CN114280144A - 可转角度超声波探头及焊缝缺陷超声波检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可转角度超声波探头，其探头通过圆形的探头楔片置于楔块的圆形凹槽内，固定盘固联于圆弧凹槽一侧的楔块上；本发明还公开了一种焊缝缺陷超声波检测方法，它采用可转角度超声波探头对与焊缝轴线平行或垂直或呈一定角度的缺陷进行检测；本发明具有探头转动操作方便、可360º旋转的优点，能便捷的检测出焊缝中各个方向的缺陷并判定缺陷方向，最大限度的保证管子焊缝质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种超声波探头及焊缝缺陷超声波检测方法。
背景技术
管子被广泛运用于电站锅炉及压力容器的制造中，在制造过程中都会使用焊接工艺，焊接接头的质量是确保锅炉及压力容器安全运行的关键。超声波检测具有检测速度快、灵敏度高、对人体无害、成本低等的特点，是管子焊缝质量检测的常用方法之一，被广泛用于焊缝质量的检测中。
传统的超声波探头为平面探头，对管子进行超声波检测时，为了实现较好的耦合，一般将探头楔块加工成与管径近似相同的弧面，加工后的楔块圆弧轴线基本与管子轴向平行，探头与管子之间为点接触，声波耦合困难，其反射面声能损失较大，容易造成管子焊缝中缺陷的漏检，且在进行超声波检测时不能转动探头角度，因此只能检测与探头声束垂直或近似垂直的缺陷，与探头声束平行或近似平行的缺陷不能有效检出，更无法判定缺陷方向，无法保证管子焊缝质量。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的上述不足，提供一种可转角度超声波探头及焊缝缺陷超声波检测方法，它具有探头转动操作方便、可360º旋转的优点，能便捷的检测出焊缝中各个方向的缺陷并判定缺陷方向，最大限度的保证管子焊缝质量。
为了达到上述目的，本发明的可转角度超声波探头，包括探头，其特征在于：还包括楔块、圆形的探头楔片、固定盘，楔块设有弧形面及圆形凹槽，弧形面的轴向与圆形凹槽的轴向垂直，探头楔片置于楔块的圆形凹槽内，探头与探头楔片固联，固定盘固联于圆弧凹槽一侧的楔块上，固定盘设有中心孔，中心孔直径小于探头楔片直径，探头在径向位于中心孔内；
使用时，楔块的弧形面紧贴工件，固定盘可压住探头楔片，探头楔片及探头可在圆形凹槽内任意转动，具有探头转动操作方便、可360º旋转的优点，能实现便捷的检测；
作为本发明的进一步改进，所述探头楔片设有十字刻度线，固定盘设有角度刻度盘；便于确定声束及缺陷的方向；
本发明使用上述可转角度超声波探头的焊缝缺陷超声波检测方法，包括以下步骤：1）将探头与超声波检测仪相连接，在标准试块上测出探头前沿、探头角度；2）利用对比试块上不同深度的人工缺陷制作DAC曲线；其特征在于：3）在探头与探头楔片之间及圆形凹槽内滴入耦合剂；4）在工件涂上耦合剂，将楔块的弧形面紧贴工件焊缝一侧边缘，转动探头及探头楔片，使声束垂直于焊缝轴线，缓慢旋转接管，楔块压紧管子的同时缓慢朝远离焊缝的方向移动，移动距离超过2KT（K为探头角度正切值，T为管子壁厚）；将楔块紧贴焊缝另一侧边缘，使声束垂直于焊缝轴线，缓慢旋转接管，楔块压紧管子的同时缓慢朝远离焊缝的方向移动，移动距离超过2KT；完成与焊缝轴线平行的缺陷检测；5）包括5.1)：将楔块紧贴焊缝一侧边缘，转动探头及探头楔片，使得声束方向与焊缝轴线成锐角夹角，缓慢旋转接管，楔块压紧管子的同时缓慢朝远离焊缝的方向移动，移动距离超过2KT； 5.2)将楔块紧贴焊缝同侧边缘，转动探头及探头楔片，使得声束方向与焊缝轴线成钝角夹角，缓慢旋转接管，楔块压紧管子的同时缓慢朝远离焊缝的方向移动，移动距离超过2KT； 5.3)将楔块2紧贴焊缝11另一侧边缘，在该侧重复步骤5.1)和5.2)；完成与焊缝轴线平行的缺陷检测；
本发明利用探头及探头楔片可通过圆形凹槽实现360º旋转，能对与焊缝轴线平行或垂直或呈一定角度的缺陷进行检测，便捷的检测出焊缝中各个方向的缺陷，最大限度的保证管子焊缝质量；
作为本发明的进一步改进，在步骤4）和5）中，如在检测中发现缺陷，旋转管子和移动探头，当缺陷反射波在显示屏上达到最高波幅时停止旋转管子和移动探头；再转动探头使显示屏上波幅达到最大值；可进一步准确定位缺陷并提高检测的灵敏度；
作为本发明的进一步改进，在探头楔片上画设十字刻度线，在固定盘上画设角度刻度盘；在步骤4）和5）中，使得声束方向与十字刻度线中的一条线方向一致；当显示屏上波幅达到最大值时，通过十字刻度线与角度刻度盘测量出缺陷的方向；可直观的读出缺陷的方向；
综上所述，本发明具有探头转动操作方便、可360º旋转的优点，能便捷的检测出焊缝中各个方向的缺陷并判定缺陷方向，最大限度的保证管子焊缝质量。
附图说明
图1为本发明可转角度超声波探头实施例的立体图。
图2为图1的分解图。
图3为本发明检测状态一的主视图。
图4为本发明检测状态二的主视图。
图5为本发明检测状态三的主视图。
图6为本发明检测时探头与焊缝、管壁的位置简图。
具体实施方式
下面结合附图，以规格为φ500×40mm、材质12CrMo接管环焊缝进行超声波检测为例，对本发明作进一步详细的说明。
如图1、图2所示，该本发明实施例的可转角度超声波探头，包括探头1、楔块2、圆形的探头楔片3、固定盘4，楔块2设有弧形面5及圆形凹槽6，弧形面5的轴向与圆形凹槽6的轴向相垂直，探头楔片3置于圆形凹槽6内，二者的直径相适配，探头1与探头楔片3通过两侧的螺钉7固联，固定盘4通过四角的螺钉8固联于圆弧凹槽6一侧的楔块2上，固定盘4设有中心孔9，中心孔9的直径小于探头楔片3的直径，探头1在径向位于中心孔9内，探头楔片3设有十字刻度线，固定盘4设有角度刻度盘；
本发明使用上述可转角度超声波探头的焊缝缺陷超声波检测方法，包括以下步骤：1）将探头与超声波检测仪相连接，在CSK–Ⅰ型标准试块上测出探头前沿（即声束发射点）、探头角度a，探头角度的正切值K=1；2）利用对比试块上不同深度的人工缺陷，将反射波幅度设置成满屏的85%±5%制作DAC曲线；3）如图1、图2所示，在探头1与探头楔片3之间及圆形凹槽6内滴入耦合剂；4）如图3、图6所示，在工件10（焊后接管）涂上耦合剂，将楔块2的弧形面5紧贴工件焊缝11一侧边缘，转动探头1及探头楔片3，使声束垂直于焊缝轴线12并与十字刻度线中的一条线方向一致，缓慢旋转工件10，楔块2压紧工件10的同时缓慢朝远离焊缝11的方向移动，移动距离超过2KT（K为探头角度a的正切值，T为管子壁厚）；再将楔块2紧贴焊缝11另一侧边缘（图3中虚线所示），使声束垂直于焊缝轴线12，缓慢旋转工件10，楔块2压紧工件10的同时缓慢朝远离焊缝11的方向移动，移动距离超过2KT，保证对整个焊缝宽度进行检测；可完成与焊缝轴线12平行的缺陷检测；5）包括5.1)如图4所示，将楔块2紧贴焊缝11一侧边缘，转动探头1及探头楔片3，使得声束方向与焊缝轴线12成30°夹角，缓慢旋转工件10，楔块2压紧工件的同时缓慢朝远离焊缝11的方向移动，移动距离超过2KT；5.2)如图5所示，将楔块2紧贴焊缝同侧边缘，转动探头1及探头楔片3，使得声束方向与焊缝轴线12成150°夹角，缓慢旋转工件10，楔块2压紧工件的同时缓慢朝远离焊缝11的方向移动，移动距离超过2KT；5.3)将楔块2紧贴焊缝11另一侧边缘，在该侧重复步骤5.1)和5.2)，即在另一侧使得声束方向与焊缝轴线12成30°及150°夹角进行两次超声波检测；即可完成与焊缝轴线12平行的缺陷检测；在步骤4）和5）中，如在检测中发现缺陷，旋转工件10和移动探头1，当缺陷反射波在显示屏上达到最高波幅时停止旋转工件10和移动探头1，再转动探头1使显示屏上波幅达到最大值；可进一步准确定位缺陷并提高检测的灵敏度，通过十字刻度线与角度刻度盘可直观的读出缺陷的方向；
本发明使用时，楔块2的弧形面5紧贴工件10（二者的弧度相适配），固定盘4可压住探头楔片3，探头楔片3及探头1可在圆形凹槽6内任意转动，具有探头转动操作方便、可360º旋转的优点，能对与焊缝轴线12平行或垂直或呈一定角度的缺陷进行检测，便捷的检测出焊缝中各个方向的缺陷，最大限度的保证管子焊缝质量。
Claims (5)
1.一种可转角度超声波探头，包括探头，其特征在于：还包括楔块、圆形的探头楔片、固定盘，楔块设有弧形面及圆形凹槽，弧形面的轴向与圆形凹槽的轴向垂直，探头楔片置于楔块的圆形凹槽内，探头与探头楔片固联，固定盘固联于圆弧凹槽一侧的楔块上，固定盘设有中心孔，中心孔直径小于探头楔片直径，探头在径向位于中心孔内。
2.根据权利要求1所述的可转角度超声波探头，其特征在于：所述探头楔片设有十字刻度线，固定盘设有角度刻度盘。
3.使用如权利要求1所述可转角度超声波探头的焊缝缺陷超声波检测方法，包括以下步骤：1）将探头与超声波检测仪相连接，在标准试块上测出探头前沿、探头角度；2）利用对比试块上不同深度的人工缺陷制作DAC曲线；其特征在于：3）在探头与探头楔片之间及圆形凹槽内滴入耦合剂；4）在工件涂上耦合剂，将楔块的弧形面紧贴工件焊缝一侧边缘，转动探头及探头楔片，使声束垂直于焊缝轴线，缓慢旋转接管，楔块压紧管子的同时缓慢朝远离焊缝的方向移动，移动距离超过2KT（K为探头角度正切值，T为管子壁厚）；将楔块紧贴焊缝另一侧边缘，使声束垂直于焊缝轴线，缓慢旋转接管，楔块压紧管子的同时缓慢朝远离焊缝的方向移动，移动距离超过2KT；5）包括5.1)：将楔块紧贴焊缝一侧边缘，转动探头及探头楔片，使得声束方向与焊缝轴线成锐角夹角，缓慢旋转接管，楔块压紧管子的同时缓慢朝远离焊缝的方向移动，移动距离超过2KT； 5.2)将楔块紧贴焊缝同侧边缘，转动探头及探头楔片，使得声束方向与焊缝轴线成钝角夹角，缓慢旋转接管，楔块压紧管子的同时缓慢朝远离焊缝的方向移动，移动距离超过2KT； 5.3)将楔块2紧贴焊缝11另一侧边缘，在该侧重复步骤5.1)和5.2)。
4.如权利要求3所述的焊缝缺陷超声波检测方法，其特征在于：在步骤4）和5）中，如在检测中发现缺陷，旋转管子和移动探头，当缺陷反射波在显示屏上达到最高波幅时停止旋转管子和移动探头；再转动探头使显示屏上波幅达到最大值。
5.根据权利要求3或4所述的焊缝缺陷超声波检测方法，其特征在于：在探头楔片上画设十字刻度线，在固定盘上画设角度刻度盘；在步骤4）和5）中，使得声束方向与十字刻度线中的一条线方向一致；当显示屏上波幅达到最大值时，通过十字刻度线与角度刻度盘测量出缺陷的方向。
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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