CN114705761A - 一种用于检测焊缝缺陷的试样储罐及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的一种用于检测焊缝缺陷的试样储罐及其制备方法，它包括罐体，所述罐体为球形储罐，所述第一焊缝和第二焊缝对称设置在罐体的横向中心线的上方和下方且与罐体的横向中心线平行，所述罐体左面的第二焊缝上方设有第三焊缝和第四焊缝，所述罐体左面的第一焊缝和第二焊缝之间设有第五焊缝和第六焊缝，所述罐体左面的第一焊缝下方设有第七焊缝和第八焊缝；所述罐体右面的焊缝位置与左面相对应。本发明适用于缺陷的高精度准确评定，为形成针对球形储罐的缺陷声发射量化判据和安全运行管控提供准确的技术依据。

Description

一种用于检测焊缝缺陷的试样储罐及其制备方法

技术领域

本发明涉及焊缝缺陷检测技术领域，尤其涉及一种用于检测焊缝缺陷的试样储罐及其制备方法。

背景技术

焊接质量的好坏直接决定着产品质量的好坏，由于在焊接过程中受多种干扰因素的影响，可能会出现焊接不稳定的现象，进而产生裂纹、未熔化、未焊透、凹陷、夹渣和气孔等焊缝缺陷，这些缺陷会导致焊缝截面积减少、焊件承载能力降低、产生应力集中、疲劳强度降低并易引起焊件破裂导致脆断等情况出现。尤其以焊接过程中出现的焊缝裂纹和未熔合危害性最大，为了避免焊件出现质量问题造成损失，在焊接过程中对焊缝质量的检测变得尤为重要。

目前，对焊缝缺陷无损检测方法主要有目视检测法、射线检验法、超声检测法、渗透检测法和磁粉检测法五种常规的无损检测方法，而在焊缝缺陷的检测过程中，现有的检测方式经常会出现信号识别不准确以及处理结果不一致的情况，因此需要对焊缝缺陷进行检测研究，针对球形储罐用钢声发射在线检测活度与强度的量化判据和检测规程，亟需一种用于检测焊缝缺陷的试样储罐。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种用于检测焊缝缺陷的试样储罐，模拟不同的工况，且针对缺陷位置布置多个探头，适用于缺陷的高精度准确评定。

本发明的目的是这样实现的：

一种用于检测焊缝缺陷的试样储罐，它包括罐体，所述罐体为球形储罐，所述罐体上设有第一焊缝、第二焊缝、第三焊缝、第四焊缝、第五焊缝、第六焊缝、第七焊缝、第八焊缝、第九焊缝、第十焊缝、第十一焊缝、第十二焊缝、第十三焊缝和第十四焊缝，分布在罐体上；

所述第一焊缝和第二焊缝对称设置在罐体的横向中心线的上方和下方且与罐体的横向中心线平行，所述罐体左面的第二焊缝上方设有第三焊缝和第四焊缝，所述罐体左面的第一焊缝和第二焊缝之间设有第五焊缝和第六焊缝，所述罐体左面的第一焊缝下方设有第七焊缝和第八焊缝；所述罐体右面的焊缝位置与左面相对应，所述第九焊缝和第十焊缝分别对应第三焊缝和第四焊缝，所述第十一焊缝和第十二焊缝对应第五焊缝和第六焊缝，所述第十三焊缝和第十四焊缝对应第七焊缝和第八焊缝。

进一步地，所述第三焊缝为弧线，其弧面切线向右上倾斜。

进一步地，所述第七焊缝为弧线，其弧面切线向左上倾斜。

进一步地，所述第三焊缝和第四焊缝关于罐体的纵向中心线对称布置，所述第七焊缝和第八焊缝关于罐体的纵向中心线对称布置，所述第三焊缝和第四焊缝关于罐体的纵向中心线对称布置。

进一步地，所述第一焊缝、第二焊缝、第三焊缝、第四焊缝、第五焊缝、第六焊缝、第七焊缝、第八焊缝、第九焊缝、第十焊缝和第十一焊缝上分别设置有圆缺焊缝缺陷、条缺焊缝缺陷、未熔合焊缝缺陷、未焊透焊缝缺陷和裂纹焊缝缺陷这五种焊缝缺陷中的其中一种或几种。

进一步地，所述罐体下方的四个支座中两个相邻的支座的下方设有升降装置。

进一步地，所述罐体的顶面设有上封头，所述上封头内设有一个探头。

进一步地，所述罐体的底面设有人孔筒，所述人孔筒内设有一个探头。

进一步地，各个焊缝的连接处分别设有一个探头。

一种用于检测焊缝缺陷的试样储罐的制备方法，包括以下内容：

准备一个钢制球罐作为模拟容器；

在钢制球罐的罐体底部设置四个支座支撑；

在罐体的表面设置多条焊缝，包括第一焊缝、第二焊缝、第三焊缝、第四焊缝、第五焊缝、第六焊缝、第七焊缝、第八焊缝、第九焊缝、第十焊缝、第十一焊缝、第十二焊缝、第十三焊缝和第十四焊缝；所述第一焊缝和第二焊缝对称设置在罐体的横向中心线的上方和下方且与罐体的横向中心线平行，所述罐体左面的第二焊缝上方设有第三焊缝和第四焊缝，所述罐体左面的第一焊缝和第二焊缝之间设有第五焊缝和第六焊缝，所述罐体左面的第一焊缝下方设有第七焊缝和第八焊缝；所述罐体右面的焊缝位置与左面相对应，所述第九焊缝和第十焊缝分别对应第三焊缝和第四焊缝，所述第十一焊缝和第十二焊缝对应第五焊缝和第六焊缝，所述第十三焊缝和第十四焊缝对应第七焊缝和第八焊缝；

每条焊缝上制作圆缺、条缺、未熔合、未焊透和裂纹焊缝缺陷中的一种或多种焊缝缺陷；

在模拟容器的内表面设置多个探头，模拟容器的顶部和底部各设一个探头，其他探头均布在焊缝周围；

在模拟容器底部的两个相邻的支座的下方设置升降装置，所述升降装置采用液压油缸，模拟罐体不均匀沉降的状态。

进一步地，圆缺焊缝缺陷的焊接方法采用氩弧焊，在焊接过程中，用吹风装置对正在施焊的部位吹扫；

条缺焊缝缺陷在焊接时，在层间需要产生条缺位置放少量焊渣后继续焊接；

未熔合焊缝缺陷在焊接时减少焊接电流至小于工艺要求的最小电流；

未焊透焊缝缺陷在焊接时减少焊接电流至小于工艺要求的最小电流；

裂纹焊缝缺陷在焊接时，在层间放置一段铜丝，直径为0.5~2mm，长度根据需要产生的裂纹长度进行调整。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明采用球形罐体模拟钢制容器，用于针对钢制球形容器的焊缝缺陷的在线检测，本发明的罐体上按区域分布多种焊缝缺陷，包含了圆缺、条缺、未熔合、未焊透和裂纹等焊缝缺陷，规律布置在罐体上，模拟不同的工况，且针对缺陷位置布置多个探头，适用于缺陷的高精度准确评定，实现复杂背景球罐损伤声发射信号模式识别准确，为形成针对球形储罐的缺陷声发射量化判据和安全运行管控提供准确的技术依据。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的左视图。

图3为本发明的右视图。

图4为本发明的俯视图。

其中：

罐体1、支座2、第一焊缝31、第二焊缝32、第三焊缝33、第四焊缝34、第五焊缝35、第六焊缝36、第七焊缝37、第八焊缝38、第九焊缝39、第十焊缝310、第十一焊缝311、第十二焊缝312、第十三焊缝313、第十四焊缝314、第一探头41、第二探头42、第三探头43、第四探头44、第五探头45、第六探头46、第七探头47、第八探头48、第九探头49、第十探头410、第十一探头411、第十二探头412、第十三探头413、第十四探头414、第十五探头415、第十六探头416、第十七探头417、上封头5、上排气口51、手孔52、人孔筒6、人孔法兰61、人孔盖62、下排气口63、人孔64、放空口7、安全阀口8、压力表9、排污口10、升降装置11。

具体实施方式

为更好地理解本发明的技术方案，以下将结合相关图示作详细说明。应理解，以下具体实施例并非用以限制本发明的技术方案的具体实施态样，其仅为本发明技术方案可采用的实施态样。需先说明，本文关于各组件位置关系的表述，如A部件位于B部件上方，其系基于图示中各组件相对位置的表述，并非用以限制各组件的实际位置关系。

实施例1：

参见图1-图4，图1绘制了一种用于检测焊缝缺陷的试样储罐的结构示意图。如图所示，本发明的一种用于检测焊缝缺陷的试样储罐，它包括罐体1，所述罐体1为钢制球形储罐，所述罐体1的下部设有四个支座2支撑，所述罐体1的表面设有多种焊缝缺陷和多个探头，探头采用声发传感器。

所述多种焊缝缺陷包括第一焊缝31、第二焊缝32、第三焊缝33、第四焊缝34、第五焊缝35、第六焊缝36、第七焊缝37、第八焊缝38、第九焊缝39、第十焊缝310、第十一焊缝311、第十二焊缝312、第十三焊缝313和第十四焊缝314，分布在罐体1表面。

所述第一焊缝31和第二焊缝32对称设置在罐体1的横向中心线的上方和下方且与罐体1的横向中心线平行，所述第一焊缝31上设有2个圆缺焊缝缺陷、2个条缺焊缝缺陷和3个裂纹焊缝缺陷，所述第二焊缝32上设有1个圆缺焊缝缺陷、1个条缺焊缝缺陷和4个未熔合焊缝缺陷。

所述罐体1左面的第二焊缝32上方设有第三焊缝33和第四焊缝34，所述第三焊缝33为弧线，其弧面切线向右上倾斜，所述第三焊缝33和第四焊缝34关于罐体1的纵向中心线对称布置，所述第三焊缝33上设有1个圆缺焊缝缺陷和1个未熔合焊缝缺陷，所述第四焊缝34上设有1个未焊透焊缝缺陷。

所述罐体1左面的第一焊缝31和第二焊缝32之间设有第五焊缝35和第六焊缝36，所述第三焊缝33和第四焊缝34关于罐体1的纵向中心线对称布置，所述第五焊缝35上设有1个圆缺焊缝缺陷和1个裂纹焊缝缺陷，所述第六焊缝36上设有1个裂纹焊缝缺陷。

所述罐体1左面的第一焊缝31下方设有第七焊缝37和第八焊缝38，所述第七焊缝37为弧线，其弧面切线向左上倾斜，所述第七焊缝37和第八焊缝38关于罐体1的纵向中心线对称布置，所述第七焊缝37上设有1个未焊透焊缝缺陷，所述第八焊缝38上设有1个圆缺焊缝缺陷、1个条缺焊缝缺陷和1个裂纹焊缝缺陷。

所述罐体1右面的焊缝位置与左面相对应，所述第九焊缝39和第十焊缝310分别对应第三焊缝33和第四焊缝34，所述第十一焊缝311和第十二焊缝312对应第五焊缝35和第六焊缝36，所述第十三焊缝313和第十四焊缝314对应第七焊缝37和第八焊缝38。

所述第九焊缝39上设有1个圆缺焊缝缺陷、1个条缺焊缝缺陷和1个裂纹焊缝缺陷，所述第十焊缝310上设有1个圆缺焊缝缺陷，所述第十一焊缝311上设有2个条缺焊缝缺陷和1个未焊透焊缝缺陷，所述第十二焊缝312上设有1个裂纹焊缝缺陷，第十三焊缝313上设有1个未焊透焊缝缺陷，所述第十四焊缝314上设有1个条缺焊缝缺陷和1个裂纹焊缝缺陷。

所述罐体1的顶面设有上封头5，上封头5上设有一个上排气口51和一个手孔52，所述罐体1的底面设有人孔筒6，人孔筒6通过人孔法兰61连接人孔盖62，所述人孔盖62上设有一个人孔64和一个下排气口63。

所述上封头5的一侧设有一个放空口7，另一侧设有一个安全阀口8，所述放空口7和上封头5之间设有一个压力表9，所述安全阀口8和上封头5之间也设有一个压力表9。

所述人孔筒6的两侧分别设有一个排污口10。

所述罐体1下方的四个支座2中两个相邻的支座2下方设有升降装置11，所述升降装置11采用液压油缸，模拟罐体1不均匀沉降的状态。

所述上封头5内壁设有第一探头41，所述第三焊缝33与第二焊缝32的连接处设有第二探头42，所述第四焊缝34与第二焊缝32的连接处设有第三探头43，所述第五焊缝35与第二焊缝32的连接处设有第四探头44，所述第六焊缝36与第二焊缝32的连接处设有第五探头45，所述第七焊缝37与第一焊缝31的连接处设有第六探头46，所述第八焊缝38与第一焊缝31的连接处设有第七探头47，所述第五焊缝35和第六焊缝36在第一焊缝31上的连接处之间设有第八探头48，所述第七焊缝37、第八焊缝38的底部之间设有第九探头49，第八探头48和第九探头49设置在罐体1的纵向中心线上；

所述第九焊缝39和第十焊缝310在第二焊缝32上的连接处之间设有第十探头410，所述第九焊缝39和第十一焊缝311在第二焊缝32的连接处之间第十一探头411，所述第十焊缝310和第十二焊缝312在第二焊缝32的连接处之间设有第十二探头412，所述第十一焊缝311和第十三焊缝313在第一焊缝31上的连接处之间设有第十三探头413，所述第十二焊缝312和第十四焊缝314在第一焊缝31上的连接处之间设有第十四探头414，所述第十三焊缝313的底部设有第十五探头415，所述第十四焊缝314的底部设有第十六探头416，所述人孔筒6内壁设有第十七探头417。

参见图1-图4，本发明的一种预制多种缺陷的模拟容器的制备方法，包括以下内容：

准备一个钢制球罐作为模拟容器；

在钢制球罐的罐体底部设置四个支座支撑；

在罐体的表面设置多条焊缝，包括第一焊缝、第二焊缝、第三焊缝、第四焊缝、第五焊缝、第六焊缝、第七焊缝、第八焊缝、第九焊缝、第十焊缝、第十一焊缝、第十二焊缝、第十三焊缝和第十四焊缝，每条焊缝上制作不同的焊缝缺陷；

所述第一焊缝和第二焊缝对称设置在罐体的横向中心线的上方和下方且与罐体的横向中心线平行，所述第一焊缝上设有2个圆缺焊缝缺陷、2个条缺焊缝缺陷和3个裂纹焊缝缺陷，所述第二焊缝上设有1个圆缺焊缝缺陷、1个条缺焊缝缺陷和4个未熔合焊缝缺陷。

所述罐体左面的第二焊缝上方设有第三焊缝和第四焊缝，所述第三焊缝为弧线，其弧面切线向右上倾斜，所述第三焊缝和第四焊缝关于罐体1的纵向中心线对称布置，所述第三焊缝上设有1个圆缺焊缝缺陷和1个未熔合焊缝缺陷，所述第四焊缝上设有1个未焊透焊缝缺陷；

所述罐体左面的第一焊缝和第二焊缝之间设有第五焊缝和第六焊缝，所述第三焊缝和第四焊缝关于罐体的纵向中心线对称布置，所述第五焊缝上设有1个圆缺焊缝缺陷和1个裂纹焊缝缺陷，所述第六焊缝上设有1个裂纹焊缝缺陷；

所述罐体左面的第一焊缝下方设有第七焊缝和第八焊缝，所述第七焊缝为弧线，其弧面切线向左上倾斜，所述第七焊缝和第八焊缝关于罐体1的纵向中心线对称布置，所述第七焊缝上设有1个未焊透焊缝缺陷，所述第八焊缝上设有1个圆缺焊缝缺陷、1个条缺焊缝缺陷和1个裂纹焊缝缺陷；

所述罐体右面的焊缝位置与左面相对应，所述第九焊缝和第十焊缝分别对应第三焊缝和第四焊缝，所述第十一焊缝和第十二焊缝对应第五焊缝和第六焊缝，所述第十三焊缝和第十四焊缝对应第七焊缝和第八焊缝；

所述第九焊缝上设有1个圆缺焊缝缺陷、1个条缺焊缝缺陷和1个裂纹焊缝缺陷，所述第十焊缝上设有1个圆缺焊缝缺陷，所述第十一焊缝上设有2个条缺焊缝缺陷和1个未焊透焊缝缺陷，所述第十二焊缝上设有1个裂纹焊缝缺陷，第十三焊缝上设有1个未焊透焊缝缺陷，所述第十四焊缝上设有1个条缺焊缝缺陷和1个裂纹焊缝缺陷；

圆缺焊缝缺陷的焊接方法采用氩弧焊，在焊接过程中，用吹风装置对正在施焊的部位吹扫；

条缺焊缝缺陷在焊接时，在层间需要产生条缺位置放少量焊渣后继续焊接；

未熔合焊缝缺陷在焊接时减少焊接电流至小于工艺要求的最小电流；

未焊透焊缝缺陷在焊接时减少焊接电流至小于工艺要求的最小电流；

裂纹焊缝缺陷在焊接时，在层间放置一段铜丝，直径为1mm，长度10mm(长度可根据需要产生的裂纹长度进行调整)；

在模拟容器的内表面设置多个探头，模拟容器的顶部和底部各设一个探头，其他探头均布在焊缝周围，探头采用声发传感器；

以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于检测焊缝缺陷的试样储罐，其特征在于：它包括罐体，所述罐体为球形储罐，所述罐体上设有第一焊缝、第二焊缝、第三焊缝、第四焊缝、第五焊缝、第六焊缝、第七焊缝、第八焊缝、第九焊缝、第十焊缝、第十一焊缝、第十二焊缝、第十三焊缝和第十四焊缝，分布在罐体上；

所述第一焊缝和第二焊缝对称设置在罐体的横向中心线的上方和下方且与罐体的横向中心线平行，所述罐体左面的第二焊缝上方设有第三焊缝和第四焊缝，所述罐体左面的第一焊缝和第二焊缝之间设有第五焊缝和第六焊缝，所述罐体左面的第一焊缝下方设有第七焊缝和第八焊缝；所述罐体右面的焊缝位置与左面相对应，所述第九焊缝和第十焊缝分别对应第三焊缝和第四焊缝，所述第十一焊缝和第十二焊缝对应第五焊缝和第六焊缝，所述第十三焊缝和第十四焊缝对应第七焊缝和第八焊缝；所述第一焊缝、第二焊缝、第三焊缝、第四焊缝、第五焊缝、第六焊缝、第七焊缝、第八焊缝、第九焊缝、第十焊缝和第十一焊缝上分别设置有圆缺焊缝缺陷、条缺焊缝缺陷、未熔合焊缝缺陷、未焊透焊缝缺陷和裂纹焊缝缺陷这五种焊缝缺陷中的其中一种或几种。

2.根据权利要求1所述的一种用于检测焊缝缺陷的试样储罐，其特征在于：所述第三焊缝为弧线，其弧面切线向右上倾斜。

3.根据权利要求2所述的一种用于检测焊缝缺陷的试样储罐，其特征在于：所述第七焊缝为弧线，其弧面切线向左上倾斜。

4.根据权利要求1所述的一种用于检测焊缝缺陷的试样储罐，其特征在于：所述第三焊缝和第四焊缝关于罐体的纵向中心线对称布置，所述第七焊缝和第八焊缝关于罐体的纵向中心线对称布置，所述第三焊缝和第四焊缝关于罐体的纵向中心线对称布置。

5.根据权利要求1所述的一种用于检测焊缝缺陷的试样储罐，其特征在于：所述罐体的下部设有四个支座支撑，四个支座中两个相邻的支座的下方设有升降装置。

6.根据权利要求1所述的一种用于检测焊缝缺陷的试样储罐，其特征在于：所述罐体的顶面设有上封头，所述上封头内设有一个探头。

7.根据权利要求1所述的一种用于检测焊缝缺陷的试样储罐，其特征在于：所述罐体的底面设有人孔筒，所述人孔筒内设有一个探头。

8.根据权利要求1所述的一种用于检测焊缝缺陷的试样储罐，其特征在于：各个焊缝的连接处分别设有一个探头。

9.一种用于检测焊缝缺陷的试样储罐的制备方法，其特征在于：包括以下内容：

准备一个钢制球罐作为模拟容器；

在钢制球罐的罐体底部设置四个支座支撑；

在罐体的表面设置多条焊缝，包括第一焊缝、第二焊缝、第三焊缝、第四焊缝、第五焊缝、第六焊缝、第七焊缝、第八焊缝、第九焊缝、第十焊缝、第十一焊缝、第十二焊缝、第十三焊缝和第十四焊缝；所述第一焊缝和第二焊缝对称设置在罐体的横向中心线的上方和下方且与罐体的横向中心线平行，所述罐体左面的第二焊缝上方设有第三焊缝和第四焊缝，所述罐体左面的第一焊缝和第二焊缝之间设有第五焊缝和第六焊缝，所述罐体左面的第一焊缝下方设有第七焊缝和第八焊缝；所述罐体右面的焊缝位置与左面相对应，所述第九焊缝和第十焊缝分别对应第三焊缝和第四焊缝，所述第十一焊缝和第十二焊缝对应第五焊缝和第六焊缝，所述第十三焊缝和第十四焊缝对应第七焊缝和第八焊缝；

每条焊缝上制作圆缺、条缺、未熔合、未焊透和裂纹焊缝缺陷中的一种或多种焊缝缺陷；

在模拟容器的内表面设置多个探头，模拟容器的顶部和底部各设一个探头，其他探头均布在焊缝周围；

在模拟容器底部的两个相邻的支座的下方设置升降装置，所述升降装置采用液压油缸，模拟罐体不均匀沉降的状态。

10.根据权利要求9所述的一种用于检测焊缝缺陷的试样储罐的制备方法，其特征在于：圆缺焊缝缺陷的焊接方法采用氩弧焊，在焊接过程中，用吹风装置对正在施焊的部位吹扫；

条缺焊缝缺陷在焊接时，在层间需要产生条缺位置放少量焊渣后继续焊接；

未熔合焊缝缺陷在焊接时减少焊接电流至小于工艺要求的最小电流；

未焊透焊缝缺陷在焊接时减少焊接电流至小于工艺要求的最小电流；

裂纹焊缝缺陷在焊接时，在层间放置一段铜丝，直径为0.5~2mm，长度根据需要产生的裂纹长度进行调整。

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