Вращающийся вихретоковый преобразователь для контроля сварных швов

Авторы патента:

G01N27/90 - с помощью вихревых токов

Полезная модель относится к технике вихретокового неразрушающего контроля и может быть использовано при дефектоскопии сварных швов приварки теплообменных труб к коллектору парогенераторов на АЭС с ВВЭР. На валу двигателя установлен диск, на котором размещен накладной вихретоковый преобразователь. Торцевая плоскость этого преобразователя перпендикулярна оси вала. Расстояние от оси преобразователя до оси вала равно среднему радиусу контролируемого кольцевого сварного шва. Защитная оболочка имеет на торце центрирующий конус. Достигаемый технический результат заключается в повышении достоверности и обеспечении высокой производительности контроля. 1 ил.

Известен накладной вихретоковый преобразователь карандашного типа (Неразрушающий контроль. В 5 кн. Кн. 3 Электромагнитный контроль: Практ. пособие / В.Г. Герасимов, А.Д. Покровский, В.В. Сухорукое; под. ред. В.В. Сухорукова. М.: Высш. шк., 1992. - 312 с.), используемый для контроля сварных швов. В этом перемещение вихретокового преобразователя вдоль сварного шва во время контроля осуществляется дефектоскопистом вручную. В данном случае невозможно обеспечить необходимую достоверность результатов контроля из-за сильного влияния следующих мешающих факторов:

- возможные перекосы положения вихретокового преобразователя,

- изменения зазора между преобразователем и металлом,

- нестабильность скорости сканирования,

отклонения траектории перемещения преобразователя от контролируемого шва.

Кроме того, при ручном сканировании сварного шва невозможно обеспечить высокую производительность контроля.

Также известен вращающийся вихретоковый преобразователь (Патент РФ на полезную модель 0137123), который обеспечивает высокие показатели по достоверности и производительности контроля коллекторов парогенераторов на АЭС с ВВЭР. Этому устройству присуща совокупность признаков, наиболее близкая к совокупности существенных признаков полезной модели, поэтому оно принято за прототип. Недостатком прототипа является то, что расположение и ориентация вихретоковых катушек не обеспечивают необходимой чувствительности к дефектам сварных швов приварки теплообменных труб к коллектору. Следствием этого является низкая достоверность результатов контроля сварных швов.

Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в повышении достоверности и обеспечении высокой производительности контроля сварных швов приварки теплообменных труб к коллектору парогенераторов.

Указанная задача решается благодаря тому, что во вращающемся вихретоковом преобразователе, включающем корпус, электродвигатель, вращающиеся трансформаторы, датчик синхронизации, накладной вихретоковый преобразователь, защитную оболочку в виде стакана, на валу двигателя установлен диск, на котором размещен накладной вихретоковый преобразователь, торцевая плоскость этого преобразователя перпендикулярна оси вала, расстояние от оси преобразователя до оси вала равно среднему радиусу контролируемого кольцевого сварного шва, защитная оболочка имеет на торце центрирующий конус.

На фиг. 1 изображен вращающийся вихретоковый преобразователь для контроля сварных швов.

Вращающийся вихретоковый преобразователь содержит корпус 1, укрепленный в нем электродвигатель 2, вал 3 электродвигателя. На свободном конце вала 3 установлен диск 4, на котором размещен накладной вихретоковый преобразователь 5. Торцевая плоскость преобразователя 5 перпендикулярна оси вала 3. Преобразователь 5 закрыт защитной оболочкой 6 в виде стакана с центрирующим конусом на торце. Расстояние от оси преобразователя 5 до оси вала 3 равно среднему радиусу контролируемого кольцевого сварного шва. Для обеспечения бесконтактной связи накладного вихретокового преобразователя 5 с вихретоковым дефектоскопом (не показан) используются вращающиеся трансформаторы 7. На корпусе 1 закреплен датчик 8 синхронизации, который взаимодействует с ферромагнитным стержнем 9, закрепленным на валу 3 электродвигателя.

Вращающийся вихретоковый преобразователь для контроля сварных швов работает следующим образом.

Электродвигатель 2 через вал 3 приводит во вращение диск 4 с установленным на нем накладным вихретоковым преобразователем 5. Генератор дефектоскопа, подключенный к катушкам возбуждения преобразователя 5 через один из вращающихся трансформаторов 7, создает в них ток возбуждения. Сигнал преобразователя 5 через другой вращающийся трансформатор 7 передается в блок обработки сигналов дефектоскопа.

Датчик 8 синхронизации взаимодействует с ферромагнитным стержнем 9, закрепленным на валу 3 электродвигателя и вырабатывает один импульс на каждый оборот вращения вихретоковых катушек. Импульсы от датчика 8 передаются в дефектоскоп для синхронизации разверток вихретоковых сигналов и определения угловой координаты обнаруженного дефекта.

Во время контроля кольцевого сварного шва приварки теплообменной трубы к коллектору парогенератора центрирующий конус защитной оболочки 6 вводится внутрь теплообменной трубы до упора. При этом осуществляется совмещение оси вала 3 с осью отверстия коллектора. При вращении накладного вихретокового преобразователя 5, расстояние, от оси которого до оси вала 3 равно среднему радиусу кольцевого сварного шва, происходит сканирование этого шва.

При такой организации сканирования шва исключаются многие мешающие факторы, в частности, такие как перекосы вихретокового преобразователя, изменения зазора между преобразователем и металлом, отклонения траектории перемещения преобразователя от контролируемого шва.

За счет того, что вращение накладного вихретокового преобразователя 5 осуществляется электродвигателем и этот преобразователь находится внутри защитной оболочки, обеспечивается высокая скорость сканирования сварного шва и ее стабильность. Это позволяет эффективно использовать при данном контроле модуляционный метод отстройки от мешающих факторов.

Торцевая (рабочая) поверхность накладного вихретокового преобразователя 5 приближена к контролируемому шву, что обеспечивает его высокую чувствительность к дефектам шва.

Перечисленные положительные эффекты позволяют повысить достоверность контроля и обеспечить высокую производительность контроля сварных швов приварки теплообменных труб к коллектору парогенераторов.

Вихретоковый преобразователь для контроля сварных швов приварки теплообменных труб к коллектору парогенераторов на АЭС с ВВЭР, включающий корпус, электродвигатель, вращающиеся трансформаторы, датчик синхронизации, накладной вихретоковый преобразователь, защитную оболочку в виде стакана, отличающийся тем, что на валу двигателя установлен диск, на котором размещен накладной вихретоковый преобразователь, торцевая плоскость этого преобразователя перпендикулярна оси вала, расстояние от оси преобразователя до оси вала равно среднему радиусу контролируемого кольцевого сварного шва, защитная оболочка имеет на торце центрирующий конус.