[發(fā)明專利]鋼管焊縫自動超聲波檢測的水柱耦合監(jiān)視裝置及設(shè)計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410240366.6
• 申請日: 2014-05-30
• 公開（公告）號: CN103983696A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃磊;趙新偉;李記科;王長安;楊專釗
• 申請（專利權(quán)）人: 北京隆盛泰科石油管科技有限公司
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/28
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務(wù)所 11337
• 代理人: 趙建剛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及油氣輸送鋼管焊縫檢測設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種鋼管焊縫自動超聲波檢測的水柱耦合監(jiān)視裝置及設(shè)計方法。

背景技術(shù)

隨著油氣輸送鋼管口徑、厚壁和鋼級不斷提高，特別是厚壁鋼管(如中國石油的西氣東輸三線管道工程項目、中海石油的南海荔灣3-1項目和黃巖項目等)在工程項目中的廣泛應(yīng)用，目前已批量使用的直縫埋弧焊鋼管Ф1219mm×33mm?X80和Ф762mm×31.8mm?X70、螺旋埋弧焊鋼管Ф1219mm×18.4mm?X80及電阻焊鋼管Ф323mm×17.5mm?X65，應(yīng)用的油氣輸送鋼管焊縫超聲波或自動超聲波檢測規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)有ISO10893-11、EN10246-9、SY/T6423.2、ISO3183、API?SPEC5L、GB/T9711、DNV-OS-F101等，均未考慮鋼管焊縫自動超聲波檢測永久記錄問題，更未考慮探頭耦合監(jiān)視永久記錄。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于設(shè)計一種新型的鋼管焊縫自動超聲波檢測的水柱耦合監(jiān)視裝置及設(shè)計方法，解決上述問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種鋼管焊縫自動超聲波檢測的水柱耦合監(jiān)視裝置，包括至少三個單體水柱耦合監(jiān)視裝置，每個所述單體水柱耦合監(jiān)視裝置均包括支撐架、檢測探頭、耦合監(jiān)視探頭、檢測水柱通道、耦合監(jiān)視水柱通道、水柱出水口和水柱進(jìn)水口；所述支撐架的底部設(shè)置有鋼管匹配接觸面，所述鋼管匹配接觸面上設(shè)置所述水柱出水口；所述檢測水柱通道和所述耦合監(jiān)視水柱通道成V型設(shè)置，其底部相交于所述水柱出水口；所述檢測水柱通道和所述耦合監(jiān)視水柱通道均與所述水柱進(jìn)水口連通；

經(jīng)過所述水柱出水口的中心的所述鋼管匹配接觸面的垂線與所述檢測水柱通道中心線之間的夾角為α_l，經(jīng)過所述水柱出水口的中心的所述鋼管匹配接觸面的垂線與所述檢測水柱通道中心線之間的夾角為α_l′，且α_l＝α_l′；

所述檢測水柱通道的上端設(shè)置所述檢測探頭，所述耦合監(jiān)視水柱通道的上端設(shè)置所述耦合監(jiān)視探頭；所述檢測探頭的沿所述檢測水柱通道對準(zhǔn)所述水柱出水口的中心，所述耦合監(jiān)視探頭的沿所述耦合監(jiān)視水柱通道也對準(zhǔn)所述水柱出水口的中心；

至少一個所述單體水柱耦合監(jiān)視裝置中的α_l＝18.9°；并且至少一個所述單體水柱耦合監(jiān)視裝置中的α_l＝23.4°；并且至少一個所述單體水柱耦合監(jiān)視裝置中的α_l＝25.5°。

包括三個單體水柱耦合監(jiān)視裝置。

所述水柱進(jìn)水口上設(shè)置有進(jìn)水開關(guān)。

所述鋼管匹配接觸面為圓弧面。

還包括相互通過探頭線連接的信號采集處理裝置、顯示裝置和信號保存裝置，所述檢測探頭和所述耦合監(jiān)視探頭均通過探頭線連接到所述信號采集處理裝置。

一種鋼管焊縫自動超聲波檢測的水柱耦合監(jiān)視裝置的設(shè)計方法，其特征在于，包括步驟如下：

第一步，確定水柱耦合檢測中的聲波傾斜入射到界面時的反射、折射原理：

當(dāng)超聲縱波L傾斜入射到水/鋼界面時，除在水中產(chǎn)生反射縱波L′和在鋼中產(chǎn)生折射縱波L″外，還會在鋼中產(chǎn)生折射橫波S；各種反射波和折射波方向符合反射、折射定律：