CN104019777A - 汽轮机叶片表面开口裂纹深度的超声测量方法 - Google Patents
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Abstract
一种汽轮机叶片表面开口裂纹深度的超声测量方法，首先采用一收一发表面波双探头以一定的间距放置在汽轮机叶片表面，若汽轮机叶片表面没有裂纹，表面波从发射探头经过与空气接触的叶片界面的一定距离后被接收探头接收，在仪器示波器上显示的波程是一个定值；当叶片表面上有一开口裂纹存在时，表面波的波程距离就要延长，其延长的程度随裂纹深度而变，根据示波器上显示的波程距离延长程度可以测量出表面开口裂纹深度，本发明采用超声表面波双探头测量汽轮机叶片表面开口裂纹深度，不受裂纹分布影响，无需复杂的专门测量设备，易于掌握，操作简便，测量结果较其它方法准确、可靠。
Description
技术领域
本发明涉及汽轮机叶片表面开口裂纹深度的测量方法，具体涉及一种汽轮机叶片表面开口裂纹深度的超声测量方法。
背景技术
裂纹是部件危害最大的缺陷之一。电力工业中的的某些重大高速转动部件如汽轮机叶片在高温高压运行环境下承受扭矩和冲击载荷的作用，时常会产生表面裂纹，而这些表面的裂纹比它内部的缺陷更具有危害性。因此，需要精确测定它们的深度，以确定该部件能否继续安全使用或如何修补。
目前测量表面裂纹的深度方法较多，如测量因裂纹引起电位变化的电位法，测量因裂纹形成的散漏磁场变化的漏磁场法，测量因裂纹引起振荡频率变化的涡流感应法。
虽然这些方法在某些情况下探测裂纹深度都有所奏效，但由于裂纹分布复杂和需要特殊专门测量设备的缘故，在现场难于推广使用。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种汽轮机叶片表面开口裂纹深度的超声测量方法，利用表面波传播时间的变化来确定裂纹深度，不受裂纹分布影响，无需复杂的专门测量设备，易于掌握，操作简便，测量结果较其它方法准确、可靠。
本发明的测量原理为：取用两个表面波探头以一定的间距放置在汽轮机叶片表面，一个作发射探头，另一个作接收探头，若汽轮机叶片表面没有裂纹，表面波从发射探头经过与空气接触的叶片界面的一定距离后被接收探头接收，在仪器示波器上显示的波程是一个定值；当叶片表面上有一开口裂纹存在时，表面波的波程距离就要延长，其延长的程度随裂纹深度而变，裂纹越深，波程距离增加就越多，反之就愈少。
本发明采用如下技术方案：
一种汽轮机叶片表面开口裂纹深度的超声测量方法，首先将两个表面波探头以一定的间距放置在无裂纹汽轮机叶片表面，其中一个表面波探头作为发射探头Ⅰ，另一表面波探头作为接收探头Ⅱ，超声波从发生到接收所经过的距离为L1+L2，在示波器上显示的反射波为R，即反射波R与始脉冲T之间的距离为在汽轮机叶片表面无裂纹时超声波从发射探头Ⅰ经叶片至接收探头Ⅱ时所经过的纯表面距离L1+L2；然后固定住发射探头Ⅰ与接收探头Ⅱ之间的距离L1+L2，并将固定好的发射探头Ⅰ与接收探头Ⅱ沿着汽轮机叶片表面开口裂纹的垂直方向跨放于裂纹两侧，这时在示波器上显示的反射波为R＇，反射波R＇所经过的距离为L1+L2+2L3；从波形分析图能够看出，存在裂纹时的反射波R＇对应的距离L1+L2+2L3减去无裂纹时反射波R对应的距离L1+L2，即为裂纹深度L3的2倍值，这样能够准确测量出裂纹深度L3。
附图说明
图1为本发明利用表面波双探头测量汽轮机叶片表面开口裂纹深度的装置示意图。
图2为本发明利用表面波双探头测量汽轮机叶片表面开口裂纹深度的波形分析图。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步的详细描述。
如图1所示，本发明一种汽轮机叶片表面开口裂纹深度的超声测量方法采用的测量装置，该测量装置包括两个表面波探头，一个是发射探头Ⅰ，另一个是接收探头Ⅱ，它们之间的距离为一固定值，这两个表面波探头分别置于汽轮机叶片Ⅳ的表面开口裂纹Ⅲ的两侧。
如图2所示，本发明一种汽轮机叶片表面开口裂纹深度的超声测量方法采用的波形分析图，T为始脉冲，R为叶片表面无裂纹时波从发射探头Ⅰ到接收探头Ⅱ在示波器上显示的反射波，R＇为叶片表面存在裂纹时波从发射探头Ⅰ到接收探头Ⅱ在示波器上显示的反射波。
本发明采用如图1所示的测量装置和图2所示的波形分析对汽轮机叶片表面开口裂纹深度进行超声测量的具体方法为：首先，取用两个表面波探头以一定的间距放置在汽轮机叶片表面，一个作发射探头Ⅰ，另一个作接收探头Ⅱ，当叶片表面无裂纹时，超声波从发生到接收所经过的距离为L1+L2，在示波器上显示的反射波为R，反射波R与始脉冲T之间的距离为在叶片表面没有裂纹时超声波从探头Ⅰ经叶片至探头Ⅱ时所经过的纯表面距离L1+L2。然后固定住发射探头Ⅰ与接收探头Ⅱ之间的距离L1+L2，并将固定好的发射探头Ⅰ与接收探头Ⅱ沿着汽轮机叶片表面开口裂纹的垂直方向跨放于裂纹两侧，汽轮机叶片表面开口裂纹宽度很小，可以忽略不计，这时在示波器上显示的反射波为R＇，反射波R＇所经过的距离为L1+L2+2L3。从波形分析图可以看出，存在裂纹时的反射波R＇对应的距离L1+L2+2L3减去无裂纹时反射波R对应的距离L1+L2即为裂纹深度L3的2倍值，这样可以准确测量出裂纹深度L3。
Claims (1)
1.一种汽轮机叶片表面开口裂纹深度的超声测量方法，其特征在于：首先将两个表面波探头以一定的间距放置在无裂纹汽轮机叶片表面，其中一个表面波探头作为发射探头Ⅰ，另一表面波探头作为接收探头Ⅱ，超声波从发生到接收所经过的距离为L1+L2，在示波器上显示的反射波为R，即反射波R与始脉冲T之间的距离为在汽轮机叶片表面无裂纹时超声波从发射探头Ⅰ经叶片至接收探头Ⅱ时所经过的纯表面距离L1+L2；然后固定住发射探头Ⅰ与接收探头Ⅱ之间的距离L1+L2，并将固定好的发射探头Ⅰ与接收探头Ⅱ沿着汽轮机叶片表面开口裂纹的垂直方向跨放于裂纹两侧，这时在示波器上显示的反射波为R＇，反射波R＇所经过的距离为L1+L2+2L3；从波形分析图能够看出，存在裂纹时的反射波R＇对应的距离L1+L2+2L3减去无裂纹时反射波R对应的距离L1+L2，即为裂纹深度L3的2倍值，这样能够准确测量出裂纹深度L3。
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