本發(fā)明涉及高溫氣冷堆焊接質量檢測裝置，具體涉及一種高溫氣冷堆換熱管焊縫x射線探傷儀。

背景技術：

高溫氣冷堆是國際核能界公認的目前安全性最高的新型核反應堆，熱效率高，系統(tǒng)簡單，用途廣泛，是最有希望成為適應未來能源市場安全和經濟需要的先進堆型之一，被稱為第四代核電技術。其中，對于高溫氣冷堆蒸汽發(fā)生器換熱管的具體要求極其苛刻，導致加工制造極其困難；高溫氣冷堆蒸發(fā)器換熱單元長約10米，直徑僅半米，內部由幾十根所述換熱管呈不均勻規(guī)則分布組成。

對于一個長十米左右的換熱管來說，其上往往具有多個對接焊的焊接接頭，而每個焊接接頭在不同的工序后都需要進行焊縫射線檢測，如焊接后需要射線檢測焊縫，熱處理后還需要射線檢測焊縫，每個換熱單元包括35根的換熱管，每個蒸汽發(fā)生器有19個或者更多個換熱單元，所以，為了制備裝配一個蒸汽發(fā)生器的換熱管，焊縫照射檢測工作需要重復數千甚至上萬次；

而且，在一個換熱單元內，相鄰換熱管排布緊湊，操作空間狹小，每個焊接節(jié)點還需進行至少兩個角度的透照(兩個角度互成90°)，由于換熱管需要豎直放置，很多射線檢測工作需要在離地面較高的高空進行作業(yè)，有些待檢測的換熱管被其他換熱管包圍，換熱管之間的空隙較小，普通便攜式x射線探傷儀無法滿足現(xiàn)場使用；

另外，焊縫處沒有任何可固定x射線機及膠片的地方，也不允許對換熱管結構造成任何影響和破壞；

并且x射線探傷儀的工作效率還需要大大提高才有可能滿足上述特殊的使用要求，同時，由于對換熱管的焊接精度要求苛刻，必須保證焦距、幾何不清晰度等條件滿足預定要求，達到極高標準。

由于上述原因，本發(fā)明人對現(xiàn)有的x射線探傷儀進行了深入研究，以便設計出一種能夠解決上述問題的高溫氣冷堆換熱管焊縫x射線探傷儀。

技術實現(xiàn)要素：

為了克服上述問題，本發(fā)明人進行了銳意研究，設計出一種高溫氣冷堆換熱管焊縫x射線探傷儀，該探傷儀包括高壓發(fā)生器、操作控制臺、x射線機頭、冷卻系統(tǒng)和夾持對位工裝；其中，所述冷卻系統(tǒng)包括冷卻液循環(huán)泵、冷卻液箱和循環(huán)管；所述循環(huán)管穿過x射線機頭，在循環(huán)泵的作用下，冷卻介質流動速度快，能夠及時地帶走x射線機頭中的熱量，從而使得x射線機頭能夠連續(xù)工作；所述高壓發(fā)生器通過高壓電纜給x射線機頭供電，從而x射線機頭可以制作的很小，只包括高壓纜座、陰極燈絲、真空罩、陽極靶和保護罩等幾個部件，并且所述x射線機頭可以安放在夾持對位工裝上，通過夾持對位工裝調節(jié)x射線機頭與換熱管之間的距離，再通過夾持對位工裝上滑塊帶著x射線機頭移動到換熱管的不同位置或者不同的換熱管上進行x光照射，從而完成本發(fā)明。

具體來說，本發(fā)明的目的在于提供一種高溫氣冷堆換熱管焊縫x射線探傷儀，該探傷儀包括高壓發(fā)生器1、操作控制臺2、x射線機頭3和冷卻系統(tǒng)；

其中，所述冷卻系統(tǒng)包括冷卻液循環(huán)泵41、冷卻液箱42和循環(huán)管43；

所述循環(huán)管43穿過x射線機頭3，

所述高壓發(fā)生器1通過高壓電纜11給x射線機頭3供電。

其中，所述冷卻液循環(huán)泵41、冷卻液箱42和循環(huán)管43構成密閉循環(huán)系統(tǒng)。

其中，所述冷卻系統(tǒng)4還包括空冷風扇44，

所述空冷風扇設置在冷卻液箱42附近，通過空冷風扇給冷卻液箱42降溫。

其中，x射線機頭3包括高壓纜座31、陰極燈絲32、真空罩33、陽極靶34和保護罩35；

其中，陰極燈絲32位于真空罩33內，

高壓發(fā)生器1產生的高壓通過高壓電纜傳遞并分成兩路，其中一路的負高壓接在陰極，陽極接地，形成高壓電場；另一路施加在陰極燈絲32上，使得陰極燈絲32產生的電子在高壓電場作用下加速撞擊陽極靶34產生軔致輻射，產生x射線。

其中，循環(huán)管43穿過所述保護罩35，并從陽極靶34附近經過，通過所述循環(huán)管43及其內部的冷卻液帶走x射線機頭3中的熱量；

優(yōu)選地，位于保護罩35內的部分循環(huán)管43由電解銅制成。

其中，所述高壓電纜兩端都設置有高壓插頭，

所述高壓電纜上的一個高壓插頭嵌入到所述高壓纜座31中，并與陰極相接觸；

在所述高壓纜座31上涂有耐高壓硅脂層。

其中，所述操作控制臺2與高壓發(fā)生器1電連接，

在所述操作控制臺2上設置有調節(jié)/控制按鍵；

優(yōu)選地，所述操作控制臺2可調節(jié)/控制電壓、電流和曝光時間。

其中，所述操作控制臺2上還設置有曝光參數存儲模塊，所述曝光參數存儲模塊中存儲有多組可被調用的曝光參數。

其中，該探傷儀還包括夾持對位工裝5，

所述夾持對位工裝5包括滑軌51，

在所述滑軌51一端設置有夾持部52和夾緊塊53，

在所述滑軌51上還設置有可沿滑軌滑動的滑塊54；

所述夾持部52與夾緊塊53一起夾緊換熱管6；

在所述滑塊54上設置有安放x射線機頭3的機頭固定環(huán)55。

其中，所述夾持部52為l形實心件，在其彎曲部上開設有容納換熱管的圓弧缺口，

所述夾緊塊53可相對于滑軌旋轉，進而可將換熱管夾緊固定在所述圓弧缺口處；

優(yōu)選地，在所述夾持部52上還有豎直設置的膠片固定夾桿56，所述膠片固定夾桿56與換熱管一起夾緊膠片和背屏。

本發(fā)明所具有的有益效果包括：

(1)根據本發(fā)明提供的高溫氣冷堆換熱管焊縫x射線探傷儀的x射線機頭體積小，便于移動，能夠方便地在換熱管不同位置和不同換熱管上進行x射檢測；

(2)根據本發(fā)明提供的高溫氣冷堆換熱管焊縫x射線探傷儀具有冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)為水冷系統(tǒng)，能夠及時地帶走x射線機頭中的熱量，使得x射線機頭可以持續(xù)工作，不必1:1間歇休息；

(3)根據本發(fā)明提供的高溫氣冷堆換熱管焊縫x射線探傷儀具有配套的夾持對位工裝，能夠靈活方便地安放在換熱管上，而且便于對焦，便于調節(jié)換熱管與x射線機頭之間的距離，使用方便，效率高。

附圖說明

圖1示出根據本發(fā)明一種優(yōu)選實施方式的高溫氣冷堆換熱管焊縫x射線探傷儀整體結構示意圖；

圖2示出根據本發(fā)明一種優(yōu)選實施方式的高溫氣冷堆換熱管焊縫x射線探傷儀的x射線機頭結構示意圖；

圖3示出根據本發(fā)明一種優(yōu)選實施方式的高溫氣冷堆換熱管焊縫x射線探傷儀的夾持對位工裝結構示意圖。

附圖標號說明：

1-高壓發(fā)生器

11-高壓電纜

2-操作控制臺

3-x射線機頭

31-高壓纜座

32-陰極燈絲

33-真空罩

34-陽極靶

35-保護罩

41-冷卻液循環(huán)泵

42-冷卻液箱

43-循環(huán)管

5-夾持對位工裝

51-滑軌

52-夾持部

53-夾緊塊

54-滑塊

55-機頭固定環(huán)

56-膠片固定夾桿

57-螺栓

58-旋緊扳手

59-頂絲

6-換熱管

具體實施方式

下面通過附圖和實施例對本發(fā)明進一步詳細說明。通過這些說明，本發(fā)明的特點和優(yōu)點將變得更為清楚明確。

在這里專用的詞“示例性”意為“用作例子、實施例或說明性”。這里作為“示例性”所說明的任何實施例不必解釋為優(yōu)于或好于其它實施例。盡管在附圖中示出了實施例的各種方面，但是除非特別指出，不必按比例繪制附圖。

根據本發(fā)明提供的高溫氣冷堆換熱管焊縫x射線探傷儀，如圖1中所示，該探傷儀包括高壓發(fā)生器1、操作控制臺2、x射線機頭3和冷卻系統(tǒng)；其中，所述冷卻系統(tǒng)包括冷卻液循環(huán)泵41、冷卻液箱42和循環(huán)管43；

所述循環(huán)管43穿過x射線機頭3，

所述冷卻液循環(huán)泵41、冷卻液箱42和循環(huán)管43構成密閉循環(huán)系統(tǒng)，其內部的冷卻液快速流動，并且可以發(fā)生相變，從而能夠大量吸收熱量，并且將吸收的熱量從x射線機頭中帶出，在此過程中冷卻液總量沒有損失，優(yōu)選地，本發(fā)明中所述的冷卻液為蒸餾水。

通過上述冷卻系統(tǒng)可以及時帶走x射線機頭3中的熱量，使得x射線機頭3能夠持續(xù)工作；

所述高壓發(fā)生器1通過高壓電纜給11x射線機頭3供電，所述高壓電纜給11的質量較輕，盡量減小作用在射線機頭3上的重力。

在一個優(yōu)選的實施方式中，如圖1中所示，所述冷卻系統(tǒng)4還包括空冷風扇44，

所述空冷風扇設置在冷卻液箱42附近，通過空冷風扇給冷卻液箱42降溫，從而使得從x射線機頭中帶出來的熱量可以快速溢散在空氣中，確保整個冷卻系統(tǒng)的溫度在安全溫度范圍內。

在一個優(yōu)選的實施方式中，所述操作控制臺2與高壓發(fā)生器1電連接，在所述高壓發(fā)生器上部的集成電源中集成所有的控制電路，該控制電路根據操作控制臺2發(fā)出的控制指令(曝光參數)執(zhí)行/控制曝光作業(yè)。

在所述操作控制臺2上設置有調節(jié)/控制按鍵；

優(yōu)選地，所述操作控制臺2可調節(jié)/控制電壓、電流和曝光時間，優(yōu)選地，在所述操作控制臺2上同時配有相應的報警標識燈。

所述操作控制臺2上與集成電源連接，優(yōu)選該集成電源輸入為380v電源，該輸入電源經過逆變、斬波、整流等方式后處理后分別輸送給冷卻液循環(huán)泵41、空冷風扇44和高壓發(fā)生器1，并通過操作控制臺2控制冷卻液循環(huán)泵41、空冷風扇44和高壓發(fā)生器1的工作狀態(tài)。

在一個優(yōu)選的實施方式中，如圖1中所示，所述操作控制臺2上還設置有曝光參數存儲模塊，所述曝光參數存儲模塊中存儲有多組可被調用的曝光參數。

優(yōu)選地，所述曝光參數存儲模塊為可拆卸的存儲芯片，可以根據需要選擇相應的芯片，從芯片中調取曝光參數，根據曝光參數對所述線探傷儀的工作狀態(tài)進行控制。

優(yōu)選地，所述曝光參數存儲模塊還可以是計算機系統(tǒng)中的一個存儲空間，不僅僅能夠從中調取曝光參數，還可以存儲所述探傷儀應用過的曝光參數，以便于后續(xù)調取。

在一個優(yōu)選的實施方式中，所述高壓發(fā)生器包括高壓變壓器、電壓調節(jié)系統(tǒng)、電流調節(jié)系統(tǒng)、斬波逆變系統(tǒng)、過壓保護電路系統(tǒng)、過流保護電路系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)幾部分組成。其中高壓變壓器周圍注入變壓器油進行高壓絕緣，其他保護電路置于調制電源中，信號反饋點均引至箱體外側通過快速接頭進行連接，確保信號傳輸可靠；

優(yōu)選地，高壓發(fā)生器外表面的箱體外壁上安放所述冷卻液循環(huán)泵和冷卻液箱，所述空冷風扇也設置在高壓發(fā)生器箱體外壁上，從而使得高壓發(fā)生器和冷卻液循環(huán)泵能夠一同移動，使得設備整體構造更為簡潔，使用更為方便。

優(yōu)選地，本申請中所述的高壓是指電壓在130kv左右的電壓，為了確保系統(tǒng)的長時間安全工作，優(yōu)選地實際高電壓為110kv-120kv。

在一個優(yōu)選的實施方式中，x射線機頭3包括高壓纜座31、陰極燈絲32、真空罩33、陽極靶34、保護罩35和陰極；其中，陰極燈絲32位于真空罩33內，固定在陰極上，高壓發(fā)生器1產生的高壓通過高壓電纜傳遞并分成兩路，其中一路的負高壓接在陰極，陽極接地，形成高壓電場；另一路施加在陰極燈絲32上，使得陰極燈絲32產生的電子在高壓電場作用下加速撞擊陽極靶34產生軔致輻射，產生x射線。。

在一個優(yōu)選的實施方式中，如圖2中所示，循環(huán)管43穿過所述保護罩35，并從陽極靶34附近經過，通過所述循環(huán)管43及其內部的冷卻液帶走x射線機頭3中的熱量；

優(yōu)選地，循環(huán)管43由至少兩種材料制成，位于保護罩35內的循環(huán)管43由電解銅制成，從而保證循環(huán)管43可以在高溫下持續(xù)工作，確保穩(wěn)定的換熱作業(yè)。

在一個優(yōu)選的實施方式中，所述x射線機頭3的的焦點為1×1mm，由于采用密閉循環(huán)冷卻，故在檢測過程中可連續(xù)作業(yè)，同時由于其焦點小，可選用更近的焦距對換熱管進行射線檢測，同時也可滿足其幾何不清晰度要求，大大提高了檢測效率。

在一個優(yōu)選的實施方式中，所述x射線機頭呈圓柱狀，其外部保護罩直徑為80mm左右，其內部的真空罩直徑為60mm左右。

在一個優(yōu)選的實施方式中，如圖2中所示，所述高壓電纜兩端都設置有高壓插頭，從而方便于快速插接；所述高壓電纜上的一個高壓插頭嵌入到所述高壓纜座31中，并與陰極相接觸；

優(yōu)選地，在所述高壓纜座31上涂有耐高壓硅脂層。

在一個優(yōu)選的實施方式中，如圖3中所示，該探傷儀還包括夾持對位工裝5，

所述夾持對位工裝5包括滑軌51，

在所述滑軌51一端設置有夾持部52和夾緊塊53，

在所述滑軌51上還設置有可沿滑軌滑動的滑塊54；

所述夾持部52與夾緊塊53一起夾緊換熱管6；

在所述滑塊54上設置有安放x射線機頭3的機頭固定環(huán)55。

在一個優(yōu)選的實施方式中，如圖3中所示，所述夾持部52為l形實心件，在其彎曲部上開設有容納換熱管的圓弧缺口，

所述夾緊塊53可相對于滑軌旋轉，進而可將換熱管夾緊固定在所述圓弧缺口處；優(yōu)選地，圓弧缺口的內徑尺寸較換熱管外徑尺寸大0.3-1.5mm，最優(yōu)選大于0.5-1.0mm，所述圓弧缺口能夠使得夾持部2充分與換熱管接觸，同時便于檢測時夾持部2較為方便的放置在待檢測的工位上，起到了良好的穩(wěn)固作用。

優(yōu)選地，在所述夾持部52上還有豎直設置的膠片固定夾桿56，所述膠片固定夾桿56與換熱管一起夾緊膠片和背屏。

優(yōu)選地，膠片固定夾桿56通過螺栓與夾持部52相連，在夾持部52上遠離滑軌的一側設置與換熱管軸心平行的2根膠片固定夾桿56，所述2根膠片固定夾桿相距一定距離，能夠提供適當的支撐力；2根膠片固定夾桿形成平面，將膠片和背屏放置在所述平面和換熱管之間，依靠自身過盈配合夾緊固定，并正常實施射線檢測作業(yè)。

在一個優(yōu)選的實施方式中，所述夾緊塊53通過銷軸固定在滑軌上，在所述銷軸上還設置有貫穿銷軸并頂在夾緊塊53上的螺栓57，所述螺栓可在旋緊扳手58的作用下旋轉，進而壓迫或者放松夾緊塊53，使得夾持部52與夾緊塊53一起夾緊換熱管6或者松開換熱管6。

在一個優(yōu)選的實施方式中，夾持部52的尺寸可以根據待檢測換熱管直徑和長度的不同而分別設置，以適應不同的作業(yè)情況，還可以通過改變夾持部52上圓弧缺口的尺寸使得夾持部52能夠適應多種型號的換熱管。

在一個優(yōu)選的實施方式中，對滑軌51進行長方體中間鏤空設計，減小滑軌的重量，避免因總量過大致使換熱管變形；由于滑軌51的設置，不必在地面或其它物體上架設支撐，因此占用空間小，同時由于滑軌較窄，還可以避開空間內其它換熱管的影響；

在一個優(yōu)選的實施方式中，所述滑軌51通身刻有與x射線探傷儀機頭焦距相對應的刻度，當滑塊54在滑軌51上移動時，能夠通過滑軌51上刻度的讀數精確地確定滑塊54在滑軌51上移動的距離和位置，進而調節(jié)x射線探傷儀機頭的焦距，滿足快速檢測和幾何不清晰度的要求。優(yōu)選地，通過調節(jié)焦距和相對位置，使得幾何不清晰度控制在0.51以下。本申請中所述的幾何不清晰度是無損檢測學，特別是x射線無損檢測領域的常用術語，其概念定義為:由半影造成的不清晰度，半影取決于焦點尺寸，焦距和工件厚度。所謂半影(softshadow)，就是受光源(射源)部分直射，形成的陰影中邊緣色較淺的部分。

在一個優(yōu)選的實施方式中，機頭固定環(huán)55位于滑軌的一側，呈圓環(huán)狀，所述x射線機頭3豎直插入到所述圓環(huán)狀的機頭固定環(huán)55中，在機頭固定環(huán)55的壁上設置有可向內凸出的頂絲59，通過旋緊所述頂絲59，使得頂絲夾緊x射線機頭3，從而將x射線機頭3固定在機頭固定環(huán)55上，松開所述頂絲59后可以上下調節(jié)x射線機頭3，進而調節(jié)x射線的照射區(qū)域，滿足不同條件下的拍照要求。

優(yōu)選地，所述機頭固定環(huán)55通過銷軸或者螺絲與滑塊連接，從而使得機頭固定環(huán)55可以適當旋轉，通過旋轉來調節(jié)x射線在俯仰方向的角度，并且可以在角度滿足要求后鎖死固定。

以上結合了優(yōu)選的實施方式對本發(fā)明進行了說明，不過這些實施方式僅是范例性的，僅起到說明性的作用。在此基礎上，可以對本發(fā)明進行多種替換和改進，這些均落入本發(fā)明的保護范圍內。