CN206710388U - 小径管外焊滑块角焊缝的超声波检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种小径管外焊滑块角焊缝的超声波检测系统,包括超声相控阵检测仪器、检测探头、安装块和扫查架,所述扫查架与待测小径管的外圆面可卡紧连接,所述超声相控阵检测仪器通过一电缆线与检测探头、安装块连接,所述检测探头安装于安装块上,所述检测探头的底面为内凹曲面,所述曲面与待测小径管的外圆相吻合,所述安装块沿所述扫查架移动。本实用新型小径管外焊滑块角焊缝的超声波检测系统,能准确有效地检测小径管纵向裂纹。
Description
技术领域
本实用新型涉及超声波无损检测技术领域,尤其涉及一种小径管外焊滑块角焊缝的超声波检测系统。
背景技术
超声相控阵是超声探头晶片的组合,由多个压电晶片按一定的规律分布排列,然后逐次按预先规定的延迟时间激发各个晶片,所有晶片发射的超声波形成一个整体波阵面,能有效地控制发射超声束(波阵面)的形状和方向,能实现超声波的波束扫描、偏转和聚焦。它为确定不连续性的形状、大小和方向提供出比单个或多个探头系统更大的能力。
超声相控阵检测技术使用不同形状的多阵元换能器产生和接收超声波束,通过控制换能器阵列中各阵元发射(或接收)脉冲的不同延迟时间,改变声波到达(或来自)物体内某点时的相位关系,实现焦点和声束方向的变化,从而实现超声波的波束扫描、偏转和聚焦。然后采用机械扫描和电子扫描相结合的方法来实现图像成像。
通常使用的是一维线形阵列探头,压电晶片呈直线状排列,聚焦声场为片状,能够得到缺陷的二维图像,在工业中得到广泛的应用。
用相控阵探头对焊缝进行检测时,无需像普通单探头那样在焊缝两侧频繁地来回前后左右移动,而相控阵探头沿着焊缝长度方向平行于焊缝进行直线扫查,对焊接接头进行全体积检测。该扫查方式可借助于装有阵列探头的机械扫查器沿着精确定位的轨道滑动完成,也采用手动方式完成,可实现快速检测,检测效率非常高。
小径管为外径D=32~89mm、壁厚t=4~14mm的锅炉受热面管,火力发电厂大部分的过热器、省煤器、再热器、水冷壁都在上述范围内。为了使锅炉受热面相对固定,通常在锅炉受热面管排之间设有上下错开的滑块固定装置。然而,由于焊接在管排的管子上的滑块受到的是一个交变的拉应力和剪切应力,管排的管子与滑块两种材质的热膨胀不一样,从而导致滑块的开裂。当管排的管子受热膨胀滑块处于上下错开时,滑块的一端受交变的拉应力和剪切应力,两个管排的管子的滑块相互撬动加剧了滑块的开裂。这会导致管排间滑块脱落,使管排的管子撕伤,并且造成管排间定位异常和管排变形,容易造成爆管事故发生。
锅炉的受热面由于工作环境恶劣,焊口数量大,历来是电站锅炉事故发生率最高的部件。统计资料表明,焊口中存在的面状缺陷是导致事故频繁发生的主要原因之一,超声波检验相对于其它检验而言对面状缺陷和一定尺寸的体积状缺陷检出率较高、速度快。检验费用低,是一种理想的检验手段。一般采用的超声波检验方法有两种:其一是采用探头固定架将探头定位后,使探头沿焊缝走向的环形定距离扫查(即定位扫查)。该方法虽然具有干扰小的优点,但由于探头只能沿一个方向走,因此,既不能确定缺陷的大小,也不能确定缺陷的深度,即无法对缺陷进行定量检验。故此种检验方式对缺陷程度的判定准确性较差,且探头固定架结构较复杂,体积较大使用环境受限制;其二,是采用垂直于焊缝的轴向往复扫查(即常规扫查)。该方法虽然具有不需探头固定架及扫查方便,可以定量检验等优点,但由于待查件的管径小、壁簿,相对而言焊缝形状(焊缝加强层)反射干扰大;反射信号无规律地出现在荧光屏上,往往因无法辨认出真正的缺陷信号而造成误判等弊病。此外,上述两种检验方法所用样块上的标准反射体均为通孔(柱孔或横孔),此类反射体不具备管子焊缝缺陷的模拟特性,试块加工难度大,实际探伤时必须进行复杂的声能补偿和转换计算且误差大,因此,存在或因不能定量检验,对焊缝缺陷程度判定的准确性较差,探头固定架结构复杂,体积较大,或因焊缝加强层反射干扰大、缺陷真伪判断较困难;以及标准样块上的反射体模拟特性差、加工难度大等弊病。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题就在于:针对现有技术存在的技术问题,本实用新型提供一种小径管外焊滑块角焊缝的超声波检测系统,能准确有效地检测小径管纵向裂纹。
为解决上述技术问题,本实用新型提出的技术方案为:
一种小径管外焊滑块角焊缝的超声波检测系统,包括超声相控阵检测仪器、检测探头、安装块和扫查架,所述扫查架与待测小径管的外圆面可卡紧连接,所述超声相控阵检测仪器通过一电缆线与检测探头、安装块连接,所述检测探头安装于安装块上,所述检测探头的底面为内凹曲面,所述曲面与待测小径管的外圆相吻合,所述安装块沿所述扫查架移动。
作为上述技术方案的进一步改进:
所述扫查架包括两个卡环和导向杆,所述导向杆固定于两个卡环之间。
所述安装块设有与导向杆配合的导向面。
所述卡环为与待测小径管外圆相吻合的弧形环,所述弧形环的弧度大于180度小于200度。
与现有技术相比,本实用新型的优点在于:
(1)本实用新型的小径管外焊滑块角焊缝的超声波检测装置,通过扫描架固定,来保证检测探头沿角焊缝的纵向裂纹移动,加快了扫描的速度,提高了检测的准确。
(2)本实用新型的小径管外焊滑块角焊缝的超声波检测装置,生成可控的声束角度和聚焦深度,实现了复杂结构和盲区位置缺陷的检测。
(3)本实用新型的小径管外焊滑块角焊缝的超声波检测装置,实现了高速电子扫描;配置扫查架,可对小径管外焊滑块进行高速、准确的检测。
(4)本实用新型的小径管外焊滑块角焊缝的超声波检测装置,能提高检测、定位、定量和定向精度,可以实现超声成像,通过超声相控阵检测仪器的图像分析,能提供缺陷检出率,并且超声数据可以永久保存,使检测结果具有直观性、可追溯性。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是图1的右视结构示意图。
图3是本实用新型实施例安装块和检测探头的结构示意图。
图4是本实用新型实施时无缺陷的检测图像。
图5是本实用新型实施时有缺陷的检测图像。
图号说明:
1、超声相控阵检测仪器;2、检测探头;3、安装块;31、导向面;4、电缆线;5、小径管;6、扫查架;61、卡环;62、导向杆;7、滑块。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型,并不用于限制本实用新型。
为了便于描述,在这里可以使用空间相对术语,如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等,用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是,空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如,如果附图中的器件被倒置,则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而,示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位),并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
图1至图3示出了本实用新型小径管外焊滑块角焊缝的超声波检测系统的一种实施方试,包括超声相控阵检测仪器1、检测探头2、安装块3和扫查架6。扫查架6包括两个卡环61和导向杆62,导向杆62固定于两个卡环61之间。卡环61为与待测小径管5外圆相吻合的弧形环,弧形环的弧度大于180度小于200度,具有一定的弹性,时扫查架6通过卡环61与待测小径管5的外圆面可以卡紧连接。
本实施例中,超声相控阵检测仪器1通过一电缆线4与检测探头2、安装块3连接,检测探头2安装于安装块3上,检测探头2的底面为内凹曲面,曲面与待测小径管5的外圆相吻合。安装块3设有与导向杆62配合的导向面31,安装块3沿着导向杆62移动,可以保证安装块3对角焊缝的扫查。
如图4和图5所示,检测时,安装架3带着检测探头2沿着滑块7水平移动对角焊缝进行扫查,超声相控阵检测仪器1显示无反射波信号则表明角焊缝无裂纹。若通过检测结果图,有较强的反射波信号,则表示角焊缝熔合线处有缺陷信号,即有裂纹。
上述只是本实用新型的较佳实施例,并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本实用新型。因此,凡是未脱离本实用新型技术方案的内容,依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。
Claims (4)
1.一种小径管外焊滑块角焊缝的超声波检测系统,其特征在于,包括超声相控阵检测仪器(1)、检测探头(2)、安装块(3)和扫查架(6),所述扫查架(6)与待测小径管(5)的外圆面可卡紧连接,所述超声相控阵检测仪器(1)通过一电缆线(4)与检测探头(2)、安装块(3)连接,所述检测探头(2)安装于安装块(3)上,所述检测探头(2)的底面为内凹曲面,所述曲面与待测小径管(5)的外圆相吻合,所述安装块(3)沿所述扫查架(6)移动。
2.根据权利要求1所述的小径管外焊滑块角焊缝的超声波检测系统,其特征在于,所述扫查架(6)包括两个卡环(61)和导向杆(62),所述导向杆(62)固定于两个卡环(61)之间。
3.根据权利要求2所述的小径管外焊滑块角焊缝的超声波检测系统,其特征在于,所述安装块(3)设有与导向杆(62)配合的导向面(31)。
4.根据权利要求2所述的小径管外焊滑块角焊缝的超声波检测系统,其特征在于,所述卡环(61)为与待测小径管(5)外圆相吻合的弧形环,所述弧形环的弧度大于180度小于200度。
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