CN114252508A - 一种圆钢超声波探伤机用浮动式水封装置和使用方法及圆钢超声波探伤机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种圆钢超声波探伤机用浮动式水封装置，浮动式水封装置包括固定套组件和浮动套组件，在固定套组件腔体中通过弹簧和防脱销连接有浮动套，在圆钢通过浮动套内孔时，浮动套受到圆钢弯曲部位的挤压后随着弹簧形变收缩的方向移动，避免了圆钢卡阻或磨损，提高了弯曲圆钢的通过性，且避免了浮动套与圆钢之间的硬摩擦，实现了软接触。本发明还提供了一种圆钢超声波探伤机用浮动式水封装置的使用方法及圆钢超声波探伤机，避免了被检圆钢的刮伤，极大的减少了圆钢卡在超声腔体的情况，避免了圆钢对超声波主机的冲击，延长了超声波探伤机的使用寿命。

Description

一种圆钢超声波探伤机用浮动式水封装置和使用方法及圆钢 超声波探伤机

技术领域

本申请涉及利用超声波探测圆钢制造缺陷技术领域，具体而言，涉及一种圆钢超声波探伤机用浮动式水封装置和使用方法及圆钢超声波探伤机。

背景技术

圆钢制造过程中，由于原料夹渣或材质问题，圆钢成型后会产生裂纹、沙眼等缺陷，为确保产品质量，减少安全隐患，需要用超声波探伤机对圆钢进行检测。超声波探伤机在探伤检测时需要耦合剂作为介质来传播超声波，而大批量圆钢超声波检测必须考虑耦合剂的经济性，目前圆钢超声波检测普遍采用水作为耦合剂。

在超声波检测探伤时，必须保证超声波探伤机腔体内有稳定的耦合水层，以实现超声探头到钢棒间的充分耦合。目前一般采用导套来密封超声腔体的耦合水，具体做法是，当耦合水由供水系统进入探伤机腔体后，由导套将耦合水封存在超声探伤机腔体内，通过超声探伤机腔体机械旋转或耦合水的涡旋，产生离心力，在探伤机腔体内形成耦合水层。被检圆钢通过导套内孔进入超声探伤机腔体，依靠超声探伤机腔体内导套的密封作用，来保持圆钢表面与超声探头间有稳定的水耦合，实现超声波探伤检测。

上述超声波探伤机使用的导套采用不锈钢或者聚四氟乙烯材质的材料加工而成，为了保证圆钢表面与超声探头间的耦合效果，导套内径理论上越小越好，但是为了保证圆钢能顺利通过导套及超声探伤机腔体，导套内径又不能太小。现有技术的超声探伤耦合水封对圆钢直线度要求高，圆钢通过性低。当被检圆钢局部弯曲度大于1.5mm/m时，被检圆钢便会卡在超声探伤机导套内，无法通过超声探伤机，影响生产或者损坏设备。且超声探伤耦合水封下，导套与圆钢之间是硬摩擦，若导套采用不锈钢材质时，当钢棒弯曲度稍大时，易造成钢棒划伤；若导套采用聚四氟乙烯材质时，导套磨损快，使用时间短。

因此，上述问题亟需解决。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种圆钢超声波探伤机用浮动式水封装置和使用方法及圆钢超声波探伤机，解决了传统超声探伤耦合水封方式对圆钢直线度要求高，容易刮伤弯钢及导套磨损快的问题。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的。

第一方面，本申请实施例提供了一种圆钢超声波探伤机用浮动式水封装置，包括固定套组件和浮动套组件；所述固定套组件包括左固定套和右固定套，所述左固定套和所述右固定套配合形成固定套组件腔体；所述浮动套组件包括浮动套；其特征在于，所述浮动套组件通过弹簧连接支撑在所述固定套组件腔体内，当所述浮动套受到挤压时，弹簧发生形变，所述浮动套会向所述弹簧形变收缩方向偏移。

进一步地，所述浮动套组件还包括防脱销，所述浮动套通过防脱销与所述弹簧连接。

进一步地，所述固定套组件腔体与所述弹簧接触处设有凹槽，所述弹簧端部卡在所述凹槽中。

进一步地，所述浮动套为圆柱状，在浮动套圆柱上均布一定数量的螺孔，所述防脱销螺纹头一侧拧入浮动套螺孔中，所述防脱销圆头一侧套入弹簧内孔中，所述防脱销和所述弹簧的数量与浮动套螺孔的数量一致。

进一步地，所述左固定套右侧设有第一轴向沉孔，所述右固定套左侧设有第二轴向沉孔，所述第一轴向沉孔的下沉深度大于所述第二轴向沉孔的下沉深度；所述左固定套圆周上设有四个内六角螺孔，通过四颗内六角螺栓将所述左固定套和所述右固定套锁紧固定。

进一步地，所述固定套组件的内孔直径比被检圆钢直径大6-20mm，所述浮动套的内孔直径比被检圆钢直径大1-1.5mm。

第二方面，本申请实施例提供了一种圆钢超声波探伤机用浮动式水封装置的使用方法，采用如上所述的浮动式水封装置，包括如下步骤：

步骤S1：根据被检圆钢规格选用对应规格的浮动套；

步骤S2：将防脱销的螺纹头拧入浮动套圆柱上均布的螺孔中；

步骤S3：将防脱销的圆头一侧套上弹簧，然后将浮动套组件和弹簧整体装入到左固定套的第一轴向沉孔中，其中所述弹簧的端部卡在固定套组件腔体的凹槽中；

步骤S4：控制右固定套的第二轴向沉孔与左固定套的第一轴向沉孔配合对齐，然后用四颗内六角螺栓将所述左固定套和所述右固定套锁紧固定。

第三方面，本申请实施例提供了一种圆钢超声波探伤机，所述超声波探伤机包括腔体，在腔体入口和出口各安装有两个如上所述的浮动式水封装置，所述腔体的上下两侧设有耦合水进水管和耦合水出水管，所述腔体的两端设有被检圆钢的入口及出口，当耦合水进入到所述浮动式水封装置围成的探测腔后，可形成稳定的耦合水层，当弯曲度较大的圆钢进入探伤机腔体时，会挤压所述浮动式水封装置的浮动套，弹簧受到浮动套压力发生形变，浮动套便会向圆钢弯曲方向移动，使圆钢顺利通过探伤腔体。

进一步地，所述探伤机包括超声波探头，在进行超声波探伤时，采用圆钢直线推进和超声波探头旋转的模式。

进一步地，所述超声波探头连接信号前置处理装置，所述信号前置处理装置以无线信号传输探测数据至控制系统。

有益效果：

在上述实现过程中，本发明提供了一种圆钢超声波探伤机用浮动式水封装置和使用方法及圆钢超声波探伤机，通过在探伤机腔体的圆钢入口和出口各安装有两个浮动式水封装置，在圆钢通过时，浮动套受到挤压后随着弹簧形变收缩的方向移动，避免圆钢卡住或磨损，避免了浮动套与圆钢之间的硬摩擦，实现了软接触。

与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、在进行圆钢超声探伤机探伤检测时，当弯曲度较大的圆钢进入超声腔体时，会挤压该浮动式水封装置的浮动套，弹簧受到浮动套压力发生形变收缩，浮动套便会向圆钢弯曲方向移动，使圆钢顺利通过探伤腔体，极大地提高了超声探伤机对弯曲圆钢的通过性能。

2、由于该浮动式水封装置的浮动套受到弯钢挤压后，由于弹簧的形变左右，会向圆钢弯曲的方向浮动，从而将浮动套与圆钢之间的摩擦变为软摩擦，也避免了圆钢的刮伤，减少了浮动套的磨损消耗。

3、该浮动式水封装置的浮动套只比被检圆钢直径大1-1.5mm，超声探伤机腔体水封效果得到提高，减少耦合水的消耗。

4、该浮动式水封装置的使用，极大的减少了圆钢卡在超声腔体的情况，避免了圆钢对超声波主机的冲击，延长了超声波探伤机的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的浮动式水封装置的结构示意图。

图2为本申请实施例提供的应用了浮动式水封装置的圆钢超声波探伤机的结构示意图。

图3为左固定套的结构示意图。

图4为右固定套的结构示意图。

图5为浮动套的结构示意图。

图6为防脱销的结构示意图。

图7为弹簧的结构示意图。

其中，各附图标记为，1、左固定套；2-右固定套；3-浮动套；4-防脱销；5-弹簧；6-内六角螺栓；7-超声波探伤机；8-圆钢；9-耦合水进水管；10-耦合水出水管；11-第一浮动式水封装置；12-第二浮动式水封装置；13-第三浮动式水封装置；14-第四浮动式水封装置。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

如图1所示，本发明包括一种圆钢超声波探伤机用浮动式水封装置，包括固定套组件和浮动套组件；所述固定套组件包括左固定套1和右固定套2，所述左固定套1和所述右固定套2配合形成固定套组件腔体；所述浮动套组件包括浮动套3；其特征在于，所述浮动套组件通过弹簧5连接支撑在所述固定套组件腔体内，当所述浮动套3受到挤压时，弹簧5发生形变收缩，所述浮动套会向所述弹簧形变收缩方向偏移。

在上述实施过程中，左固定套1和右固定套2配合形成了固定套组件腔体，所述浮动套3和所述防脱销4通过弹簧5连接支撑在所述固定套组件腔体内。在圆钢通过所述浮动套3的内腔时，圆钢的弯曲处会与浮动套3的内腔接触和挤压，当浮动套3受到挤压时，浮动套3圆周外侧的弹簧就会发生形变收缩，所述浮动套3会向弹簧3形变收缩方向偏移。对应的，其圆周对侧的弹簧就会发生形变拉伸。通过浮动套在固定套组件腔体的径向方向上的偏移，使圆钢能顺利通过探伤腔体，避免了卡阻或圆钢与浮动套的硬摩擦，避免了圆钢或浮动套内孔壁的刮伤或磨损。

所述浮动套组件还包括防脱销4，所述浮动套3通过防脱销4与所述弹簧5连接。所述固定套组件腔体与所述弹簧5接触处设有凹槽(图中未示出)，所述弹簧5的端部卡在所述凹槽中。

在上述实施过程中，浮动套3是通过防脱销4与弹簧5连接的，弹簧的具体形状参见图7，弹簧5呈螺旋状，中间带有通孔。弹簧5一端与防脱销4连接，另一端与固定套组件腔体接触，需要注意的是，在固定套组件腔体与弹簧5接触处设有凹槽，凹槽一般呈多圈环形设置，弹簧的端部就可以卡在凹槽中，这样设置是为了在弹簧发生形变收缩或伸长时，不至于发生轴向的偏移，而使浮动套发生轴向偏移，增大圆钢通过的难度。

所述浮动套3为圆柱状，在浮动套圆柱上均布一定数量的螺孔，所述防脱销螺纹头一侧拧入浮动套螺孔中，所述防脱销圆头一侧套入弹簧内孔中，所述防脱销和所述弹簧的数量与浮动套螺孔的数量一致。

在上述实现过程中，浮动套3的具体设置参见图5，浮动套3整体呈现圆柱状，中间带有便于圆钢通过的通孔，也是在灌注耦合水后形成超声探测腔的腔体。在浮动套3的圆柱圆周上均布了一定数量的螺孔，图5中示出的螺孔是4个，事实上，在圆柱圆周上的螺孔可以均匀在合理数量。防脱销4的具体设置参见图6，所述防脱销4的螺纹头一侧拧入浮动套螺孔中，防脱销4的圆头一侧套入弹簧5的内孔中。防脱销4的螺纹头一侧拧入到浮动套3的螺孔内，圆头一侧套入弹簧5的内孔内，是为了防止弹簧5脱落走位。弹簧5选用高强度弹簧，弹簧5一头的内孔套入防脱销4的圆头内，防止走位脱落，一头顶在左固定套1右侧的第一轴向沉孔内，用于支撑浮动套3的浮动。需要注意的是，防脱销4，弹簧5以及浮动套3的圆柱圆周上均布的螺孔数量是一致的。

所述左固定套1右侧设有第一轴向沉孔，所述右固定套2左侧设有第二轴向沉孔，所述第一轴向沉孔的下沉深度大于所述第二轴向沉孔的下沉深度；所述左固定套1圆周上设有四个内六角螺孔，通过四颗内六角螺栓6将所述左固定套1和所述右固定套2锁紧固定。

在上述实现过程中，左固定套1的具体设置参见图3，在左固定套1的右侧设有第一轴向沉孔，所述第一轴向沉孔的直径为D1。轴向沉孔，即沿着轴向从表面向下沉的结构设置。所述第一轴向沉孔的作用即是容纳和支撑浮动套3。右固定套2的具体设置参见图4。在右固定套2的左侧同样设置了第二轴向沉孔，所述第二轴向沉孔的直径为D2，其中D2与D1在装配尺寸上是相同的。需要注意的是，第二轴向沉孔从表面向内凹的距离是1mm，在容纳和装配浮动套时，给浮动套3预留足够的间隙。所述第一轴向沉孔的下沉深度大于所述第二轴向沉孔的下沉深度，也就是左固定套1的第一轴向沉孔基本提供了浮动套3，防脱销4和弹簧5的容纳空间。左固定套1的内孔直径D与右固定套2的内孔直径D3是相同的。在左固定套1的圆周上设有四个内六角螺孔，通过四颗内六角螺栓6将所述左固定套1和所述右固定套2锁紧固定。

所述固定套组件的内孔直径D比被检圆钢直径大6-20mm，所述浮动套的内孔直径D0比被检圆钢直径大1-1.5mm。

事实上，固定套组件的内孔直径可以设置成比待检测的圆钢的直径大很多，但是考虑到经济性和可操作性，将内孔直径D设置成比被检圆钢直径大6-20mm，这样方便为不同规格的被检圆钢选用不同对应规格的浮动套。浮动套的内孔直径D0比较确定，一般设置成比待通过的圆钢的直径大1-1.5mm，其中1mm是较优的选择，这样在耦合水进入形成探测腔后，圆钢通过时，不容易产生气泡，且容易保证密封性。

另一方面，本发明包括一种圆钢超声波探伤机用浮动式水封装置的使用方法，采用上述的浮动式水封装置，包括如下步骤：

步骤S1：根据被检圆钢规格选用对应规格的浮动套3；

步骤S2：将防脱销4的螺纹头拧入浮动套3圆柱上均布的螺孔中；

步骤S3：将防脱销4的圆头一侧套上弹簧5，然后将浮动套组件和弹簧5整体装入到左固定套1的第一轴向沉孔中，其中所述弹簧5的端部卡在固定套组件腔体的凹槽中；

步骤S4：控制右固定套2的第二轴向沉孔与左固定套1的第一轴向沉孔配合对齐，然后用四颗内六角螺栓6将所述左固定套1和所述右固定套2锁紧固定。

圆钢超声波探伤机用浮动式水封装置的使用方法是一种装配方法，将左固定套1、右固定套2、浮动套3、防脱销4、弹簧5、内六角螺栓6通过一定的次序进行装配，保证浮动套3、防脱销4和弹簧5在左固定套1和右固定套2构成的固定套组件腔体中有序放置，并能在圆钢通过时，弹簧能顺利发生形变收缩或拉伸，浮动套3也随着圆钢弯曲的方向发生径向偏移，使圆钢顺利通过。

另一方面，本发明包括一种圆钢超声波探伤机，所述超声波探伤机7包括腔体，在腔体入口和出口各安装有两个上述的浮动式水封装置，所述腔体的上下两侧设有耦合水进水管9和耦合水出水管10，所述腔体的两端设有被检圆钢8的入口及出口，当耦合水进入到所述浮动式水封装置围成的探测腔后，可形成稳定的耦合水层，当弯曲度较大的圆钢8进入探伤机腔体时，会挤压所述浮动式水封装置的浮动套3，弹簧5受到浮动套3压力发生形变，浮动套3便会向圆钢8弯曲方向移动，使圆钢8顺利通过探伤腔体。

在上述实施过程中，参见图2，超声波探伤机腔体内入口安装了第四浮动式水封装置14和第二浮动式水封装置12，在超声波探伤机腔体内出口安装了第三浮动式水封装置13和第一浮动式水封装置11。其中，第一浮动式水封装置11和第二浮动式水封装置12构成探测腔，耦合水从耦合水进水管9注入探测腔，从耦合水出水管10流出。需要注意的是，由于无法实现完全密封，耦合水进水管9和耦合水出水管10会持续工作，一边补水，一边外流，保证补水量稍大于流出的水量，且为避免流水的影响，要设置浮动套内孔直径不能大于圆钢直径1.5mm，也是为了避免气泡和保证一定的密封性。入口处的第四浮动式水封装置14和出口处的第三浮动式水封装置13，是为了圆钢在进出时导向，且避免进出时的刮伤。更重要的是，如果第一浮动式水封装置11和第二浮动式水封装置12围成的探测腔密封性有了缺陷，入口处的第四浮动式水封装置14和出口处的第三浮动式水封装置13仍然可以围成新的探测腔，耦合水持续注入，形成稳定的耦合水层。

所述超声波探伤机还包括超声波探头，在进行超声波探伤时，采用圆钢直线推进和超声波探头旋转的模式，也是避免耦合水层中出现气泡，影响探测质量。所述超声波探头连接信号前置处理装置，所述信号前置处理装置以无线信号传输探测数据至控制系统。

在上述实施过程中，通过在探伤机腔体的圆钢入口和出口各安装有两个浮动式水封装置，在圆钢通过时，浮动套受到挤压后随着弹簧形变收缩的方向移动，避免圆钢卡住或磨损，避免了水封与圆钢之间的硬摩擦，实现了软接触。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种圆钢超声波探伤机用浮动式水封装置，包括固定套组件和浮动套组件；

所述固定套组件包括左固定套和右固定套，所述左固定套和所述右固定套配合形成固定套组件腔体；

所述浮动套组件包括浮动套；

其特征在于，所述浮动套组件通过弹簧连接支撑在所述固定套组件腔体内，当所述浮动套受到挤压时，弹簧发生形变，所述浮动套会向所述弹簧形变收缩方向偏移。

2.根据权利要求1所述的浮动式水封装置，其特征在于，所述浮动套组件还包括防脱销，所述浮动套通过防脱销与所述弹簧连接。

3.根据权利要求2所述的浮动式水封装置，其特征在于，所述固定套组件腔体与所述弹簧接触处设有凹槽，所述弹簧端部卡在所述凹槽中。

4.根据权利要求3所述的浮动式水封装置，其特征在于，所述浮动套为圆柱状，在浮动套圆柱上均布一定数量的螺孔，所述防脱销螺纹头一侧拧入浮动套螺孔中，所述防脱销圆头一侧套入弹簧内孔中，所述防脱销和所述弹簧的数量与浮动套螺孔的数量一致。

5.根据权利要求4所述的浮动式水封装置，其特征在于，所述左固定套右侧设有第一轴向沉孔，所述右固定套左侧设有第二轴向沉孔，所述第一轴向沉孔的下沉深度大于所述第二轴向沉孔的下沉深度；所述左固定套圆周上设有四个内六角螺孔，通过四颗内六角螺栓将所述左固定套和所述右固定套锁紧固定。

6.根据权利要求5所述的浮动式水封装置，其特征在于，所述固定套组件的内孔直径比被检圆钢直径大6-20mm，所述浮动套的内孔直径比被检圆钢直径大1-1.5mm。

7.一种圆钢超声波探伤机用浮动式水封装置的使用方法，采用权利要求6所述的浮动式水封装置，包括如下步骤：

步骤S1：根据被检圆钢规格选用对应规格的浮动套；

步骤S2：将防脱销的螺纹头拧入浮动套圆柱上均布的螺孔中；

步骤S3：将防脱销的圆头一侧套上弹簧，然后将浮动套组件和弹簧整体装入到左固定套的第一轴向沉孔中，其中所述弹簧的端部卡在固定套组件腔体的凹槽中；

步骤S4：控制右固定套的第二轴向沉孔与左固定套的第一轴向沉孔配合对齐，然后用四颗内六角螺栓将所述左固定套和所述右固定套锁紧固定。

8.一种圆钢超声波探伤机，所述探伤机包括腔体，在腔体入口和出口各安装有两个权利要求6所述的浮动式水封装置，所述腔体的上下两侧设有耦合水进水管和耦合水出水管，所述腔体的两端设有被检圆钢的入口及出口，当耦合水进入到所述浮动式水封装置围成的探测腔后，可形成稳定的耦合水层，当弯曲度较大的圆钢进入探伤机腔体时，会挤压所述浮动式水封装置的浮动套，弹簧受到浮动套压力发生形变，浮动套便会向圆钢弯曲方向移动，使圆钢顺利通过探伤腔体。

9.根据权利要求8所述的圆钢超声波探伤机，其特征在于，所述超声波探伤机包括超声波探头，在进行超声波探伤时，采用圆钢直线推进和超声波探头旋转的模式。

10.根据权利要求9所述的圆钢超声波探伤机，其特征在于，所述超声波探头连接信号前置处理装置，所述信号前置处理装置以无线信号传输探测数据至控制系统。

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