[发明专利]一种法兰缺陷自动检测装置及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种法兰缺陷自动检测装置及检测方法，尤其涉及风电塔筒用法兰的检测。

背景技术

风电塔筒用法兰技术标准中要求在产品粗加工后进行超声波检验，产品的表面必须机加工到最大粗糙度Ra12.5，以确保在超声检验中声波耦合良好。

风电塔筒用法兰必须使用2-4MHz的纵波直探头沿圆周360°进行100％的检验，在两个垂直的表面（从法兰的四个平面进行检测，即法兰内、外圆周面，法兰上、下连结面）对内部缺陷进行超声波检测，其结果要满足规定的检验标准。

随着风电的发展，对大兆瓦机组要求越来越高。塔筒和法兰是支撑机舱的重要部件，对于其安全、可靠性要求也越来越高，由于法兰尺寸的变化，对于其生产制造过程中的质量控制要求也提高了。

常规手工超声波无损检测操作方便，设备价格较为低廉，这种方式已经应用多年，技术比较成熟，也是目前应用最广泛的一种方法。但是常规手工超声波无损检测存在以下的缺点和不足：

常用的手工A型脉冲反射法检测时结果显示不直观，检测结果无直接见证记录。检测结论仅仅依靠操作人员当时的评判，事后并不能进行核查。

对人员检测水平和经验要求较高，受人工干预影响较大，由于仪器精度或操作方法的影响，容易漏检。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种法兰缺陷自动检测装置及检测方法，使检测不易受人为因素影响、检测效率提高、可以避免漏检且检测结果具有可追溯性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种法兰缺陷自动检测装置，包括相控阵探头、与相控阵探头连接的相控阵探伤仪，还包括含有刀架和旋转卡盘的立式车床；所述相控阵探头通过支架与立式车床的刀架连接；所述立式车床的旋转卡盘上安装有定位件，所述定位件用于将待检测法兰固定在旋转卡盘上方并使待检测法兰的下端面与旋转卡盘保持一定距离；所述相控阵探头通过调整位置可与待检测法兰的上端面及下端面接触。

进一步地，所述支架包括法兰上端面检测用支架及法兰下端面检测用支架；所述法兰上端面检测用支架包括导向杆及弹簧，所述相控阵探头通过导向杆与刀架连接，所述弹簧套在导向杆外周且位于刀架与相控阵探头中间。

进一步地，所述定位件包括多个可与待检测法兰螺栓孔配合的定位杆，所述定位杆固定安装在旋转卡盘上，所述定位件还包括多个夹紧卡件，所述夹紧卡件的下端固定安装在旋转卡盘上，夹紧卡件的上端用于对待检测法兰的圆周面施加力矩进行定位和夹紧。

进一步地，所述圆周面为内圆周面，所述力矩为向外的力矩。

进一步地，所述相控阵探头与支架、支架与刀架之间为可拆卸连接。

一种法兰缺陷自动检测方法，包括如下步骤：

A、利用与相控阵探伤仪连接的相控阵探头与旋转的待检测法兰上端面接触，相控阵探头相对待检测法兰做环向运动，且以扇形扫描方式对经过的法兰横截面进行扫描；

B、利用与相控阵探伤仪连接的相控阵探头与旋转的待检测法兰下端面接触，相控阵探头相对待检测法兰做环向运动，且以扇形扫描方式对经过的法兰横截面进行扫描。

进一步地，采用上述的法兰缺陷自动检测装置进行检测。

进一步地，检测时，在所述待检测法兰上下端面涂覆耦合剂。

进一步地，所述待检测法兰为风电塔筒用法兰，所述步骤（A）中，相控阵探头与待检测法兰上端面上靠近内圆周侧的位置接触；所述步骤（B）中，相控阵探头与待检测法兰下端面上靠近外圆周侧的位置接触。

由于采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

（1）本发明将相控阵技术应用到法兰内部缺陷的检测中，为了确保工件无缺陷，采用了上下端面同时检测的方法，并设计了相应的检测装置，实现了法兰内部缺陷的自动检测，与传统的手工脉冲反射法对比，简化了检测工作流程，速检测速度快、提高了法兰检测效率，避免了漏检、误检，成像直观，且能够保存检测记录，为后期的复查提供了可追溯性的历史记录。

（2）支架中弹簧的设置，可以对相控阵探头施加一个推力，使得相控阵探头时刻与法兰表面接触紧密，避免了相控阵探头与法兰之间由于耦合不好而导致信号异常。

（3）本发明的法兰缺陷自动检测装置结构简单，安装便捷，操作流程易于掌握，同时克服了某些难进入区域的限制，降低对操作者的技术依赖。

（4）本发明尤其适用于大型风电塔筒用法兰缺陷的自动检测，可及时掌握了风电塔筒用法兰内部情况，为现场制造的检验工作提供了依据。