Page 51 - 无损检测2021年第七期
P. 51
试验研究
DOI : 10.11973 / ws j c202107004
汽轮机叶片叶身的涡流检测
张华宇 , 魏晓壮 , 张 鑫 , 谢凤芹 , 周彦龙 4
1
1
2
3
( 1. 山东科技大学 机械电子工程学院, 青岛 266590 ;
2. 山东科技大学 矿山机械工程山东省重点实验室, 青岛 266590 ;
3. 山东科技大学 交通学院, 青岛 266590 ; 4. 山东科技大学 计算机科学与工程学院, 青岛 266590 )
摘 要: 为了能够发现汽轮机叶片的早期裂纹, 以2Cr12NiMoWV 不锈钢为研究对象, 设计了
一种手持式涡流探头, 并对其检测不同深度以及不同宽度裂纹的性 能进行试验研究, 同时使用
COMSOL Multi p h y sics软件进行了有限元分析。结果表明, 与缺陷宽度的变化相比较, 该装置对
于缺陷深度的变化具有更高的灵敏度, 为后续手持式涡流传感器对复杂曲面构件的在线无损检测
提供了理论依据和技术支持。
关键词:汽轮机叶片叶身; 涡流检测; 有限元仿真; 缺陷
中图分类号: TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2021 ) 07-0013-04
Edd y currenttestin g ofsteamturbinebladebod y
1
1
3
2
ZHANGHua y u , WEIXiaozhuan g ZHANGXin , XIEFen gq in , ZHOUYanlon g 4
,
( 1.Colle g eofMechanicalandElectronicEn g ineerin g , Shandon gUniversit y ofScienceandTechnolo gy , Qin g dao266590 , China ;
2.Shandon gKe yLaborator y ofMinin gMechanicalEn g ineerin g , Shandon gUniversit y ofScienceandTechnolo gy ,
Qin g dao266590 , China ; 3.Colle g eofTrans p ortation , Shandon gUniversit y ofScienceandTechnolo gy , Qin g dao266590 , China ;
4.Colle g eofCom p uterScienceandEn g ineerin g , Shandon gUniversit y ofScienceandTechnolo gy , Qin g dao266590 , China )
Abstract : Inordertofindtheearl ycracksofsteamturbineblade , 2Cr12NiMoWVstainlesssteelwastakenas
theresearchob j ect.Akindofhand-heldp robeb y usin g edd y currenttechnolo gywasdesi g nedandits p erformancein
differentcrackde p thandcrackwidthwasstudied.Atthesametime , COMSOL Multi p h y sicswasusedtocarr y out
finiteelementanal y sis.Ex p erimentalresultsshowthatcom p aredwiththechan g eofdefectwidth , thedevicehas
hi g hersensitivit ytothechan g eofdefectde p th , whichp rovidestheoreticalbasisandtechnicalsu pp ortforthe
subse q uentonlinehand-heldedd y currentsensornondestructivetestin gofcom p lexsurface.
Ke ywords : steamturbinebladebod y ; edd y currenttestin g ; finiteelementsimulation ; defect
汽轮机低压转子叶片在运行中受到复杂工作环 测等。 ZHANG 等 [ 3 ] 使用柔性涡流阵列探头与笛卡
境的影响, 其表面会产生裂纹、 腐蚀等缺陷。表面缺 尔坐标机器人相结合的方法对汽轮机末级叶片缺陷
陷最终会导致叶片断裂, 造成整级叶片的报废, 危及 进行了扫描成像。郭德瑞 [ 4 ] 根据汽轮机叶片和叶根
机组的运行安全 [ 1-2 ] 。 槽的结构特点, 采用阵列涡流技术, 使用专用的柔性
针对汽轮机叶片的叶身部位, 目前常用的检测 阵列探头和仿形阵列探头, 提高了汽轮机叶片的检
方法有液体渗透检测、 磁粉检测、 射线检测、 常规超 测效率和可靠性。
声检测、 相控阵超声检测、 涡流检测和金属磁记忆检 笔者采用手持式涡流无损检测技术检测汽轮机
叶片叶身缺陷。以 2Cr12NiMoWV 不锈 钢 为 研 究
对象, 设计了手持式涡流探头, 针对同宽不同深和同
收稿日期: 2020-10-11
深不同宽的人工缺陷进行仿真分析和试验研究。研
作者简介: 张华宇( 1978- ), 男, 博士, 副教授, 主要研究领域为
电磁无损检测技术 究结果将为后续手持式涡流传感器对复杂曲面构件
通信作者: 张华宇, zhan g hua y u@sdust.edu.cn 的在线无损检测提供理论依据和技术支持。
3
1
2021 年 第 43 卷 第 7 期
无损检测
