CN113655116A - 一种超声波探伤的辅助装置以及判断方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及超声探伤技术领域，具体涉及一种超声波探伤的辅助装置以及判断方法；包括框架和设置在框架上的两组量角组件；所述框架上设置有对中处，两组所述量角组件沿对中处镜像设置；所述量角组件包括指针和量角器，所述指针转动连接在量角器上，所述量角器连接在框架上；本发明能够解决带垫板焊缝超声波信号判断准确性问题，由于板厚和垫板尺寸是固定的，探头折射角度和入射点确定时，非缺陷信号应在固定位置出现，采用水平和深度定性定位缺陷的适用范围，针对探头扫查时不能确定二次波反射点的难题，辅助装置的指针对探头声束的传播路径进行准确模拟，且通过量角器，适用多角度探头检测，能够形象地描述信号的来源和位置。

Description

一种超声波探伤的辅助装置以及判断方法

技术领域

本发明涉及超声探伤技术领域，具体涉及一种超声波探伤的辅助装置以及判断方法。

背景技术

超声波检测是利用探头发射的声波入射到工件中，声波遇到声阻抗不同界面，比如含有空气的裂纹或工件与空气表面，会产生反射信号被探头仪器接收。超声波仪器为A扫描脉冲显示方式，即横轴代表传播的距离，纵轴代表信号的当量，检测时移动探头测量缺陷的大小和当量值对工件质量进行评定。

带垫板焊缝主要是采用横波斜探头在焊缝两侧做手工锯齿状扫查，垫板与焊缝位置对应，为焊接过程中起到辅助的功能；为使声束覆盖整个焊缝区域，一般须采用一次波和二次波，甚至采用多个角度探头。由于有垫板存在时，声波入射至垫板槽与焊缝根部间隙、垫板背部端角时会产生非缺陷信号，当这些信号和焊缝内部缺陷信号声程相同时容易造成误判，因此急需一种方法来区分缺陷信号。

目前采用是检测人员凭经验根据回波信号的位置特征进行分析，探头折射角度确定后，根据反射波的水平和深度判断是否为缺陷，并进行定位。

目前该检测方法存在如下问题：

1、该方法对检测人员的技能要求太高，垫板结构引起的多个非缺陷信号与缺陷信号混淆，造成判读困难；

2、如果采用多个角度探头，需要记忆多个数据，而不同折射角度探头垫板回波信号规律不同，检测人员需要分别计算；

3、将板厚值设定后，仪器会对信号进行计算，所有信号的深度显示值都不会超过板厚，由此造成来自垫板的非缺陷信号也显示为焊缝内部。如图1所示，实线箭头所指为一次波扫查到垫板圆弧面，其声程与虚线箭头(即二次波)所指的焊缝内部某个位置相等，而在仪器上波形会显示在同一位置，如图2所示，即横轴代表传播的距离，纵轴代表信号的当量。由此可见，按照仪器给出的读数值很可能误判。

造成带垫板焊缝检测困难主要垫板非缺陷回波信号在仪器上显示的位置不同，但探头折射角度固定时，信号的声程值是一定的；仪器设置完厚度后，同声程的缺陷和垫板回波仪器的水平深度读数一样的情况，造成这种情况的原因是不能区分声波在焊缝背部的反射点位置；在垫板边缘反射点A和B外侧，如图3和图4所示(不同的垫板，图3对应的为自带垫板，图4对应的为独立垫板)，声束不会进入垫板区域，因此不论一次波还是二次波都可以采用水平或深度定位；反射点在A和B内侧时，如果信号声程值小于等于板厚对应值则直接判断为缺陷，可根据水平和深度定位；如果声程值大于板厚对应的声程，则采用声程计算，如果声程大于板厚加垫板厚度对应的声程，则为垫板背部的二次波反射。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种解决带垫板焊缝超声波信号判断准确性问题的超声波探伤的辅助装置以及判断方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种超声波探伤的辅助装置，包括框架和设置在框架上的两组量角组件；

所述框架上设置有对中处，两组所述量角组件沿对中处镜像设置；

所述量角组件包括指针和量角器，所述指针转动连接在量角器上，所述量角器连接在框架上。

为了解决上述技术问题，本发明采用的另一技术方案为：

一种超声波探伤的判断方法，包括

将框架放置在待测板上，待测板的焊缝中心与框架的对中处重合；

根据超声波探头折射角度，调节指针在量角器上的对应角度值；

将指针与待测板板厚表面平行设置，指针与焊缝上表面的交点为声束入射点，测量入射点与焊缝中心线的距离，将其中一个指针放置在相应位置上；

若指针与焊缝背部的交点在A、B两点之间的外侧时，其水平或深度值为缺陷在焊缝中的位置；

若指针与焊缝背部的交点在A、B两点之间的内侧时且信号声程值小于等于待测板板厚对应的声程值，其水平或深度值为缺陷在焊缝中的位置；

若指针与焊缝背部的交点在A、B两点之间的内侧时且信号声程值大于板厚对应声程值，则根据指针的路径，观察与垫板的边沿处是否相交；若与边沿相交，则测量交点至入射点的距离，与声程值一致则为非缺陷信号；若不与边沿处相交，则寻找指针与垫板远离待测板一面的反射点，将另一指针在反方向上旋转至反射点，确认另一指针的行径路径是否与垫板边沿处相交，若和边沿处相交，累加入射声程与反射点至边沿处的声程与检测的声程值进行比对，如果声程比对的结果相同，则为边沿处的反射信号，否则为缺陷信号。

本发明的有益效果在于：能够解决带垫板焊缝超声波信号判断准确性问题，由于板厚和垫板尺寸是固定的，探头折射角度和入射点确定时，非缺陷信号应在固定位置出现，采用水平和深度定性定位缺陷的适用范围，针对探头扫查时不能确定二次波反射点的难题，本申请的辅助装置的指针对探头声束的传播路径进行准确模拟，且通过量角器，适用多角度探头检测，能够形象地描述信号的来源和位置；通过水平、深度定位和声程定位分析的应用条件，指导检验人员通过绘制草图等方法进行前期的工艺分析；本申请能够适用于自带垫板和独立垫板焊缝型式的超声波检测。

附图说明

图1为现有技术中非缺陷信号产生的原因；

图2为图1对应的A扫描脉冲信号波形图；

图3为现有技术中自带垫板结构最小反射点范围；

图4为现有技术中独立垫板结构声波最小反射点范围；

图5为本发明具体实施方式的一种超声波探伤的辅助装置使用时的示意图；

图6为一次波扫查到自带垫板的垫板槽时的情况；

图7为一次波扫查到独立垫板的垫板下端角情况；

图8为二次波扫查到自带垫板的垫板圆弧上情况，与图5运用装置模拟时对应；

图9为二次波扫查到独立垫板的垫板上端角情况；

标号说明：1、待测板；2、框架；21、连接部；22、支撑部；23、限位部；3、量角组件；31、指针；311、指示部；312、测量部；32、量角器；4、垫板； 5、超声波探头；6、焊缝；7、垫板槽。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图5至图9，一种超声波探伤的辅助装置，包括框架2和设置在框架 2上的两组量角组件3；

所述框架2上设置有对中处，两组所述量角组件3沿对中处镜像设置；

所述量角组件3包括指针31和量角器32，所述指针31转动连接在量角器 32上，所述量角器32连接在框架2上。

进一步的，所述框架2包括连接部21和两组的支撑部22，两组所述支撑部 22镜像连接在连接部21上形成凹字形结构；

所述量角器32连接在支撑部22上，所述框架2上设置有供指针31穿过的框架2槽。

从上述描述可知，通过镜像设置的支撑部22并与连接部21形成凹字形结构，能够结构的中间容纳焊缝6，方便使用。

进一步的，所述框架2还包括限位部23，所述限位部23包括多个的限位柱，所述限位柱连接在连接部21和/或支撑部22上。

从上述描述可知，通过限位部23的设置，能够将框架2放置在待测板1上，框架2与待测板1两端对齐，此时样板焊缝6中心与框架2长度的对中处重合。

进一步的，所述指针31、量角器32和连接部21上均设置有刻度线。

从上述描述可知，通过刻度线的设置，能够检测人员直接读出声程值以及确定折射角度。

进一步的，所述指针31的包括指示部311、测量部312和位于两者之间的转动部，所述转动部转动连接在量角器32的圆心点上，所述指示部311朝向量角器32具有刻度线的区域。

进一步的，所述指针31与量角器32之间具有垫片。

一种采用上述超声波探伤辅助装置的判断方法，包括

将框架2放置在待测板1上，待测板1的焊缝6中心与框架2的对中处重合；

根据超声波探头5折射角度，调节指针31在量角器32上的对应角度值；

将指针31与待测板1板厚表面平行设置，指针31与焊缝6上表面的交点为声束入射点，测量入射点与焊缝6中心线的距离，将其中一个指针31放置在相应位置上；

若指针31与焊缝6背部的交点在A、B两点之间的外侧时，其水平或深度值为缺陷在焊缝6中的位置；

若指针31与焊缝6背部的交点在A、B两点之间的内侧时且信号声程值小于等于待测板1板厚对应的声程值，其水平或深度值为缺陷在焊缝6中的位置；

若指针31与焊缝6背部的交点在A、B两点之间的内侧时且信号声程值大于板厚对应声程值，则根据指针31的路径，观察与垫板4的边沿处是否相交；若与边沿相交，则测量交点至入射点的距离，与声程值一致则为非缺陷信号；若不与边沿处相交，则寻找指针31与垫板4远离待测板1一面的反射点，将另一指针31在反方向上旋转至反射点，确认另一指针31的行径路径是否与垫板4 边沿处相交，若和边沿处相交，累加入射声程与反射点至边沿处的声程与检测的声程值进行比对，如果声程比对的结果相同，则为边沿处的反射信号，否则为缺陷信号。

其中垫板4边沿处在不同形状的垫板4时为不同的形状，在本申请所提供的两种实施方式中，一种垫板4为型材自带垫板4，另一种为独立垫板4；因此垫板4边沿处在自带垫板4中指的是弧形面；垫板4边沿处在独立垫板4中为直角边沿。

实施例一

一种超声波探伤的辅助装置，包括框架和设置在框架上的两组量角组件；

所述框架上设置有对中处，两组所述量角组件沿对中处镜像设置；

所述量角组件包括指针和量角器，所述指针转动连接在量角器上，所述量角器连接在框架上。

所述框架包括连接部和两组的支撑部，两组所述支撑部镜像连接在连接部上形成凹字形结构；

所述量角器连接在支撑部上，所述框架上设置有供指针穿过的框架槽。

所述框架还包括限位部，所述限位部包括四个的限位柱，所述限位柱连接在连接部和支撑部上，且位于结构的四个角端上。

所述指针、量角器和连接部上均设置有刻度线。

所述指针的包括指示部、测量部和位于两者之间的转动部，所述转动部转动连接在量角器的圆心点上，所述指示部朝向量角器具有刻度线的区域。

所述指针与量角器之间具有垫片。

实施例二

一种基于实施例一的超声波探伤的判断方法，包括

将框架放置在待测板上，待测板的焊缝中心与框架的对中处重合；

根据超声波探头折射角度，调节指针在量角器上的对应角度值；

将指针与待测板板厚表面平行设置，指针与焊缝上表面的交点为声束入射点，测量入射点与焊缝中心线的距离，将其中一个指针放置在相应位置上；

若指针与焊缝背部的交点在A、B两点之间的外侧时，其水平或深度值为缺陷在焊缝中的位置；

若指针与焊缝背部的交点在A、B两点之间的内侧时且信号声程值小于等于待测板板厚对应的声程值，其水平或深度值为缺陷在焊缝中的位置；

若指针与焊缝背部的交点在A、B两点之间的内侧时且信号声程值大于板厚对应声程值，则根据指针的路径，观察与垫板槽或背部下端角是否相交；若与垫板背部的端角或圆弧相交，则测量交点至入射点的距离，与声程值一致则为非缺陷信号；如图6和图7所示；

若不与垫板槽或下端角相交，则寻找指针与垫板远离待测板一面的反射点，将另一指针在反方向上旋转至反射点，确认另一指针的行径路径是否与垫板垫板背部的端角或圆弧相交，若和垫板背部的端角或圆弧相交，累加入射声程与反射点至垫板背部的端角或圆弧的声程与检测的声程值进行比对，如果声程比对的结果相同，则为垫板背部的端角或圆弧的反射信号，否则为缺陷信号。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种超声波探伤的辅助装置，其特征在于，包括框架和设置在框架上的两组量角组件；

所述框架上设置有对中处，两组所述量角组件沿对中处镜像设置；

所述量角组件包括指针和量角器，所述指针转动连接在量角器上，所述量角器连接在框架上。

2.根据权利要求1所述的超声波探伤的辅助装置，其特征在于，所述框架包括连接部和两组的支撑部，两组所述支撑部镜像连接在连接部上形成凹字形结构；

所述量角器连接在支撑部上，所述框架上设置有供指针穿过的框架槽。

3.根据权利要求2所述的超声波探伤的辅助装置，其特征在于，所述框架还包括限位部，所述限位部包括多个的限位柱，所述限位柱连接在连接部和/或支撑部上。

4.根据权利要求2所述的超声波探伤的辅助装置，其特征在于，所述指针、量角器和连接部上均设置有刻度线。

5.根据权利要求4所述的超声波探伤的辅助装置，其特征在于，所述指针包括指示部、测量部和位于两者之间的转动部，所述转动部转动连接在量角器的圆心点上，所述指示部朝向量角器具有刻度线的区域。

6.根据权利要求1所述的超声波探伤的辅助装置，其特征在于，所述指针与量角器之间具有垫片。

7.一种超声波探伤的判断方法，其特征在于，包括

将框架放置在待测板上，待测板的焊缝中心与框架的对中处重合；

根据超声波探头折射角度，调节指针在量角器上的对应角度值；

将指针与待测板板厚表面平行设置，指针与焊缝上表面的交点为声束入射点，测量入射点与焊缝中心线的距离，将其中一个指针放置在相应位置上；

若指针与焊缝背部的交点在A、B两点之间的外侧时，其水平或深度值为缺陷在焊缝中的位置；

若指针与焊缝背部的交点在A、B两点之间的内侧时且信号声程值小于等于待测板板厚对应的声程值，其水平或深度值为缺陷在焊缝中的位置；

若指针与焊缝背部的交点在A、B两点之间的内侧时且信号声程值大于板厚对应声程值，则根据指针的路径，观察与垫板的边沿处是否相交；若与边沿相交，则测量交点至入射点的距离，与声程值一致则为非缺陷信号；若不与边沿处相交，则寻找指针与垫板远离待测板一面的反射点，将另一指针在反方向上旋转至反射点，确认另一指针的行径路径是否与垫板边沿处相交，若和边沿处相交，累加入射声程与反射点至边沿处的声程与检测的声程值进行比对，如果声程比对的结果相同，则为边沿处的反射信号，否则为缺陷信号。

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