誤差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的第一個(gè)目的在于提供發(fā)電廠用彎管彎頭的內(nèi)截面不圓度檢測裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)沒有專用檢測設(shè)備，難以測量彎管內(nèi)部不圓度的問題。

2、本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提供發(fā)電廠用彎管彎頭的內(nèi)截面不圓度測量方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中采用人工測量內(nèi)壁彎管彎頭不圓度，存在人為操作因素大，測量誤差大，數(shù)據(jù)不直觀的問題。

3、本發(fā)明所采用的第一種技術(shù)方案是：發(fā)電廠用彎管彎頭的內(nèi)截面不圓度檢測裝置，包括檢測單元，檢測單元包括環(huán)狀的檢測單元外殼，檢測單元外殼上設(shè)有均布的孔，檢測單元外殼中心設(shè)置有位移傳感器整列，位移傳感器整列通過連接線與控制器連接，位移傳感器整列包括設(shè)置在中心的照明燈，照明燈外圍設(shè)置有一圈傳感器可伸縮探針，傳感器可伸縮探針經(jīng)控制器控制，在檢測單元外殼上的孔中伸縮，以調(diào)整檢測單元外殼的位置和姿態(tài)并測量直徑數(shù)據(jù)。

4、本發(fā)明所采用的技術(shù)方案的特點(diǎn)還在于：

5、進(jìn)一步的，位移傳感器整列通過六角螺栓固定。

6、進(jìn)一步的，連接線由連接電纜、光纖及碳纖維絲組成，連接電纜用于供電，光纖末端設(shè)置有攝像頭，用于拍攝內(nèi)部環(huán)境，碳纖維絲提供拉力。

7、進(jìn)一步的，控制器的內(nèi)部預(yù)置有不圓度的運(yùn)算程序，控制器上設(shè)置有方向控制鍵和多功能按鈕，用于控制和調(diào)整位移傳感器整列的位置和姿態(tài)；

8、控制器配置有觸摸顯示屏，其功能如下：

9、1)觸摸屏上設(shè)置有位移傳感器陣列的開啟-關(guān)閉按鍵，以及顯示位移傳感器測量數(shù)據(jù)的窗口，點(diǎn)擊該窗口數(shù)據(jù)時(shí)即為保存該數(shù)據(jù)；

10、2)控制器的用電通過充電電池供應(yīng)；

11、3)觸摸屏上還設(shè)置有開始計(jì)算的按鍵及顯示最終結(jié)果的頁面，顯示通過計(jì)算程序得到的最終不圓度數(shù)值。

12、本發(fā)明所采用的第二種技術(shù)方案是：發(fā)電廠用彎管彎頭的內(nèi)截面不圓度測量方法，上述的不圓度檢測裝置，按照以下步驟實(shí)施：

13、步驟1、將檢測單元放入待檢彎頭內(nèi)，打開控制器，開機(jī)，照明燈自動(dòng)亮起，控制器調(diào)整檢測單元位置，并通過觸摸顯示屏觀察檢測單元是否到達(dá)預(yù)定位置；

14、步驟2、當(dāng)檢測單元到達(dá)預(yù)定位置后，通過方向控制鍵調(diào)整探頭姿態(tài)，保持與待檢彎頭截面平行，然后點(diǎn)擊多工能按鈕，調(diào)出開始檢測單元，同時(shí)標(biāo)定數(shù)據(jù)中心，即數(shù)據(jù)截面圓心，即截面的實(shí)際測出來的中心，控制器控制傳感器可伸縮探針依次伸縮，讀取整個(gè)截面的直徑數(shù)據(jù)；

15、步驟3、點(diǎn)擊多工能按鈕調(diào)出分析單元，以標(biāo)定數(shù)據(jù)中心為繪制位移傳感器數(shù)據(jù)截面圖，在圖中選中內(nèi)外弧數(shù)據(jù)中的最大值，此值為d1，選中性面數(shù)據(jù)中最大值，此值為d2；

16、步驟4、控制器利用預(yù)存的運(yùn)算程序，根據(jù)待測彎頭的公稱外徑di、以及檢測得到的兩個(gè)徑向的直徑數(shù)值d1、d2，計(jì)算得到該待檢彎頭不圓度的最終數(shù)值a；

17、步驟5、得到計(jì)算結(jié)果后，控制器將該不圓度a的數(shù)值顯示在觸摸屏上。

18、本發(fā)明所采用的第二種技術(shù)方案的特點(diǎn)還在于：

19、進(jìn)一步的，步驟1中通過多功能按鈕控制傳感器可伸縮探針伸出對稱180°的兩根探針，用于卡住檢測單元，然后調(diào)整另外一個(gè)方向直至與截面平行，檢測單元到達(dá)預(yù)定位置。

20、進(jìn)一步的，步驟2中依次激發(fā)垂直于首發(fā)探針的兩根對稱180°探針，然后順序激發(fā)其他探針，讀取整個(gè)截面的直徑數(shù)據(jù)。

21、進(jìn)一步的，步驟4中待測彎頭不圓度數(shù)值檢測具體如下：假設(shè)待測彎頭的公稱內(nèi)徑為di，輸入di，則不圓度a的計(jì)算式為：a＝(d2-d1)×100％/di。

22、本發(fā)明的有益效果是：

23、本發(fā)明的檢測裝置通過設(shè)置位移傳感器整列和傳感器可伸縮探針，可以直接讀取整個(gè)截面的直徑數(shù)據(jù)，再通過測量的數(shù)據(jù)計(jì)算待檢彎頭的不圓度，相比于人工測量內(nèi)壁彎管彎頭不圓度，測量誤差小，數(shù)據(jù)直觀并且更為準(zhǔn)確、可靠。

24、本發(fā)明的檢測裝置設(shè)置有照明燈和攝像頭，能夠輔助操作人員更準(zhǔn)確、直觀、快速的得到待檢彎頭的不圓度數(shù)據(jù)。

技術(shù)特征：

1.發(fā)電廠用彎管彎頭的內(nèi)截面不圓度檢測裝置，其特征在于，包括檢測單元，所述檢測單元包括環(huán)狀的檢測單元外殼(1)，所述檢測單元外殼(1)上設(shè)有均布的孔，所述檢測單元外殼(1)中心設(shè)置有位移傳感器整列(2)，位移傳感器整列(2)通過連接線(5)與控制器(8)連接，所述位移傳感器整列(2)包括設(shè)置在中心的照明燈(3)，照明燈(3)外圍設(shè)置有一圈傳感器可伸縮探針(4)，傳感器可伸縮探針(4)經(jīng)控制器(8)控制，在檢測單元外殼(1)上的孔中伸縮，以調(diào)整檢測單元外殼(1)的位置和姿態(tài)并測量直徑數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電廠用彎管彎頭的內(nèi)截面不圓度檢測裝置，其特征在于，所述位移傳感器整列(2)通過六角螺栓(10)固定。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電廠用彎管彎頭的內(nèi)截面不圓度檢測裝置，其特征在于，所述連接線(5)由連接電纜、光纖及碳纖維絲組成，連接電纜用于供電，光纖末端設(shè)置有攝像頭，用于拍攝內(nèi)部環(huán)境，碳纖維絲提供拉力。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電廠用彎管彎頭的內(nèi)截面不圓度檢測裝置，其特征在于，所述控制器(8)的內(nèi)部預(yù)置有不圓度的運(yùn)算程序，所述控制器(8)上設(shè)置有方向控制鍵(6)和多功能按鈕(7)，用于控制和調(diào)整位移傳感器整列(2)的位置和姿態(tài)；

5.發(fā)電廠用彎管彎頭的內(nèi)截面不圓度測量方法，利用權(quán)利要求1-4任一所述的不圓度檢測裝置，其特征在于，按照以下步驟實(shí)施：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)電廠用彎管彎頭的內(nèi)截面不圓度檢測裝置，其特征在于，所述步驟1中通過多功能按鈕(7)控制傳感器可伸縮探針(4)伸出對稱180°的兩根探針，用于卡住檢測單元，然后調(diào)整另外一個(gè)方向直至與截面平行，檢測單元到達(dá)預(yù)定位置。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)電廠用彎管彎頭的內(nèi)截面不圓度檢測裝置，其特征在于，所述步驟2中依次激發(fā)垂直于首發(fā)探針的兩根對稱180°探針，然后順序激發(fā)其他探針，讀取整個(gè)截面的直徑數(shù)據(jù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)電廠用彎管彎頭的內(nèi)截面不圓度檢測裝置，其特征在于，所述步驟4中待測彎頭(9)不圓度數(shù)值檢測具體如下：假設(shè)待測彎頭(9)的公稱內(nèi)徑為di，輸入di，則不圓度a的計(jì)算式為：a＝(d2-d1)×100％/di。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于專用設(shè)備檢測設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，提供了發(fā)電廠用彎管彎頭的內(nèi)截面不圓度檢測裝置，包括檢測單元，檢測單元包括環(huán)狀的檢測單元外殼，檢測單元外殼上設(shè)有均布的孔，檢測單元外殼中心設(shè)置有位移傳感器整列，位移傳感器整列通過連接線與控制器連接，位移傳感器整列包括設(shè)置在中心的照明燈，照明燈外圍設(shè)置有一圈傳感器可伸縮探針，傳感器可伸縮探針經(jīng)控制器控制，在檢測單元外殼上的孔中伸縮，以調(diào)整檢測單元外殼的位置和姿態(tài)并測量直徑數(shù)據(jù)。本發(fā)明還提供了發(fā)電廠用彎管彎頭的內(nèi)截面不圓度測量方法，本發(fā)明的不圓度檢測裝置及測量方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)沒有專用檢測設(shè)備，難以測量彎管內(nèi)部不圓度的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：李夢陽,何華,張建偉,李俊杰,吳偉強(qiáng),張超,王坤,譚永生,張駿,鄭準(zhǔn)備
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國大唐集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究總院有限公司西北電力試驗(yàn)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6