CN103675107A - 探伤组合探头 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于一种探伤组合探头，包括：探头楔块，探头楔块可设置在管材上；纵波直探头，安装在探头楔块上，纵波直探头可接入超声波设备，并按管材的周向发出纵波，纵波经探头楔块传递到管材的管壁内，形成在管材内周向运动的横波，以实现对管材的纵向探伤检测；横波斜探头，安装在探头楔块上，横波斜探头可接入超声波设备，并按管材的轴向发出横波，纵波直探头和横波斜探头的发射方向相垂直，横波经探头楔块传递到管材的管壁内，在沿管材内轴向运动，以实现对管材的周向探伤检测。本发明的优点在于，能够同时实现对管材的纵向检测和周向检测。
Description
技术领域
本发明涉及一种探伤组合探头。
背景技术
在石油专用管材制造行业所采用的美国石油学会的标准规定中，需要钢管管材在进行自动探伤后，对于未经检验的管端，要么切除，要么人工进行管端荧光磁粉探伤检测，要么人工进行管端手工超声波探伤检测。
切除未经检验的管端，会造成资源的浪费；管端荧光磁粉检测对管材的线状裂纹、瞳孔、盲孔等缺陷会大量漏检，且退磁不好，在管材上的剩磁危害较大，不便于探伤检测后的管螺纹加工；而管端手工超声波探伤检测，特别是学会标准中一些高钢级产品，标准要求均需进行内外表面上的纵向和周向两个方向的缺陷检测，检测纵向方向的缺陷时超声波声速在管壁内沿周向方向传播，检测横向方向的缺陷时超声波声速在管壁内沿纵向方向传播，纵向和周向的缺陷检测均应在管材内的两个不同方向进行。
现有的超声波探伤技术对石油油管的纵向和周向各类缺陷实施检测时，根据管材母材的缺陷性质，常用的探伤方法采用横波接触探伤法，纵向和周向的缺陷检测各检测一次，一只油管的管端检测，至少需要由两个人来用纵向和周向探头分别各检验一遍，或一个人用两种探头分别各探一遍。
由此可见，上述现有的超声波探伤检测方案在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。本设计人积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的探伤组合探头，使其更具有实用性。
发明内容
本发明的主要目的在于，提供一种新型结构的探伤组合探头，所要解决的技术问题是如何同时完成对管材的纵向和周向探伤检测，从而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种探伤组合探头，用于接入超声波设备并发出超声波，以对管材进行探伤检测，包括：探头楔块，所述探头楔块可设置在所述管材上；纵波直探头，安装在所述探头楔块上，所述纵波直探头可接入所述超声波设备，并按所述管材的周向发出纵波，所述纵波经所述探头楔块传递到所述管材的管壁内，形成在所述管材内周向运动的横波，以实现对所述管材的纵向探伤检测；横波斜探头，安装在所述探头楔块上，所述横波斜探头可接入所述超声波设备，并按所述管材的轴向发出横波，所述纵波直探头和所述横波斜探头的发射方向相垂直，所述横波经所述探头楔块传递到所述管材的管壁内，在沿所述管材内轴向运动，以实现对所述管材的周向探伤检测。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
优选的，前述的探伤组合探头所述探头楔块上设有两端开口的沟槽，所述管材可嵌入所述沟槽；所述纵波直探头的发射方向与所述沟槽的开口方向垂直。
优选的，前述的探伤组合探头，所述纵波直探头可转动地安装在所述探头楔块上，可改变所述纵波进入所述管材的入射角。
优选的，前述的探伤组合探头，入射角α满足公式Sin-1(CL1/CL2)<α<Sin-1(rCL1/RCS2)，CL1为所述探头楔块中的纵波声速，CL2为所述管材中的纵波声速，CS2为所述管材中的横波声速，r为所述管材的内径，R为所述管材的外径。
优选的，前述的探伤组合探头，所述横波斜探头粘贴在所述探头楔块上。
优选的，前述的探伤组合探头，所述探头楔块上设置具有多个尖角，以消除所述探头楔块造成的杂波反射。
优选的，前述的探伤组合探头，所述探头楔块上设置有耐磨金属。
优选的，前述的探伤组合探头，所述探头楔块为有机玻璃。
借由上述技术方案，本发明的探伤组合探头至少具有下列优点：
探头楔块上同时安装一个纵波直探头和一个横波斜探头，两个探头能够分别发出声波，同时实现对管材的纵向检测和周向检测，降低了用户的操作次数。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的探伤组合探头的示意图；
图2是根据本发明的一个实施例的探伤组合探头的原理示意图；
图3是根据本发明的一个实施例的探伤组合探头的原理示意图；
图4是根据本发明的一个实施例的探伤组合探头的俯视图；
图5是根据本发明的一个实施例的探伤组合探头的后视图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的探伤组合探头其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
如图1、图2和图3所示，本发明的一个实施例提出的一种探伤组合探头，用于接入超声波设备并发出超声波，以对管材1（例如石油行业专用管材的油管）进行探伤检测，具体包括：
探头楔块2，探头楔块2可设置在管材1上；
纵波直探头3，纵波直探头3的一端可接入超声波设备，另一端连接探头楔块2，并按管材1的周向发出纵波，如图2中的箭头方向所示，纵波经探头楔块2传递到管材1的管壁内，形成在管材1内周向运动的横波，以实现对管材1的纵向探伤检测；
横波斜探头4，横波斜探头4的一端可接入超声波设备，另一端连接探头楔块2，并按管材1的轴向发出横波，如图3中的箭头方向所示，所以纵波直探头3和横波斜探头4的发射方向相垂直，横波经探头楔块2传递到管材1的管壁内，在沿管材1内轴向运动，以实现对管材1的周向探伤检测，则两个探头可以同时工作，同时完成对管材的纵向探伤和横向探伤。本实施例中，如果使用的超声波设备是模拟式超声波探伤仪，则直接将探头连线接到仪器的两个插座上，仪器设置在单发单收1、2档位置；如果使用的超声波设备是数字式超声波探伤仪，需要将两探头连线并接，用一个插头接到单发单收插座上即可。定好基准波高，即可同时进行管材1的纵向和周向的超声波探伤，由于组合探头发射接收的纵、横波方向不同，因此超声波束互相之间不会产生干扰，从而可实现纵向和周向同步探伤。
较佳的，如图1所示，本发明的另一实施例提出一种探伤组合探头，与上述实施例相比，本实施例的探伤组合探头，探头楔块2的下端具有两端开口的沟槽5，管材1可嵌入沟槽5；纵波直探头3与沟槽5的开口方向垂直，本实施例的结构特点，保证纵波进入管材1形成横波后，可以沿管材1的周向运动，而横波进入管材1后，可沿管材1的轴向进行运动。
较佳的，本发明的另一实施例提出一种探伤组合探头，与上述实施例相比，本实施例的探伤组合探头，纵波直探头3可转动地安装在探头楔块2上，可改变纵波进入管材1的入射角α，则本实施例的纵波直探头3可以相当于可变角横波斜探头进行管材1的纵向探伤检测。
较佳的，本发明的另一实施例提出一种探伤组合探头，与上述实施例相比，本实施例的探伤组合探头，入射角α满足公式Sin-1(CL1/CL2)<α<Sin-1(rCL1/RCS2)，CL1为探头楔块2中的纵波声速，CL2为管材1中的纵波声速，CS2为管材1中的横波声速，r为管材1的内径，R为管材1的外径，本实施例中，一般地，因所检测管材1均满足壁厚t、外径D的壁厚外径比t/D<0.2的要求，为了实现管材内外表面的同时探测，可以按上述公式控制入射角α，因一定的入射角对应着一个固定的折射角，所以入射角的选择既是折射角的选择。考虑到应根据管材1规格选择入射角允许的范围以及获得较高的横波透射率的原则，根据实践经验进行选取，例如，针对规格为Ф73.02×5.51mm的石油油管、经过计算后取入射角α为47°、折射角β为60°。
较佳的，本发明的另一实施例提出一种探伤组合探头，与上述实施例相比，本实施例的探伤组合探头，横波斜探头4粘贴在探头楔块2上，从而横波斜探头4的设置非常牢固。
较佳的，如图4和图5所示，本发明的另一实施例提出一种探伤组合探头，与上述实施例相比，本实施例的探伤组合探头，探头楔块2上设置具有多个尖角6，以消除所述探头楔块2造成的杂波反射，例如，可以采用60度的尖角，也可以采用其他角度的尖角6。
较佳的，如图4和图5所示，本发明的另一实施例提出一种探伤组合探头，与上述实施例相比，本实施例的探伤组合探头，探头楔块2的侧面上设置有耐磨金属7，保证探头耐磨损程度。
较佳的，本发明的另一实施例提出一种探伤组合探头，与上述实施例相比，本实施例的探伤组合探头，探头楔块2为有机玻璃，有机玻璃为非常普遍的材料易于加工，本领域技术人员应当理解，以上仅为示例，并不对技术方案进行限制，也可以采用其他类型的材料，例如橡胶等。
借由上述技术方案，本发明的探伤组合探头至少具有下列优点：
探头楔块上同时安装一个纵波直探头和一个横波斜探头，两个探头能够分别发出声波，同时实现对管材的纵向检测和周向检测，降低了用户的操作次数。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (8)
1.一种探伤组合探头，用于接入超声波设备并发出超声波，以对管材进行探伤检测，其特征在于，包括：
探头楔块，所述探头楔块可设置在所述管材上；
纵波直探头，安装在所述探头楔块上，所述纵波直探头可接入所述超声波设备，并按所述管材的周向发出纵波，所述纵波经所述探头楔块传递到所述管材的管壁内，形成在所述管材内周向运动的横波，以实现对所述管材的纵向探伤检测；
横波斜探头，安装在所述探头楔块上，所述横波斜探头可接入所述超声波设备，并按所述管材的轴向发出横波，所述纵波直探头和所述横波斜探头的发射方向相垂直，所述横波经所述探头楔块传递到所述管材的管壁内，在沿所述管材内轴向运动，以实现对所述管材的周向探伤检测。
2.根据权利要求1所述的探伤组合探头，其特征在于，
所述探头楔块上设有两端开口的沟槽，所述管材可嵌入所述沟槽；
所述纵波直探头的发射方向与所述沟槽的开口方向垂直。
3.根据权利要求1所述的探伤组合探头，其特征在于，
所述纵波直探头可转动地安装在所述探头楔块上，可改变所述纵波进入所述管材的入射角。
4.根据权利要求1所述的探伤组合探头，其特征在于，
入射角α满足公式Sin-1(CL1/CL2)<α<Sin-1(rCL1/RCS2)，CL1为所述探头楔块中的纵波声速，CL2为所述管材中的纵波声速，CS2为所述管材中的横波声速，r为所述管材的内径，R为所述管材的外径。
5.根据权利要求1所述的探伤组合探头，其特征在于，
所述横波斜探头粘贴在所述探头楔块上。
6.根据权利要求1所述的探伤组合探头，其特征在于，
所述探头楔块上设置具有多个尖角，以消除所述探头楔块造成的杂波反射。
7.根据权利要求1所述的探伤组合探头，其特征在于，
所述探头楔块上设置有耐磨金属。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的探伤组合探头，其特征在于，所述探头楔块为有机玻璃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20140326 |