一種外穿式彈性線圈渦流探頭的制作方法
【專利摘要】本發明屬于管材或棒材的無損檢測【技術領域】，具體涉及一種外穿式彈性線圈渦流探頭。其應用在核電廠燃料棒的無損檢測過程中，包括線圈、彈性裝置和限位架，將燃料棒插入到外穿式彈性線圈渦流探頭中進行檢測，在檢測過程中軸向移動渦流探頭或燃料棒使兩者具有勻速的相對運動，來對燃料棒進行渦流檢測。其中：線圈為圓環型結構，N個線圈同時對棒材進行檢測；線圈分別設置在N個彈性裝置內，每個彈性裝置由滑塊、彈簧和限位銷組成；利用彈簧推動滑塊和與滑塊共同運動的線圈在限位槽內移動；兩兩相鄰的兩個線圈配合檢測，從而實現燃料棒安全通過的情況下外穿式彈性線圈渦流探頭整體具有較高的缺陷檢測靈敏度。
【專利說明】一種外穿式彈性線圈渦流探頭
【技術領域】
[0001]本發明屬于管材或棒材的無損檢測【技術領域】，具體涉及一種外穿式彈性線圈渦流探頭。
【背景技術】
[0002]核電廠燃料棒是核電廠的重要設備，也是防止核泄漏的第一道安全屏障。為了保證核設施的安全穩定的運行，所以需要對燃料棒進行無損檢測。燃料棒的檢測條件是只能從外部進行檢測，要求能夠發現表面和內表面的裂紋或磨損等缺陷，并且可以發現缺陷的位置和大小。進而分析燃料棒產生缺陷的原因，制定相應的措施來避免由于相同原因造成燃料組件再次損傷，保障燃料組件在運行期間的安全可靠性。
[0003]采用外穿式彈性線圈渦流探頭對燃料棒進行無損檢測是發現缺陷的主要的方法之一。檢測過程中為了可以達到一定的檢測靈敏度來發現最小為0.3mm的缺陷，需要外穿式彈性線圈渦流探頭具有80%以上的填充率，并且填充率越高其檢測靈敏度就越好。但是燃料棒如果有變形或腫脹等形狀變化情況，就容易出現卡棒，甚至會損壞燃料棒或其他輔助工具。
[0004]外穿式彈性線圈渦流探頭結構原理是由兩個或兩個以上的線圈同時對燃料棒進行檢測，線圈在燃料棒的周向位置對稱分布，并采用彈性裝置使線圈內表面的某一點與燃料棒的外表面相切，在相切處的填充率可以到達100%。雖然單個線圈只對燃料棒的局部具有較高的檢測靈敏度，但是在周向位置對稱分布的多個線圈同時作用下，就很大的提高了這套外穿式彈性線圈渦流探頭整體的檢測靈敏度。但是，目前還沒有關于采用外穿式線圈渦流探頭對燃料棒進行無損檢測的公開的信息。因此，亟需研制一套燃料棒渦流檢測設備，其中外穿式彈性線圈渦流探頭是設備的核心部件。一方面使其探頭有較低的填充率以降低卡棒的風險；另一方面保證其具有較高的檢測靈敏度。
【發明內容】
[0005]本發明要解決的技術問題是提供一種外穿式彈性線圈渦流探頭，應用這種探頭對棒材或管材(簡稱棒材)進行外穿式渦流檢查時，既可保證棒材形狀變化情況下的通過性，也可以保證在小填充率的情況下具有較高的缺陷檢測靈敏度。
[0006]為了實現這一目的，本發明采取的技術方案是:
[0007]—種外穿式彈性線圈渦流探頭，應用在核電廠燃料棒的無損檢測過程中，包括線圈、彈性裝置和限位架，將燃料棒插入到外穿式彈性線圈渦流探頭中進行檢測，在檢測過程中軸向移動渦流探頭或燃料棒使兩者具有勻速的相對運動，來對燃料棒進行渦流檢測。
[0008]其中:線圈為圓環型結構，N個線圈同時對棒材進行檢測，N ^ 2 ;線圈分別設置在N個彈性裝置內，每個彈性裝置由滑塊、彈簧和限位銷組成；滑塊的前部有一個與線圈配合的圓形安裝孔，后部有一個與彈簧連接的圓形安裝孔；安裝好線圈和彈簧的滑塊通過限位銷壓緊在限位架內，限位架由限位外殼和限位主體組成；在限位主體上有N個上下周向均勻分布的限位槽，將N個滑塊均勻分布的限制在周向位置；限位主體安裝到限位外殼后彈性裝置只能在限位槽內移動；N個滑塊壓緊在限位槽上后，任意兩個滑塊之間的周向角度為360° /N，在軸向位置呈上下交叉狀態；利用彈簧推動滑塊和與滑塊共同運動的線圈在限位槽內移動；當燃料棒通過時，擠壓線圈使其彈起并貼合在燃料棒表面，以保證在貼合點處的填充率達到100% ;N個線圈中兩兩相鄰的兩個線圈配合檢測，其中一個線圈針對燃料棒的上表面進行缺陷檢測，另一個線圈針對燃料棒的下表面進行缺陷檢測，從而實現燃料棒安全通過的情況下外穿式彈性線圈渦流探頭整體具有較高的缺陷檢測靈敏度。
[0009]進一步的，如上所述的一種外穿式彈性線圈渦流探頭，線圈的直徑Dl和燃料棒的直徑D2的關系是:D22= (0.6?0.7) Dl2。
[0010]通過采取本發明技術方案，一方面增大線圈的內徑，使線圈的填充率小于70%以上，從而保證線圈可以很容易軸向通過棒材，而不會出現卡棒的故障；另一方面，通過使用多個線圈同時對棒材進行檢測，提高了渦流檢測的靈敏度，從而可以發現最小為0.3mm的缺陷。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是外穿式彈性線圈渦流探頭結構示意圖；
[0012]圖2是外穿式彈性線圈渦流探頭結構剖視圖；
[0013]圖3是外穿式彈性線圈渦流探頭中的相鄰兩個線圈位置示意圖；
[0014]圖4是外穿式彈性線圈渦流探頭中的彈性裝置結構示意圖。
[0015]圖中:1燃料棒；2渦流探頭；3彈性裝置；4限位架；5線圈；6限位銷；7彈簧；8滑塊。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖對本發明技術方案進行詳細說明。
[0017]本發明技術方案的設計思路是:線圈與棒材相對運動時，其兩者之間的距離越小填充率越大。當線圈與棒材的填充率達到100%時缺陷檢測靈敏度最高，但是填充率越大其棒材的通過性能就越差。為了保證棒材在有形狀變化情況下的通過性，我們增大了線圈的內徑，即使線圈的填充率小于70%以上。這樣線圈就可以很容易軸向通過棒材。但是這種情況下，如果使用單線圈進行渦流檢測，很難發現最小為0.3mm的缺陷。為了提高渦流檢測的靈敏度，可以使用多個線圈同時對棒材進行檢測。
[0018]一種外穿式彈性線圈渦流探頭，應用在核電廠燃料棒的無損檢測過程中，如圖1和圖2所示，包括線圈、彈性裝置和限位架，將燃料棒插入到外穿式彈性線圈渦流探頭中進行檢測，在檢測過程中軸向移動渦流探頭或燃料棒使兩者具有勻速的相對運動，來對燃料棒進行渦流檢測。
[0019]其中:線圈為圓環型結構，N個線圈同時對棒材進行檢測，N > 2 ;線圈的直徑Dl和燃料棒的直徑D2的關系是:D22= (0.6?0.7)D12，即在具有一定的填充率的條件下保證不卡棒。
[0020]如圖4所示，線圈分別設置在N個彈性裝置內，每個彈性裝置由滑塊、彈簧和限位銷組成；滑塊的前部有一個與線圈配合的圓形安裝孔，后部有一個與彈簧連接的圓形安裝孔；安裝好線圈和彈簧的滑塊通過限位銷壓緊在限位架內，限位架由限位外殼和限位主體組成；在限位主體上有N個上下周向均勻分布的限位槽，將N個滑塊均勻分布的限制在周向位置；限位主體安裝到限位外殼后彈性裝置只能在限位槽內移動。
[0021]如圖3所示，N個滑塊壓緊在限位槽上后，任意兩個滑塊之間的周向角度為360° /N，在軸向位置呈上下交叉狀態；利用彈簧推動滑塊和與滑塊共同運動的線圈在限位槽內移動；當燃料棒通過時，擠壓線圈使其彈起并貼合在燃料棒表面，以保證在貼合點處的填充率達到100% ；N個線圈中兩兩相鄰的兩個線圈配合檢測,其中一個線圈針對燃料棒的上表面進行缺陷檢測，另一個線圈針對燃料棒的下表面進行缺陷檢測，從而實現燃料棒安全通過的情況下外穿式彈性線圈渦流探頭整體具有較高的缺陷檢測靈敏度。
【權利要求】
1.一種外穿式彈性線圈渦流探頭，應用在核電廠燃料棒的無損檢測過程中，其特征在于:包括線圈、彈性裝置和限位架，將燃料棒插入到外穿式彈性線圈渦流探頭中進行檢測，在檢測過程中軸向移動渦流探頭或燃料棒使兩者具有勻速的相對運動，來對燃料棒進行渦流檢測； 其中:線圈為圓環型結構，N個線圈同時對棒材進行檢測，N ^ 2 ； 線圈分別設置在N個彈性裝置內，每個彈性裝置由滑塊、彈簧和限位銷組成；滑塊的前部有一個與線圈配合的圓形安裝孔，后部有一個與彈簧連接的圓形安裝孔； 安裝好線圈和彈簧的滑塊通過限位銷壓緊在限位架內，限位架由限位外殼和限位主體組成；在限位主體上有N個上下周向均勻分布的限位槽，將N個滑塊均勻分布的限制在周向位置；限位主體安裝到限位外殼后彈性裝置只能在限位槽內移動； N個滑塊壓緊在限位槽上后，任意兩個滑塊之間的周向角度為360° /N，在軸向位置呈上下交叉狀態； 利用彈簧推動滑塊和與滑塊共同運動的線圈在限位槽內移動；當燃料棒通過時，擠壓線圈使其彈起并貼合在燃料棒表面，以保證在貼合點處的填充率達到100% ； N個線圈中兩兩相鄰的兩個線圈配合檢測，其中一個線圈針對燃料棒的上表面進行缺陷檢測，另一個線圈針對燃料棒的下表面進行缺陷檢測，從而實現燃料棒安全通過的情況下外穿式彈性線圈渦流探頭整體具有較高的缺陷檢測靈敏度。
2.如權利要求1所述的一種外穿式彈性線圈渦流探頭，其特征在于:線圈的直徑Dl和燃料棒的直徑D2的關系是:D22= (0.6?0.7) D12。
【文檔編號】G01N27/90GK104181227SQ201310188978
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2013年5月21日 優先權日:2013年5月21日
【發明者】崔洪巖, 廖述圣, 邵文斌 申請人:核動力運行研究所, 中核武漢核電運行技術股份有限公司