[实用新型]汽轮机叶片枞树型根部超声成像检测相控阵换能装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种超声成像检测相控阵换能装置，尤其涉及一种汽轮机叶片枞树型根部超声成像检测相控阵换能装置。

背景技术

目前, 汽轮机转子叶片作为重要的受监金属部件，除了承受巨大的交变应力和扭矩之外，还要承受高温高速汽体的冲击，叶片枞树型根部是叶片与轮缘相连接的部分，为了保证在任何运行条件下叶片都能牢靠地固定在叶轮上，叶片枞树型根部埋藏在叶轮内部。若叶片枞树型根部存在缺陷而不能及时发现，将会叶片在转动过程中出现飞脱现象，造成严重的生产事故。因此，对叶片枞树型根部进行预防性检查是消除设备隐患、确保机组安全运行的重要手段。

叶片枞树型根部在超超临界发电机组中大量应用，以某600MW发电机组汽轮机为例，其低压转子末二级动叶片均为枞树型叶根。叶片枞树型根部结构复杂，应力集中部位较多，缺陷多存在于第一齿弧根部位。目前的现有技术中，对叶片枞树型根部检测多采用常规超声检测，常规超声检测主要采用表面波或其它表面探伤方法对叶根两端表面进行检测，叶根内部几乎全部处于失检状态。并且，检测过程中存在干扰因素多的缺点，对检测人员要求很高，检测准确性不佳。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种汽轮机叶片枞树型根部超声成像检测相控阵换能装置，具有良好的声束可达性，能够对复杂几何形状的叶片枞树型根部进行全面准确、迅速直观地成像检查，解决现有检测法检测范围小、失检区域大的问题。

本实用新型采用下述技术方案：

一种汽轮机叶片枞树型根部超声成像检测相控阵换能装置，包括相控阵换能器和楔块，所述的相控阵换能器阵元数目为16-32个，阵元间距为0.5mm-1mm，阵元宽度为4mm-10mm，多个条形压电陶瓷晶片阵元平行排列且嵌于相控阵换能器基体内, 入射角范围为30°-70°；所述的楔块纵截面为五边形，五边形包括依次连接的顶边、斜边、右侧边、底边和左侧边，顶边和底边水平设置，左侧边和右侧边竖直设置，斜边与顶边和右侧边斜交；顶边、斜边、右侧边、底边和左侧边所在的面分别为顶面、斜面、右侧面、底面和左侧面，斜面上设置有相控阵换能器插槽，相控阵换能器插槽底面与楔块底面的夹角范围为31°至41°；楔块内沿声束方向设置有阻抗橡胶，阻抗橡胶以锯齿方式与楔块结合，楔块顶面和右侧面设置有螺纹孔，螺纹孔内设置有相控阵换能器顶紧螺栓。

所述的相控阵换能器阵元间隙为0.5mm，阵元数目为16个，阵元宽度为6mm。

所述的相控阵换能器插槽底面与楔块底面的夹角为36°。

所述的楔块采用有机玻璃或聚丙乙烯制成，内部声速为2337m/s。

所述的楔块底面长度为38.53mm，宽度为16mm。

本实用新型所述的汽轮机叶片枞树型根部超声成像检测相控阵换能装置具有良好的声束可达性，通过使用楔块改变超声发射声束，使该声束能进入叶片枞树型根部内部覆盖所有重点检测部位能，对复杂几何形状的工件进行全面成像检查，在不移动或少移动探头的情况下，优化控制焦点尺寸、焦区深度和声束方向，在检测速度、范围、分辨率、信噪比和灵敏度等方面均得到提高，并且成像直观，缺陷反射回波可迅速准确定位。

附图说明

图1为本实用新型所述相控阵换能器和楔块组合状态示意图；

图2为本实用新型所述楔块的结构示意图；

图3为直接使用相控阵换能器时声束覆盖模拟效果图；

图4为相控阵换能器配合楔块时声束覆盖模拟效果图。

具体实施方式