专利名称：一种核电站压力容器安注管焊缝超声检查工具的制作方法
技术领域：
本实用新型属于核电站压力容器检测技术领域，具体涉及ー种核电站压カ容器安注管焊缝超声检查工具。
背景技术：
安注管处于核电站压力容器内，共有两个安注管I。因该区域长期处于高温高压状态，且有带高放射性的冷却介质从中流过，若该区域发生泄漏，将发生严重的安全事故，故必须定期对该接管的接管端焊缝与安全端焊缝进行检查。采用自动化设备对这些焊缝实施超声波检查是ー种常用的重要手段。安注管为ー焊接在压カ容器筒体上的管段，需要检查的主要焊缝为与筒体连接的接管端焊缝和与延长管段连接的安全端焊缝。要完成安注管的 超声检查，扫查过程中沿管壁有轴向和周向两个方向的扫查运动。所使用的工具是以ー种多关节机械臂为载体，超声波探头安装在该工具上，利用机械臂的运动来实现轴向和周向两个方向的扫查。要完成安全端焊缝的扫查，工具需要具有一定的长度。但是由于受到机械臂的可达区和压カ容器空间限制，这个长度是不允许的。
发明内容本实用新型的目的是克服现有技术的缺陷，提供ー种能完成安注管上接管端焊缝和安全端焊缝超声检查、提高工作效率、减少辐射对操作人员�：Φ募觳夤ぞ�。为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为，一种核电站压カ容器安注管焊缝超声检查工具，包括探头托盘组件和串联气缸组件，探头托盘组件固定在串联气缸组件的一端，串联气缸组件固定与外部的机械手上。进ー步，所述探头托盘组件包括超声波探头、探头架、旋转销、支撑弹簧、探头架主体和探头托盘主体；其中，探头托盘主体上对称设置若干个探头架主体，每个探头架主体与探头托盘主体形成密封的气缸活塞结构，气缸活塞结构的空腔与外部气源连接，通过改变气压，探头托盘主体可在探头托盘主体中伸縮；探头架为万向结构，探头架为万向结构，通过其中下部对称设置的2个旋转销限制干与探头架主体内，探头架可绕旋转销旋转，探头架的底部与探头架主体顶部间还均匀设置有4个支撑弹簧；探头架顶部开有和超声波探头匹配的通孔，超声波探头设置于探头架的通孔中。进ー步，所述探头架主体与探头托盘主体之间设有2圈O型密封圏。进ー步，所述探头托盘主体上对称设置8个探头架主体，每个检测面设置2个探头架主体。进一歩，所述串联气缸组件包括上位气缸、下位气缸、气缸连接座、上位气缸固定座、下位气缸固定座、上直线轴承、下直线轴承、上导向杆、下导向杆和探头托盘组件连接头；其中，上位气缸的活塞杆伸出端与气缸连接座的上端固定，上位气缸的缸筒靠近其上的活塞杆伸出端的外壁固定有上位气缸固定座，上位气缸固定座上固定有2个上直线轴承；每个上直线轴承与气缸连接座之间设置有上导向杆，上导向杆一端固定在气缸连接座上，另一端穿过所述上直线轴承；气缸连接座下端固定有下位气缸固定座，下位气缸的缸筒靠近其上的活塞杆伸出端的外壁固定在该下位气缸固定座上，下位气缸的活塞杆伸出端固定有探头托盘组件连接头；下位气缸固定座上固定有2个下直线轴承，每个下直线轴承与探头托盘组件连接头之间设置有下导向杆，下导向杆一端固定在探头托盘组件连接头上，另一端穿过所述下直线轴承；以上上位气缸、下位气缸、上导向杆、下导向杆以及上直线轴承、下直线轴承的轴线互相平行。进ー步，所述串联气缸组件还可以采用两个以上气缸串联。本实用新型的有益效果如下(I)通过设置支撑弹簧和旋转销，使探头架上的超声波探头与被检测壁始終保持良好贴合；(2)可通过改变气缸内气压来实现探头架主体的伸縮；(3)串联气缸组件可以通过不同的组合，伸出或缩回某个气缸，实现不同的扫查范围。
图I为ー种压カ容器安注管焊缝超声检查工具示意图。图2为探头托盘组件结构示意图。图3为串联气缸组件结构示意图。图4为ー种压カ容器安注管焊缝超声检查工具的串联气缸组件不同伸缩状态示意图。图中，I-安注管，2-探头托盘组件，3-串联气缸组件，4-探头架，5-旋转销，6_支撑弹簧，7-探头架主体，8-探头托盘主体，9-安全端焊缝，10-接管端焊缝，11-机械臂，12-超声波探头，13-0型密封圏，14-上位气缸，15-下位气缸，16-气缸连接座，17-上位气缸固定座，18-下位气缸固定座，19-上直线轴承，20-下直线轴承，21-上导向杆，22-下导向杆，23-探头托盘组件连接头。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进行进一歩描述。一种核电站压カ容器安注管焊缝超声检查工具，其结构如图I所示，包括探头托盘组件2和串联气缸组件3，探头托盘组件2固定在串联气缸组件3的一端，串联气缸组件3固定与外部的机械手11上。探头托盘组件2结构如图2所示，包括超声波探头12、探头架4、旋转销5、支撑弹簧6、探头架主体7和探头托盘主体8 ;其中，探头托盘主体8上对称设置8个探头架主体7，每个检测面设置2个探头架主体7，每个探头架主体7与探头托盘主体8形成密封的气缸活塞结构，气缸活塞结构的空腔与外部气源连接，可通过改变气压来实现探头架主体7的伸缩；探头架主体7与探头托盘主体8之间设有2圈O型密封圈13，以实现气缸活塞结构的密封。探头托盘主体8的空腔与外部气源连接；在探头托盘主体8中伸縮；探头架4为万向结构，通过其中下部对称设置的2个旋转销5与探头架主体7的外端连接，旋转销5为螺钉；探头架4可绕旋转销5旋转，探头架4的底部与探头架主体7顶部间还均匀设置有4个支撑弹簧6 ;探头架4顶部开有和超声波探头I匹配的通孔，超声波探头12设置于探头架4的通孔中；当装于其中的超声波探头12受カ时，靠支撑弹簧6的伸縮来自动调整角度，使之与被检测壁始終保持良好贴合。串联气缸组件3结构如图3所示，包括上位气缸14、下位气缸15、气缸连接座16、上位气缸固定座17、下位气缸固定座18、上直线轴承19 ;其中，上位气缸14的活塞杆伸出端与气缸连接座16的上端固定，上位气缸14的缸筒靠近其上的活塞杆伸出端的外壁固定有上位气缸固定座17，上位气缸固定座17 上固定有2个上直线轴承19 ;每个上直线轴承19与气缸连接座16之间设置有上导向杆21，上导向杆21 —端固定在气缸连接座16上，另一端穿过所述上直线轴承19 ;气缸连接座16下端通过螺钉固定有下位气缸固定座18，下位气缸15的缸筒靠近其上的活塞杆伸出端的外壁固定在该下位气缸固定座18上,下位气缸15的活塞杆伸出端固定有探头托盘组件连接头23 ;下位气缸固定座18上固定有2个下直线轴承20，每个下直线轴承20与探头托盘组件连接头23之间设置有下导向杆22，下导向杆22 —端固定在探头托盘组件连接头23上，另一端穿过所述下直线轴承20 ；以上上位气缸14、下位气缸15、上导向杆21、下导向杆22以及上直线轴承19、下直线轴承20的轴线互相平行。串联气缸组件3还可以采用两个以上气缸串联，可以实现多种不同的状态，实现更多不同的伸出距离。如采用两气缸活塞结构，如图4所示，有如下运动状态两气缸全部收回、上位气缸14伸出下位气缸15收回，上位气缸14收回下位气缸15伸出，两气缸都伸出；这四种状态就可以产生四种不同的伸出距离，满足多个区域的扫查。安装探头的探头托盘与探头托盘组件连接头23连接，随两气缸的伸縮可以到达不同的位置区域完成扫查。将上述装置安装到机械臂11末端。在装置进入安注管I之前，两气缸全部收回，使工具处于最小长度尺寸状态，以满足安装的空间要求。机械臂11将工具伸进安注管I的管ロ之后，根据扫查区域的不同选择图4所示的某种状态，通过机械臂带动扫查工具来实现各个区域的扫查。机械臂11沿安注管I的轴向伸缩实现轴向扫查，沿安注管轴11的旋转实现周向扫查。往探头托盘主体8空腔中充气达到一定程度时，探头架主体7伸出，使超声波探头12与被检测管壁接触。当扫查过程中超声检查工具的方向出现一定偏差时，探头架4的万向结构可以弥补这种偏差，使超声波探头12与管壁良好贴合。上面对本实用新型的实施例对作了详细说明，上述实施方式仅为本实用新型的最优实施例，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗g的前提下作出各种变化。
权利要求1.一种核电站压カ容器安注管焊缝超声检查工具，其特征在于包括探头托盘组件(2)和串联气缸组件(3)，其中探头托盘组件⑵固定在串联气缸组件(3)的一端，串联气缸组件⑶固定与外部的机械手(11)上。
2.如权利要求I所述的ー种核电站压カ容器安注管焊缝超声检查工具，其特征在于探头托盘组件(2)包括超声波探头(12)、探头架(4)、旋转销(5)、支撑弹簧￠)、探头架主体(7)和探头托盘主体(8);其中，探头托盘主体(8)上对称设置若干个探头架主体(7)，每个探头架主体(7)与探头托盘主体(8)形成密封的气缸活塞结构，该结构的空腔与外部气源连接，通过改变气压，探头托盘主体(8)可在探头托盘主体(8)中伸縮；探头架(4)为万向结构，通过其中下部对称设置的2个旋转销(5)限制干与探头架主体(7)内，探头架(4)可绕旋转销(5)旋转，探头架(4)的底部与探头架主体(7)间还均匀设置有4个支撑弹簧 (6);探头架(4)顶部开有和超声波探头(12)匹配的通孔，超声波探头(12)设置于探头架(4)的通孔中。
3.如权利要求2所述的ー种核电站压カ容器安注管焊缝超声检查工具，其特征在于探头架主体(7)与探头托盘主体(8)之间设有2圈O型密封圈(13)。
4.如权利要求2所述的ー种核电站压カ容器安注管焊缝超声检查工具，其特征在于探头托盘主体(8)上对称设置8个探头架主体(7)。
5.如权利要求I所述的ー种核电站压カ容器安注管焊缝超声检查工具，其特征在于串联气缸组件(3)包括上位气缸(14)、下位气缸(15)、气缸连接座(16)、上位气缸固定座(17)、下位气缸固定座(18)、上直线轴承(19)、下直线轴承(20)、上导向杆(21)、下导向杆(22)和探头托盘组件连接头(23);其中，上位气缸(14)的活塞杆伸出端与气缸连接座(16)的上端固定，上位气缸(14)的缸筒固定有上位气缸固定座(17)，上位气缸固定座(17)上固定有2个上直线轴承(19);每个上直线轴承(19)与气缸连接座(16)之间设置有上导向杆(21)，上导向杆(21) —端固定在气缸连接座(16)上，另一端穿过所述上直线轴承(19);气缸连接座(16)下端固定有下位气缸固定座(18)，下位气缸(15)的缸筒固定在该下位气缸固定座(18)上，下位气缸(15)的活塞杆伸出端固定有探头托盘组件连接头(23)；下位气缸固定座(18)上固定有2个下直线轴承(20)，每个下直线轴承(20)与探头托盘组件连接头(23)之间设置有下导向杆(22)，下导向杆(22) —端固定在探头托盘组件连接头(23)上，另一端穿过所述下直线轴承(20);以上上位气缸(14)、下位气缸(15)、上导向杆(21)、下导向杆(22)以及上直线轴承(19)、下直线轴承(20)的轴线互相平行。
6.如权利要求5所述的ー种核电站压カ容器安注管焊缝超声检查工具，其特征在于串联气缸组件(3)还可以采用两个以上气缸串联。
专利摘要本实用新型提供了一种核电站压力容器安注管焊缝超声检查工具，其特征在于包括探头托盘组件(2)和串联气缸组件(3)，其中探头托盘组件(2)固定在串联气缸组件(3)的一端，串联气缸组件(3)固定与外部的机械手(11)上。本实用新型通过设置支撑弹簧和旋转销，使探头架形成万向节结构，使探头架上的超声波探头与被检测管壁始终保持良好贴合；通过改变气压使安装有探头的探头架主体的伸缩实现工作状态与非工作状态的转化；通过改变串联气缸组件(3)中两气缸的伸出或缩回状态，实现不同的扫查范围。
文档编号G01N29/04GK202487186SQ20112055628
公开日2012年10月10日 申请日期2011年12月28日 优先权日2011年12月28日
发明者张志义, 郭文峰 申请人:中核武汉核电运行技术股份有限公司, 核动力运行研究所
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
