[发明专利]一种动叶片叶根相控阵超声检测部件形状实时判别方法

说明书

本发明公开了一种动叶片叶根相控阵超声检测部件形状实时判别方法，包括：第1步：逆向测绘动叶片外形尺寸，导入制图模块；第2步：采用工装开始检测，获得移动的超声探头相对于动叶片的实时位置信息；第3步：将位置信息导入制图模块，根据位置信息对动叶片实时切面；第4步：将超声回波信号视图和切面形状轮廓图同步实时导入分析模块；第5步：进行叶根固有回波信号和裂纹信号的识别与判定。本发明可实现在压气机动叶片叶根相控阵超声检测时，在扫查过程中根据探头的位置信息实时导入动叶片轮廓形状，实现动叶片叶根裂纹信号和固有干扰信号的全程、实时、快速、准确区分，极大地提高检测效率以及检测结果的直观性和可靠性。

技术领域

本发明属于超声无损检测技术领域，具体是一种动叶片叶根相控阵超声检测部件形状实时判别方法。

背景技术

压气机动叶片是压气机对燃气轮机进口气体做功的核心部件，由叶身和叶根两部分组成，叶身是叶片与气流相互作用的部分，叶根是叶片装配到转子轮盘槽的部分，一般采用燕尾型叶根。压气机动叶片作为旋转机械在服役过程中经受复杂的交变应力，易在燕尾型叶根背弧面和内弧面变截面位置萌生裂纹缺陷，严重影响机组的安全稳定运行。因此，为保证燃气轮机压气机动叶片安全的可靠性，定期对压气机动叶片叶根进行无损检测非常必要。特别是在动叶片不拆卸的检修状态下，实现内弧面和背弧面叶根裂纹缺陷的有效检测成为当下燃机运维技术研发人员关注的重点。

相控阵超声检测具有不易受部件形状尺寸限制、现场适应性强、可实现声束的偏转和聚焦、可多种视图成像等优点，非常适合复杂结构的压气机动叶片叶根现场不拆卸原位检测。但由于压气机动叶片叶根为燕尾型复杂结构，相控阵检测结果中存在大量结构固有回波，干扰裂纹信号的有效判断，目前，一般采用预置所检部件的形状轮廓图到相控阵超声检测扫描结果中，可形象直观的快速区分部件固有反射回波和裂纹缺陷信号。但由于动叶片叶身为大曲率变截面扭转结构，叶根形状也为变截面结构，在相控阵超声探头从进气边到出气边扫查过程中，其声束轴线截面的叶身和叶根形状轮廓随探头移动不断变化，且变化幅度较大。因此，对于动叶片叶根相控阵超声检测，采用预置的固定叶根形状轮廓图来辅助区分叶根固有回波和裂纹缺陷回波会产生形状错位，极易导致信号误判，对于形状变化较大的位置，几乎无法进行辅助判别。

因此，开发一种动叶片叶根相控阵超声检测部件形状实时判别方法，解决目前动叶片相控阵超声检测预置固定形状轮廓而产生的裂纹信号误判以及部分位置无法辅助判别的局限性，在机组临停期间进行高效、可靠的燃气轮机压气机动叶片叶根相控阵超声检测是目前急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是针对目前采用预置固定形状轮廓进行燃气轮机压气机动叶片叶根相控阵超声检测结果辅助判断时存在的形状错位而导致的信号误判以及某些位置无法辅助判断的局限性，提供了一种动叶片叶根相控阵超声检测部件形状实时判别方法，可实现在探头扫查过程中根据探头的位置信息实时导入动叶片在声束轴线截面上的轮廓形状，实现动叶片叶根相控阵超声检测结果中裂纹信号和固有干扰信号的全程、实时、快速、准确区分，极大地提高检测效率以及检测结果的直观性和可靠性。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种动叶片叶根相控阵超声检测部件形状实时判别方法，按以下步骤进行：

第1步：通过逆向测绘获得所检压气机动叶片的外形尺寸模型，导入制图模块；

第2步：设计工装，将工装安装于动叶片上，开始检测，获得检测过程中移动的相控阵超声探头相对于所检动叶片的实时位置信息，位置信息包括探头在动叶片进气边到出气边的轴向位置、叶根到叶顶的径向位置、内弧面到背弧面的周向位置、探头在Y轴的旋转角度信息和探头在Z轴的旋转角度信息；其中，轴向位置定义为X轴，径向位置定义为Z轴，周向位置定义为Y轴，探头在Y轴的旋转角度信息定义为维a，探头在Z轴的旋转角度信息定义为维b；

第3步：将相控阵超声探头实时位置信息导入制图模块，根据位置信息对动叶片尺寸模型进行实时切面，获得移动的相控阵超声探头对应位置的实时动叶片形状轮廓图；