CN113607810B - 一种薄壁金属直缝圆焊管缺陷在线超声探伤装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种薄壁金属直缝圆焊管缺陷在线超声探伤装置，包括底座、设于底座上并用于提供超声探伤水环境的耦合水箱机构、设于耦合水箱机构内并用于对待检测焊管进行超声探伤的超声探伤机构，以及设于耦合水箱机构两侧并用于夹持待检测焊管的浮动定心机构。与现有技术相比，本发明利用浮动定心机构实现了超声检测探头对焊管位置的浮动跟踪，保证了超声探头与焊管的相对入射角度以及距离不变；借助12个超声探头对焊管进行360°缺陷检测，实现对焊缝和母材全覆盖探伤，更适用于对薄壁金属直缝圆焊管有高要求的核电行业的检测需求。

Description

一种薄壁金属直缝圆焊管缺陷在线超声探伤装置

技术领域

本发明属于超声波无损探伤技术领域，涉及一种薄壁金属直缝圆焊管缺陷在线超声探伤装置。

背景技术

薄壁金属直缝圆焊管具有生产工艺简单、生产效率高、可成型性好、成本低等优势，在汽车、核电、航天、化工等行业中广泛应用。为保证钢管产品的质量安全，无损探伤是焊管生产过程中必不可少的步骤。当前，薄壁金属直缝焊管的无损检测手段主要以涡流、超声、水压密封测试等为主。其中，超声探伤具备同时检测钢管内外缺陷、检测精度高、检测速度快、检测安全等优势，理应成为焊管探伤的主要手段，但由于薄壁金属焊管生产过程中成型应力、焊接应力引起的焊缝无规律扭转，从而使得超声探伤结果准确度较低，进而制约了超声探伤技术在薄壁金属直缝焊管生产过程中的广泛应用。

发明内容

本发明的目的就是提供一种薄壁金属直缝圆焊管缺陷在线超声探伤装置，通过浮动跟踪焊管位置，保证焊管整个圆周的超声探伤装置，并可与焊机集成在一起，适用于不同直径薄壁金属直缝焊管在线超声探伤，彻底解决了薄壁金属直缝焊管生产过程中的在线无损探伤难题。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种薄壁金属直缝圆焊管缺陷在线超声探伤装置，包括

底座；

耦合水箱机构，设于底座上，用于提供超声探伤水环境；

超声探伤机构，设于耦合水箱机构内，并套设于待检测焊管外以对待检测焊管进行超声探伤；

浮动定心机构，设于耦合水箱机构两侧，用于夹持待检测焊管。

在对薄壁金属直缝圆焊管进行在线超声探伤时，待检测焊管自本装置的一端进入，经过超声探伤机构时，对移动中的待检测焊管进行实时在线探伤，之后再从另一端穿出，在检测过程中，通过两端的浮动定心机构以夹持待检测焊管，保证超声探头实时跟踪焊管位置。

进一步地，所述浮动定心机构包括设于超声探伤机构两端的浮动座，以及设于浮动座与底板之间的浮动定位组件；

所述浮动定位组件包括开设于浮动座上的浮动杆定位孔、一端固定于底板上另一端滑动伸出于浮动杆定位孔外的浮动定位杆、设于浮动座与底板之间并套设于浮动定位杆外的浮动弹簧，以及设于浮动座上的三爪卡盘；

所述三爪卡盘的卡爪内缘均设有导向轮，所述待检测焊管可移动夹持于导向轮之间。

所述浮动弹簧两端分别嵌入浮动座与底板内，以主要起到三爪卡盘上下位置的调节以及周向浮动作用。所述浮动定位杆与浮动杆定位孔相配合，用于限制浮动弹簧的弹性压缩与弹性延伸方向。

作为优选的技术方案，所述浮动座四角处均设有浮动定位组件以便于确保三爪卡盘的整体稳定性。

进一步地，所述三爪卡盘中的卡爪与相应的导向轮之间设有导向轮固定组件，所述导向轮固定组件包括并列设于卡爪两侧的导向轮固定块、两端分别嵌设于2个导向轮固定块内的导向轮轴，以及固定套筒；

所述导向轮轴上沿轴向依次设置且半径依次增大的套筒安装环台、导向轮安装环台、以及导向轮限位环台；

所述固定套筒套设于套筒安装环台上，所述导向轮套设于导向轮安装环台，并限位于固定套筒与导向轮限位环台之间。

进一步地，所述导向轮固定块一端开设有至少2个卡爪连接孔，另一端开设有导向轮轴固定孔，所述卡爪上开设有与卡爪连接孔相适配的固定块安装孔，所述卡爪与导向轮固定块之间可通过设于卡爪连接孔与固定块安装孔内的螺栓可拆卸连接。

所述卡爪连接孔至少设有2个，以避免导向轮固定块发生转动，进而使得三爪卡盘定心作用失效。所述导向轮轴固定孔与导向轮轴端部紧密配合，以起到固定导向轮轴的作用。

进一步地，所述浮动座上立设有卡盘安装座，所述卡盘安装座一侧设有用于安装三爪卡盘的卡盘安装环槽，另一侧开设有旋转筒轴承安装槽，所述旋转筒轴承嵌设于旋转筒轴承安装槽内并通过轴承压盖进行固定；

所述卡盘安装座与三爪卡盘上均贯穿设有供待检测焊管穿过的让位孔。

作为优选的技术方案，所述三爪卡盘与卡盘安装座均镀有防锈层，以防止生锈卡死。

进一步地，所述超声探伤机构包括设于耦合水箱机构内的超声探伤套筒、开设于超声探伤套筒上的超声探伤进水孔，以及多个呈螺旋状绕设于超声探伤套筒上的超声探头；

所述超声探头贯穿设于超声探伤套筒上，所述待检测焊管设于超声探伤套筒轴线处。

所述超声探头选用单发单收超声探头，并采用螺旋布置一周的方式设于超声探伤套筒上，再将待检测焊管设于超声探伤套筒轴线处，并以第一临界角(临界折射纵波)对待检测焊管进行检测，从而保证超声探头与焊管的相对入射角度以及距离不变，进而实现对待检测焊管的360°准确缺陷检测。

多个超声探头采用螺旋设置一方面对焊管焊缝缺陷进行检测，同时对焊管母材缺陷进行检测，更适用于对对薄壁金属直缝圆焊管有高要求的核电行业；另一方面也节省了空间，使装置结构更加紧凑，解决了超声在线探伤装置安装空间小的难题。

作为优选的技术方案，本发明中超声探头的数量设置为12个，以实现对薄壁金属直缝圆焊管全覆盖型的在线探伤。

所述超声探伤进水孔用于使耦合水箱机构内的水进入，以作为超声探头与待检测焊管之间的耦合剂，提供超声探伤所需的检测环境。

作为优选的技术方案，所述超声探伤进水孔为腰型孔。

进一步地，所述超声探伤套筒外壁上设有超声探头安装槽，所述超声探头安装槽内设有超声探头安装座；

所述超声探头安装槽内开设有超声探头安装通孔，所述超声探头安装通孔两侧还设有安装座螺纹孔；

所述超声探头安装座上设有超声探头安装环以及与安装座螺纹孔相连通的安装座通孔；

所述超声探头嵌设于超声探头安装环内，且其端部穿过超声探头安装通孔伸入至超声探伤套筒中；所述超声探头安装座通过安装座螺纹孔以及安装座通孔与超声探伤套筒螺栓连接。

同时也可通过调整超声探头的伸入深度，调整超声探头与待检测焊管之间的距离，从而得到理想的探伤波形。

进一步地，所述耦合水箱机构包括安装固定超声探伤套筒的水箱主槽，以及设于浮动定心机构与水箱主槽之间的水箱外槽；

所述超声探伤机构还包括套设于待检测焊管外且一端嵌设于超声探伤套筒内的旋转筒，所述旋转筒贯穿水箱外槽，且侧壁上开设有漏水孔，所述旋转筒两端还分别设有与待检测焊管密封连接的焊管密封圈。

所述焊管密封圈的内径与待检测焊管相适配，从而达到最好的封水效果，将水尽可能密封于超声探伤套筒中。

在进行在线超声探伤过程中，待检测焊管依次移动穿过超声探伤套筒与旋转筒，并由于超声探伤套筒处于水箱主槽所提供的水环境中，导致虽设有焊管密封圈，但仍有些许水经待检测焊管流出水箱主槽外，因此通过漏水孔导出，再通过水箱外槽收集，以避免污染锈蚀浮动定心机构并保证工作环境整洁。

作为优选的技术方案，所述超声探伤套筒的端部侧壁上开设有超声探伤套筒连接槽，所述超声探伤套筒连接槽上贯穿开设有超声探伤套筒连接孔，所述旋转筒端部侧壁上开设有旋转筒连接螺纹孔，所述超声探伤套筒与旋转筒之间通过设于超声探伤套筒连接孔与旋转筒连接螺纹孔内的螺栓可拆卸连接。更进一步地，所述超声探伤套筒连接槽底部平整以使螺栓达到最好的紧固效果。

作为优选的技术方案，所述旋转筒两端设有旋转筒端盖，所述旋转筒端盖上开设有旋转筒密封孔，所述焊管密封圈嵌设于旋转筒密封孔内，并套设于待检测焊管外。

进一步地，所述装置还包括设于浮动定心机构上的旋转筒轴承，以及转动固定件；

所述旋转筒的两端分别嵌设于超声探伤套筒与旋转筒轴承内，所述超声探伤套筒由两个相互适配的半圆柱壳形的半套筒组成；

所述转动固定件的两端分别与旋转筒及卡盘安装座可拆卸连接。

安装时，可先将旋转筒固定于旋转筒轴承上，之后先安装一侧半套筒，再将该侧半套筒旋转至底侧，以便于安装另一侧半套筒，并形成超声探伤套筒。工作时，则通过转动固定件固定超声探伤套筒，以避免其转动，使超声探头位置发生变化，影响探伤结果的准确性。

作为优选的技术方案，所述漏水孔设有多个并沿周向布设于旋转筒侧壁上，以便于在对个别超声探头伸入深度进行微调时，将该超声探头转动至超声探伤套筒上侧，并同时通过转至底侧的漏水孔将旋转筒内的水顺利导出，进入水箱外槽内收集。

作为优选的技术方案，所述转动固定件为L型方杆，弯折端部设有旋转筒固定孔，所述旋转筒外壁上设有与该弯折端部相适配的转动固定槽，该转动固定槽内开设有转动固定螺纹孔，所述转动固定件与旋转筒之间通过设于旋转筒固定孔与转动固定螺纹孔内的螺栓可拆卸连接。

作为优选的技术方案，所述旋转筒轴承选用深沟球轴承。

进一步地，所述卡盘安装座顶部设有旋转筒定位架，所述旋转筒定位架顶部开设有定位架固定销孔，所述转动固定件顶部设有固定件固定销孔，所述转动固定件通过穿过定位架固定销孔与固定件固定销孔的定位销，与卡盘安装座固定连接，并实现旋转筒的转动固定作用。

进一步地，所述耦合水箱机构中，所述水箱主槽的侧壁上、水箱外槽的外侧壁上均开设有可调安装孔，并在该可调安装孔处还设有可调密封组件，所述可调密封组件包括一对并列设置的密封安装槽、滑动嵌设于密封安装槽之间的安装调节板、贯穿设于密封安装槽上并可压紧固定安装调节板的紧固螺母、设于安装调节板与相应侧壁之间的密封垫、贯穿开设于安装调节板与密封垫上的密封安装孔，以及设于密封安装孔内的旋转筒密封圈；

所述旋转筒两端分别与水箱主槽侧壁上的旋转筒密封圈、水箱外槽外侧壁上的旋转筒密封圈密封接触；

所述密封垫尺寸大于可调安装孔尺寸，所述可调安装孔尺寸大于旋转筒密封圈尺寸，使得旋转筒密封圈的一端可在可调安装孔内移动。

所述可调安装孔呈方形孔，该方形孔的宽度与旋转筒密封圈外缘宽度相适配，高度大于旋转筒密封圈外缘直径，以便于旋转筒密封圈适应超声探伤机构的高度调节移动。所述安装调节板高度过程中，所述密封垫始终密封环绕于可调安装孔外。

作为优选的技术方案，所述旋转筒密封圈采用软橡胶材质的密封圈，一方面达到较好的密封效果，另一方面则通过其弹性配合浮动定心机构以对待检测焊管进行浮动跟踪，从而使得超声探头与焊管的相对入射角度以及距离保持稳定，进而保证检测结果的有效性。

作为优选的技术方案，所述密封安装槽开设有多个紧固螺纹孔，并装配有多个紧固螺栓，通过多个紧固螺栓以保证安装调节板的高度稳定性以及密封垫的良好密封状态。

作为优选的技术方案，所述密封垫通过胶水与安装调节板相连接。

作为优选的技术方案，所述安装调节板顶部设有便于提起或下放的调节把手。

作为优选的技术方案，所述水箱主槽的侧壁底部还开设有水箱进水孔与水箱出水孔，所述水箱进水孔与水箱出水孔外均依次连通有主槽直管、主槽球阀与主槽塔型管，并通过主槽球阀控制进出水量，以确保超声探头始终浸没于水环境中。

所述水箱外槽的底部还开设有回水孔，所述回水孔外依次连通有回水弯管与回水塔型管；

所述主槽塔型管与回水塔型管均通过软管与外部水源相连通。

作为优选的技术方案，所述水箱主槽与水箱外槽之间、水箱主槽与主槽直管之间、水箱外槽与回水弯管之间均采用满焊连接，以确保两者之间的密封连接效果。

作为优选的技术方案，所述主槽球阀与主槽直管及主槽塔型管之间、回水弯管与回水塔型管之间均采用螺纹连接。

作为优选的技术方案，所述水箱主槽底部还设有用于安装固定于底板上的主槽定位片，所述主槽定位片上贯穿开设有水箱安装孔，所述水箱主槽通过主槽定位片与底板螺栓连接。

与现有技术相比，本发明具有以下特点：

1)本发明开发了一种新型的在线探伤机构，通过弹簧及旋转筒密封圈的弹性，以及导向轮对焊管的夹持固定，可实现超声检测超声探头对焊管位置的浮动跟踪，保证了超声探头与焊管的相对入射角度以及距离不变；且超声探头与焊管的距离可实现无级微调；

2)本发明的超声探头为单发单收，利用12个超声探头对焊管进行360°缺陷检测，实现对焊缝和母材的全覆盖准确探伤检测，并提高了在线探伤的精度，更适用于对薄壁金属直缝圆焊管有高要求的核电行业的检测任务；

3)本发明的超声探头支架结构中使用两个半圆套的设计方便拆卸和安装。

附图说明

图1为实施例中一种薄壁金属直缝圆焊管缺陷在线超声探伤装置的立体结构示意图；

图2为实施例中一种薄壁金属直缝圆焊管缺陷在线超声探伤装置的主视剖视图；

图3为底板的结构示意图；

图4为耦合水箱机构的结构示意图；

图5为水箱主槽的结构示意图；

图6为水箱外槽的结构示意图；

图7为安装调节板的结构示意图；

图8为密封垫的结构示意图；

图9为密封圈的结构示意图；

图10、图11为浮动定心机构的结构示意图；

图12为浮动座的结构示意图；

图13为三爪卡盘的结构示意图；

图14为导向轮轴的结构示意图；

图15为卡盘安装座的结构示意图；

图16为倒置状态的卡盘安装座的结构示意图；

图17为超声探伤机构的结构示意图；

图18为超声探伤套筒的上侧半套筒的结构示意图；

图19为超声探伤套筒的下侧半套筒的结构示意图；

图20为超声探头安装座的结构示意图；

图21为旋转筒的结构示意图；

图22为旋转筒端盖的结构示意图；

图23为转动固定件的结构示意图；

图24为实施例中一种薄壁金属直缝圆焊管缺陷在线超声探伤装置的立体结构示意图(不含耦合水箱机构)；

图25为实施例中一种薄壁金属直缝圆焊管缺陷在线超声探伤装置的俯视剖视图；

图中标记说明：

1-底座、

101-固定腰型孔、102-耦合水箱安装孔、103-浮动定位杆安装孔；

2-耦合水箱机构：

201-水箱主槽、202-水箱外槽、203-可调安装孔、204-密封安装槽、205-安装调节板、206-紧固螺母、207-密封垫、208-密封安装孔、209-旋转筒密封圈、210-主槽定位片、211-水箱进水孔、212-水箱出水孔、213-主槽直管、214-主槽球阀、215-主槽塔型管、216-回水孔、217-回水弯管、218-回水塔型管；

3-超声探伤机构：

301-超声探伤套筒、302-超声探伤进水孔、303-旋转筒、3031-旋转筒主体、3032旋转筒端盖、304-漏水孔、305-焊管密封圈、306-超声探头安装槽、307-超声探头安装座、308-超声探头安装通孔、309-安装座螺纹孔、310-安装座通孔、311-超声探头安装环、312-超声探伤套筒连接槽、313-超声探伤套筒连接孔、314-旋转筒连接螺纹孔、315-转动固定槽、316-转动固定螺纹孔、317-超声探头；

4-浮动定心机构：

401-浮动座、402-浮动杆定位孔、403-浮动定位杆、404-浮动弹簧、405-三爪卡盘、4051-卡爪、406-导向轮、407-导向轮固定块、408-导向轮轴、4081-套筒安装环台、4082-导向轮安装环台、4083-导向轮限位环台、409-固定套筒、410-卡盘安装座、411-卡盘安装环槽、412-旋转筒轴承安装槽、413-轴承压盖、414-旋转筒定位架；

5-待检测焊管；

6-旋转筒轴承；

7-转动固定件：

701-固定件固定销孔、702-旋转筒固定孔；

8-定位销。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例：

如图1及图2所示的一种薄壁金属直缝圆焊管缺陷在线超声探伤装置，包括底座1、设于底座1上并用于提供超声探伤水环境的耦合水箱机构2、以及如图24所示的浮动超声探伤单元；该浮动超声探伤单元由超声探伤机构3与浮动定心机构4共同组成，其中超声探伤机构3设于耦合水箱机构2内并用于对待检测焊管5进行超声探伤；浮动定心机构4设于耦合水箱机构2两侧并用于夹持待检测焊管5。

如图3所示，底座1为长方形板状镀铬钢板，其两端分别设有4个沉头孔以及2个固定腰型孔101，其中部设有4个耦合水箱安装孔102，其中沉头孔用作浮动定位杆安装孔103，固定腰型孔101用于固定底座1在工作台上的安装位置，并可根据腰型孔的延伸方向进行位置微调。

如图4所示，耦合水箱机构2包括水箱主槽201，以及设于水箱主槽201两侧的水箱外槽202。其中水箱主槽201结构如图5所示，由4块侧板以及底板组成，其中2个相对侧板上开设有方形可调安装孔203，底部设有方形主槽定位片210，1块侧板上开设有水箱进水孔211与水箱出水孔212。并且如图4所示，水箱进水孔211与水箱出水孔212外均依次连通有主槽直管213、主槽球阀214与主槽塔型管215。主槽定位片210用于与耦合水箱安装孔102配合，通过螺栓将水箱主槽201固定于底座1上。水箱外槽202结构如图6所示，包括3块侧板与1块底板，其中，中间侧板上也开设有方形可调安装孔203，底板上开设有回水孔216，如图4所示，该回水孔216外依次连通有回水弯管217与回水塔型管218，并且主槽塔型管215与回水塔型管218均通过软管与外部水源相连通。

并且，水箱主槽201与水箱外槽202之间、水箱主槽201与主槽直管213之间、水箱外槽202与回水弯管217之间均采用满焊连接，以确保两者之间的密封连接效果。主槽球阀214与主槽直管213及主槽塔型管215之间、回水弯管217与回水塔型管218之间均采用螺纹连接，以便于维护拆卸。

此外，在设有可调安装孔203的上述侧壁上均装配有可调密封组件，该可调密封组件包括一对并列设置的密封安装槽204、滑动嵌设于密封安装槽204之间的安装调节板205、设于安装调节板205顶部的调节把手219、多个贯穿设于密封安装槽204上的紧固螺纹孔、设于紧固螺纹孔内并可压紧固定安装调节板205的紧固螺母206、胶粘于安装调节板205内侧并与相应侧壁密封接触的密封垫207、贯穿开设于安装调节板205与密封垫207上的密封安装孔208，以及设于密封安装孔208内的旋转筒密封圈209。其中，安装调节板205、密封垫207、旋转筒密封圈209结构分别如图7-9所示。并且上述可调安装孔203的尺寸与旋转筒密封圈209及密封垫207相适配，具体的，可调安装孔203的宽度略大于旋转筒密封圈209外缘宽度，高度则明显大于旋转筒密封圈209外缘直径，以便于旋转筒密封圈209的一端可在可调安装孔203内移动，并保持密封垫207始终覆盖于可调安装孔203上。

如图10-12所示，浮动定心机构4包括浮动座401，以及设于浮动座401与底座1之间的浮动定位组件；具体的，该浮动定位组件包括开设于浮动座401上的浮动杆定位孔402、一端固定于底座1上的浮动定位杆安装孔103中另一端滑动伸出于浮动杆定位孔402外的浮动定位杆403、两端分别嵌入浮动座401与底座1内并套设于浮动定位杆403外的浮动弹簧404，以及设于浮动座401上的三爪卡盘405。其中，浮动弹簧404主要起到三爪卡盘405上下位置的调节以及周向浮动作用。浮动定位杆403与浮动杆定位孔402相配合，用于限制浮动弹簧404的弹性压缩与弹性延伸方向。

如图10及13所示，三爪卡盘405的每个卡爪4051上均设有导向轮406以及导向轮固定组件，具体的，该导向轮固定组件包括并列设于卡爪4051两侧的导向轮固定块407、开设于导向轮固定块407一端的2个卡爪连接孔、开设于另一端的导向轮轴固定孔、两端分别紧固嵌设于2个导向轮轴固定孔内的导向轮轴408，以及固定套筒409。如图14所示，导向轮轴408上沿轴向依次设置且半径依次增大的套筒安装环台4081、导向轮安装环台4082、以及导向轮限位环台4083，固定套筒409套设于套筒安装环台4081上，导向轮406套设于导向轮安装环台4082，并限位于固定套筒409与导向轮限位环台4083之间。卡爪4051上开设有与卡爪连接孔相连通的固定块安装孔，卡爪4051与导向轮固定块407之间可通过设于卡爪连接孔与固定块安装孔内的螺栓可拆卸连接。

此外，浮动座401上还立设有结构如图15及16所示的卡盘安装座410，该卡盘安装座410一侧设有用于安装三爪卡盘405的卡盘安装环槽411，另一侧开设有旋转筒轴承安装槽412，该旋转筒轴承安装槽412内嵌设有旋转筒轴承6，并通过轴承压盖413进行固定。本实施例中，该旋转筒轴承6选用深沟球轴承。在卡盘安装座410与三爪卡盘405中心均贯穿设有供待检测焊管5穿过的让位孔，并且该待检测焊管5可移动夹持于导向轮406之间。为防止装置生锈卡死，三爪卡盘405与卡盘安装座410均镀有防锈层。

如图1、2及17所示，超声探伤机构3包括设于水箱主槽201内的超声探伤套筒301、开设于超声探伤套筒301上的腰型超声探伤进水孔302、12个呈螺旋状绕设于超声探伤套筒301一周的超声探头317，以及分别设于超声探伤套筒301两端的旋转筒303，待检测焊管5移动设于超声探伤套筒301轴线处。具体的，超声探伤套筒301由如图18及19所示的两个相互适配的半圆柱壳形的半套筒组成；每个半套筒上均呈螺旋状布设有处于不同角度不同平面的6个超声探头安装槽306，超声探头安装槽306内设有超声探头安装座307。具体的，超声探头安装槽306内开设有超声探头安装通孔308，该超声探头安装通孔308两侧还设有安装座螺纹孔309，超声探头安装座307上设有超声探头安装环311以及与安装座螺纹孔309相连通的安装座通孔310；超声探头317嵌设于超声探头安装环311内，且其端部穿过超声探头安装通孔308伸入至超声探伤套筒301中；并且超声探头安装座307通过设于安装座螺纹孔309及安装座通孔310内的螺栓与超声探伤套筒301可拆卸连接。同时这种安装方式也便于通过调整超声探头317的伸入深度，控制超声探头317与待检测焊管5之间的距离，从而得到理想的探伤波形。

旋转筒303包括如图21所示的旋转筒主体3031、设于旋转筒主体3031两端且如图22所示的旋转筒端盖3032、开设于旋转筒端盖3032中心的旋转筒密封孔3033，以及嵌设于旋转筒密封孔3033内的焊管密封圈305，该焊管密封圈305内缘与待检测焊管5动密封接触。如图2所示，旋转筒303两端分别与水箱外槽202两侧壁上的焊管密封圈305内缘密封接触，并且在旋转筒主体3031侧壁上沿周向还开设有多个与水箱外槽202相连通的腰型漏水孔304，并且旋转筒303外端嵌设于旋转筒轴承6内。

如图2所示，卡盘安装座410与旋转筒303之间还设有转动固定件7。如图23所示，该转动固定件7为L型方杆，其顶部设有固定件固定销孔701，底部弯折端设有旋转筒固定孔702。如图21所示，旋转筒303外壁上开设有与该弯折端部相适配的转动固定槽315，该转动固定槽315内还开设有转动固定螺纹孔316，转动固定件7的底端与旋转筒303之间通过设于旋转筒固定孔702与转动固定螺纹孔316内的螺栓可拆卸连接。如图10及11所示，卡盘安装座410顶部设有旋转筒定位架414，该旋转筒定位架414顶部开设有定位架固定销孔，转动固定件7顶端通过穿过定位架固定销孔与固定件固定销孔701的定位销8，与卡盘安装座410可拆卸连接，并实现旋转筒303的转动固定作用。

如图17-19所示，超声探伤套筒301的端部侧壁上开设有超声探伤套筒连接槽312，该超声探伤套筒连接槽312内贯穿开设有超声探伤套筒连接孔313。相应的，旋转筒303端部侧壁上开设有旋转筒连接螺纹孔314，超声探伤套筒301与旋转筒303之间通过设于超声探伤套筒连接孔313与旋转筒连接螺纹孔314内的螺栓可拆卸连接。并且超声探伤套筒连接槽312平整底部也使得螺栓达到最好的紧固效果。

安装时，首先通过螺栓与固定腰型孔101将底座1安装于工作台上，水箱主槽201通过底部主槽定位片210与耦合水箱安装孔102配合，利用螺栓固定于底座1中央，并采用相同的方法安装浮动定位杆403与浮动弹簧404；

再将安装调节板205与密封垫207装配于相应的密封安装槽204中，并根据旋转筒303尺寸以及待检测焊管5的尺寸，选用相应的旋转筒密封圈209与焊管密封圈305，并将旋转筒密封圈209安装于安装调节板205与密封垫207上的密封安装孔208处，将焊管密封圈305安装于旋转筒端盖3032中心的旋转筒密封孔3033处，并将旋转筒端盖3032装配于旋转筒主体3031两端，形成旋转筒303；

之后将装配有导向轮406的三爪卡盘405安装于卡盘安装座410一侧，将卡盘安装座410装配于浮动座401上，将旋转筒303一端插入另一侧的旋转筒轴承6中，并通过轴承压盖413进行固定，再将转动固定件7的底端固定于旋转筒303上，而旋转筒303的另一端则依次穿过水箱外槽202两侧壁上的旋转筒密封圈209，并将浮动座401上的浮动杆定位孔402套设于相应的浮动定位杆403上，形成浮动定心机构4；

然后将在线生产的待检测焊管5从一端的浮动定心机构4伸入，依次穿过2个旋转筒303两端的焊管密封圈305，再从另一端的浮动定心机构4伸出，之后根据待检测焊管5的直径与生产线高度，分别转动三爪卡盘405及调整浮动座401高度，以使三爪卡盘405上的导向轮406充分夹持待检测焊管5，从而保证待检测焊管5与旋转筒303同轴设置；

随后拧紧密封安装槽204上的紧固螺母206，固定旋转筒303高度，并密封水箱主槽201与水箱外槽202，之后将装配并调整好超声探头位置的上侧半套管装配于2个旋转筒303之间，再转动180°装配下侧半套管，形成超声探伤套筒301以及超声探伤机构3；其中，超声探头317的位置可根据同尺寸规格的样管进行调整；

最后将超声探伤套筒301转动复位，再通过定位销8将转动固定件7的上端与卡盘安装座410相连接，进而完成超声探伤机构3的固定，以及装置整体的组装，得到上述一种薄壁金属直缝圆焊管缺陷在线超声探伤装置。

使用时，向水箱主槽201中注入超声探伤耦合剂水，并控制水位以完全浸没所有超声探头317，并保持水位稳定，此时开启检测软件，便可在电脑中查看焊管各个方向的超声波形，从而实现对在线生产出的焊管的在线实时焊缝检测。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种薄壁金属直缝圆焊管缺陷在线超声探伤装置，其特征在于，包括

底座（1）；

耦合水箱机构（2），设于底座（1）上，用于提供超声探伤水环境；

超声探伤机构（3），设于耦合水箱机构（2）内，并套设于待检测焊管（5）外以对待检测焊管（5）进行超声探伤；

浮动定心机构（4），设于耦合水箱机构（2）两侧，用于夹持待检测焊管（5），包括设于超声探伤机构（3）两端的浮动座（401），以及设于浮动座（401）与底座（1）之间的浮动定位组件；

所述浮动定位组件包括开设于浮动座（401）上的浮动杆定位孔（402）、一端固定于底座（1）上另一端滑动伸出于浮动杆定位孔（402）外的浮动定位杆（403）、设于浮动座（401）与底座（1）之间并套设于浮动定位杆（403）外的浮动弹簧（404），以及设于浮动座（401）上的三爪卡盘（405）；

所述三爪卡盘（405）的卡爪（4051）内缘均设有导向轮（406），所述待检测焊管（5）可移动夹持于导向轮（406）之间。

2.根据权利要求1所述的一种薄壁金属直缝圆焊管缺陷在线超声探伤装置，其特征在于，所述三爪卡盘（405）中的卡爪（4051）与相应的导向轮（406）之间设有导向轮固定组件，所述导向轮固定组件包括并列设于卡爪（4051）两侧的导向轮固定块（407）、两端分别嵌设于2个导向轮固定块（407）内的导向轮轴（408），以及固定套筒（409）；

所述导向轮轴（408）上沿轴向依次设置且半径依次增大的套筒安装环台（4081）、导向轮安装环台（4082）、以及导向轮限位环台（4083）；

所述固定套筒（409）套设于套筒安装环台（4081）上，所述导向轮（406）套设于导向轮安装环台（4082），并限位于固定套筒（409）与导向轮限位环台（4083）之间。

3.根据权利要求2所述的一种薄壁金属直缝圆焊管缺陷在线超声探伤装置，其特征在于，所述导向轮固定块（407）一端开设有至少2个卡爪连接孔，另一端开设有导向轮轴固定孔，所述卡爪（4051）上开设有与卡爪连接孔相适配的固定块安装孔，所述卡爪（4051）与导向轮固定块（407）之间可通过设于卡爪连接孔与固定块安装孔内的螺栓可拆卸连接。

4.根据权利要求1所述的一种薄壁金属直缝圆焊管缺陷在线超声探伤装置，其特征在于，所述浮动座（401）上立设有卡盘安装座（410），所述卡盘安装座（410）一侧设有用于安装三爪卡盘（405）的卡盘安装环槽（411），另一侧开设有旋转筒轴承安装槽（412），所述旋转筒轴承（6）嵌设于旋转筒轴承安装槽（412）内并通过轴承压盖（413）进行固定；

所述卡盘安装座（410）与三爪卡盘（405）上均贯穿设有供待检测焊管（5）穿过的让位孔。

5.根据权利要求4所述的一种薄壁金属直缝圆焊管缺陷在线超声探伤装置，其特征在于，所述超声探伤机构（3）包括设于耦合水箱机构（2）内的超声探伤套筒（301）、开设于超声探伤套筒（301）上的超声探伤进水孔（302），以及多个呈螺旋状绕设于超声探伤套筒（301）上的超声探头（317）；

所述超声探头（317）贯穿设于超声探伤套筒（301）上，所述待检测焊管（5）设于超声探伤套筒（301）轴线处。

6.根据权利要求5所述的一种薄壁金属直缝圆焊管缺陷在线超声探伤装置，其特征在于，所述耦合水箱机构（2）包括安装固定超声探伤套筒（301）的水箱主槽（201），以及设于浮动定心机构（4）与水箱主槽（201）之间的水箱外槽（202）；

所述超声探伤机构（3）还包括套设于待检测焊管（5）外且一端嵌设于超声探伤套筒（301）内的旋转筒（303），所述旋转筒（303）贯穿水箱外槽（202），且侧壁上开设有漏水孔（304），所述旋转筒（303）两端还分别设有与待检测焊管（5）密封连接的焊管密封圈（305）。

7.根据权利要求6所述的一种薄壁金属直缝圆焊管缺陷在线超声探伤装置，其特征在于，该装置还包括设于浮动定心机构（4）上的旋转筒轴承（6），以及转动固定件（7）；

所述旋转筒（303）的两端分别嵌设于超声探伤套筒（301）与旋转筒轴承（6）内，所述超声探伤套筒（301）由两个相互适配的半圆柱壳形的半套筒组成；

所述转动固定件（7）的两端分别与旋转筒（303）及卡盘安装座（410）可拆卸连接。

8.根据权利要求7所述的一种薄壁金属直缝圆焊管缺陷在线超声探伤装置，其特征在于，所述卡盘安装座（410）顶部设有旋转筒定位架（414），所述旋转筒定位架（414）顶部开设有定位架固定销孔，所述转动固定件（7）顶部设有固定件固定销孔（701），所述转动固定件（7）通过穿过定位架固定销孔与固定件固定销孔（701）的定位销（8），与卡盘安装座（410）固定连接，并实现旋转筒（303）的转动固定作用。

9.根据权利要求6所述的一种薄壁金属直缝圆焊管缺陷在线超声探伤装置，其特征在于，所述耦合水箱机构（2）中，所述水箱主槽（201）的侧壁上、水箱外槽（202）的外侧壁上均开设有可调安装孔（203），并在该可调安装孔（203）处还设有可调密封组件，所述可调密封组件包括一对并列设置的密封安装槽（204）、滑动嵌设于密封安装槽（204）之间的安装调节板（205）、贯穿设于密封安装槽（204）上并可压紧固定安装调节板（205）的紧固螺母（206）、设于安装调节板（205）与相应侧壁之间的密封垫（207）、贯穿开设于安装调节板（205）与密封垫（207）上的密封安装孔（208），以及设于密封安装孔（208）内的旋转筒密封圈（209）；

所述旋转筒（303）两端分别与水箱主槽（201）侧壁上的旋转筒密封圈（209）、水箱外槽（202）外侧壁上的旋转筒密封圈（209）密封接触；

所述密封垫（207）尺寸大于可调安装孔（203）尺寸，所述可调安装孔（203）尺寸大于旋转筒密封圈（209）尺寸，使得旋转筒密封圈（209）的一端可在可调安装孔（203）内移动。