一种用于法兰盘无损检测的校准试块及其检测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种用于法兰盘无损检测的校准试块及其检测系统，被测法兰盘用于特高压输电线路中，其改进之处在于，校准试块连接部位的上下两侧分别设有R角部位，连接部位和R角部位分别设有槽；法兰盘无损检测系统的阵列R角柔性涡流探头将校准试块的涡流信号传输到多频阵列涡流探伤仪进行系统校准后，再将被测法兰盘的涡流信号传输到多频阵列涡流探伤仪，通过信号对比确定被测法兰盘是否受损。和现有技术比，本实用新型提供的用于法兰盘无损检测的校准试块及其检测系统，可以检测以前无法有效检测的法兰盘颈部，结构简单、操作便捷，提高了法兰盘表面检测的效率，满足对输电铁塔法兰盘安全的检测需要。
【专利说明】一种用于法兰盘无损检测的校准试块及其检测系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于法兰盘无损检测的校准试块及其检测系统，具体讲涉及一种用于特高压管塔法兰盘无损检测的校准试块及其检测系统。
【背景技术】
[0002]随着电力发展步伐的不断加快，电网发展迅速，电网系统运行电压等级不断提高，网络规模也不断扩大，全国已经形成了东北电网、华北电网、华中电网、华东电网、西北电网和南方电网6个跨省的大型区域电网，并基本形成了完整的长距离输电电网网架。
[0003]目前电网建设已成为我国电力建设的主要方向，电网建设前景诱人。“十二五”期间，我国电网投资规模持续扩张，到2020年将全面建成统一的坚强智能电网，初步实现建设世界一流电网的目标。
[0004]根据我国对能源优化配置的要求，发展特高压、远距离、大容量交直流输电智能电网技术，建设更加坚强的骨干电网网架，已成为未来电网发展的重点。近年来，在长距离输电线路中，为了提升输电容量、降低线路损耗，提高输电走廊的利用率，降低工程的造价，国家电网公司已广泛采用交流lOOOkv、直流SOOkv及以上电压等级的特高压输电技术进行输电。
[0005]输电线路铁塔是输电线路的重要组成部分，电网建设快速发展过程中，线路走廊资源紧张的问题日益突出，为有效提高走廊资源利用率，常常采用同塔双回、同塔多回的铁塔结构形式。大型铁塔采用钢管结构，占地面积小，风荷载体型系数小，外形美观。
[0006]法兰连接是钢管塔的一种主要连接方式，目前常用的有平法兰、加肋法兰和高颈法兰三种，电网特高压工程一般采用高颈锻造法兰。采用高颈锻造法兰具有焊接工作量小，加工精度、加工效率高的优势，但是法兰作为主要结构部件，其自身品质的优劣和有效的检测方法是加工过程的一个难点。因此为了确保质量，须对法兰盘的性能进行检测。
[0007]但是，现有的检测方法，很难对法兰盘的颈部过渡区域(R角部位)的缺陷进行有效检测，例如采用磁粉检测方法需要对法兰盘进行磁化，在法兰颈部过渡区域无法实现有效、快速探伤。
实用新型内容
[0008]针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种用于法兰盘无损检测的校准试块及其检测系统，可以准确、快速的对被测法兰盘进行检测，并对其缺陷部位定位。
[0009]本实用新型的目的是采用下述技术方案实现的:
[0010]本实用新型提供的一种用于法兰盘无损检测的校准试块，所述被测法兰盘用于特高压输电线路中，其改进之处在于，所述校准试块连接部位的上下两侧分别设有R角部位，所述连接部位和R角部位分别设有槽。
[0011]其中，所述槽包括周向槽、斜向槽和轴向槽。
[0012]其中，所述斜向槽与所述校准试块周向方向的夹角介于O?180度之间。[0013]其中，所述斜向槽与所述校准试块周向方向的夹角为45度。
[0014]其中，所述槽的深度为0.2~1.0mm ;长度为IOmm~45mm ;宽度为0.1mm。
[0015]其中，所述连接部位下侧的R角部位沿同一圆周分别设有所述周向槽、斜向槽和轴向槽。
[0016]其中，所述连接部位上侧的R角部位沿同一圆周分别设有所述周向槽，并且与所述连接部位下侧的R角部位的周向槽、斜向槽和轴向槽--对应。
[0017]其中，所述连接部位沿同一圆周分别设有所述周向槽，并且与所述连接部位下侧的R角部位的周向槽和斜向槽相对应。
[0018]本实用新型基于另一目的提供的一种包括校准试块的法兰盘无损检测系统，其改进之处在于，所述系统包括阵列R角柔性涡流探头、多频阵列涡流探伤仪和校准试块，所述阵列R角柔性涡流探头将所述校准试块的涡流信号传输到所述多频阵列涡流探伤仪进行系统校准后，再将被测法兰盘的涡流信号传输到所述多频阵列涡流探伤仪。
[0019]其中，所述多频阵列涡流探伤仪的检测通道为8个，增益标称值与测量值之间的最大线性偏差不大于ldB，相位最大偏差不大于1°。
[0020]其中，所述阵列R角柔性涡流探头频率为0.5-2.0MHz,点阵数量为8个。
[0021]其中，所述阵列R角柔性涡流探头频率为0.55MHz。
[0022]与现有技术相比，本实用新型达到的有益效果是:
[0023]1、本实用新型提供`的用于法兰盘无损检测的校准试块及其检测系统，结构简单、操作便捷，极大提高了工作效率。
[0024]2、本实用新型提供的用于法兰盘无损检测的校准试块及其检测系统，采用的校准试块与被测法兰盘的各项性能参数相同或相近，极大提高了检测的准确性。
[0025]3、本实用新型提供的用于法兰盘无损检测的校准试块及其检测系统，可以检测以前无法有效检测的法兰盘颈部。
[0026]4、本实用新型提供的用于法兰盘无损检测的校准试块及其检测系统，提高了法兰盘表面检测的效率。
[0027]5、本实用新型提供的用于法兰盘无损检测的校准试块及其检测系统，满足对输电铁塔法兰盘安全的检测需要。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1是:本实用新型提供的用于法兰盘无损检测的校准试块的立体示意图；
[0029]图2是:本实用新型提供的用于法兰盘无损检测的校准试块的另一角度立体示意图；
[0030]图3是:本实用新型提供的用于法兰盘无损检测的校准试块的主视图；
[0031]图4是:本实用新型提供的用于法兰盘无损检测的校准试块的俯视图；
[0032]图5是:本实用新型提供的无损检测系统沿被测法兰盘的周向方向检测示意图；
[0033]其中:1、R角部位；2、R角部位；3、连接部位；11、周向槽；12、斜向槽；13、轴向槽；21、周向槽；22、周向槽；23、周向槽；31、周向槽；32、周向槽。
【具体实施方式】[0034]为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】做进一步的详细说明。
[0035]本实施例以用于法兰盘无损检测的校准试块为例，如图1至图4所示，本实用新型实施例提供的用于法兰盘无损检测的校准试块包括分别设置在连接部位3上下两侧的R角部位I和R角部位2 ；R角部位I沿同一圆周分别设置周向槽11、斜向槽12和轴向槽13，斜向槽12与校准试块周向方向夹角为45度；R角部位2沿同一圆周设置的周向槽21、22和23分别与R角部位I的周向槽11、斜向槽12和轴向槽13 —一对应；连接部位3沿同一圆周设置的周向槽31和32分别与R角部位I的周向槽11和斜向槽12相对应。
[0036]其中，R角部位I的周向槽11、斜向槽12和轴向槽13的切割深度为0.5mm ；R角部位2的周向槽21、22和23的切割深度分别为0.2mm、0.5mm、Imm ;连接部位3的周向槽31和32的切割深度分别为0.2mm和0.5mm。上述所有槽的宽度为0.1mm，周向槽和斜向槽的长度均为10mm，轴向槽的长度为45mm。
[0037]其中，校准试块的外形尺寸能代表被测法兰盘的外形尺寸特征；校准试块采用与被测法兰盘相同或相近电磁性能的材料；校准试块采用与被测法兰盘相同或相近声学性能的材料；校准试块采用的牌号、热处理状态和表面状态均与被测法兰盘一致。
[0038]基于另一目的一种包括校准试块的法兰盘无损检测系统，检测系统的阵列R角柔性涡流探头将校准试块的涡流信号传输到多频阵列涡流探伤仪进行系统校准后，再将被测法兰盘的涡流信号传输到多频阵列涡流探伤仪，并与系统标准进行比对。
[0039]其中，多频阵列涡流探伤仪的检测通道为8个，增益标称值与测量值之间的最大线性偏差不大于ldB，相位最大偏差不大于1°。
[0040]其中，应根据被测法兰盘检测面的曲率，选择相应的R角阵列探头和线性阵列探头。允许使用符合所有过渡R角的最小R角阵列探头对所有规格的法兰进行检测，但不允许使用大的R角阵列探头对小过渡圆弧R的法兰进行检测。
[0041 ] 其中，在保证系统灵敏度的情况下，阵列R角柔性涡流探头频率一般在0.5?2MHz范围内选择，推荐选用0.55MHz左右的检测频率；阵列R角柔性涡流探头的点阵数量为8个；阵列R角柔性涡流探头尺寸的选择应保证探头在检测面上有足够的扫查范围，推荐R角探头尺寸为20+20mm,线性阵列探头40mm。
[0042]当被测法兰盘与校准试块粗糙度不同时，需将已在校准试块上调整好的阵列R角柔性涡流探头灵敏度增减3?5dB。
[0043]具体检测方法包括下述步骤:
[0044]1、通过校准试块进行系统校准，将阵列R角柔性涡流探头与多频阵列涡流探伤仪连接后，依次选定多频阵列涡流探伤仪的8个通道，通过阵列R角柔性涡流探头，在相同的激励频率、增益、相位下，分别对校准试块的槽进行扫查，获得稳定的涡流信号；阵列R角柔性涡流探头扫查校准试块上0.5mm深的槽的涡流信号为基准灵敏度；阵列R角柔性涡流探头的扫查灵敏度不低于基准灵敏度；
[0045]2、如上述扫查过程中，不同检测信号通道在使用同一探头以及相同的激励频率、增益、相位参数条件下，对于校准试块上同一个槽扫查的响应信号幅度差异不大于3%，且响应信号相位差值不大于±5°，则进入步骤4 ;否则进入步骤3 ；
[0046]3、调整阵列R角柔性涡流探头的频率，重新进行步骤I ;[0047]4、对被测法兰盘进行检测，用阵列R角柔性涡流探头在被测法兰盘上进行扫查，如图5所示，扫查速度小于等于100mm/S，扫查方式为沿被测法兰盘的周向左右移动；扫查区域为被测法兰盘R角部位，垂直部位不小于80mm，水平部位不小于40mm，如被测法兰盘的颈部较大，可以根据所述阵列R角柔性涡流探头的有效检测范围进行多次平行扫查；
[0048]5、将采集到的被测法兰盘的涡流信号与系统校准涡流信号进行对比，如被测法兰盘的涡流信号正常，则表示被测法兰盘无损；如被测法兰盘有缺陷涡流信号，则可根据产生被测法兰盘缺陷涡流信号的通道，确定被测法兰盘缺陷的位置，并根据缺陷涡流信号幅度确定被测法兰盘缺陷的大小。
[0049]其中，被测法兰盘的下列缺陷不允许:
[0050]1、被测法兰盘涡流信号幅度>校准试块0.5mm深度的槽的信号幅度+ (3?5)dB ；
[0051]2、检测人员通过被测法兰盘涡流信号认定是危害性的缺陷。
[0052]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本实用新型的【具体实施方式】进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种用于法兰盘无损检测的校准试块，所述被测法兰盘用于特高压输电线路中，其特征在于，所述校准试块连接部位的上下两侧分别设有R角部位，所述连接部位和R角部位分别设有槽。
2.如权利要求1所述的用于法兰盘无损检测的校准试块，其特征在于，所述槽包括周向槽、斜向槽和轴向槽。
3.如权利要求2所述的用于法兰盘无损检测的校准试块，其特征在于，所述斜向槽与所述校准试块周向方向的夹角介于O?180度之间。
4.如权利要求3所述的用于法兰盘无损检测的校准试块，其特征在于，所述斜向槽与所述校准试块周向方向的夹角为45度。
5.如权利要求4所述的用于法兰盘无损检测的校准试块，其特征在于，所述槽的深度为0.2?1.0mm ;长度为10mm?45mm ;宽度为0.1謹。
6.如权利要求5所述的用于法兰盘无损检测的校准试块，其特征在于，所述连接部位下侧的R角部位沿同一圆周分别设有所述周向槽、斜向槽和轴向槽。
7.如权利要求6所述的用于法兰盘无损检测的校准试块，其特征在于，所述连接部位上侧的R角部位沿同一圆周分别设有所述周向槽，并且与所述连接部位下侧的R角部位的周向槽、斜向槽和轴向槽一一对应。
8.如权利要求7所述的用于法兰盘无损检测的校准试块，其特征在于，所述连接部位沿同一圆周分别设有所述周向槽，并且与所述连接部位下侧的R角部位的周向槽和斜向槽相对应。
9.一种包括权利要求1的校准试块的法兰盘无损检测系统，其特征在于，所述检测系统包括阵列R角柔性涡流探头、多频阵列涡流探伤仪和校准试块，所述阵列R角柔性涡流探头将所述校准试块的涡流信号传输到所述多频阵列涡流探伤仪进行系统校准后，再将被测法兰盘的涡流信号传输到所述多频阵列涡流探伤仪。
10.如权利要求9所述的法兰盘无损检测系统，其特征在于，所述多频阵列涡流探伤仪的检测通道为8个，增益标称值与测量值之间的最大线性偏差不大于ldB，相位最大偏差不大于1°。
11.如权利要求9所述的法兰盘无损检测系统，其特征在于，所述阵列R角柔性涡流探头频率为0.5?2.0MHz,点阵数量为8个。
12.如权利要求11所述的法兰盘无损检测系统，其特征在于，所述阵列R角柔性涡流探头频率为0.55MHz ο
【文档编号】G01N27/90GK203443921SQ201320599232
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年9月26日 优先权日:2013年9月26日
【发明者】王国俊, 包乐庆, 武英利, 郭军, 李艳, 聂任员, 吕刚, 赵森, 李继, 李大伟 申请人:国家电网公司, 中国电力科学研究院