一种大型筒体与封头锻件超声波自动检查装置

摘要

本发明属于核电站核反应堆压力容器、蒸发器、稳压器大型锻件无损检测技术领域，具体涉及一种大型筒体与封头锻件超声波自动检查装置。该装置包括门式导轨、水平伸缩杆、垂直伸缩杆、回转台、试块存放架、锣形锻件、摆动式直线模组、安装基座；门式导轨安装在安装基座上，安装基座中间开有下沉圆槽，回转台放置其中，水平伸缩杆安装在门式导轨竖直方向并可沿其滑动，垂直伸缩杆安装在门式导轨水平方向并可沿其滑动，摆动式直线模组分别安装在水平伸缩杆、垂直伸缩杆头部，被测对象锣形锻件、安装在回转台上，试块存放架、安装在门式导轨的行程范围内的前端。本发明保证零件在加工阶段以及后续的运行服役检查数据的一致性，保证产品质量。

说明书

技术领域

本发明属于核电站核反应堆压力容器、蒸发器、稳压器大型锻件无损检 测技术领域，具体涉及一种大型筒体与封头锻件超声波自动检查装置。

背景技术

核电站的一回路系统包容了反应堆运行时的高温高压冷却介质（水），如 一回路系统设备出现泄漏，将引起计划外的临时停堆造成大的经济损失，同 时可能引起严重的核泄漏事故，因此一回路的设备和管道的质量要求很高， 在保证设备安全要求，制定了一系列相关检查规范，对关键设备在不同阶段 提出了检查要求。核电站一回路重要关键设备如：核反应堆压力容器、蒸汽 发生器、稳压器等主要部件是由筒节类锻件焊接组装而成的，筒节类锻件在 工厂加工阶段需要根据规范作相应的无损检测，如：超声、目视，渗透等。

核电站大型筒节类锻件主要类型为：筒形零件、饼形零件、锣形零件、 锥形筒体零件、球形封头零件，碟形封头零件。

例如核反应堆压力容器为例。核反应堆压力容器由压力壳顶盖和压力容 器筒体组成。顶盖通过主螺栓将顶盖与筒体连结起来。压力容器的筒体主要 由主法兰筒体段、直筒体段和下封头组成。主法兰筒体段、直筒体段为一个 筒形零件，下封头为球形封头零件。压力容器上连接的接管主要为锥形筒体 零件和筒形零件。

核电站大型筒节类锻件目前在工厂生产阶段，使用人工方式检查，由于 目前国内核电站的迅速发展，大型锻件剧增，根据核电相关检查规范，这些 零件在生产加工阶段需要检查，人工检查量繁重。由于人工检查的局限性无 数据留存，且检查质量也存在人为影响因素。

发明内容

本发明提供一种大型筒体与封头锻件超声波自动检查装置，自动化检查 可以提高检查效率，减少人为干扰因素，检查数据结果可溯源，保证零件在 加工阶段，以及后续的运行服役检查数据的一致性，保证产品质量。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为

一种大型筒体与封头锻件超声波自动检查装置，包括门式导轨、水平伸 缩杆、垂直伸缩杆、回转台、试块存放架、锣形锻件、摆动式直线模组、安 装基座；门式导轨安装在安装基座上，安装基座中间开有下沉圆槽，回转台 放置其中，水平伸缩杆安装在门式导轨竖直方向并可沿其滑动，垂直伸缩杆 安装在门式导轨水平方向并可沿其滑动，摆动式直线模组分别安装在水平伸 缩杆、垂直伸缩杆头部，被测对象锣形锻件、安装在回转台上，试块存放架、 安装在门式导轨的行程范围内的前端。

该装置的使用方法如下：

第一步：将受检工件吊装在回转台上，并进行对中；

第二步：将摆动式直线模组、安装在门式导轨的水平伸缩杆和垂直伸缩 杆上；

第三步：通过门式导轨，将摆动式直线模组运抵试块存放架，实现自动 标定；

第四步：标定结束后，再通过门式导轨将摆动式直线模组运至受检工件 表面预定位置，并紧密贴合受检工件的内壁或外壁，确定扫查的起始坐标；

第五步：摆动式直线模组就位后，启动回转台带动工件旋转，根据旋转 速率确定摆动式直线模组步进速率，对工件实施螺旋式扫查；

扫查开始后，门式导轨处于静止状态，为提高检测效率，可安装双摆动 式直线模组同时进行扫查。

第六步：检查完成或至标定时间，再利用门式导轨将摆动式直线模组运 至试块存放架实施结束标定，扫查结束。

所述受检工件包括锣形锻件。

本发明所取得的有益效果为：

摆动式直线模组独立驱动（摆动式直线模组采用直流伺服电机、专用驱 动器），门式导轨和回转台采用直流或交流伺服电机驱动,其结构为常规结构； 通过2、水平伸缩杆；3、垂直伸缩杆这两个伸缩杆的组合，以及摆动式直线 模组实现对工件分段扫查方式；超声扫查轨迹自动编制，扫查轨迹自动生成； 回转台使用大功率电机，高速驱动回转台实现高速自动扫查。

（1）摆动式直线模组独立驱动，采用直流伺服电机、专用驱动器，减少 交流伺服电机在工作过程中对超声信号造成的电磁干扰，减少噪声信号，尤 其在厚壁工件检测时，效果明显；

（2）摆动式直线模组对工件实施分段扫查方式，避免连续扫查整个工件 时，超声采集数据量过大而超过了超声系统对超声数据的容量极限；避免门 式导轨直接检测时造成对超声探头的晃动和抖动；避免球形工件检测时球面 与探头压紧力方向夹角过小而造成探头移动困难；降低门式导轨的精度要求；

（3）超声扫查轨迹自动编制，扫查轨迹自动生成，在软件控制界面上由 用户输入工件的基本结构参数（内径、外径、高度等）和超声扫查每段的步 进距离，由预先设计好的参数模型软件自动根据输入的参数值建立工件的三 维模型，生成相对应的扫查轨迹和各分段坐标。由软件程序自动控制实现， 无需人工干涉，整个探伤过程是一个连续的自动化过程；

（4）高速自动扫查，100吨以下的工件，扫查角速度可达到0.1-3rpm； 100-250吨的工件，扫查角速度可达到0.1-1.5rpm；本方案设计的超声检测 系统可满足500mm/s的线速度扫查要求。实际检测时，对于100-250吨、直 径4米的工件，扫查线速度可达到315mm/s（1.5rpm）。

附图说明

图1为本发明所述大型筒体与封头锻件超声波自动检查装置结构图A；

图2为本发明所述大型筒体与封头锻件超声波自动检查装置结构图B；

图中：1、门式导轨；2、水平伸缩杆；3、垂直伸缩杆；4、回转台；5、 试块存放架；6、锣形锻件；7、摆动式直线模组；8、安装基座。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明做进一步描述。

如图1所示，本发明所述大型筒体与封头锻件超声波自动检查装置包括 门式导轨1、水平伸缩杆2、垂直伸缩杆3、回转台4、试块存放架5、锣形 锻件6、摆动式直线模组7、安装基座8；门式导轨1安装在安装基座8上， 安装基座8中间开有下沉圆槽，回转台4放置其中，水平伸缩杆2安装在门 式导轨1竖直方向并可沿其滑动，垂直伸缩杆3安装在门式导轨1水平方向 并可沿其滑动，摆动式直线模组7分别安装在水平伸缩杆2、垂直伸缩杆3 头部，被测对象锣形锻件6、安装在回转台4上，试块存放架5、安装在门式 导轨1的行程范围内的前端。

该装置的使用方法如下:

第一步：将受检工件吊装在回转台4上，并进行对中；

受检工件包括锣形锻件6；

第二步：将摆动式直线模组7、安装在门式导轨1的水平伸缩杆2和垂 直伸缩杆3上；

第三步：通过门式导轨1，将摆动式直线模组7运抵试块存放架5，实现 自动标定；

第四步：标定结束后，再通过门式导轨1将摆动式直线模组7运至受检 工件表面预定位置，并紧密贴合受检工件的内壁或外壁，确定扫查的起始坐 标；

第五步：摆动式直线模组7就位后，启动回转台4带动工件旋转，根据 旋转速率确定摆动式直线模组7步进速率，对工件实施螺旋式扫查；

扫查开始后，门式导轨1处于静止状态，为提高检测效率，可安装双摆 动式直线模组7同时进行扫查。

第六步：检查完成或至标定时间，再利用门式导轨1将摆动式直线模组7 运至试块存放架5实施结束标定，扫查结束。