CN103616438B - 厚壁接管焊缝超声检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及厚壁接管焊缝超声检测装置，主要应用于航天系统内大型地面试验装置中承压设备厚壁接管（接管的内径大于150mm、壁厚大于20mm）焊缝的超声检测。本发明采用的扫查装置可以做轴向和周向移动，结构简单实用，通过电机驱动代替传统超声A扫描手工操作，结构小巧灵活，提高了检测的效率和准确性。本发明将超声A扫描垂直于焊缝的锯齿形扫查改为平行于焊缝的矩形扫查，简化了机械运动方式，方便了自动扫查的实现。本发明采用控制面板操控，使检测人员在远处就可以进行超声检测，避免了现场有害挥发物以及其他不安全因素的损害，并且降低了劳动强度。本发明也可用在其他平面或者大直径管道的检测。

Description

厚壁接管焊缝超声检测装置

技术领域

本发明涉及厚壁接管焊缝超声检测装置，主要应用于航天系统内大型地面试验装置中承压设备厚壁接管(接管的内径大于150mm、壁厚大于20mm)焊缝的超声检测。

技术背景

接管作为承压设备固定连接的主要部件，对接管焊缝的可靠性提出了非常高的要求，为了保证容器整体的性能，接管全焊透焊缝要经过严格的超声检测后才能交付使用。在检测中存在一些问题：

(1)接管内表面粗糙，对于小直径接管检测过程中探头很难对准接管焊缝的法线方向；

(2)厚壁接管一般采用承插式全焊透焊缝，缺陷分布较广，在整个焊缝范围内，近表面和内部经常会出现缺陷。

目前对于厚壁接管焊缝的内部检测还没有十分明确的超声检测手段，由于扫查位置不够完全，不可避免的存在漏检现象。另一方面，超声自动探伤设备虽然比较多，但是多应用于各种规则的平面或者大直径管道的外部扫查。

针对目前的接管焊缝的特点和超声检测现状，本发明提出了一个超声扫查检测装置的解决方案，对厚壁接管(内径大于150mm、壁厚大于20mm)焊缝的结构和焊缝检测的要求以及检测效率采取了相应的解决办法。

发明内容

本发明的目的是为了厚壁接管焊缝超声检测装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明的厚壁接管焊缝超声检测装置，包括TOFD检测仪和扫查装置；TOFD检测仪和扫查装置通过线路连接；

所述的扫查装置包括扫查支架和探头浮动调整机构；

扫查支架包括滑块、轴向移动电机、齿条、固定滑轨、周向移动电机、位移编码器、磁轮、齿轮、调节螺母和一对角度可调节支架；

探头浮动调整机构包括固定架、弹簧、探头浮动滑轨、探头转动架、弹簧固定螺钉、探头摆动架、轴承、连接块、浮动滑块和摆动架固定螺钉；

固定滑轨和齿条固定在一对角度可调节支架之间，一对角度可调节支架的角度通过调节螺母进行调节；轴向移动电机驱动齿轮带动滑块在固定滑轨和齿条上移动；

一对角度可调节支架中的一个上固定有周向移动电机、位移编码器和两个磁轮，另外一个上只固定有两个磁轮；周向移动电机带动磁轮进行周向移动；

位移编码器记录周向扫查位移；

探头浮动滑轨和弹簧的固定端固定在滑块上；弹簧的自由端通过弹簧固定螺钉固定在固定架上；

探头转动架和探头摆动架通过探头固定螺钉连接，探头固定螺钉压紧探头固定在探头转动架上；

连接块和轴承通过摆动架固定螺钉连接到探头摆动架上；

浮动滑块通过螺钉固定连接块和固定架在探头浮动滑轨上浮动调整。

工作过程：将扫查支架放置于接管内且将探头垂直于待检测的焊缝，启动周向移动电机，周向移动电机驱动磁轮沿着焊缝进行周向扫查，启动轴向移动电机，轴向移动电机驱动磁轮带动滑块和浮动调整机构在齿条以及固定滑轨上做轴向移动，探头在浮动调整机构上通过弹簧浮动调整；当探头扫查发现缺陷时，分别控制周向移动电机和轴向移动电机使探头找到缺陷最高波，在TOFD检测仪上调节缺陷波波幅使其达到满屏80％，利用6dB法测量缺陷端点，位移编码器记录缺陷端点位置，计算得出缺陷长度。

有益效果

(1)本发明采用的扫查装置可以做轴向和周向移动，结构简单实用，通过电机驱动代替传统超声A扫描手工操作，结构小巧灵活，提高了检测的效率和准确性。

(2)本发明将超声A扫描垂直于焊缝的锯齿形扫查改为平行于焊缝的矩形扫查，简化了机械运动方式，方便了自动扫查的实现。

(3)本发明采用控制面板操控，使检测人员在远处就可以进行超声检测，避免了现场有害挥发物以及其他不安全因素的损害，并且降低了劳动强度。

(4)本发明也可用在其他平面或者大直径管道的检测。

附图说明

图1为本发明的扫查支架的结构示意图；

图2为探头浮动调整机构的结构示意图；

图3为探头浮动调整机构的分解示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例

厚壁接管焊缝超声检测装置，包括TOFD检测仪和扫查装置；TOFD检测仪和扫查装置通过线路连接；

所述的扫查装置扫查支架和探头浮动调整机构；

如图1所示，扫查支架包括滑块1、轴向移动电机2、齿条3、固定滑轨4、周向移动电机5、位移编码器6、磁轮7、齿轮9、调节螺母10和一对角度可调节支架；

如图2和图3所示，探头浮动调整机构包括固定架11、弹簧12、探头浮动滑轨13、探头转动架15、弹簧固定螺钉16、探头摆动架17、轴承18、连接块19、浮动滑块20和摆动架固定螺钉21；

固定滑轨4和齿条3固定在一对角度可调节支架之间，一对角度可调节支架的角度通过调节螺母10进行调节；轴向移动电机2驱动齿轮9带动滑块1在固定滑轨4和齿条3上移动；

一对角度可调节支架中的一个上固定有周向移动电机5、位移编码器6和两个磁轮7，另外一个上只固定有两个磁轮7；周向移动电机5带动磁轮7进行周向移动；

位移编码器6记录周向扫查位移；

探头浮动滑轨13和弹簧12的固定端固定在滑块1上；弹簧12的自由端通过弹簧固定螺钉16固定在固定架11上；

探头转动架15和探头摆动架17通过探头固定螺钉22连接，探头固定螺钉22压紧探头14固定在探头转动架15上；

连接块19和轴承18通过摆动架固定螺钉21连接到探头摆动架17上；

浮动滑块20通过螺钉固定连接块19和固定架11在探头浮动滑轨13上浮动调整。

工作过程：将扫查装置放置于接管内且将探头14垂直于待检测的焊缝，启动周向移动电机5，周向移动电机5驱动磁轮7沿着焊缝进行周向扫查，启动轴向移动电机2，轴向移动电机2驱动磁轮7带动滑块1和浮动调整机构在齿条3以及固定滑轨4上做轴向移动，探头14在浮动调整机构上通过弹簧12浮动调整；当探头14扫查发现缺陷时，分别控制周向移动电机5和轴向移动电机2使探头14找到缺陷最高波，在TOFD检测仪上调节缺陷波波幅使其达到满屏80％，利用6dB法测量缺陷端点，位移编码器6记录缺陷端点位置，计算得出缺陷长度。

本发明的具体结构说明和试验验证都证明了本发明具有的特点，能满足一般厚壁接管(直径大于150mm)焊缝的超声检测，降低了检测劳动强度，有效的提高了检测效率，最大限度避免了检测环境中的不安全因素。

Claims (1)

1.厚壁接管焊缝超声检测装置，其特征在于：该装置包括TOFD检测仪和扫查装置；TOFD检测仪和扫查装置通过线路连接；所述的扫查装置扫查支架和探头浮动调整机构；

扫查支架包括滑块(1)、轴向移动电机(2)、齿条(3)、固定滑轨(4)、周向移动电机(5)、位移编码器(6)、磁轮(7)、齿轮(9)、调节螺母(10)和一对角度可调节支架；

所述的探头浮动调整机构包括固定架(11)、弹簧(12)、探头浮动滑轨(13)、探头转动架(15)、弹簧固定螺钉(16)、探头摆动架(17)、轴承(18)、连接块(19)、浮动滑块(20)和摆动架固定螺钉(21)；

固定滑轨(4)和齿条(3)固定在一对角度可调节支架之间，一对角度可调节支架的角度通过调节螺母(10)进行调节；轴向移动电机(2)驱动齿轮(9)带动滑块(1)在固定滑轨(4)和齿条(3)上移动；

一对角度可调节支架中的一个上固定有周向移动电机(5)、位移编码器(6)和两个磁轮(7)，另外一个上只固定有两个磁轮(7)；周向移动电机(5)带动磁轮(7)进行周向移动；位移编码器(6)记录周向扫查位移；

探头浮动滑轨(13)和弹簧(12)的固定端固定在滑块(1)上；弹簧(12)的自由端通过弹簧固定螺钉(16)固定在固定架(11)上；

探头转动架(15)和探头摆动架(17)通过探头固定螺钉(22)连接，探头固定螺钉(22)压紧探头(14)固定在探头转动架(15)上；

连接块(19)和轴承(18)通过摆动架固定螺钉(21)连接到探头摆动架(17)上；

浮动滑块(20)通过螺钉将连接块(19)和固定架(11)均固定住，然后浮动滑块(20)在探头浮动滑轨(13)上浮动调整。