CN104849346A - 控制棒驱动机构组件ω焊缝涡流自动检查装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种控制棒驱动机构组件Ω焊缝涡流自动检查装置，它包括主支撑结构、旋转结构、涡流探头架、缺陷标识模块、视频模块、定位模块、伺服电机控制部、电气控制部。采用可全面覆盖和紧密贴合Ω焊缝表面的涡流探头和***头对焊缝进行全面检查。探头架能够多自由度末端补偿，能够有效的使全覆盖异形探头很好的贴合焊缝表面，并对由于旋转结构和Ω环焊缝中心不重合等造成的定位误差进行补偿。探头架和摄像头架安装在由伺服电机***驱动的旋转机构上，通过对伺服电机的控制来实现对探头位置进行精确的定位和快速的涡流和视频检查、分析和评价。
Description
技术领域
本发明涉及核电无损检测领域，特别涉及一种控制棒驱动机构组件Ω焊缝涡流自动检查装置。
背景技术
控制棒驱动机构是一种步进式的提升机构，用来使控制棒组件在堆芯内提起、***或保持在适当位置，对其动作要求为：在正常运行工况下要求棒的移动速度缓慢；在快速停堆或事故工况时要求在得到事故停堆信号后即能自动脱开控制棒组件，使后者靠自重快速***堆芯，以保证堆芯运行安全。CRDM密封焊缝分别位于上部、中部和下部，从设计结构上看，这三条焊缝均属于非结构性承压焊缝，只起密封作用，一回路的载荷由由螺纹连接承担。
上中部Ω焊缝属于异形不锈钢薄壁管结构，上部焊缝外圆半径5.7mm，壁厚2.3mm，中部焊缝外圆半径5.3mm，壁厚2.3mm，相邻组件之间相距305mm左右，间隙188mm。由于该处焊缝结构的特殊性，尺寸小、壁厚薄、半圆形，可按照薄壁管进行涡流检查；相邻CRDM组件间隙窄，人员无法到达，无法进行常规的目视和涡流检查；Ω焊缝为半圆异形结构，在单个方向上无法对整个焊缝区域进行全面视频检查，容易造成缺陷的漏检、误检；该处焊缝尺寸小，检查区域为窄环形区域，检查装置在半径方向上的定位误差严重影响检查结果的准确性和可靠性。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够对上中部Ω焊缝进行全面检查的控制棒驱动机构组件Ω焊缝涡流自动检查装置。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种控制棒驱动机构组件Ω焊缝涡流自动检查装置，它包括大体呈柱状的主支撑结构；转动连接于所述主支撑结构下端的旋转结构；安装于旋转结构下端的涡流探头架、缺陷标识模块、视频模块和定位模块；用于控制所述旋转结构转动的伺服电机控制部；用于控制探头架、缺陷标识模块、视频模块和定位模块动作的电气控制部。
优化的，所述涡流探头架包括与旋转结构相连接且由第一纵板和第一横板组成的第一L型连板、固定穿设于所述横板上的第一导向筒、固定于所述第一导向筒上端第一限位板、两根相平行设置且穿设于所述第一限位板和所述第一导向筒上的第一导向杆、固定于所述第一横板下方的第一双针型气缸、固定于所述第一双针型气缸的活塞杆和所述第一导向杆的下端的第一安装座，所述第一安装座水平设置且其两端分别具有向下延伸的第一翼板，所述涡流探头架还包括穿设于所述第一翼板上的第一横向滑竿、套设于所述第一横向滑竿上的第一底座、套设于所述第一横向滑竿上且固定于其中一个第一翼板和第一底座之间的补偿弹簧，涡流探头安装于所述第一底座上。
优化的，所述缺陷标识模块包括与旋转结构相连接且由第二纵板和第二横板组成的第二L型连板、固定穿设于所述横板上的第二导向筒、固定于所述第二导向筒上端第二限位板、两根相平行设置且穿设于所述第二限位板和所述第二导向筒上的第二导向杆、固定于所述第二横板下方的第二双针型气缸、固定于所述第二双针型气缸的活塞杆和所述第二导向杆的下端的第二安装座，所述第二安装座水平设置且其两端分别具有向下延伸的第二翼板，所述缺陷标识模块还包括穿设于所述第二翼板上的第二横向滑竿、套设于所述第二横向滑竿上的第二底座、固定于所述第二底座上的夹持块、穿设于加持块上并被加持块夹紧的标识笔。
优化的，所述视频模块包括与所述旋转结构相连接的延伸板、与所述延伸板相倾斜设置且开设有调节滑槽的调节板、可调节地安装于滑槽内的微型视频摄像头，每个调节板上安装有两个微型视频摄像头。
优化的，所示定位模块包括上端与旋转结构相连接的定位连接板、安装于所述定位连接板下端且轴向与所述主支撑结构的轴向相垂直的定位轮。
本发明的有益效果在于：采用可全面覆盖且紧密贴合Ω焊缝表面的涡流探头和两个***头对Ω焊缝进行全覆盖检查。其探头架能够多自由度末端补偿，能够有效的使全覆盖异形探头很好的贴合焊缝表面，并对由于旋转结构和Ω环焊缝中心不重合等造成的定位误差进行补偿。探头架和摄像头架安装在由伺服电机***驱动的旋转机构上，通过对伺服电机的控制来实现对探头位置进行精确的定位和快速的涡流和视频检查、分析和评价。
附图说明
图1为一种核电站控制棒驱动机构Ω焊缝涡流检查装置安装示意图；
图2为检查装置结构示意图；
图3为探头架结构示意图；
图4为缺陷标识架结构示意图；
图5为摄像头架结构示意图；
图中：1、电气控制部；2、主支撑结构；3、伺服电机控制部；4、旋转结构；5、涡流探头架；6、缺陷标识模块；7、视频模块；8、定位模块；9、第一L型连板；10、第一限位板；12、第一导向筒；13、第一导向杆；14、第一双针型气缸；15、补偿弹簧；16、第一安装座；18、第一底座；19、涡流探头；20、第二L型连板；21、第二横向滑竿；22、第二底座；23、夹持块；24、标识笔；25、摄像头架；26、微型视频摄像头；27、第二导向筒；28、第二限位板；29、第二导向杆；30、被检Ω焊缝所在CRDM组件；31、第二安装座；32、用于周向定位的相邻CRDM组件；33、第二双针型气缸；34、调节板；35、夹持座。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本发明作以下详细描述：
如图1、2所示，控制棒驱动机构组件Ω焊缝涡流自动检查装置包括大体呈柱状的主支撑结构2；转动连接于所述主支撑结构2下端的旋转结构4；安装于旋转结构4下端的涡流探头架5、缺陷标识模块6、视频模块7和定位模块8；用于控制所述旋转结构4转动的伺服电机控制部3；用于控制探头架5、缺陷标识模块6、视频模块7和定位模块8动作的电气控制部1。
所述涡流探头架5包括与旋转结构4相连接且由第一纵板和第一横板组成的第一L型连板9、固定穿设于所述横板上的第一导向筒12、固定于所述第一导向筒12上端第一限位板10、两根相平行设置且穿设于所述第一限位板10和所述第一导向筒12上的第一导向杆13、固定于所述第一横板下方的第一双针型气缸14、固定于所述第一双针型气缸14的活塞杆和所述第一导向杆13的下端的第一安装座16，所述第一安装座16水平设置且其两端分别具有向下延伸的第一翼板，所述涡流探头架5还包括穿设于所述第一翼板上的第一横向滑竿、套设于所述第一横向滑竿上的第一底座18、套设于所述第一横向滑竿上且固定于其中一个第一翼板和第一底座18之间的补偿弹簧15，涡流探头19安装于所述第一底座18上。
所述缺陷标识模块6包括与旋转结构4相连接且由第二纵板和第二横板组成的第二L型连板20、固定穿设于所述横板上的第二导向筒27、固定于所述第二导向筒27上端第二限位板28、两根相平行设置且穿设于所述第二限位板28和第二导向筒27上的第二导向杆29、固定于所述第二横板下方的第二双针型气缸33、固定于所述第二双针型气缸33的活塞杆和所述第二导向杆29的下端的第二安装座31，所述第二安装座31水平设置且其两端分别具有向下延伸的第二翼板，所述缺陷标识模块6还包括穿设于所述第二翼板上的第二横向滑竿21、套设于所述第二横向滑竿21上的第二底座22、固定于所述第二底座22上的夹持块23、穿设于加持块23上并被加持块23夹紧的标识笔24。
所述视频模块7包括与所述旋转结构4相连接的延伸板25、与所述延伸板25相倾斜设置且开设有调节滑槽的调节板34、可调节地安装于滑槽内的夹持座35、安装在夹持座35上的微型视频摄像头26，每个调节板34上安装有两个微型视频摄像头26，在滑槽内转动夹持座35可调节微型视频摄像头26的角度，移动夹持座35可调节微型视频摄像头26的位置。
所示定位模块8包括上端与旋转结构4相连接的定位连接板、安装于所述定位连接板下端且轴向与所述主支撑结构2的轴向相垂直的定位轮。
综上：本发明具有以下优点：
1、本发明采用一种可全面覆盖Ω焊缝表面的紧贴合涡流探头和两个***头对Ω焊缝进行全覆盖检查。其探头架能够多自由度末端补偿，能够有效的使全覆盖异形探头很好的贴合焊缝表面，并对由于旋转结构和Ω环焊缝中心不重合等造成的定位误差进行补偿。探头架和摄像头架安装在由伺服电机***驱动的旋转机构上，通过对伺服电机的控制来实现对探头位置进行精确的定位和快速的涡流和视频检查、分析和评价。
2、检查装置呈筒状结构，涡流探头架5、缺陷标识模块6、视频模块7包覆在筒状外壳中，可实现远程吊装，减少控制棒机构对安装人员的人体照射。检查前该装置从CRDM组件的上部吊入，并使其中一根被检CRDM从装置的中空孔中穿过，通过位于检查装置下部的三个对中定位轮对CRDM圆柱段的抱紧，位于装置外部的可伸缩气缸对相邻CRDM的夹紧，CRDM管座台阶面对旋转导轨轮的支撑，来实现装置在径向、周向和轴向的定位和安装。定位模块还包含一个电子水平仪，可对整个安装过程和定位状态实时数字化监视。
3、本检查装置采用集成电气控制部，可对对中定位气缸、周向定位气缸、探头架推进气缸等进行气压调节、监控。该气控***采用手动气动控制箱，方便在无电状态下实现装置的安装和拆除。
4、本检查装置的探头架是一种包含多个自由度的带有末端自适应能力，可实现微幅调节的探头架***。其采用双针形气缸推动和压紧，防止单个气缸推力方向偏移或者探头末端受力不均，造成探头不能很好贴合焊缝表面或者探头压不紧等原因引起的信号噪声增加或信号不准确；在安装定位过程中的误差，可能会造成被检焊缝中心与检查装置的旋转中心不重合，会引起探头在径向上的内外偏移，探头架安装有末端补偿弹簧，可在探头位置补偿定位误差引起的微量偏移，减少在检查过程中探头与焊缝表面的摩擦阻力。
5、本检查装置使用两个可调节***头在Ω焊缝的上下或者内外两侧进行视频检查，实现对焊缝表面全方位的观察，防止单摄像头由于观察位置不佳造成的缺陷的误判和漏判。并装有照明***，可在光线不足的环境下进行检查。
6、本装置设置缺陷标识模块，使用针形气缸推动，对焊缝进行涡流和视频检查过程中发现的缺陷，可实现自动定位，并作出线型标识，方便进行后续评价和维修。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种控制棒驱动机构组件Ω焊缝涡流自动检查装置，其特征在于：它包括大体呈柱状的主支撑结构（2）；转动连接于所述主支撑结构（2）下端的旋转结构（4）；安装于旋转结构（4）下端的涡流探头架（5）、缺陷标识模块（6）、视频模块（7）和定位模块（8）；用于控制所述旋转结构（4）转动的伺服电机控制部（3）；用于控制探头架（5）、缺陷标识模块（6）、视频模块（7）和定位模块（8）动作的电气控制部（1）。
2.根据权利要求1所述的控制棒驱动机构组件Ω焊缝涡流自动检查装置，其特征在于：所述涡流探头架（5）包括与旋转结构（4）相连接且由第一纵板和第一横板组成的第一L型连板（9）、固定穿设于所述横板上的第一导向筒（12）、固定于所述第一导向筒（12）上端第一限位板（10）、两根相平行设置且穿设于所述第一限位板（10）和所述第一导向筒（12）上的第一导向杆（13）、固定于所述第一横板下方的第一双针型气缸（14）、固定于所述第一双针型气缸（14）的活塞杆和所述第一导向杆（13）的下端的第一安装座（16），所述第一安装座（16）水平设置且其两端分别具有向下延伸的第一翼板，所述涡流探头架（5）还包括穿设于所述第一翼板上的第一横向滑竿、套设于所述第一横向滑竿上的第一底座（18）、套设于所述第一横向滑竿上且固定于其中一个第一翼板和第一底座（18）之间的补偿弹簧（15），涡流探头（19）安装于所述第一底座（18）上。
3.根据权利要求1所述的控制棒驱动机构组件Ω焊缝涡流自动检查装置，其特征在于：所述缺陷标识模块（6）包括与旋转结构（4）相连接且由第二纵板和第二横板组成的第二L型连板（20）、固定穿设于所述横板上的第二导向筒（27）、固定于所述第二导向筒（27）上端第二限位板（28）、两根相平行设置且穿设于所述第二限位板（28）和所述第二导向筒（27）上的第二导向杆（29）、固定于所述第二横板下方的第二双针型气缸（33）、固定于所述第二双针型气缸（33）的活塞杆和所述第二导向杆（29）的下端的第二安装座（31），所述第二安装座（31）水平设置且其两端分别具有向下延伸的第二翼板，所述缺陷标识模块（6）还包括穿设于所述第二翼板上的第二横向滑竿（21）、套设于所述第二横向滑竿（21）上的第二底座（22）、固定于所述第二底座（22）上的夹持块（23）、穿设于夹持块（23）上并被夹持块（23）夹紧的标识笔（24）。
4.根据权利要求1所述的控制棒驱动机构组件Ω焊缝涡流自动检查装置，其特征在于：所述视频模块（7）包括与所述旋转结构（4）相连接的延伸板（25）、与所述延伸板（25）相倾斜设置且开设有调节滑槽的调节板（34）、可调节地安装于滑槽内的微型视频摄像头（26），每个调节板（34）上安装有两个微型视频摄像头（26）。
5.根据权利要求1所述的控制棒驱动机构组件Ω焊缝涡流自动检查装置，其特征在于：所示定位模块（8）包括上端与旋转结构（4）相连接的定位连接板、安装于所述定位连接板下端且轴向与所述主支撑结构（2）的轴向相垂直的定位轮。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: SUZHOU NUCLEAR POWER RESEARCH INSTITUTE CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: SUZHOU NUCLEAR POWER RESEARCH INSTITUTE CO., LTD. CHINA GENERAL NUCLEAR GROUP CO., LTD. Effective date: 20150805 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20150805 Address after: Futian District Shenzhen City, Guangdong province 518000 Shennan Road No. 2002 building building room 1258 Applicant after: CGNPC Inspection Technology Co., Ltd. Applicant after: Suzhou Nuclear Power Research Institute Co., Ltd. Applicant after: China General Nuclear Power Corporation Applicant after: China wide nuclear electricity incorporated company Address before: Futian District Shenzhen City, Guangdong province 518000 Shennan Road No. 2002 building building room 1258 Applicant before: CGNPC Inspection Technology Co., Ltd. Applicant before: Suzhou Nuclear Power Research Institute Co., Ltd. Applicant before: China General Nuclear Power Corporation |
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| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |