核电汽轮机叶片疲劳性超声检测
发布时间:2024-8-22  

中国是能源消费大国,在我国经济快速发展下,能源消费结构中化石燃料发电占70%左右。为了大力解决我国巨大能源的需求和环境治理。在确保安全的前提下,在我国东部沿海地区开始启动核电项目建设。众所周知,核电汽轮机是核电站最关键的设备之一,而汽轮机叶片是汽轮机中将气流动能转化为做功的重要部件,进而来增大排汽面积和提高机组效率。

叶片40.jpg

叶片结构及受力示意图

汽轮机叶片包括叶根和叶身。主要采用三种类型的材料:马氏体不锈钢、钛合金以及马氏体沉淀硬化不锈钢。在工作时,叶根叶片纵向主要承受叶片自重引起的离心力和轴向气流力,而叶根横向处除了受到轮槽的摩擦力作用外,还要承受蒸气气流冲击产生的力,在应力集中处容易出现裂纹,最后导致叶根疲劳断裂和脱落。像这种材料形成断裂和裂纹缺陷该如何检测呢?

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美国物理声学公司最新技术---PCIE总线结构超声板卡

采声参考美国物理声学技术原理研发出国产高精度水浸超声扫描成像系统,系统可以检测多种材料:爆炸焊工艺异种金属材料、碳纤维复合材料、陶瓷基板复合材料、金属靶材类材料等可实现夹杂、裂纹、气孔、未焊合、断裂等缺陷的自动扫描,而系统的运动控制模块、超声模块和数据模块均内置在一台主机内,一体化软件保证数据的统一性和操作的便捷。

水浸超声设备40.jpg

高精度水浸超声扫描成像系统

超声波成像原理:

原理图40.jpg

通过测量超声波在物体中的传播时间和距离,才可以检测并计算出被检材料的缺陷位置。超声波发射接收器产生特定频率为(5MHZ-70MHZ)的超声波,以去离子水为耦合介质向被检体传递。由于超声波的传递要求介质是连续的,所以在遇到像气泡、杂质,裂纹等不连续界面时会导致超声信号发生反射,当超声波信号通过被检体时,由于材料的不同,再有缺陷或裂纹界面或出现反射波,超声波换能器接收到反射的回波,发射接收器向数据采集卡输送,经过波形信号处理最终得到一张高分辨率超声波图像。

环形工件水浸超声扫描中40.jpg

C扫描结果40.jpg

钛合金及不锈钢裂纹和断裂——缺陷C扫描图像

成果小结:20#钢内能达到FBH0.2mm-24dB检测精度

具备曲面跟踪扫查功能:

定制点聚焦探头40.jpg

采声AB轴水浸定制点聚焦探头

由于汽轮机叶片曲面的复杂结构对运动机构的要求较高,采声自主研发的非接触式水浸聚焦探头结合缺陷试块进行标准要求的各项参数测试。利用 XY或AB 轴作为平面或曲面运动,结合 Z 轴步进运动,同时结合两个自由度的探头旋转摆动轴进行角度调整,实现曲面扫描,球面扫描,球面超声波扫描成像,3D扫描成像,异形跟踪扫描。超声扫描根据不同位置的反射波进行扫描成像。

扫描样板C扫描40.jpg

采声水浸超声系统优势:

·支持 A、B、C、3D 扫描,断层扫描,厚度测量等扫描模式。

·可用图像的方式显示被测件内部缺陷的位置、形状和大小,并进行缺陷的尺寸和面积统计,自动计算缺陷面积和不良率。

·适用于单个或多个工件同时扫描分析,定位精准、检测精度高、C 扫描成像直观。

·超声系统带宽范围广,采样率高,重复频率高。

·系统搭载的超声扫描检测软件为采声科技自主研发,中文操作界面便于操作,可根据客户需求对功能进行持续升级。


多种结果同一页面40.jpg

同时显示被检材料的A、B、C图像

采声自动化超声检测

北京采声科技有限公司是一家专业从事无损检测设备,工业自动化系统研发的高新技术企业,公司现有自动化超声系统有水浸超声,空耦超声,喷水超声等设备,近年来多次检测过航空航天大型板棒材、航材零部件、汽车轴套、新能源电池等诸多领域部件,应用领域常用于国防军事、航天航空、汽车制造等领域,以及高等院校、相关研究所等科研单位。覆盖了实验室型,工业重载型、机械臂结构及非标定制类型,满足无损检测行业各类标准自动化检测的需求并提供高效的产品和服务,持续为中国工业发展做出应用的贡献。

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