一种压力容器接管内壁水浸超声检查装置的制作方法

本发明属于小管径管道的内部超声无损检测技术领域，具体涉及一种压力容器接管内壁水浸超声检查装置。

背景技术：

核反应堆压力容器上面有不同的管道，按照相关规范的要求，需要对这些管道的焊缝做定期的无损检测。由于压力容器附近的管道外部包裹着保温层，拆起来比较麻烦，同时外部环境剂量率也比较多，不易从外部进行检测。从内部进行超声检测分为接触式超声检测和水浸式超声检测，由于一些小管径管道内部焊缝在焊接后不易清根，在内壁留下焊渣，如果用接触式超声检测，不能保证探头的贴合进而影响检测结果，同时探头夹持器还有卡断风险。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种压力容器接管内壁水浸超声检查装置，能够从管道内壁进行检测，同时水浸式超声检测不受焊缝余高影响，能完成为管道焊缝的无损检测。

为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种压力容器接管内壁水浸超声检查装置，包括周向组件、轴向组件、前支撑组件、后支撑组件、探头组件、轴向限位组件、分线箱组件和分气块组件；周向组件与轴向组件的一端连接，前支撑组件与轴向组件的另一端连接，探头组件安装在轴向组件上，后支撑组件、轴向限位组件、分线箱组件和分气块组件安装在周向组件上；前支撑组件、后支撑组件支撑在被检管道内部；周向组件带动轴向组件及其上的探头组件沿周向运动；探头组件在轴向组件上沿轴向运动。

所述的周向组件的安装基础是周向套筒，周向套筒上安装周向电机、吊装头、轴向限位组件、后支撑组件、分气块组件、电缆线夹、分线箱组件、安全绳吊板和周向主动齿轮；周向芯轴位于周向套筒中，可相对周向套筒旋转，周向齿圈与周向芯轴的一端固定连接，周向主动齿轮与周向电机连接；周向电机通过周向主动齿轮和周向齿圈组成的齿轮齿圈副，把周向驱动力传给周向芯轴。

所述的轴向组件的安装基础是轴向组件后支撑座，周向芯轴与轴向组件后支撑座相连，并将周向驱动力传给整个轴向组件；轴向组件后支撑座上面安装轴向电机，轴向组件后支撑座与丝杠、导向轴和气管导向管的一端连接，轴向组件前支撑座与丝杠、导向轴、气管导向管的另一端连接；电机与丝杠的一端连接，带动丝杠转动，前支撑气缸的气管穿过气管导向管、周向芯轴与分气块组件连接。

所述的前支撑组件包括前支撑套筒、前支撑顶块、前支撑气缸、前支撑腿和前支撑芯轴；前支撑套筒上面安装前支撑气缸、前支撑腿，前支撑顶块安装在前支撑气缸活塞上；前支撑芯轴位于前支撑套筒中，相对前支撑套筒旋转；前支撑芯轴与轴向组件前支撑座相连；工作时，前支撑腿支撑在被检管道内部，前支撑气缸把前支撑顶块顶到管道上；前支撑气缸的气管依次穿过气管导向管、周向芯轴与分气块组件连接。

所述的后支撑组件包括后支撑顶块、后支撑气缸和后支撑腿；后支撑腿安装在周向套筒上，后支撑腿上安装有后支撑气缸；后支撑气缸的活塞上安装有后支撑顶块；后支撑气缸的气管与分气块组件连接；工作时，后支撑腿支撑在被检管道内部，后支撑气缸把后支撑顶块顶到管道上。

所述的轴向限位组件安装周向组件的周向套筒上，轴向限位组件上安装有水浸测距探头。

所述的探头组件包括不同角度的水浸探头超头、螺母、直线轴承、螺母和导线管；工作时，直线轴承和导向轴组成的直线运动副提供直线运动基础，轴向驱动力由其上面的螺母和丝杠组成的丝杠螺母副提供轴向驱动力；探头组件随轴向组件一起周向运动；水浸探头超头的超声线穿在导线管里，一起随探头组件轴向运动。

所述的分气块组件和轴向电机安装到周向组件的周向套筒上；周向电机和轴向电机的电缆与分线箱组件连接。

本发明所取得的有益效果为：

本发明所述压力容器接管内壁水浸超声检查装置采用模块化的设计理念，方案装配、维修和维护；能够从管道内壁进行检测，同时水浸式超声检测不受焊缝余高影响，能完成为管道焊缝的无损检测。

附图说明

图1为本发明所述压力容器接管内壁水浸超声检查装置结构图；

图中：1、周向电机；2、吊装头；3、水浸测距探头；4、轴向限位组件；5、后支撑顶块；6、后支撑气缸；7、探头组件；8、气管导向管；9、前支撑套筒；10、前支撑顶块；11、前支撑气缸；12、前支撑腿；13、前支撑芯轴；14、轴向组件前支撑座；15、导向轴；16、丝杠；17、螺母；18、导线管；19、轴向组件后支撑座；20、轴向电机；21、周向芯轴；22、周向套筒；23、后支撑腿；24、分气块组件；25、电缆线夹；26、分线箱组件；27、安全绳吊板；28、周向主动齿轮29、周向齿圈。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

如图1所示，本发明所述压力容器接管内壁水浸超声检查装置包括：周向组件、轴向组件、前支撑组件、后支撑组件、探头组件7、轴向限位组件4、分线箱组件26和分气块组件24；周向组件与轴向组件的一端连接，前支撑组件与轴向组件的另一端连接，探头组件7安装在轴向组件上，后支撑组件、轴向限位组件4、分线箱组件26和分气块组件24安装在周向组件上；前支撑组件、后支撑组件支撑在被检管道内部；周向组件带动轴向组件及其上的探头组件7沿周向运动；探头组件7在轴向组件上沿轴向运动。

周向组件是检查装置安装基础，也为探头组件7提供周向驱动力。周向套筒22是周向组件是安装基础，上面安装周向电机1、吊装头2、轴向限位组件4、后支撑组件、分气块组件24、电缆线夹25、分线箱组件26、安全绳吊板27和周向主动齿轮28等。其中，吊装头2是吊装机构的连接件；电缆线夹25起主线缆固定作用；安全绳吊板27是检查装置安全绳的连接件，防止检查装置因操作不当掉落到压力容器内。周向芯轴21相对周向套筒22旋转，周向齿圈29与周向芯轴21固定连接。周向套筒22上安装有周向电机1、吊装头2、电缆线夹25。安全绳吊板27，周向芯轴21位于周向套筒22中，可相对周向套筒22旋转，周向齿圈29与周向芯轴21的一端固定连接，周向主动齿轮28与周向电机1连接。周向电机1通过周向主动齿轮28和周向齿圈29组成的齿轮齿圈副，把周向驱动力传给周向芯轴21。

轴向组件为探头组件7提供轴向驱动力，轴向组件后支撑座19是轴向组件的安装基础，周向芯轴21与轴向组件后支撑座19相连，并将周向驱动力传给整个轴向组件。轴向组件后支撑座19上面安装轴向电机20，轴向组件后支撑座19与丝杠16、导向轴15和气管导向管8的一端连接，轴向组件前支撑座14与丝杠16、导向轴15、气管导向管8另一端连接，起支撑作用，电机20与丝杠16的一端连接，带动丝杠16转动，前支撑气缸11的气管穿过气管导向管8、周向芯轴21与分气块组件24连接，这样可以避免气管与探头组件7直接接触，避免干涉风险。

前支撑组件是检查装置的前部支撑，结构上主要包括：前支撑套筒9、前支撑顶块10、前支撑气缸11、前支撑腿12和前支撑芯轴13等。其中，前支撑套筒9是前支撑组件安装基础，上面安装前支撑气缸11、前支撑腿12，前支撑顶块10安装在前支撑气缸11活塞上。前支撑芯轴13位于前支撑套筒9中，相对前支撑套筒9旋转。前支撑芯轴13与轴向组件前支撑座14相连，相对于前支撑套筒9一起旋转。工作时，前支撑腿12支撑在被检管道内部，前支撑气缸11把前支撑顶块10顶到管道上，这样整个前支撑组件固定在被检管道里。前支撑气缸11的气管依次穿过气管导向管8、周向芯轴21与分气块组件24连接，这样可以避免气管与探头组件7直接接触，避免干涉风险。

后支撑组件是检查装置的后部支撑，结构上主要包括：后支撑顶块5、后支撑气缸6和后支撑腿23等。后支撑腿23安装在周向套筒22上，后支撑腿23上安装有后支撑气缸6；后支撑气缸6的活塞上安装有后支撑顶块5。后支撑气缸6的气管与分气块组件24连接。工作时，后支撑腿23支撑在被检管道内部，后支撑气缸6把后支撑顶块5顶到管道上，这样整个检查装置的后部固定在被检管道里。

轴向限位组件4安装周向组件的周向套筒22上，起检查装置的轴向限位作用。其上面安装有水浸测距探头3，起测距作用。

探头组件7是检查装置的检查模块，包括不同角度的水浸探头超头、螺母17、直线轴承、螺母和导线管18。工作时，直线轴承和导向轴15组成的直线运动副提供直线运动基础，轴向驱动力由其上面的螺母17和丝杠16组成的丝杠螺母副提供轴向驱动力。探头组件7随轴向组件一起周向运动。水浸探头超头的超声线穿在导线管18里，一起随探头组件7轴向运动，这样可以减小水浸探头超头的超声线在运动过程中干涉风险。

分气块组件24和轴向电机20安装到周向组件的周向套筒22上。分气块组件24是检查装置所有气动元件的联接件，分线箱组件26是检查装置所有电气元件的联接件。周向电机1和轴向电机20的电缆与分线箱组件26连接。

设备安装与固定方法

一种小管径管道内壁水浸超声检查装置做检查前，需要用核岛内的环吊将其吊到被检管道内，并安装到位。

下水前，先将检查装置的前支撑气缸11和后支撑气缸6调成收缩状态。再把快速长杆工具插入检查装置的吊装头2并锁好，然后配合水下摄像头用环吊把检查装置吊到被检管道附近，再缓慢把检查装置推送到管道里面，直至轴向限位组件4顶到压力容器内壁。然后，将前支撑气缸11和后支撑气缸6调成伸出状态，把前支撑顶块10和后支撑顶块5顶到被检管道内壁，此时检查装置与压力容器固定。再把快速长杆工具从吊装头2取出。检查装置安装和固定完毕。检查装置轴向定位方法

由于安装检查装置时，不能保证轴向限位组件4完全与压力容器内壁贴合，两者之间的间隙会影响检查装置的轴向位置。本发明在轴向限位组件4上安装水浸测距探头3，安装到位后通过超声系统测出水浸测距探头3与压力容器内壁的距离，然后与理论值对比，将差值输入控制系统用以修复轴向安装误差。

前支撑气缸气管布置方法

由于检查装置做检查时，探头组件7要不停地进行轴向和周向运动，检查前支撑气缸11相对于被检管道不运动，需要考虑前支撑气缸11气管的布置，否则，气管很容易与探头组件7干涉。本发明在轴向组件上设置一根气管导向管8，前支撑气缸11气管从其里面穿过，再穿过周向套筒22，最后通过分气块组件24与主线缆连接。这样就可以避免与探头组件7直线接触，减小干步风险。同时增加轴向组件的刚性。

设备安装与固定方法

快速长杆工具能轻松地插入检查装置的吊装头2并能可靠地锁紧，检查装置的各个气缸也能可靠的伸出与收缩。用环吊能将检查装置送到被检管道，并使轴向限位组件4与压力容器内壁。前支撑气缸11和后支撑气缸6能将前支撑顶块10和后支撑顶块5顶到被检管道内壁，此时检查装置与压力容器固定可靠。快速长杆工具能方便地从吊装头2上面取出。取出后，检查装置依然固定可靠。前支撑气缸气管布置方法

检查装置安装和固定后，轴向限位组件4与压力容器内壁有一定的间隙。通过超声系统测出水浸测距探头3能够测出与压力容器内壁的距离，将该距离与理论值之间的差值输入控制系统能够修复轴向安装误差。

前支撑气缸气管布置方法

前支撑气缸11的气管从轴向组件的气管导向管8穿过，再穿过周向套筒22，最后通过分气块组件24与主线缆连接。在检查装置做检查时，前支撑气缸11的气管不产生干涉风险。

检查装置在下水前，需要对水浸超声探头进行标定、所有水下电气元件的气密性检查、气缸的功能试验及控制系统的标定。然后将检查装置的前支撑气缸11和后支撑气缸6设置成收缩状态。再把快速长杆工具插入检查装置的吊装头2并锁好，然后配合水下摄像头用环吊把检查装置吊到被检管道附近，再缓慢把检查装置推送到管道里面，直至轴向限位组件4顶到压力容器内壁。然后，将前支撑气缸11和后支撑气缸6调成伸出状态，把前支撑顶块10和后支撑顶块5顶到被检管道内壁，此时检查装置与压力容器固定。再把快速长杆工具从吊装头2取出。检查装置安装和固定完毕。安装完毕后，即可按照扫查程序进行扫查。扫查完毕后，将快速长杆工具插入检查装置的吊装头2并锁好，然后将前支撑气缸11和后支撑气缸6设置成收缩状态，再用环吊把检查装置收回，整个检查完毕。