CN215894498U - 一种用于接管角焊缝超声相控阵检测扫查装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于接管角焊缝超声相控阵检测扫查装置，包括固定定位模块、连接件、水平驱动机构、光轴滑块、楔块和探头；连接件设置在固定定位模块上；水平驱动机构安装在固定定位模块上；光轴滑块设置于连接件上；楔块安装在光轴滑块的一端用于在使用状态下与接管角焊缝主管的外壁相贴合，楔块随光轴滑块的水平移动或竖直移动而同步水平移动或竖直移动；探头安装在楔块上并随楔块的移动而移动用于对接管角焊缝超声相控阵检测扫查。本实用新型设置楔块，通过光轴滑块的水平移动和竖直移动，调整楔块的位置，使楔块与接管角焊缝主管贴合，确保探头的声束始终指向某一方向，从而避免缺陷定位不准、检测效果差、检测结果的重复性较差的问题。

Description

一种用于接管角焊缝超声相控阵检测扫查装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于接管角焊缝超声相控阵检测扫查装置，属于无损检测设备技术领域。

背景技术

我国的压力容器、锅炉、压力管道等设备正在高速发展，为了方便现场施工作业，它们的制造工艺中很多就用到了接管角焊缝的连接形式。在焊接过程中其焊缝的质量受到多方面因素的影响，容易产生未焊透、未熔合、夹渣、气孔等缺陷，并且在这些特种设备的运行过程中，由于该结构是不连续的，所以它是应力集中的严重区域，容易产生横向裂纹、纵向裂纹。因此接管角焊缝此部分是常见的失效单位，需要被重点检验。

目前对于接管角焊缝的检测，常用方法有磁粉检测、渗透检测、涡流检测、射线检测和超声检测。磁粉与渗透方法简单可靠，但是仅适合检测表面缺陷，不能对内部缺陷进行检测。涡流检测是基于电磁感应的原理，由于存在趋附效应，涡流检测也只适合检测工件表面和近表面的缺陷。射线检测能检测内部缺陷，但是其设备庞大，检测位置受限，并且射线对人体会造成一定伤害。超声检测是目前应用最为广泛的检测手段，它主要通过分析回波信号来判断缺陷的相关信息，在接管角焊缝常规超声检测的过程中，由于管道内存在一定的曲率，所以对于缺陷波和各种内部反射波无法有效区分，经常导致漏检与定位不准确等情况。

相控阵超声检测技术作为一种无损检测新技术，它通过电子控制的方式控制相控阵中各个压电晶片的激励时间，从而控制声束的聚焦、偏转，避免了表面波等变形波的产生，大大的提高了信噪比、检出率和检测效率。由于角焊缝的特殊结构，如采用人工直接手持相控阵探头进行扫查，则难以保证声束始终指向某一方向，存在缺陷定位不准、检测效果差、检测结果的重复性较差等问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种用于接管角焊缝超声相控阵检测扫查装置，解决现有技术中人工直接手持相控阵探头进行扫查，难以保证声束始终指向某一方向，而致缺陷定位不准、检测效果差、检测结果的重复性较差的技术缺陷。

为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种用于接管角焊缝超声相控阵检测扫查装置，包括固定定位模块、连接件、水平驱动机构、光轴滑块、楔块和探头；固定定位模块用于在使用状态下绕在接管角焊缝支管外壁上并且可沿着接管角焊缝支管外壁移动；连接件设置在固定定位模块上并且与固定定位模块构成垂直移动副；水平驱动机构安装在固定定位模块上，用于驱动连接件在固定定位模块上水平移动；光轴滑块设置于连接件上，并且可相对连接件沿着与连接件相对固定定位模块滑动的方向垂直的方向滑动，光轴随固定定位模块在接管角焊缝支管外壁上的移动而同步移动；楔块安装在光轴滑块的一端用于在使用状态下与接管角焊缝主管的外壁相贴合，楔块随光轴滑块的水平移动或竖直移动而同步水平移动或竖直移动，并且随固定定位模块在接管角焊缝支管外壁上的移动而移动；探头安装在楔块上并随楔块的移动而移动用于对接管角焊缝超声相控阵检测扫查。本实用新型设置楔块，通过光轴滑块的水平移动和竖直移动，调整楔块的位置，使楔块与接管角焊缝主管贴合，确保探头的声束始终指向某一方向，从而避免缺陷定位不准、检测效果差、检测结果的重复性较差的问题。

作为本实用新型的进一步改进，固定定位模块包括链条、纵向支撑架和横向支撑架，链条用于在使用状态下绕在接管角焊缝支管外壁上，纵向支撑架设置在链条上，横向支撑架的一端与纵向支撑架连接并且与纵向支撑架垂直，连接件和水平驱动机构均设置在横向支撑架上，连接件可沿横向支撑架的长度方向移动。本实用新型中的链条可用于将本实用新型绕在接管角焊缝支管外壁上，纵向支撑架用于支撑横向支撑架，横向支撑架用于支撑连接件和水平驱动机构，连接件在横向支撑架上水平移动，驱动楔块和安装在楔块上的探头移动，本实用新型设置横向支撑架，增大连接件水平移动的范围。

作为本实用新型的进一步改进，水平驱动机构包括丝杆和手柄，丝杆转动设置在横向支撑架上，丝杆穿过连接件并且与连接件螺纹配合，手柄设置在丝杆的一端用于转动丝杆，丝杆转动驱动连接件在横向支撑架上水平移动。本实用新型通过手柄转动丝杆，由于丝杆与连接件螺纹配合，丝杆的转动可转换为连接件的直线运动，由此驱动连接件水平移动。

作为本实用新型的进一步改进，固定定位模块还包括固定架和第一滚轮，链条固定在固定架的一侧，纵向支撑架设置在固定架的另一侧，固定架的上部和下部各转动设置有一个以上的第一滚轮，用于固定定位模块在接管角焊缝支管外壁上移动时与接管角焊缝支管外壁相配合。本实用新型设置固定架，便于安装第一滚轮，由于设置有第一滚轮，通过第一滚轮在支管上的滚动，便于本实用新型整体绕支管滑动。

作为本实用新型的进一步改进，固定架的上部和下部分别设置有结构相同的上连接杆和下连接杆，上连接杆的两端各开设有一个U型开口，上连接杆两端的U型开口的方向相反，两个U型开口内各转动设置一个第一滚轮，下连接杆的两端亦各转动设置有一个第一滚轮。本实用新型设置上连接杆和下连接杆，进一步的方便第一滚轮的安装，上连接杆和下连接杆上的U型开口可用于对第一滚轮进行限位，提高第一滚轮滚动的稳定性。

作为本实用新型的进一步改进，还包括编码器，编码器安装在固定定位模块上，用于在使用状态下记录检测的缺陷的具体位置。本实用新型采用编码器记录缺陷的位置，便于对缺陷处进行后续维修等处理。

作为本实用新型的进一步改进，还包括摆动机构，摆动机构包括摆动架和摆动导轨，摆动架设置在光轴滑块的底端，摆动导轨呈弧形，摆动导轨设置在摆动架上并且可在摆动架上摆动，楔块安装在摆动导轨上并随摆动导轨在摆动架上的摆动而摆动。本实用型设置摆动机构，通过摆动导轨相对摆动架的摆动，对楔块进行调整，使楔块更好的与主管表面相贴合。

作为本实用新型的进一步改进，摆动导轨的两端各设置有一根摆动连接杆，两根摆动连接杆远离摆动导轨的一端分别与楔块的两侧转动连接。本实用新型设置摆动连接杆，方便楔块与摆动导轨间的安装。

作为本实用新型的进一步改进，摆动架上转动设置有三个第二滚轮，三个第二滚轮呈两上一下的倒三角分布，第二滚轮上沿圆周方向开设有环形的限位槽，摆动导轨的内外两侧均设置有与限位槽相配合的凸起，摆动导轨外侧和内侧的凸起分别位于上方和下方的第二滚轮上的限位槽内。本实用新型通过第二滚轮从摆动导轨的上下对摆动导轨进行垂直定位，使摆动导轨仅可相对摆动架摆动，而不可垂直移动，避免由于摆动导轨的垂直移动而至楔块与主管表面相脱离。

作为本实用新型的进一步改进，楔块的两侧各设置有一个磁铁，用于在使用状态下吸引接管角焊缝主管。本实用新型在楔块上设置磁铁，在使用时磁铁吸引主管，使楔块更好的与主管相贴合，也进一步的避免楔块使用时沿着主管的径向产生位移。

综上所述，本实用新型的有益效果是：通过调整接管角焊缝检测扫查装置的部件，使得探头能够稳定贴合于主管外壁，并且能够随着管子的曲面变化而进行升降，使声束能够稳定地指向某一方向；在检测过程实现半自动化，减少了人为因素对检测结果的影响，能够取得重复性较好的检测结果；通过编码器记录检测位置，实现了检测结果的可追溯性。

附图说明

图1是本实用新型的使用状态示意图。

图2是本实用新型中固定定位模块的立体结构示意图。

图3是反映本实用新型中连接件的安装结构示意图。

图4是反映本实用新型中楔块的安装结构示意图。

图5是反映本实用新型中链条的结构示意图。

图6是反映本实用新型中摆动机构的立体结构示意图。

其中：1、固定定位模块；2、支管；3、连接件；4、水平驱动机构；5、光轴滑块；6、楔块；7、主管；8、探头；9、链条；10、纵向支撑架；11、横向支撑架；12、丝杆；13、手柄；14、第一滚轮；15、固定架；16、上连接杆；17、下连接杆；18、编码器；19、摆动架；20、摆动导轨；21、摆动连接杆；22、第二滚轮；23、限位槽；24、凸起；25、磁铁；26、链节；27、链条连接杆；28、摆动固定杆；29、摆动圆盘；30、连接槽。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步的说明。

如图1至图6所示的用于接管角焊缝超声相控阵检测扫查装置，包括固定定位模块1、连接件3、水平驱动机构4、光轴滑块5、楔块6和探头8；固定定位模块1用于在使用状态下绕在接管角焊缝支管2外壁上并且可沿着接管角焊缝支管2外壁移动；连接件3设置在固定定位模块1上并且与固定定位模块1构成垂直移动副；水平驱动机构4安装在固定定位模块1上，用于驱动连接件3在固定定位模块1上水平移动；光轴滑块5设置于连接件3上，并且可相对连接件3沿着与连接件3相对固定定位模块1滑动的方向垂直的方向滑动，光轴滑块5随固定定位模块1在接管角焊缝支管2外壁上的移动而同步移动；楔块6安装在光轴滑块5的一端用于在使用状态下与接管角焊缝主管7的外壁相贴合，本实用新型中的楔块6用于与接管角焊缝主管7的外壁相贴合的面为圆弧面，以便于与接管角焊缝主管7的外壁更好的相贴合，楔块6随光轴滑块5的水平移动或竖直移动而同步水平移动或竖直移动，并且随固定定位模块1在接管角焊缝支管2外壁上的移动而移动；探头8安装在楔块6上并随楔块6的移动而移动用于对接管角焊缝超声相控阵检测扫查。本实用新型中的楔块6始终与接管角焊缝主管7的外壁相贴合，确保在检测中声束始终指向某一方向，由此解决现有技术中缺陷定位不准、检测效果差、检测结果的重复性较差的问题，本实用新型在楔块6上开设有探头8配合的容置孔，探头8通过螺钉与楔块6连接固定。

本实用新型中的固定定位模块1包括链条9、纵向支撑架10和横向支撑架11，链条9用于在使用状态下绕在接管角焊缝支管2外壁上，本实用新型中的链条9包括多个链节26和链条连接杆27，链条连接杆27用于将链条连接成环形，本实用新型可根据待检测的接管的支管2的直径而设置适当数量的链节26，本实用新型中的纵向支撑架10设置在链条9上，横向支撑架11的一端与纵向支撑架10连接并且与纵向支撑架10垂直，本实用新型中的纵向支撑架10和横向支撑架11均采用铝型材制成，连接件3和水平驱动机构4均设置在横向支撑架11上，连接件3可沿横向支撑架11的长度方向移动，本实用新型中的连接件3包括“工”字形的活动块和安装在活动块上的滑动块，活动块设置在横向支撑架11上的滑槽内并且可在横向支撑架11上的滑槽内滑动，滑动块可采用螺栓可拆卸的安装在活动块上，活动块在滑槽内水平移动，滑动块随之同步水平移动。

本实用新型中的水平驱动机构4包括丝杆12和手柄13，丝杆12转动设置在横向支撑架11上，本实用新型在横向支撑架11上固定设置有内置有轴承的轴承座，丝杆12穿过轴承座并且与轴承座内的轴承内圈相配合实现丝杆12与横向支撑架11的转动连接，丝杆12穿过连接件3中的活动块的下部，并且与活动块的下部螺纹配合，手柄13设置在丝杆12上远离纵向支撑架10的一端用于转动丝杆12，手持手柄13转动丝杆12，丝杆12的转动驱动连接件3在横向支撑架11上水平移动。

本实用新型中的固定定位模块1还包括固定架15和第一滚轮14，链条9固定在固定架15的一侧，本实用新型优选的在固定架15的一侧开设有U型槽，链条9中的一个或多个链节26固定在U形槽内，使链条9与固定架15相固定，纵向支撑架10设置在固定架15上远离链条9的一侧，固定架15的上部和下部各转动设置有一个以上的第一滚轮14，用于固定定位模块1在接管角焊缝支管2外壁上移动时与接管角焊缝支管2外壁相配合。本实用新型中的第一滚轮14的数量设置为四个，在固定架15的上部和下部分别设置有结构相同的上连接杆16和下连接杆17，本实用新型中的上连接杆16和下连接杆17可采用两根以上的螺栓分别可拆卸的安装在固定架15的顶部和底部，其中上连接杆16和下连接杆17平行，上连接杆16的两端各开设有一个U型开口，上连接杆16两端的U型开口的方向相反，两个U型开口内采用转动轴各转动设置一个第一滚轮14，下连接杆17的两端亦各转动设置有一个第一滚轮14，本实用新型中第一滚轮14的转动轴均呈竖直状态，本实用新型中的上连接杆16和下连接杆17对称的分布在固定架15的顶部与底部。

为便于记录检测的缺陷的位置，本实用新型设置有编码器18，编码器18安装在固定定位模块1上，在使用状态下，编码器18电连接检测仪，用于在使用状态下记录检测的缺陷的具体位置，本实用新型优选的将编码器18安装在上连接杆16的一端上，本实用新型优选的采用螺丝钉将编码器18可拆卸的安装在上连接杆16上。本实用新型中编码器18与探头8和检测仪的电连接方式均系现有技术，本实用新型不予详述。

为了使楔块6在使用状态下更好的与接管角焊缝主管7的外表面相贴合，本实用新型设置有摆动机构，摆动机构包括摆动架19和摆动导轨20，摆动架19设置在光轴滑块5的底端，摆动导轨20呈弧形，并且其两端向下弯曲，摆动导轨20设置在摆动架19上并且可在摆动架19上摆动，楔块6安装在摆动导轨20上并随摆动导轨20在摆动架19上的摆动而摆动。本实用新型中的摆动架19包括摆动固定杆28和摆动圆盘29，摆动固定杆28与横向支撑架11平行，摆动固定杆28远离纵向支撑架10的一端设置有横截面是“凵”形的连接槽30，光轴滑块5的底端设置并固定在连接槽30内，摆动圆盘29设置在摆动固定杆28上靠近纵向支撑架10的一端，本实用新型中摆动圆盘29的顶部设置有连接柱，连接柱与摆动固定杆28靠近纵向支撑架10的一端的底部螺纹连接。

本实用新型在摆动导轨20的两端各设置有一根摆动连接杆21，两根摆动连接杆21远离摆动导轨20的一端分别与楔块6的两侧转动连接。本实用新型实现摆动导轨20相对摆动架19转动的具体结构是：在摆动架19的摆动圆盘29上靠近光轴滑块5一侧的表面上转动设置有三个第二滚轮22，三个第二滚轮22呈两上一下的倒三角形分布，第二滚轮22上沿圆周方向开设有环形的限位槽23，摆动导轨20的内外两侧均设置有与限位槽23相配合的凸起24，摆动导轨20外侧和内侧的凸起24分别位于上方和下方的第二滚轮22上的限位槽23内。本实用新型优选的在楔块6的两侧各设置有一个磁铁25，用于在使用状态下吸引接管角焊缝主管7。

本实用新型的使用方法是：首先将链条9水平设置在支管2外壁，调节链节26的数量及链条连接杆27的松紧程度将本实用新型固定于支管2的外壁上，其次进一步调整第一滚轮14高度，将各第一滚轮14与支管2外壁均接触，和链条9水平。然后通过手柄13，带动丝杆12将探头8调整至一个合适的横向距离，通过光轴滑块5细调探头8的竖向距离，从而使得楔块6稳定放置于主管7外壁，使得楔块6较好地贴合所需检测面，测试运行一小段距离后，观察检测仪器的波形显示，判断是否存在问题。

使用时，再次检测链条9的固定程度，使得楔块6适中位于合适的焊缝探测距离，达到最佳的检测效果。然后，用手平稳地推动第一滚轮14与楔块6，运行过程中调整摆动机构使得楔块6始终垂直于主管7外壁的曲面，并使得楔块6始终可以准确地沿着该曲面移动，与该曲面保持紧密贴合，从而带动探头8在所述接管角焊缝的四周360°旋转，进行检测，实现能够在接管直径方向、垂直方向、左右方向上完成三维调节，适应接管角焊缝的主管外壁的曲面变化，增强了扫查的技术效果。

以上说明书中未做特别说明的部分均为现有技术，或者通过现有技术即能实现。而且本实用新型中所述具体实施案例仅为本实用新型的较佳实施案例而已，并非用来限定本实用新型的实施范围。即凡依本实用新型专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本实用新型的技术范畴。

Claims (10)

1.一种用于接管角焊缝超声相控阵检测扫查装置，其特征在于：包括

固定定位模块(1)，用于在使用状态下绕在接管角焊缝支管(2)外壁上并且可沿着接管角焊缝支管(2)外壁移动；

连接件(3)，连接件(3)设置在固定定位模块(1)上并且与固定定位模块(1)构成垂直移动副；

水平驱动机构(4)，水平驱动机构(4)安装在固定定位模块(1)上，用于驱动连接件(3)在固定定位模块(1)上水平移动；

光轴滑块(5)，光轴滑块(5)设置于连接件(3)上，并且可相对连接件(3)沿着与连接件(3)相对固定定位模块(1)滑动的方向垂直的方向滑动，光轴滑块(5)随固定定位模块(1)在接管角焊缝支管(2)外壁上的移动而同步移动；

楔块(6)，楔块(6)安装在光轴滑块(5)的一端用于在使用状态下与接管角焊缝主管(7)的外壁相贴合，楔块(6)随光轴滑块(5)的水平移动或竖直移动而同步水平移动或竖直移动，并且随固定定位模块(1)在接管角焊缝支管(2)外壁上的移动而移动；

探头(8)，探头(8)安装在楔块(6)上并随楔块(6)的移动而移动用于对接管角焊缝超声相控阵检测扫查。

2.根据权利要求1所述的用于接管角焊缝超声相控阵检测扫查装置，其特征在于：固定定位模块(1)包括链条(9)、纵向支撑架(10)和横向支撑架(11)，链条(9)用于在使用状态下绕在接管角焊缝支管(2)外壁上，纵向支撑架(10)设置在链条(9)上，横向支撑架(11)的一端与纵向支撑架(10)连接并且与纵向支撑架(10)垂直，连接件(3)和水平驱动机构(4)均设置在横向支撑架(11)上，连接件(3)可沿横向支撑架(11)的长度方向移动。

3.根据权利要求2所述的用于接管角焊缝超声相控阵检测扫查装置，其特征在于：水平驱动机构(4)包括丝杆(12)和手柄(13)，丝杆(12)转动设置在横向支撑架(11)上，丝杆(12)穿过连接件(3)并且与连接件(3)螺纹配合，手柄(13)设置在丝杆(12)的一端用于转动丝杆(12)，丝杆(12)转动驱动连接件(3)在横向支撑架(11)上水平移动。

4.根据权利要求2所述的用于接管角焊缝超声相控阵检测扫查装置，其特征在于：固定定位模块(1)还包括固定架(15)和第一滚轮(14)，链条(9)固定在固定架(15)的一侧，纵向支撑架(10)设置在固定架(15)的另一侧，固定架(15)的上部和下部各转动设置有一个以上的第一滚轮(14)，用于固定定位模块(1)在接管角焊缝支管(2)外壁上移动时与接管角焊缝支管(2)外壁相配合。

5.根据权利要求4所述的用于接管角焊缝超声相控阵检测扫查装置，其特征在于：固定架(15)的上部和下部分别设置有结构相同的上连接杆(16)和下连接杆(17)，上连接杆(16)的两端各开设有一个U型开口，上连接杆(16)两端的U型开口的方向相反，两个U型开口内各转动设置一个第一滚轮(14)，下连接杆(17)的两端亦各转动设置有一个第一滚轮(14)。

6.根据权利要求1所述的用于接管角焊缝超声相控阵检测扫查装置，其特征在于：还包括编码器(18)，编码器(18)安装在固定定位模块(1)上，用于在使用状态下记录检测的缺陷的具体位置。

7.根据权利要求1所述的用于接管角焊缝超声相控阵检测扫查装置，其特征在于：还包括摆动机构，摆动机构包括摆动架(19)和摆动导轨(20)，摆动架(19)设置在光轴滑块(5)的底端，摆动导轨(20)呈弧形，摆动导轨(20)设置在摆动架(19)上并且可在摆动架(19)上摆动，楔块(6)安装在摆动导轨(20)上并随摆动导轨(20)在摆动架(19)上的摆动而摆动。

8.根据权利要求7所述的用于接管角焊缝超声相控阵检测扫查装置，其特征在于：摆动导轨(20)的两端各设置有一根摆动连接杆(21)，两根摆动连接杆(21)远离摆动导轨(20)的一端分别与楔块(6)的两侧转动连接。

9.根据权利要求8所述的用于接管角焊缝超声相控阵检测扫查装置，其特征在于：摆动架(19)上转动设置有三个第二滚轮(22)，三个第二滚轮(22)呈两上一下的倒三角分布，第二滚轮(22)上沿圆周方向开设有环形的限位槽(23)，摆动导轨(20)的内外两侧均设置有与限位槽(23)相配合的凸起(24)，摆动导轨(20)外侧和内侧的凸起(24)分别位于上方和下方的第二滚轮(22)上的限位槽(23)内。

10.根据权利要求1至9任一项所述的用于接管角焊缝超声相控阵检测扫查装置，其特征在于：楔块(6)的两侧各设置有一个磁铁(25)，用于在使用状态下吸引接管角焊缝主管(7)。

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