CN105372331A - 小径管对接焊缝超声自聚焦相控阵检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及小径管对接焊缝超声自聚焦相控阵检测装置，包括超声相控阵仪器、60°横波楔块、7.5Mhz自聚焦超声相控阵探头、链条扫查架和微型编码器。所述链条扫查架可相对小径管活动地安装于小径管上，所述60°横波楔块和7.5Mhz自聚焦超声相控阵探头相互连接并固定于所述链条扫查架，所述7.5Mhz自聚焦超声相控阵探头发射的超声波经所述60°横波楔块进入小径管进行扫查，扫查结果反馈至超声相控阵仪器作进一步处理。所述微型编码器固定于所述链条扫查架，记录7.5Mhz自聚焦超声相控阵探头于小径管轴向运动轨迹。本发明实现转动检测装置一周就可以确认待测管对接焊缝缺陷的大小和位置，提高检测的效率。
Description
技术领域
本发明涉及焊缝检测技术领域，具体涉及的是小径管对接焊缝超声自聚焦相控阵检测装置。
背景技术
小径管为外径在Φ0.8英寸至Φ4.5英寸的小管，广泛应用于石油化工、造船、发电、压力容器和核废料处理等工业领域。相关技术中，小径管安装过程中常常需要对小径管的对接焊缝进行无损检测，保证小径管管道安全。但是，与大径管相比，小径管的对接焊缝较多，有时焊缝会出现在拐弯处，管与管之间的空间较小，且小径管不能移动。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供小径管对接焊缝超声自聚焦相控阵检测装置，解决小径管对接焊缝较多，管与管之间空间较小，且不能移动所带来的检测不便的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是小径管对接焊缝超声自聚焦相控阵检测装置，包括超声相控阵仪器、60°横波楔块、7.5Mhz自聚焦超声相控阵探头、链条扫查架和微型编码器。所述链条扫查架可相对小径管活动地安装于小径管上，所述60°横波楔块和7.5Mhz自聚焦超声相控阵探头相互连接并固定于所述链条扫查架。所述7.5Mhz自聚焦超声相控阵探头连接超声相控阵仪器，所述7.5Mhz自聚焦超声相控阵探头发射的超声波经所述60°横波楔块进入小径管进行扫查，扫查结果反馈至超声相控阵仪器作进一步处理。所述微型编码器固定于所述链条扫查架，记录7.5Mhz自聚焦超声相控阵探头于小径管上的轴向运动轨迹。
作为优选，所述7.5Mhz自聚焦超声相控阵探头为曲面阵列探头，其晶片为曲面阵列排布，曲率半径为R35，具有16个阵元。
作为优选，所述7.5Mhz自聚焦超声相控阵探头检测范围是45°横波～75°横波。
作为优选，所述60°横波楔块的底面为曲面。
作为优选，所述60°横波楔块的底面的弧度与待测的小径管的管径相匹配，使得所述60°横波楔块的底面与小径管的表面紧密贴合。
作为优选，还包括水耦合装置，所述水耦合装置包括设有进水口和出水口的水耦合电动喷壶，所述出水口与60°横波楔块相邻，60°横波楔块移动时，所述水耦合电动喷壶注水，耦合待测的小径管与60°横波楔块。
作为优选，所所述链条扫查架包括可弯曲的弹性连接轴和多个相互铰接的连接件，所述连接件沿中心轴方向贯穿有通道，所述弹性连接轴穿过多个连接件的通道连接多个连接件。
作为优选，所述连接件的两侧或者底面设有滚轮。
本发明的有益效果：
本发明提供的小径管对接焊缝超自聚焦超声相控阵检测装置，实现转动检测装置一周就可以确认待测管对接焊缝缺陷的大小和位置，且无漏检现象，大大提高检测的效率，可实现大批量检测。
附图说明
利用附图对发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明相控阵探头的结构示意图。
图2是本发明相控阵探头具体使用时发射的声波路径图。
图3是本发明展开时的结构示意图。
图4是本发明具体实施时的结构示意图。
附图标记：1、7.5Mhz自聚焦超声相控阵探头，2、60°横波楔块，3、小径管，4、对接焊缝，5、链条扫查架，6、水耦合电动喷壶，7、连接件，8、微型编码器，9、滚轮，10、弹性连接轴。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
小径管对接焊缝超声自聚焦相控阵检测装置，包括超声相控阵仪器、60°横波楔块2、7.5Mhz自聚焦超声相控阵探头1、链条扫查架5、微型编码器8和水耦合装置。
所述链条扫查架5可相对小径管3活动地安装于小径管3上，所述60°横波楔块2和7.5Mhz自聚焦超声相控阵探头1相互连接并固定于所述链条扫查架5。
如图1所示，所述7.5Mhz自聚焦超声相控阵探头1的表面为与60°横波楔块2的连接处相匹配的曲面，所述7.5Mhz自聚焦超声相控阵探头1为曲面阵列探头，所述7.5Mhz自聚焦超声相控阵探头1的晶片是曲面阵列排布，曲率半径为R35，具有16个阵元，解决超声波在小径管3管道内的散聚现象，提高超声波在管道内的聚焦能力，从而增强所述检测装置对小径管3对接焊缝4缺陷的识别能力。
如图2所示，所述7.5Mhz自聚焦超声相控阵探头1连接超声相控阵仪器，所述7.5Mhz自聚焦超声相控阵探头1发射的超声波通过所述60°横波楔块2进入小径管3管道，对对接焊缝4进行探伤，检测是否存在缺陷，超声波返回至7.5Mhz自聚焦超声相控阵探头1，所述7.5Mhz自聚焦超声相控阵探头1将相应的信息反馈至超声相控阵仪器中作进一步处理并生成扫查图像。所述7.5Mhz自聚焦超声相控阵探头1的检测范围是45°横波～75°横波。
所述60°横波楔块2的底面为曲面，且所述曲面的弧度与待测的小径管3的管径相适应，使得所述60°横波楔块2的底面与小径管3的表面紧密贴合，避免出现检测盲点，提高超声相控阵仪器中显示图像的清晰度，从而提高发现小径管3对接焊缝4缺陷的效率和准确率。
如图3所示，所述链条扫查架5包括可弯曲的弹性连接轴10和多个相互铰接的连接件7。所述连接件7沿中心轴方向开有通道。所述弹性连接轴10依次穿过多个连接件7的通道连接多个连接7件，增强链条扫查架5强度的同时赋予所述链条扫查架5以一定的弹性，使得链条扫查架5贴合待测的小径管3。所述弹性连接轴10可以为波纹管，也可以为弹性材料制成的软管。在本实施例中，所述弹性连接轴10为波纹管。在本实施例中，所述连接件7的两侧设有滚轮9，所述滚轮9的直径略大于所述连接件7的厚度，使得连接件7尽可能贴合待测的小径管3的同时容易移动，防止小径管3与连接件7间发生磨损。
所述微型编码器8固定于所述链条扫查架5上。在本实施例中，如图3所示，所述微型编码器8设于两个连接件7之间，与所述60°横波楔块2和7.5Mhz自聚焦超声相控阵探头1一同移动，记录所述60°横波楔块2和7.5Mhz自聚焦超声相控阵探头1扫查的运动轨迹，传输至超声相控阵仪器，使得在超声相控阵仪器生成的扫查图像中能够清楚判断对接焊缝4缺陷的具体位置，方便检修人员及时修补。
所述水耦合装置包括设有进水口和出水口的水耦合电动喷壶6，如图3所示，所述出水口与60°横波楔块2相邻，60°横波楔块2移动时水耦合电动喷壶6注水，耦合60°横波楔块2与待测的小径管3，保证60°横波楔块2与待测的小径管3耦合良好。
具体使用时，7.5Mhz超声自聚焦相控阵探头1与60度横波楔块2连接并锁紧，7.5Mhz超声自聚焦相控阵探头1与60°横波楔块2安装固定于链条扫查架5上。链条扫查架5围绕待测的小径管3的外表面安装在小径管3上，如图4所示，调整链条扫查架5，判断链条扫查架5在待测的小径管3上的转动是否顺畅。另外，调整7.5Mhz超声自聚焦相控阵探头1与对接焊缝4的距离，保证有较好的检测效果。开启水耦合电动喷壶6进行注水，使60°横波楔块2与待测的小径管3能够较好地耦合。7.5Mhz超声自聚焦相控阵探头1连接超声相控阵仪器，输入7.5Mhz超声自聚焦相控阵探头1与60°横波楔块2的参数。调整超声相控阵仪器的聚焦法则和灵敏度、显示范围及闸门，使检测效果达到最佳。调试后，转动链条扫查架5，对待测的小径管3对接焊缝4进行检测。超声波通过60°横波楔块2进入待测的小径管3中对对接焊缝4进行探伤发现缺陷后，超声波沿原路径返回，通过扇扫聚焦法则，可以清楚发现缺陷的大小。同时微型编码器8跟随链条扫查架5一起转动，记录扫查的轨迹，这样可以在超声相控阵仪器的扫查图像中清楚判断出待测的小径管3对接焊缝4缺陷的具体位置。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (8)
1.小径管对接焊缝超声自聚焦相控阵检测装置，包括超声相控阵仪器，其特征在于，还包括60°横波楔块、7.5Mhz自聚焦超声相控阵探头、链条扫查架和微型编码器；所述链条扫查架可相对小径管活动地安装于小径管上，所述60°横波楔块和7.5Mhz自聚焦超声相控阵探头相互连接并固定于所述链条扫查架；所述7.5Mhz自聚焦超声相控阵探头连接超声相控阵仪器，所述7.5Mhz自聚焦超声相控阵探头发射的超声波经所述60°横波楔块进入小径管进行扫查，扫查结果反馈至超声相控阵仪器作进一步处理；所述微型编码器固定于所述链条扫查架，记录7.5Mhz自聚焦超声相控阵探头于小径管上的轴向运动轨迹。
2.根据权利要求1所述小径管对接焊缝超声自聚焦相控阵检测装置，其特征在于，所述7.5Mhz自聚焦超声相控阵探头为曲面阵列探头，其晶片为曲面阵列排布，曲率半径为R35，具有16个阵元。
3.根据权利要求1或2所述小径管对接焊缝超声自聚焦相控阵检测装置，其特征在于，所述7.5Mhz自聚焦超声相控阵探头检测范围是45°横波～75°横波。
4.根据权利要求1所述小径管对接焊缝超声自聚焦相控阵检测装置，其特征在于，所述60°横波楔块的底面为曲面。
5.根据权利要求4所述小径管对接焊缝超声自聚焦相控阵检测装置，其特征在于，所述60°横波楔块的底面的弧度与待测的小径管的管径相匹配，使得所述60°横波楔块的底面与小径管的表面紧密贴合。
6.根据权利要求1所述小径管对接焊缝超声自聚焦相控阵检测装置，其特征在于，还包括水耦合装置，所述水耦合装置包括设有进水口和出水口的水耦合电动喷壶，所述出水口与60°横波楔块相邻，60°横波楔块移动时，所述水耦合电动喷壶注水，耦合待测的小径管与60°横波楔块。
7.根据权利要求1所述小径管对接焊缝超声自聚焦相控阵检测装置，其特征在于，所述链条扫查架包括可弯曲的弹性连接轴和多个相互铰接的连接件，所述连接件沿中心轴方向贯穿有通道，所述弹性连接轴穿过多个连接件的通道连接多个连接件。
8.根据权利要求6所述小径管对接焊缝超声自聚焦相控阵检测装置，其特征在于，所述连接件的两侧或者底面设有滚轮。
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