Mobilní zařízení pro ultrazvukovou defektoskopii velkých rotačních součástí

Číslo patentu: 270280

Dátum: 13.06.1990

Autori: Pavíza Pavel, Altmann Josef

Stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

vynález se týká mooilního zařízení pro ultrazvukovou defektoskopii velkých rotačních součástí, která je zvláště vhodné pro ultrazvukovou diagnostiku materiálových vad ve stánách hladkých válcových prstenoů.Při výrobě takových součástí je používáno několika metod ultrazvuková dafektoskopie,které se navzájom odlíšují především způsobem, kterým je vedena ultrazvuková sonda nebo soustava těchto sond po povrchu zkoumaná součástí.Nejjednodušší a v současné době nejužívanější metodou ultrazvukové defektoskopia je metoda, spočívající v ručním vedení sondy po povrchu zkoumané součástí, přičemž odpovídající ultrazvuková echo protilehlá stěny a prípadná nehomogenity v materiálu této stěny,jsou současně vizuálně posuzovány na stínítku osciloskopu ultrazvuková aparatury. Vazebním mádiem, kterým je zprostředkován ultrazvukový kontakt mezi testovaným materiálem a sondou, je v tomto případě obvykle silně viskozní kapalina, která je pred započetím defektoskopická zkoušky nanesena ručné na tastovaný povrch.Podstatné dokonalejší a rovnomárnájší vedení ultrazvuková sondy po povrchu zkoumaná součástí umožňuje druhá metoda, pri které je sonda. poprípade soustava sond, upnuta do nožováho držáku, napríklad karuselu. Otáčením součástí a vhodnou volbou posuvu nožováho držáku, a tím i ultrazvuková sondy lze jednoduše dosáhnout požadovaného rovnomárného šroubovicového pohybu sondy, který principielná zaručuje spolehlivější detekci prípadných vad. Možným vazebním médiem sonda-kov je v tomto pripadá rezná kapalina. Tuto metodu je již možno s výhodou doplnit registračním zařízením, která formou jednoduchého protokolu zaznamanává výskyt ved a dále značkovacím zařízením, kterým je možno místo výskytu vady přímo označit pro následující opravu.Tretí a nejpokročilejší metodou ultrazvuková defektoskopie je detekce materiálových vad, provádáná na stabilná vyčlenáném pracovišti. Testovaná součást je pritom obvykle uložena na soustavu pohánáných kladek, takže je v rámci zvolená metodiky možno dosáhnout bud šroubovicového pohybu sondy, nebo soustavy sond vůči zkoumané součástí, nebo v krokovám režimu, kdy je v každém pranovním takto pootočen prstenec o zvolený úhlový prírůstek a sondy pojezdem pokryjí celou délku prstence, je možno rozdělit a testovat součást po vzájemné se přakrývajících pásech. Vazební kapelinou může být obyčajná voda s přídavkem vhodného činidla, ktere zabráni korozi smáčených povrchů. Vyhodnocení signálu sond lze v tomto případě do vysoké míry automatizovat, a taká vyhodnocovat například počítačem.Uvedené metody ultrazvuková detekce materiálových vad ve stěná hladkých prstencú mají některé nedostatky. Zásadním nedostatkem první metody je fyzicky náročná a monotónní pracovní zátáž pracovníka. který vede ultrazvukovou sondu po zkoumanám povrchu. Monotónní pracovní zátáž nutne implikuje zvýšenou možnost výskytu chyb přehládnutím datekovaná vady. Při použití táto metody je proto nezoytná pred vlastním zahájením deíektoskopická zkoušky vytvorit vhodnou souradnicovou sít tak, aby zkoumaný povrch - obvykle rozdálený do čtverců - bylo možno důsledná zkontrolovat a současně jednoduše lokalizovat zjištěnou materiálovou vedu. Tento požadavek ovšem znamená, že je nutno hladký prstene nejprve premístit na rýsovačské stanoviště, zde provést požadované orýsování čtvercovou sítí a prstenec zpětně pretransportovat na místo, kde je prowmäna ultrazvuková defektoskopie. Zvýšený nárok na rýsovačs práce, zvýšená zátěž jeřábováho vybavení a obsluhy a značný nárůst mezioperačnich časů rezultuje spolu s relativně velmi pomalým procesom ručná prováděné deíektoskopické zkoušky k prodlevám, které mohou narušit kontinuitu výroby tlakové nádoby reaktoru. Nedostatkem druhé metody, spočívající v upnutí ultrazvuková sondy do nožováho držáku karuselu, je především skutečnost, že velký obráběcí stroj, obvykle provozovaný v třísměnném provozu, je vytěžován zcela jinou prací, než ke které je určen. Důsledkem je snížení vytížení stroje a jeho snížená produktivita.Nedostatkem poslední zmínáné metody, při které je ultrazvuková defektoskopie provádána na vyčleněnám pracovišti, je opát jako v předchozích případech obtížný transport těžkáho a rozmárného břemene z místa poslední technologické operace na vyčleněná praco 2 C 5 270280 B 1viště ultrazvukové defektoskopie a prípadný transport do místa následující výrobní operace nebo do místa, na kterém jsou opraveny zjištěná materlálové vady. Důsledkem je opět neadekvátní nárůst mezioperačních časů a snížené produktivita výrobního procesu. Za určitou nevýhodu lze také považovat značnou investiční náročnost uvedené metody.Uvedené nedostatky podstatné omezuje mobilní zařízení pro ultrazvukovou defektoskopii velkých rotačních součástí, sestávající z vozíku s držákem a nosnými kladkami ze suportu nasunutého na vodicí trubky, ze spodní desky s opěrnými kladkaml, 2 koryta, převodů, snímacích kladek, lanového bubnu, elektrického a hydraulického rozváděče, motoru, čerpadla,snímačů a vedení. Jeho podstataspočívá v tom, že k vozíku s horní a spodní deskou, opatřenemu nosnými kladkami, poháněcí kladkou a snímací kladkou je prlpojen jednak držák s přítlačným ramenem a s prítlačnou kladkou, a jednak vodlcí trubky, na kterých je nasunut suport s ultrazvukovou sondou spojenou s hydraulickým rozváděčem a elektrickým rozvádečem a se znaćkovacím zařízením. Toto značkovací zařízení je také přlpojeno k elektrickému rozváděčí, přitom jsou vodící trubky připevněny ke spodní desce vozíku, opatřené opěrnými kladkami a napínací kladkou opásanou lankem. Jeden konec lanka je připevněn pres lanový buben, umístěný na horní desce vozíku, k suportu a druhý konec ke značkovacímu zařízení. Hrídel lanového bubnu je jedním koncem připevněn ke snímacímu kotouči prvního digitálního snímače, spojeného s elektrickým rozváděčem a druhým konoem k převodovce zdvihu. Tato pře~ vodovka zdvihu je spojena převodem s převodovkou posuvu, která je napojena jednak na pohánécí kladku a jednak na motor, pripojený k elektrickému rozváděči. Také hydraulický rozvaděč je připojen k vyrovnávací nádrži čerpadla, jehož vstup je rychlospojkou připojen ke korytu, zatímco elektrický rozvaděč je připojen k vyhodnocovací ultrazvukové aparature a k tiskárné. Ke spojovacímu hřídeli snímací kladky je pripojen další anímací kotouč, jehož druhý digitální snímač je také připojen k elektrickému rozváděći.Praktická provedení mobilního zařízení pro ultrazvukovou defektoskopii velkých rotačních součástí je zobrazeno na pčlpojeném výkresu, znázorňujícím príklad prostorováho uspořádání zarízení pri defektoskopické zkoušce.Podle tohoto výkresu sestává mobilní zařízení podle vynálezu zejména z přenosného vozíku 2 s držákem gg, vodicích trubek gg se suportem 5, servopohonu pojezdu 23 a servopohonu posuvu gg, středového stojanu 1 s hydraullckým a otočným ramenem łłg, ggg, oběhového čerpadla Ž s vyrovnávaoí nádrží jl a pracoviště 5 operátora. Přenosný vozík g je zavéšen na rotační součástí, v tomto případě na hladkém prstenci A nádoby jaderného reaktoru, který je ve vertikální poloze uložen na podporách ll koryta gg, přičemž zmínéný přenosný vozík 3 je elektricky propojen pomocí středového stojanuł s pracovištém 5 operá~ tora a hydraulický pomocí stejného středového stojanu 1 5 oběhovým čerpadlem 3 vazební kapaliny. Prenosný vozík 3 je v příkladném provedení uspořádán tak, že na spodní části jeho horní desky gl jsou v samostředicích závěsech uložený nosné kladky zli, dosedající zhruba do středu horního mezikruhového okraje hladkého prstence l. Kladkové závěsy głg,které jsou pevně pripojeny k horní desce gł, nesou poháněcí kladku głl spojenou 5 hnacím hřídelem lil se servopohonem pojezdu 35, a snímací kladku gjg, spojenou spojovacím hrídelem 23 se snímacím kotoućem § 53 přitom jak poháněcí kladka zil, tak snímací kladka głg dosedají na horní vnější okraj válcového povrchu hladkého prstence L. K horní desce zl přenosného vozíku 3 je dále pevně pŕipojen servopohon posuvu 32, spojený 5 lanovým bubnem ggg, k jehož hřídeli je dále připojen snímací kotouč 355. Do horní desky 5 přenosného vozíku g je dále pevné ukotven držák gg přítlačného ramene ggg, na jehož konci je otočné uložena přítlačná kladka gél, která dosedá na vnitřní válcový povrch hladkého prstence l zhruba ve středu poháněcí kladky glł a snímací kladky gjg. Horní deska gr prenosného vozíku 3 je také pevné spojena dvojicí vodicích trubek gg, na kterých je suvné uložen suport Q, se spodní deskou 32, ke které jsou pevné pripojeny dva kladkové závesy głg s otočné uloženýmí opěrnými kladkami głg, které dosedají na spodní okraj vnějšího válcového povrchu hladkého prstence l. Zhruba ve středu spodní desky 32 je vytvořen závěs ggg, ve kterém je pomocí napínacího šroubu głl uložena napínací kladka ggg.Suport 5, suvně uložený na vodicích trubkách gg, je v příkladném provedení zařízení opatřen jednou ultrazvukovou sondou gg a jedním značkovacím zařízením Al, které jsou upevnény na otočném stole ggg a jeho vertikální poloha vůči hornímu okraji hladkého prstence L je vymezena uzavřenou smyčkou zdvihového lanka ggá, ovinutého kolem lanového bubnu ggg a napínací kladky ggg, jehož oba konce jsou pevné spojeny se suportem 5. Na sbérnici łł je pritom prvním napàjecim vedením 15 pripojen servopohon pojezdu 35 a druhým napájecím vedením ggg servopohon posuvu 22, dále signálním vedením 22 ultrazvuková sonda 59 a ovládacím vedením 25 také značkovací zařízení il. Elektrický rozvaděč gg, na jenož otočné rameno ggg je připojena sběrnice 12, je otočné uložen v nejvyšší části středového stojanu 2, umístěného v ose hladkého prstence l a propojen spojovacím kabelem QQQ s pracovištěm É operátora, které v príkladném provedení sestává 2 ultrazvuková aparatury §ga tiskárny ál. Hydralulický rozvaděč zl, na jehož hydraulické rameno łlg je připojena tlaková hadice gg zavedená do ultrazvuková sondy AQ, je otočné uložen na stredovém stojanu 2 pod elektrickým rozvádéćem gg. Vzájemná poloha hydraulickeho rozvádéče gl a elektrického rozváděče gg je fixována príčníkem łgł, který pevně spojuje hydraulické rameno łłg a otočné rameno ggg. Vzájemná poloha obou zmínéných ramen a prenosného vozíku g je vymezena v obrázku nezakresleným unášečem, pevné spojeným s horní deskou zl přenosného vozíku 1, o který se opírá hydraulické rameno gíg.Hydrsulický rozváděč zl je pritom pomocí středového stojanu 2 a výtlačného potrubí ggg propojen s horní částí vyrovnávací nádrže 2 oběhového čerpadla 2, jehož sání je spojeno spojovací hadicí gg s nejnižší částí koryta lg, a jehož výtlak je vyústěn do vyrovnávací nádrže ji.Činnost zařízení podle vynálezu je možno popsat posloupností operací pri instalaci a využití uvedeného zarízení, které následují po poslední výrobní operací, která predchází ultrazvukové zkoušce. Hladký prstenec L je jeřábem usazen na podporách ll koryta lg a do středu hladkého prstence à je umístén stredový stojan 2. Stredový stojan 1 je elektricky propojen s pracovištěm 5 operátora propojovacím kabelem ggg a hydraulické propojení středového stojanu 2 s obehovým čerpadlem 2 je provedeno výtlačným potrubím ggg,zatímco sání oběhového čerpadla 2, na kterém je trvale pripojene spojovací hadice ŽQ,je rychlospojkou gg na konci zmíněné hadice propojeno se spodní částí koryta lg, která je po ukončení této operace naplnéna vazební kapalinou, v našem případě oląjem.V této fázi instalace zařízení musí jeho obsluha rozhodnout, jaký díagnostický režim bude provozován, protože zarízení podle vynálezu umožňuje ultrazvukovou zkoušku materiálu hladkého prstence l jak z jeho vnltřního, tak vnéjšího vélcového povrchu. Pred pokládejme, že v souhlase s konfigurací zobrazenou na pŕipojeném výkrese bude nejprveprovádéna ultrazvuková diagnostika z vnější válcove plochy hladkého prstence l. Prenosný vozík g je v tomto prípade ručne usazen na horní mezíkruhovou část hladkého prstence l a poloha ultrazvuková sondy gg vůči vnějšímu válcovému povrchu hladkého prstence Lje zajištene přítlakem, vyvozeným přítlaćným ramenem ggg a pŕítlačnou kladkou 355 vůči vnitrnímu válcovému povrchu tohoto prstence, a tímto způsobem je zároveň dosaženo požadovaného pŕítlaku hnací kladky gll, snímací kladky głg a obou operných kladek glł.Vodivé propojení elektrické instalace prenosného vozíku 3 s nepohyblivým zbytkem zařízení je provedeno zasunutím nezakresleného konektoru do sběrníce 21 otočného ramene ggg středového stojanu Ä a analogické hydraulické propojení prenosného vozíku 3 je realizováno rychlospojkou ggg, kterou je ultrazvuková sonda gg pŕipojena k tlakové hadici gg, spojené s hydraullckým ramenem ggg středového stojanu 2.Po ukončení této prípravné fáze je otočný stůl ggg, na kterém je umístěna ultrazvuková sonda gg a Značkovací zařízení gl, natoćen tak, aby znaćkovací zařízení il bezprostredné sledovalo dráhu ultrazvuková sondy gg. V příkladném provedení, kde budeme predpoklédat plynulý pojezd ultrazvuková sondy gg ve smeru hodinových ručiček a krokovou změnu posuvu sondy vždy po pojezdu o 360 °, je značkovací zařízení il umístěno na pravéstraně ultrazvuková sondy gg. Dběhové čerpadlo 2 je připojeno k nezakreslenému zdroji elek-.trické energie a začne vhánět vazební kapalinu, odsávanou z koryta lg, do Spodní části ultrazvuková sondy EQ. Trvalým nátokem vazební kapaliny do štěrbiny mezi ultrazvukovou sondou 39 a hladkým prstencem l je současné zaručován nezbytný ultrazvukový kontakt a vytvářen mazací film, který redukuje třecí odpory mezi zmíněnými částmi, a tím zaručuje plynulý pohyb ultrazvukové sondy gg po zkoumaném povrchu. Přebytečná vazební kapalína stéká volně po vnějším povrchu hladkého prstence l zpět do koryta lg. Po připojení stanoviště Q operátora ke stejnému zdroji elektrické energie je operátorem uveden přenosný vozík Z do kruhového pohybu ve směru hodinových ručiček po obvodu hladkého prstence l. Hnací moment servopmmnu pojezdu gg je hnacím hŕídelem ggł preveden na hnací kladku głł, která se počne odvalovat po vnějším válccvém povrchu hladkého prstence l. současně je otáčením snímaní kladky gjg, pripojene spojovacím hřídelem § 32 k snímacímu kotouči § 55, generován prvním digitálním snímačom ga sled elektrických impulsů, který odpovídá dráze, kterou prenosný vozík 3 a s ním spojená ultrazvuková sonda gg urazila po obvodu hladkého prstence l.Po vykonaní předem zvolené dráhy - v našem případě po vykonaní úplného obehu přenosného vozíku g po obvodu hladkého prstence l, je inícíován servopohon posuvu gg, kterým je suport 1 posunut o předem zvolenou hodnotu zdvíhu ve vertikálním směru. V případě jediné ultrazvuková sondy gg je tento zdvih, který je kontrolovan a řízen v souhlase s otáčaním lanového bubnu ggg a k němu připojeného snímacího kotouče § 55 opět na základě sladu elektrických ímpulsů generovaných druhým digitálním snímačem-1, obvykle roven polovině šířky ultrazvuková sondy gg, aby bylo zaručeno vzájemné bezpečné překrytí na sebe navazujících pásů již zkontrolovaného materiálu. Oba digitální signály jak prvního digitálního snímače ga, tak druhého digitálního snímače 21 jsou pomocí středového stojanu g přenášeny na pracoviště É operátora, kde jsou elektronicky zpracovány na veličiny radíální a axiální souradnice okamžitá polmw ultrazvuková sondy łg. V případě, že se v kovu hladkého prstence l, nad kterým právě projíždí ultrazvuková sonda Ag, vyskytne nehomogenní oblast, jepozměněný signál ultrazvuková sondy gg převeden na pracoviště É operátora, kde je zpraco,ván ultrazvukovou aparaturou gg a zoorazen na stínítku osciloskopu. Signál ultrazvukovásondy gg je také současně zpracován do podoby numerické veličiny, odpovídající rozsahu zjištěná materialove vady a tato veličina je spolu s veličinou axiální aradiální souřadnice této vady vytíštěna ve formě protokolu tiskárnou ál.Další zpracování signálu ultrazvuková sondy Ag je orientováno na ovládání značkovacího zařízení il, v příkladném provedení elektrické stříkací pistole. Signál je zpracován do podoby obdélníkového pulsu, jehož délka odpovídá rozsahu zjištěná materiálové vady a celý obdelníkový puls je současně v čase posunut tak, aby inicioval značkovací zařízení 5 právě tehdy, kdy značkovací zarízení prochází nad místem zjištěná vady, kterou na povrchu kovu označí proužkem zvolené barvy. Při ztrátě ultrazvukového kontaktu, například přerušením dodávky vazební kapaliny, je odpovídající ztráta ultrazvukoveho echa protêjši stěny hladkého prstence l vyhodnocena jako porucha zařízení a pohyb přenosného vozíku g je automaticky zastaven a porucha je akustický i světelně hlášena obsluze.Homogenita kovu hladkého prstence l je tímto způsobem postupně zkontrolována vo vzájemně se přckrývajících pásech a celý proces táto varianty ultrazvuková detektoskopie je ukončen bud vnějším zásahem z pracoviště É operátora, nebo tím, že posuvem suportu 5 je íniciován jeden z na obrázku nezakreslených koncových spínačů, umístěných na horní desce gl a spodní desce gg. Adekvátní proces ultrazvuková defektoskopie lze samozřejmě provést i pri pojezdu přenosného vozíku g proti smeru hodinových ručiček, a to jednoduchým 6 operátora a při pootočení otočného stolu ggg o l 80 °.Další diagnostický režim je charakterizován plynulým pohybem suportu 3 v celém vertikálním rozsahu hladkého prstence l. V tomto případě je podélný krokový pohyb prováděn pojezdem přenosného vozíku g a reverzace vertikálního pohybu je prováděna koncovými spínači, umistěnými na Spodní a horní desce gg, zl. Protože v tomto případě by bylo

MPK / Značky

MPK: G01N 29/04

Značky: defektoskopii, mobilní, ultrazvukovou, součástí, zařízení, veľkých, rotačních

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/7-270280-mobilni-zarizeni-pro-ultrazvukovou-defektoskopii-velkych-rotacnich-soucasti.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Mobilní zařízení pro ultrazvukovou defektoskopii velkých rotačních součástí</a>

Podobne patenty