用于汽轮发电机护环的遥控涡流及超声检测装置制造方法及图纸

一种用于检测大型圆柱体比如发电机护环的计算机控制扫描器系统。此系统以小间隙的扫描器为特色，扫描器可以同时输送执行护环检查所需的涡底和超声实验探头。扫描器由一个计算机为主体的单元控制，并有定位编码，以精确指明探头在护环上的位置。扫描器可沿护环的整个圆周旋转，可以沿其轴向长度方向直线移动，从而在一次经过中就执行了检查。特殊的数据采集和显示功能可以自动收集数据和扫描显示从探头得来的信息。护环可以在转子处于发电机定子膛内进行检查，这就既省时又省力，或者也可在转子抽出时检查。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种大型圆柱体的检测系统，特别是用于汽轮发电机护环的涡流及超声综合检测系统及方法。安装在发电机大轴端部、用来保护和固定转子绕组的发电机转子护环，需要周期性检测以确认护环是否出现裂纹。一般说来，这就要求发电厂从发电机定子中抽出转子，以便增加接触护环的通道空间。很多情况下会发现护环状态是可以接受的，能够继续运行，转子重新装入定子而不必将护环取下。在另外情况下，与转子绕组接触的护环表面上出现了裂纹，这些裂纹通常是从护环内径的某些部位上开始的。为了避免由于裂纹扩散引起护环损坏，很多发电厂实行周期性检测。由于抽取护环并不总是行得通，典型方法是进行超声检验，将高频超声信号从护环外径圆周向其内径圆周处径向导入。通过监测超声波行进时间，加上对护环尺寸特点的了解，就可以发现已经产生的微小裂纹。然而，这些先前就有的方法通常要求将转子从发电机中抽出，以便实行这些检测。这就涉及既费时又需要仔细的工序以避免在抽取过程中对转子或定子的任何损坏。因此，希望有一种系统，可以进行这些检测而又不必抽出转子。本专利技术的一个基本目标，就是提供一种大型圆柱体的检测系统，它不需要将这个圆柱体从其正常位置中抽出。本专利技术的另一个目标，是从远处将涡流和超声测试探头同时引向护环，对发电机护环进行检测。通过本专利技术，获得了上述的，以及其他的目标。根据本专利技术制成的，简言之，是一种用来检测具有外径面和内径面的发电机转子护环的系统，这一检测系统的特征为用来同时查出在外径面、内径面和圆柱体本身上裂纹的探头机构;用来将上述探头机构输送到圆柱的扫描机构，这个扫描机构既可以沿着圆柱体的圆周定位，又可以沿着圆柱体的长度定位;用来决定上述扫描机构在圆柱体上位置的位置指示机构;以及从远方控制这一检测系统运行的机构。通过阅读下面的详细描述并联系仅以实例表示的示意图，可以使本专利技术的各类其他目标、特点和优越性变得更加明显，其中附图说明图1是本专利技术的护环检测系统总体示意图;图2是本专利技术的护环扫描器装配的等比例图;图3是图2中所示的内滑架装配的详细示图;图4是图2所示的涡流/超声波传感器固定装置装配的详细示意图;图5是本专利技术的超声传感器组件装配的详细示图;图6表示本专利技术的涡流组件装配的详细示图;图7是本专利技术的运动控制机理方框图;以及，图8是本专利技术的检测系统传感器的数据采集和控制示意图。现在详细参照这些示意图。本专利技术的护环检测系统10在图1和图2中表示。检测系统10由超声检测单元13和涡流检测单元16组成，它们通过计算机控制站19而被操纵。这些器件在远处操纵护环扫描器组件22，后者可以控制地与发电机转子对上的护环25相接。转子既可以装在发电机里，也可以从发电机中抽出(未示出)。护环扫描器由第一滑架或者叫周向滑架31以及第2滑架或者叫直线滑架34组成。周向滑架31通过链轮和链条拖动装置37而沿着转子28旋转。直线滑架通过两个“U”型导槽侧轨40安装在周向滑架上，并相对于周向滑架可以直线方向移动。这些滑架的拖动系统将在本文下面详细讨论。护环扫描器22通过周向拖动系统37的作用而可沿护环25的整个圆周移动。周向拖动链条43可沿转子28的护环区25定位。链条43通过拱形托架46上的凹槽穿过扫描器。这就允许直线滑架34从护环的这头到那头无阻挡地移动，只要将扫描器安装一次，就可以对整个护环进行检查。拖动链轮49与链条43啮合，并被周向拖动马达52拖动。一个周向位置反馈传感器55向控制站19提供信息，这也将在后文中更详尽的描述。当扫描器22被装在护环25上面并使链条位于沿着转子轴向的合适位置时，要使用一个手动的带状调整垫工具(未示出)。轴向对中是由尼龙导轮前轮58和后轮61提供的。这些导轮把扫描器维持在相当于护环上“O”点的固定轴向位置上，这一点通常称做护环的鼻部。由于径向装配间隙很小，前导轮58装在摆动臂64上。在扫描器被固定在合适的轴向位置以后，这摆动臂向下锁定在护环鼻部。随后，后导轮61被定位并固紧这个扫描器与美国专利4，970，890号，名为“发电机检测系统”中所描述的那种相类似，那个专利正是授与本专利技术目前的申请人的，因此，在这里插进来参考。在图3中较为详细表示的直线滑架34，骑在8个预载滚珠轴承67上，后者在周向滑架31的左右两个“U”形导槽侧轨40上滚动。悬臂弹簧70用螺栓联结直线滑架34，弹簧预先加载紧压轴承，以便消除径向跳动。预先加载可使扫描在滑架移动的各种速度下非常稳定、没有振动、直线滑架34借助于直流拖动马达73，链轮76和缆式预应力拖动链条79沿护环中心线被前后拖动。链条压板82将滑架34联到链条79上。还提供有一个线性反馈传感器85。图4表示用来安装直线滑架34上的涡流和超声传感器的探头固定器装配88。超声(UT)传感器91和涡流传感器(E/C)预定为轻轻地弹性压紧护环25，这使传感器能滑过任何护环的不规则处，例如油漆泡和环体轮廓过渡处等。由于处于工作位置的转子做无损探伤(NCE)空间有限，传感器托架万向和弹性装配是以专门方法完成的。对于某些护环设计，从气隙隔板环(未示出)到护环鼻端外径测出的径向间隙只有3.81厘米(1.5英寸)。由于能用的空间有限，万向机构必须做到径向高度尽可能低，这就要求这一机构向圆周方向及轴线方向扩展。本专利技术用来实行涡流和超声半自动扫描的器件的一个重要特点，正是与传感器万向节和弹性探头夹的自校正特性有关。图5表示一个典型的UT楔形块47。此楔用手工定位并通过拧紧UT夹106上的指形螺母103而被压进内托架压板100。内托架压板100是活动的，可以轻微地沿相对于UT压板托架109的板轴轴线旋转。同样，UT压板托架紧靠在x-y方向带柔性的销钉112上，这个销钉是与传感器“U”型托架115的唯一接触点点。这两个相互垂直的万向结点使得液压耦合介质去校正超声传感器楔形块97，保持与护环25上的接触线相切。这个传感器“U”型托架115是直线滑架34的可移动探头固定器88的一部分。应该注意的是，这里的UT压板托架109可以很容易地从设备中取下，只要抬起传感器“U”型托架115，以便从直线滑架上取下探头固定器88就行了。x-y方向上的柔性销112就固定到UT压板托架109上。这一特点，就能迅速更换超声部件，这对护环全面的NDE(无损探伤)所需要的很多不同的扫描是必要的。同样，超声传感器楔子，倾向于由有机玻璃制做，应该总保持与护环表面的直接接触，以便提供对护环的最佳超声耦合。最佳耦合的实现，靠的是超声传感器楔形部件97的设计。支撑用万向节设计对于维持传感器楔子与护环接触线相切同样是重要的。倾向于将不吸湿的超声耦合媒介，例如焦梧酚(pyrogel)，直接泵入楔形块97的每一个带螺纹的孔洞118中，这些孔洞与两个0.15厘米(0.06英吋)宽的扩散凹槽121相联。倾向于采用不吸湿的介质是因为护环中可能存在的应力腐蚀裂纹由潮湿的存在而发展。介质从这些凹槽121的各个方向受力，包括从超声传感器91的下部。实验已经表明，这种结构的UT楔形块产生非常好的声耦合而不论它在护环表面的运动方向如何。涡流探头固定器部件124借助于图6所示的4个栓进传感器“U”型托架115的传输杆127和4个压簧130也有弹形地靠紧护环25。涡流部件124的接触表面被机加工过，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用来检测发电机转子护环的系统，此护环有一个外径面和一个内径面，这个检测系统的特征为：用来同时检查在外径面、内径面和圆柱形物体本体中裂纹的探头机构；用来将上述探头机构配置到圆柱体的扫描机构，其中所说的扫描机构可以沿着圆柱体的周向及其长度方向的轴向定位；用来决定上述扫描器机构在圆柱体上位置的位置监测机构；以及从远处控制这一检测系统运行的机构。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：乔治F戴利，马克W费希尔，詹姆斯W奥尔福德，迈克尔J米塔拉，查尔斯C穆尔，詹姆斯A鲍尔，小约翰E诺尔，加里S尤齐尔，
申请(专利权)人：西屋电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]