[發明專利]一種換熱器管板角焊縫超聲波自動檢測裝置

無效

• 申請號: 201410333067.7
• 申請日: 2014-07-14
• 公開（公告）號: CN104090027A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 郭偉燦;劉仲強;許輝庭
• 申請（專利權）人: 浙江省特種設備檢驗研究院
• 主分類號: G01N29/06
• 分類號: G01N29/06
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 王洪新

技術領域

本發明涉及一種換熱器管板角焊縫超聲波自動檢測裝置，具體是換熱器管板角焊縫縱向相控陣電子線掃描周向機械自動掃查的檢測裝置。

背景技術

換熱器的換熱管與管板之間采用焊接或脹接加焊接的形式，焊接接頭的質量直接影響換熱器的產品質量，尤其是大型石化設備所用的高溫、高壓式換熱器中的角焊縫的質量。由于這種換熱器具有上千根換熱管，換熱管的直徑往往較小且排列緊湊，因此對于角焊接的焊接要求很高，這些角焊縫的質量決定了整臺換熱器的安全性能。但是，目前國內對于換熱器角焊縫的檢測主要是利用水、氣體等進行泄露檢測，無法對焊縫內部的夾渣、氣孔等缺陷進行檢測，而角焊縫的內部缺陷會在高溫、高壓、強腐蝕等情況下易造成裝置泄露，發生事故。所以，在換熱器的制造過程中以及運行時需要對角焊縫進行檢驗，對角焊縫的無損檢測就是最重要的檢驗步驟之一。

換熱器管子-管板角焊縫的無損檢測主要有射線檢測、超聲檢測、磁粉檢測和滲透檢測。但磁粉檢測和滲透檢測無法探測出焊縫內部缺陷，常規射線檢測靈敏度較低。超聲探傷具有操作方便、分辨率高、成本低、適應面廣等優點，特別是對角焊縫此類的特殊結構適用性強，具有其它無損檢測儀器不能替代的特點。目前國內的部分研究機構采用雙晶聚焦探頭(內部由兩個單探頭組成，一個用于發射信號，一個用于接收信號)對換熱器管板角焊縫進行超聲檢測，結合超聲檢測技術、計算機技術、機械傳動技術，使檢測自動化、圖象化，明顯提高了檢測速度和精度，如重慶大學謝志江、方禎云研制了管子-管板角焊縫自動超聲波檢測系統，該系統采用計算機控制掃描機械手掃描管子-管板角焊縫并采集相應的超聲回波信號，經過一定的處理后顯示和打印圖形化結果，系統硬件主要包括機械掃描裝置、接口電路、多功能數據采集卡和筆記本計算機，為了檢測焊縫內部的缺陷，使用微型雙晶聚焦探頭伸入管子內壁發射和接收超聲波，根據回波特征判定焊縫內部質量。荷蘭斯太米卡邦公司開發了的換熱器管子-管板角焊縫超聲波自動檢測成套儀器，其技術思路是采用微型雙晶片聚焦探頭，伸入管口內向角焊縫區做360°周向掃描檢查，探頭表面的有機玻璃延遲塊為凸弧形，以滿足不同曲率換熱管的檢測要求。但上述幾種超聲檢測自動檢測裝置均采用的雙晶聚焦探頭檢測，檢測效率明顯偏低。

發明內容

本發明的目的是克服上述背景技術的不足，提出一種換熱器管板角焊縫超聲波自動檢測裝置，該裝置應可實現換熱器管板角焊縫縱向和周向自動檢測，并且檢測方法簡便、檢測結果可靠。

本發明提供的技術方案是：一種換熱器管板角焊縫超聲波自動檢測裝置，包括機械掃查裝置、設置在機械掃查裝置上的探頭、與探頭電連接的檢測儀以及對上述裝置進行控制的控制器8；其特征在于所述機械掃查裝置包括管狀的箱體、通過軸承可轉動地定位在箱體上的傳感器支架軸以及驅動傳感器支架軸的步進電機；所述探頭為相控陣探頭；所述檢測儀為超聲相控陣檢測儀。

所述傳感器支架軸從殼體中往前方懸伸而出后其前端又通過軸承可轉動地定位一用于插入被測管道的管內軸；傳感器支架軸的中間部位制有徑向貫通的安裝槽，所述探頭固定在前述安裝槽中并且暴露在箱體外部；該探頭還通過數據線與外部的超聲相控陣檢測儀電導通。

所述殼體上還制作一用于通水的進水孔，該進水孔通過殼體的內腔與前述安裝槽相通。

本發明的工作原理是：

縱向采用電子線掃查技術，周向采用機械掃查技術，直到完成整個角焊縫的檢測。掃描時，按規劃好的路徑作空間掃描，通過信號控制與處理系統控制與處理位置信息和超聲信息，從而實現檢測C掃描實時成像。

本發明的有益效果是：由于采用超高頻、微晶片超聲相控陣列技術，結合計算機和機械傳動機構，周向采用步進電機實現周向360度掃查，軸向采用電子線掃查(代替常規的機械掃查方式)；由相控陣列探頭代替常規的雙晶聚焦探頭，使檢測精度和檢測可靠性明顯提高，檢測速度以及檢測效率大幅提高。

附圖說明

圖1為熱器管板角焊縫檢測自動掃查裝置的總體結構示意圖。

圖2為圖1所述裝置中的機械掃查裝置的主視結構示意圖。

圖3為圖1所述裝置中的機械掃查裝置的俯視結構示意圖。

圖4為圖1所述裝置的工作狀態示意圖。

圖5為圖4中的A部放大結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖所示的實施例進一步說明。