一种异形管材吸附式涡流阵列探头的制作方法

本实用新型属于核电设备无损检查应用技术领域，具体涉及一种异形管材吸附式涡流阵列探头。

背景技术：

堆芯组件外套管，以下简称套管，是快堆工作于高温钠介质环境中的重要组件，也是防止核泄漏的一道安全屏障。为了保证该设施的安全稳定的运行，套管在生产完成后需要进行无损检测。

套管的形状为等边六角形管材结构，以下简称六角管，需要从外部和内部进行检测，要求能够发现表面和内表面的裂纹或磨损等缺陷，并且可以发现缺陷的位置和大小，进而分析套管产生缺陷的原因。制定相应的措施来避免由于相同工艺或其他原因造成套管的再次损伤，保障核反应堆的安全可靠性运行。

采用涡流探头对套管进行无损检测是发现缺陷的主要的方法之一。由于六角管的内、外表面的受检面积较大，如果使用单点式涡流探头技术，需要从六角管的外表面和内表面分别实施扫查，由于单点式探头检查所覆盖的有效检查区域较少，每个平面需要多次往返扫查才能覆盖受检面，而且到达棱角的位置检查时必须更换棱角专用的探头来完成。整个检查过程需要耗费大量的时间，并且对扫查装置的要求也非常高。

本实用新型是针对六角形或其他异形管材的内、外表面进行涡流阵列探头检测设计的一种新型机构。现有技术的内、外表面涡流阵列探头需要分别安装到外壁扫查机械臂和内壁扫查机械长杆上，缺点是内、外壁检测系统是两套设备，对同一个管材检测时需要分别在两套系统上进行，检测效率低。另外、内壁扫查机械长杆是通过电机驱动轴向深入到六角管内部带动探头轴向扫查，长杆的长度已经固定，如果六角管长度大于长杆的长度时就无法进行检查，系统的灵活性低。本新型结构通过磁吸附将内、外壁涡流阵列探头吸附在六角管内、外管壁上同时实施检测，不需要内表面扫查机械长杆检测系统，提高了检测系统效率和灵活性，同时降低了设备开发成本。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对快堆堆芯组件外套管的结构特性和实际需求，在现有技术的基础上，发明了一种新型涡流阵列探头机构，可实现内、外壁涡流阵列探头同时实施检测，取消了内壁扫查机械长杆系统，提高了检测系统效率和灵活性。

本实用新型是这样实现的：

一种异形管材吸附式涡流阵列探头，包括外壁涡流阵列探头和内壁涡流阵列探头；外壁涡流阵列探头设置在六角管的外壁上；内壁涡流阵列探头设置在六角管的内壁上，通过磁铁与外壁涡流阵列探头相互吸引，使得外壁涡流阵列探头、内壁涡流阵列探头与六角管紧密贴合，同时实现对于六角管内外壁的检测。

如上所述的外壁涡流阵列探头包括前正极磁铁模块、后正极磁铁模块、外壁前滑轮组模块、外壁后滑轮组模块和外壁阵列探头线圈模块；其中，前正极磁铁模块、后正极磁铁模块与六角管外部形状相反，呈V字型，垂直管壁方向充磁，与管壁贴合方向为磁铁正极；前正极磁铁模块设置在外壁前滑轮组模块的左端，后正极磁铁模块设置在外壁后滑轮组模块的右端；外壁前滑轮组模块、外壁后滑轮组模块布置在外壁阵列探头线圈模块的左右两端，共四组滑轮，滑轮突出，检测时与六角管平面接触，并可轴向自由滑动。

如上所述的外壁后滑轮组模块的长度大于外壁前滑轮组模块的长度。

如上所述的外壁涡流阵列探头安装在外壁扫查机械臂上，通过外壁扫查机械臂左右移动实施扫查。

如上所述的内壁涡流阵列探头包括前负极磁铁模块、后负极磁铁模块、内壁前滑轮组模块、内壁后滑轮组模块和内壁阵列探头线圈模块；其中，前负极磁铁模块、后负极磁铁模块与六角管外部形状相反，呈V字型，垂直管壁方向充磁，与管壁贴合方向为磁铁负极；前负极磁铁模块设置在内壁前滑轮组模块的左端，后负极磁铁模块设置在内壁后滑轮组模块的右端；内壁前滑轮组模块、内壁后滑轮组模块布置在内壁阵列探头线圈模块的左右两端，共四组滑轮，滑轮突出，检测时与六角管平面接触，并可轴向自由滑动。

如上所述的内壁前滑轮组模块的长度大于内壁后滑轮组模块的长度。

如上所述的内壁涡流阵列探头的驱动力是由前正极磁铁模块与前负极磁铁模块、后正极磁铁模块与后负极磁铁模块两组模块相互吸引后由外壁涡流阵列探头提供。

如上所述的前正极磁铁模块、前负极磁铁模块、后正极磁铁模块、后负极磁铁模块的长度相等，外壁前滑轮组模块与内壁后滑轮组模块的长度相等，外壁后滑轮组模块与内壁前滑轮组模块的长度相等。

如上所述的在外壁涡流阵列探头和内壁涡流阵列探头吸合时，外壁阵列探头线圈模块与内壁阵列探头线圈模块的位置错开。

如上所述的外壁前滑轮组模块、外壁后滑轮组模块、内壁前滑轮组模块、内壁后滑轮组模块、外壁阵列探头线圈模块、内壁阵列探头线圈模块与六角管的接触面均采用塑料制成。

本实用新型的有益效果是：

外壁涡流阵列探头机构的核心部件由外壁阵列探头线圈模块5-1、前正极磁铁模块3-1、后正极磁铁模块3-2、外壁前滑轮组模块4-1、外壁后滑轮组模块4-2组成。其中前后正极磁铁模块与六角管外部形状相反，呈V字型，垂直管壁方向充磁，与管壁贴合方向为磁铁正极；外壁前后滑轮组模块布置在探头仿形骨架平面两侧，共四组滑轮，滑轮稍突出，检测时与六角管平面接触，并可轴向自由滑动。外壁涡流阵列探头机构需要安装在外壁扫查机械臂上，通过外壁扫查机械臂左右移动实施扫查。

内壁涡流阵列探头机构的核心部件由内壁阵列探头线圈模块5-2、前负极磁铁模块3-3、后负极磁铁模块3-4、内壁前滑轮组模块4-3、内壁后滑轮组模块4-4组成。其中前后负极磁铁模块同样与六角管外部形状相反，呈V字型，垂直管壁方向充磁，与管壁贴合方向为磁铁负极；内壁前后滑轮组模块布置在探头仿形骨架平面两侧，共四组滑轮，滑轮稍突出，检测时与六角管平面接触，并可轴向自由滑动。内壁涡流阵列探头机构驱动力是由前后正极磁铁模块与前后负极磁铁模块相互吸引后提供。

新型涡流阵列探头结构可分为外表面涡流阵列探头7和内表面涡流阵列探头8。阵列探头线圈模块与现有技术相同，均采用与六角管外形匹配的仿形骨架结构，不同之处在于内、外壁线圈模块在布置位置上需要错位排布，以保证同时实施检测时线圈激励和接收磁场不相互干扰。在线圈模块左右两侧布置滑轮组模块，在滑轮组模块左右两侧布置磁铁模块，滑轮组模块用于保证磁铁模块吸附后对内、外壁阵列探头进行支持以及沿着六角管轴向自由滑动，同时限制磁铁模块直接与六角管壁接触。内、外壁阵列探头同时实施检测可覆盖六分之一六角管受检区域，往返三次就可完成一根管材检测，提高了检测系统效率。采用磁吸附机构替代内壁扫查机械长杆系统，可不受长杆长度限制提高了检测系统的灵活性。

附图说明

图1是本实用新型的涡流阵列探头的结构示意图；

图2是本实用新型的外壁涡流阵列探头机构的示意图；

图3是本实用新型的外壁涡流阵列探头机构的示意图。

其中：6.六角管，7.外壁涡流阵列探头，8.内壁涡流阵列探头，3-1.前正极磁铁模块，3-2.后正极磁铁模块，3-3.前负极磁铁模块，3-4后负极磁铁模块，4-1.外壁前滑轮组模块，4-2.外壁后滑轮组模块，4-3.内壁前滑轮组模块，4-4.内壁后滑轮组模块，5-1.外壁阵列探头线圈模块，5-2.内壁阵列探头线圈模块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行进一步描述。

如图1所示，一种异形管材吸附式涡流阵列探头，包括外壁涡流阵列探头7和内壁涡流阵列探头8。外壁涡流阵列探头7设置在六角管6的外壁上。内壁涡流阵列探头8设置在六角管6的内壁上，通过磁铁与外壁涡流阵列探头7相互吸引，使得外壁涡流阵列探头7、内壁涡流阵列探头8与六角管6紧密贴合，同时实现对于六角管6内外壁的检测。

如图2所示，外壁涡流阵列探头7包括前正极磁铁模块3-1、后正极磁铁模块3-2、外壁前滑轮组模块4-1、外壁后滑轮组模块4-2和外壁阵列探头线圈模块5-1。其中，前正极磁铁模块3-1、后正极磁铁模块3-2与六角管外部形状相反，呈V字型，垂直管壁方向充磁，与管壁贴合方向为磁铁正极；前正极磁铁模块3-1设置在外壁前滑轮组模块4-1的左端，后正极磁铁模块3-2设置在外壁后滑轮组模块4-2的右端。外壁前滑轮组模块4-1、外壁后滑轮组模块4-2布置在外壁阵列探头线圈模块5-1的左右两端，共四组滑轮，滑轮突出，检测时与六角管平面接触，并可轴向自由滑动。外壁后滑轮组模块4-2的长度大于外壁前滑轮组模块4-1的长度。外壁涡流阵列探头7安装在外壁扫查机械臂上，通过外壁扫查机械臂左右移动实施扫查。所述的外壁阵列探头线圈模块5-1和外壁扫查机械臂均为现有装置。

如图3所示，内壁涡流阵列探头8包括前负极磁铁模块3-3、后负极磁铁模块3-4、内壁前滑轮组模块4-3、内壁后滑轮组模块4-4和内壁阵列探头线圈模块5-2。其中，前负极磁铁模块3-3、后负极磁铁模块3-4与六角管外部形状相反，呈V字型，垂直管壁方向充磁，与管壁贴合方向为磁铁负极；前负极磁铁模块3-3设置在内壁前滑轮组模块4-3的左端，后负极磁铁模块3-4设置在内壁后滑轮组模块4-4的右端。内壁前滑轮组模块4-3、内壁后滑轮组模块4-4布置在内壁阵列探头线圈模块5-2的左右两端，共四组滑轮，滑轮突出，检测时与六角管平面接触，并可轴向自由滑动。内壁前滑轮组模块4-3的长度大于内壁后滑轮组模块4-4的长度。内壁涡流阵列探头8的驱动力是由前正极磁铁模块3-1与前负极磁铁模块3-3、后正极磁铁模块3-2与后负极磁铁模块3-4两组模块相互吸引后由外壁涡流阵列探头7提供。所述的内壁阵列探头线圈模块5-2为现有装置。

前正极磁铁模块3-1、前负极磁铁模块3-3、后正极磁铁模块3-2、后负极磁铁模块3-4的长度相等，外壁前滑轮组模块4-1与内壁后滑轮组模块4-4的长度相等，外壁后滑轮组模块4-2与内壁前滑轮组模块4-3的长度相等。在外壁涡流阵列探头7和内壁涡流阵列探头8吸合时，外壁阵列探头线圈模块5-1与内壁阵列探头线圈模块5-2的位置错开。

在本实施例中，外壁前滑轮组模块4-1、外壁后滑轮组模块4-2、内壁前滑轮组模块4-3、内壁后滑轮组模块4-4、外壁阵列探头线圈模块5-1、内壁阵列探头线圈模块5-2与六角管6的接触面均采用塑料制成。

使用时驱动外壁扫查机械臂将外壁涡流阵列探头贴合在六角管的外壁上，驱动前端内壁机械臂将内壁涡流阵列探头伸入六角管的前端管口处，当前后负极磁铁模块与前后正极磁铁模块外置重合后松开内壁机械臂，此时在磁力的作用下，内、外壁线圈模块与六角管紧密贴合，在驱动外壁扫查机械臂沿六角管轴向运动实施检测，当扫查到六角管的后端管口出时，驱动后端内壁机械臂将内壁涡流阵列探头取出，六角管旋转到下一检测面，同样动作往返三次完成整根六角管的检测。

上面结合实施例对实用新型的实施方法作了详细说明，但是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旨的前提下作出各种变化。本实用新型说明书中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。