核電站主泵主軸超聲檢驗裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于核電站在役檢查期間的主泵主軸超聲檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及核電站主泵主軸超聲檢驗裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]主泵主軸不屬于核電站在役檢查規(guī)范要求的檢驗范圍，但是國外經(jīng)驗證明，主泵主軸曾經(jīng)出現(xiàn)過裂紋，對主泵的安全運行造成了極大的威脅。
[0003]國外，如法國EDF對運行核電站均要實施主泵主軸的超聲檢驗。在大修時拆除部分部件，不取出主泵主軸，將探頭放置在可接近的位置實施超聲檢驗，用底部的鍵槽進行靈敏度標定，探頭裝在核電站主泵主軸超聲檢驗裝置上實施半自動超聲檢驗，主要是為了發(fā)現(xiàn)底部鍵槽附近的裂紋。
[0004]在國內(nèi)，對主泵主軸的超聲檢驗，主要采用將主軸完全拆卸后，在主軸外表面進行手動掃查。而在主軸不完全拆除的情況下，還沒有超聲檢驗的技術(shù)和手段。
[0005]從國際上主泵主軸的檢驗技術(shù)來說，不完全拆卸主軸的情況下，高靈敏度、自動控制的超聲檢驗技術(shù)已成為了主泵主軸檢驗的發(fā)展方向。
[0006]國內(nèi)的主泵主軸在不完全拆卸狀態(tài)下實施超聲檢驗目前還不具備，但是大亞灣核電站已經(jīng)明確提出了在D115大修中需要進行此項檢驗的需求，如果了國內(nèi)沒有主泵主軸的超聲檢驗技術(shù)，將由法國檢測公司占領(lǐng)此項檢驗的市場。
[0007]主泵主軸超聲檢驗系統(tǒng)的研制成功能對大亞灣、秦山II期以及其它類似核電站100D型主泵主軸在不完全拆卸的狀態(tài)下實施超聲波檢測，為核電站主泵安全運行提供必要的保障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的要解決的技術(shù)問題是提供一種核電站主泵主軸超聲檢驗裝置及方法，可以直接用于核電站的現(xiàn)場主泵主軸的超聲檢驗。
[0009]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0010]—種核電站主泵主軸超聲檢驗裝置,包括三角支架、固定機架、周向編碼器、周向旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、探頭壓緊彈簧、探頭、上下滑動機構(gòu)；所述固定機架固定在三角支架下方，周向旋轉(zhuǎn)機構(gòu)安裝在固定機架上，所述周向旋轉(zhuǎn)機構(gòu)為圓盤結(jié)構(gòu)，周向編碼器安裝在周向旋轉(zhuǎn)機構(gòu)上，上下滑動機構(gòu)安裝在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的下部，上下滑動機構(gòu)包括絲桿和直桿、固定塊以及軸向編碼器，絲桿和直桿穿過固定塊安裝在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的下部，固定塊可以沿著絲桿和直桿上下滑動，探頭壓緊彈簧安裝在固定塊上，探頭安裝在探頭壓緊彈簧上。
[0011]所述三角支架在安裝調(diào)試時，配合固定機架完成核電站主泵主軸超聲檢驗裝置的定位安裝，用于調(diào)整固定機架，保證整個裝置的水平安裝。
[0012]所述固定機架的外形尺寸為Φ340χ37πιπι，在設(shè)備掃查的過程中提供周向旋轉(zhuǎn)機構(gòu)旋轉(zhuǎn)的軌道和平臺。
[0013]所述周向編碼器隨著周向旋轉(zhuǎn)機構(gòu)在主軸的側(cè)面周向旋轉(zhuǎn)，其作用是在周向旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)過程中，記錄和反饋周向位移數(shù)據(jù)，供檢查者分析數(shù)據(jù)并判定探頭的周向位置。
[0014]所述周向旋轉(zhuǎn)機構(gòu)在固定機架上運轉(zhuǎn)從而帶動探頭壓緊彈簧在主軸的側(cè)面上做周向旋轉(zhuǎn)運動，旋轉(zhuǎn)的同時由周向編碼器的編碼器記錄和反饋周向位移數(shù)據(jù)。
[0015]所述探頭壓緊彈簧上固定的探頭在以上各個機構(gòu)的帶動下，與主軸的側(cè)面接觸完成檢查設(shè)備對主軸側(cè)面的整個掃查過程。
[0016]所述探頭的技術(shù)參數(shù)為:橫波斜探頭型號為1MHz25X32S74°?78°，探頭外殼尺寸為58 X 35 X 40mm (長X寬X高)；接觸面弧面R=107mm。
[0017]一種核電站主泵主軸超聲檢驗方法，包括如下步驟:
[0018]步驟一:安裝核電站主泵主軸超聲檢驗裝置
[0019]a)安裝核電站主泵主軸超聲檢驗裝置前，在主軸密封面處安裝保護套；
[0020]b)除三角支架外，檢查前將整個核電站主泵主軸超聲檢驗裝置安裝調(diào)試為正常工作狀態(tài)；
[0021]c)根據(jù)主軸受檢面所在部分的直徑大小，對核電站主泵主軸超聲檢驗裝置三角支架進行微調(diào)，在主泵主軸模擬體上試驗以確認核電站主泵主軸超聲檢驗裝置各個零件部件連接的完整性和核電站主泵主軸超聲檢驗裝置檢查的有效性；
[0022]d)確認核電站主泵主軸超聲檢驗裝置能正常檢查后，由兩人配合將固定機架套在主軸上，然后將三角支架從主軸的側(cè)面套進主軸的端面，與套在主軸上的固定機架配合完成核電站主泵主軸超聲檢驗裝置的軸向定位，水平定位時可以抒動固定機架上的三根支腿做微調(diào)；
[0023]e)調(diào)節(jié)固定機架，將核電站主泵主軸超聲檢驗裝置固定在主軸側(cè)面；
[0024]f)整個檢查裝置安裝完畢后就可以對主軸側(cè)面進行掃查；
[0025]步驟二:通過探頭檢驗核電站主泵主軸:
[0026]a)連接Z-scan型自動超聲波探傷儀、探頭線、探頭、核電站主泵主軸超聲檢驗裝置；
[0027]b)利用主泵主軸下方葉輪鍵槽進行靈敏度、掃描速度調(diào)試；
[0028]c)運行核電站主泵主軸超聲檢驗裝置，上下滑動機構(gòu)帶動探頭在主泵主軸側(cè)面沿軸向O?160_范圍移動，并由自動超聲波探傷儀采集探頭傳輸?shù)某暡ㄐ盘?，同時由上下滑動機構(gòu)上的軸向編碼器反饋移動數(shù)據(jù)；
[0029]d)周向旋轉(zhuǎn)機構(gòu)帶動探頭壓緊彈簧上的探頭圍繞主泵主軸順時針1mm步進,步進后重復步驟C)，沿主泵主軸側(cè)面旋轉(zhuǎn)一周，同時由周向編碼器反饋步進數(shù)據(jù)；
[0030]e)對采集到的超聲波信號、軸向編碼器反饋移動數(shù)據(jù)、周向編碼器反饋步進數(shù)據(jù)進行現(xiàn)場或事后分析。
[0031]本發(fā)明所取得的有益效果為:
[0032]本發(fā)明填補了國內(nèi)此項技術(shù)空白，可以直接用于核電站的現(xiàn)場主泵主軸的超聲檢驗。本發(fā)明能有效地對核電站在役檢查期間主泵主軸在不完全拆卸的情況下進行超聲波檢驗。大亞灣核電站一號機組第十五次大修期間，該設(shè)備對一根主泵主軸進行了超聲波檢查，檢查結(jié)果達到了預期的效果。
[0033]I)采用Z-scan型自動超聲波探傷儀，將1C25X32S74。?78°型探頭安裝在核電站主泵主軸超聲檢驗裝置上進行半自動檢驗。超聲波探傷儀能顯示并儲存A、B、C、D掃描圖形，能夠清晰發(fā)現(xiàn)主泵主軸模擬體上1%、2%人工缺陷與鍵槽的回波，靈敏度高。
[0034]2)核電站主泵主軸超聲檢驗裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，運行平穩(wěn)，安裝、掃查、拆卸方便。周向和軸向編碼器可實現(xiàn)探頭的周向和軸向定位，定位精度高。核電站主泵主軸超聲檢驗裝置安裝固定在主泵主軸的側(cè)面，運行核電站主泵主軸超聲檢驗裝置，探頭壓緊彈簧帶動探頭圍繞主泵主軸側(cè)面順時針1mm步進，可沿周向移動360°轉(zhuǎn)動，軸向O?160mm范圍移動。
[0035]3)主泵主軸模擬體可用于核電站主泵主軸超聲檢驗裝置的安裝、掃查、調(diào)試試驗，整個檢驗系統(tǒng)檢出能力試驗。
[0036]4)MHz25X32S74°?78°型探頭能檢驗出主泵主軸模擬體上鍵槽和1%、2%人工缺陷回波，鍵槽和人工缺陷的軸向及周向位置定位準確，長度定量準確。
[0037]5)從大亞灣核電站一號機組第十五次大修期間對D1RCP001P0⑶95主泵主軸現(xiàn)場超聲波檢驗結(jié)果看出，該超聲檢驗系統(tǒng)各項性能指標均達到設(shè)計要求。
【附圖說明】
[0038]圖1為本發(fā)明所述核電站主泵主軸超聲檢驗裝置結(jié)構(gòu)圖；
[0039]圖中:1、三角支架；2、固定機架；3、周向編碼器；4、周向旋轉(zhuǎn)機構(gòu)；5、探頭壓緊彈簧；6、探頭；7、上下滑動機構(gòu)。
【具體實施方式】
[0040]以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步描述。
[0041]如圖1所示，本發(fā)明所述核電站主泵主軸超聲檢驗裝置包括三角支架1、固定機架2、周向編碼器3、周向旋轉(zhuǎn)機構(gòu)4、探頭壓緊彈簧5、探頭6、上下滑動機構(gòu)7 ；
[0042]所述固定機架2固定在三角支架I下方，周向旋轉(zhuǎn)機構(gòu)4安裝在固定機架2上，所述周向旋轉(zhuǎn)機構(gòu)4為圓盤結(jié)構(gòu)，周向編碼器3安裝在周向旋轉(zhuǎn)機構(gòu)4上，上下滑動機構(gòu)7安裝在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)4的下部，上下滑動機構(gòu)7包括絲桿和直桿、固定塊以及軸向編碼器，絲桿和直桿穿過固定塊安裝在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)4的下部，固定塊可以沿著絲桿和直桿上下滑動，探頭壓緊彈簧5安裝在固定塊上，探頭6安裝在探頭壓緊彈簧5上。
[0043]三角支架I在安裝調(diào)試時，配合固定機架2完成核電站主泵主軸超聲檢驗裝置的定位安裝，主要用于調(diào)整固定機架2，保證整個裝置的水平安裝。<