[實(shí)用新型]一種用于直縫鋼管焊縫超聲波探傷的探頭架

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420044063.2
• 申請(qǐng)日: 2014-01-23
• 公開（公告）號(hào): CN203786086U
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王琦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號(hào): G01N29/22
• 分類號(hào): G01N29/22
• 代理公司: 上海三和萬(wàn)國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31230
• 代理人: 蔡海淳

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及超聲波探傷技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于直縫鋼管焊縫超聲波探傷的探頭架。

背景技術(shù)

直縫焊管超聲波探傷中，當(dāng)焊縫超過一定厚度時(shí)，許多標(biāo)準(zhǔn)和用戶要求對(duì)焊縫進(jìn)行除常規(guī)單晶自收發(fā)單探頭外的一發(fā)一收雙探頭方式探傷，以探測(cè)焊縫中間等部位是否存在常規(guī)單晶探頭難以發(fā)現(xiàn)的缺陷。而材料的超聲波探傷特別是焊縫超聲波探傷均要求對(duì)被檢部位進(jìn)行雙邊探測(cè)。

如圖1所示的焊縫超聲波探傷工藝布置，表示了常規(guī)單晶自收發(fā)單探頭的工藝布置。常規(guī)單晶自收發(fā)探頭超聲波探傷主要以35°～75°的折射角檢查焊縫內(nèi)外表面缺陷，而對(duì)與焊縫垂直的中間部位缺陷不敏感，無法檢出，而這種缺陷卻具有重大的致命性，往往引起使用的失效，而焊管失效會(huì)造成重大事故的發(fā)生。

如圖2所示，常規(guī)超聲波探傷原理，采用一個(gè)單晶自收發(fā)探頭，對(duì)材料進(jìn)行探傷檢測(cè)，該方法能夠探測(cè)到材料上下表面缺陷，該方法對(duì)材料內(nèi)部缺陷的探測(cè)時(shí)，由于受到缺陷的取向性等因素的影響，無法達(dá)到有效的檢測(cè)。

如圖3所示，表示了一發(fā)一收雙探頭方式探頭的工藝布置，有兩個(gè)探頭組，每個(gè)探頭組均包括一收一發(fā)兩個(gè)探頭。如圖4所示，一發(fā)一收雙探頭超聲波探傷原理，采用兩個(gè)超聲波探頭，一個(gè)發(fā)射，一個(gè)接收，在材料內(nèi)部的超聲波折射角需一致，均為45°。該方法采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的探頭架，通過調(diào)節(jié)雙探頭的位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)焊縫中間部位常規(guī)單晶自收發(fā)超聲波探傷無法探測(cè)到的缺陷，例如焊縫為焊透、氣孔等危害性缺陷。

為達(dá)到探測(cè)到中間部位的缺陷，要根據(jù)平面材料的厚度，調(diào)整雙探頭的間距，目前圖4應(yīng)用的一發(fā)一收雙探頭超聲波手工探傷裝置采用了十分簡(jiǎn)單的探頭調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，通過調(diào)節(jié)后面的探頭即圖4中2#探頭的位置，達(dá)到調(diào)整雙探頭的間距，并通過手工移動(dòng)探頭系統(tǒng)讓前面探頭即圖4中的1#探頭與焊縫（或缺陷）保持規(guī)定的距離，實(shí)現(xiàn)探傷效果。

由于一發(fā)一收雙探頭超聲波探傷裝置使用兩個(gè)探頭，組成一發(fā)一收探頭系統(tǒng)，采用45°折射角，能有效探測(cè)出焊縫中間部位的與焊縫垂直缺陷。所以，在要求十分嚴(yán)格的如殼牌（Shell）等用戶對(duì)產(chǎn)品檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定使用這種探傷方法以保證質(zhì)量。但是一般常規(guī)的一發(fā)一收雙探頭超聲波探傷方法，只能應(yīng)用于平面材料焊縫手工探傷中，使用兩只探頭手工操作，操作難度大，準(zhǔn)確性差，而經(jīng)過了解和檢索，幾乎還沒有在焊管焊縫手工和自動(dòng)超聲波探傷上的應(yīng)用。

由于目前使用的一發(fā)一收雙探頭超聲波探傷一般用于平面類材料焊縫探傷，材料形狀簡(jiǎn)單，所使用的探頭架結(jié)構(gòu)也十分簡(jiǎn)單，僅能用于平板類材料焊縫超聲波探傷，而不適用于有曲率的鋼管探傷。通過中外專利數(shù)據(jù)查詢，也沒有查到能夠應(yīng)用與鋼管或直縫鋼管焊縫的一發(fā)一收雙探頭超聲波探傷探頭架或系統(tǒng)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種用于直縫鋼管焊縫超聲波探傷的探頭架，該探頭架完全適用于鋼管性質(zhì)，通過雙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)，能夠準(zhǔn)確的確定內(nèi)部缺陷的部位，彌補(bǔ)了直縫鋼管焊縫內(nèi)部缺陷超聲波探傷的不足，降低缺陷的漏檢率，而且不需要通過手動(dòng)放置探頭位置，檢測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確，用以解決現(xiàn)有探頭架無法適用于有曲率的鋼管焊縫探傷以及探測(cè)效果差的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的方案是：一種用于直縫鋼管焊縫超聲波探傷的探頭架，用于外徑Φ219.1～630mm、壁厚4mm以上的直縫鋼管焊縫內(nèi)部缺陷超聲波探傷，該探頭架包括兩組探頭系統(tǒng)，每組探頭系統(tǒng)均包括一個(gè)接收探頭和一個(gè)發(fā)射探頭，各所述的探頭系統(tǒng)還包括鋼管外徑調(diào)節(jié)裝置和探頭間距調(diào)節(jié)裝置，所述的鋼管外徑調(diào)節(jié)裝置包括第一可調(diào)節(jié)導(dǎo)軌、滑動(dòng)塊和用于調(diào)節(jié)所述鋼管外徑調(diào)節(jié)裝置的第一調(diào)節(jié)手輪，所述的第一調(diào)節(jié)手輪安裝在第一可調(diào)節(jié)導(dǎo)軌的一端，所述的滑動(dòng)塊安裝在所述第一可調(diào)節(jié)導(dǎo)軌上，通過調(diào)節(jié)第一調(diào)節(jié)手輪實(shí)現(xiàn)對(duì)所述接收探頭和發(fā)射探頭位置的調(diào)節(jié)；

所述的探頭間距調(diào)節(jié)裝置包括第二可調(diào)節(jié)導(dǎo)軌和用于調(diào)整所述探頭間距調(diào)節(jié)裝置的第二調(diào)節(jié)手輪，所述的第二調(diào)節(jié)手輪安裝在第二可調(diào)節(jié)導(dǎo)軌的一端，通過調(diào)節(jié)第二調(diào)節(jié)手輪實(shí)現(xiàn)對(duì)所述接收探頭和發(fā)射探頭間距的調(diào)節(jié)；

所述的探頭間距調(diào)節(jié)裝置和鋼管外徑調(diào)節(jié)裝置通過所述的滑動(dòng)塊連接，所述的接收探頭和發(fā)射探頭，其中一個(gè)通過活動(dòng)塊安裝在所述的探頭間距調(diào)節(jié)裝置的第二可調(diào)節(jié)導(dǎo)軌上，另一個(gè)固定安裝在所述的探頭間距調(diào)節(jié)裝置的對(duì)應(yīng)位置上。

進(jìn)一步地，所述的發(fā)射探頭和接收探頭產(chǎn)生的超聲波信號(hào)在待探傷鋼管內(nèi)部的超聲波折射角均為45°。

進(jìn)一步地，所述的探頭架還包括探頭框架和導(dǎo)向輪，所述的導(dǎo)向輪安裝在所述探頭框架沿待探傷鋼管軸向的兩側(cè)。