[发明专利]汽轮机汽缸中分面平面度的检测方法

说明书

本发明提供一种汽轮机汽缸中分面平面度的检测方法，包括以下步骤：S1，搭建检测系统：检测系统包括无线收发装置、激光发射器以及靶标；S2，校准平面度：建立光学基准平面；S3，检测平面度：使靶标遍历所有数据点以测量每个数据点上的数据信息；S4，提取数据信息：通过智能处理设备中的软件采集靶标在数据点测得的信息；S5，数据重构及输出模拟图：通过软件对数据点进行数据预处理，对数据点建立网格模型，以及利用基于p‑Laplace算子的CCD图像修复技术输出三维模拟图。本发明能够快捷准确地在现场检测出汽缸中分面的平面度，并输出用于表征汽缸中分面的三维模拟图。

技术领域

本发明涉及一种表面平面度测量技术，特别是涉及一种汽轮机汽缸中分面平面度的检测方法。

背景技术

汽轮机是一种以蒸汽为动力，并将蒸气的热能转化为机械功的大型设备，是现代火力发电厂中应用最广泛的原动机。汽轮机由转动部分和静止部分两个方面组成，其中，静子部分包括汽缸。汽缸中分面是汽缸上、下半缸的连接面，采用法兰和螺栓相连，它是保障汽轮机密封优良的关键环节。由于汽轮机的汽缸结构复杂、体积庞大，并且长期处于高温高压条件下运行，除承受内外压差及自身安装在其内部各零件的静载荷外，还承受着由于温度不均匀而引起沿汽缸径向、轴向的热应力。基于此原因，汽轮机工作一段时间，各种应力对汽缸中分面长期冲击，会造成汽缸中分面表面出现损伤或缺陷，致使汽缸产生漏气故障，进而降低机组效率，严重时会出现事故，这也是汽轮机存在的典型设备问题。

汽缸中分面的修复工作是汽轮机买、卖双方维护与售后服务的难题，它不仅涉及关键的技术问题，还受维护成本限制，而修复工作的重要一环就是检测出汽缸中分面的变形量或实际损伤程度。

目前，汽缸中分面的现场测量方式大致有两种：第一种为非接触式的检测方法，应用三坐标测量机检测汽缸中分面的平面度，其原理是通过激光在汽缸中分面上进行扫描，生成数据。然而，该方法存在四个缺点：1)由于三坐标测量机运抵工厂环境或者将汽缸运至实验室，存在检测的便携性问题；2)汽缸中分面的表面积较大，会出现检测地点不固定，基准不统一的现象，从而造成检测不准确；3)由于三坐标测量机是针对平面二维工件进行检测，而汽缸中分面的表面缺陷是随机的、不规律的，在整个水平面和竖直高度上都存在完整性缺陷，依赖这样的设备是不能充分对其误差数据进行系统表征的；4)三坐标测量机存在着必须经过后处理过程的问题，不符合现场检测的时效性要求。第二种为接触式的检测方法，以汽缸本体内的转子的虚拟中心线(转子的首端、尾端相连而成的虚拟直线)为基准，通过移动带有百分表的专用设备测量汽缸中分面的变形数值，该方法对设备本身依赖性较高，基准寻找困难，精度较低。以上方法不仅很难保证部件的检测精度，而且检测效率极其低下。

而国外一些企业设计了大型桁架结构并且安装在现场，在桁架上布置机械臂，机械臂上安装检测探头对汽缸中分面进行平面度检测，这虽然解决了上述部分问题，但仍存在成本较高、工作难度大的缺点。

此外，由于目前检测设备的自带软件在检测过程中，识别被检测表面只限于矩形、圆形等规则图形。需要按照严格规律进行数据点的均分，这使得检测对象和软件应用并不匹配，不仅对检测精度有较大影响，而且给后续的数据处理及表面形貌生成带来很大的不便。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种汽轮机汽缸中分面平面度的检测方法，能够快捷准确地在现场检测出汽缸中分面的平面度，并输出用于表征汽缸中分面的三维模拟图。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种汽轮机汽缸中分面平面度的检测方法，包括以下步骤：

S1，搭建检测系统：检测系统包括无线收发装置、激光发射器以及至少三个靶标，将所有靶标通过无线收发装置与一智能处理设备通讯相连；

S2，校准平面度：在汽缸中分面上标注一个基准点和不共线的三个参考点，将激光发射器放置在基准点上，将三个靶标对应放置在三个参考点上，完成激光调零工作，建立光学基准平面；