[發明專利]異種結構型式管道焊縫的單面雙側多角度超聲檢測方法

有效

• 申請號: 201810169219.2
• 申請日: 2018-02-28
• 公開（公告）號: CN108490078B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 李德來;陳宏龍;曹燕亮;陳智發
• 申請（專利權）人: 汕頭市超聲檢測科技有限公司
• 主分類號: G01N29/06
• 分類號: G01N29/06
• 代理公司: 汕頭市潮睿專利事務有限公司 44230
• 代理人: 盧梓雄;丁德軒

異種結構型式管道焊縫的單面雙側多角度超聲檢測方法，包括建立具有法蘭或彎頭焊縫的待測管道、兩個多角度超聲探頭的3D模型，使兩個仿真超聲探頭在仿真焊縫的兩側模擬扇形掃查；記錄兩個仿真超聲探頭在仿真待測管道上的位置；將兩個多角度超聲探頭裝配到多角度雙側超聲掃查裝置上；沿待測管道的周向進行等距離的線性掃查，同時采集焊縫檢測數據；分析具有法蘭或彎頭焊縫的待測管道的焊縫狀況。通過多角度超聲波同時傳播到焊縫，只作等距離線性掃查，減少了對異種結構型式和尺寸的依賴，快速識別和計算焊縫中的缺陷位置和大小，從而使焊縫缺陷檢測率更高、結果更直觀，保證法蘭和彎頭焊縫的質量檢測，大大提高了工作效率和缺陷檢出能力。

技術領域

本發明涉及管道焊縫檢測方法，尤其涉及一種異種結構型式管道焊縫的單面雙側多角度超聲檢測方法。

背景技術

根據我國石油化工行業現行法規和標準的要求，對油氣管道安裝和修復過程中形成的焊縫需要進行無損檢測，以保證管道焊接的質量。

超聲波檢測技術因其操作簡便快速，對裂紋、未熔合等危害性缺陷檢測靈敏度高的特點，作為主要檢驗手段在石油化工行業管道焊接工程中得到了廣泛應用。石油化工裝置中存在大量的異種結構型式管道焊縫，如法蘭或彎頭與直管之間形成的焊縫，根據國家和行業超聲檢測標準規定，任何異種結構型式管道焊縫的焊縫質量一般按單面雙側方法進行檢測。但因異種結構型式管道焊縫的結構和尺寸限制，超聲波探頭無法在異種結構型式管道焊縫兩側自由活動，為了滿足焊縫全檢測要求，單角度超聲波探頭在法蘭側或彎頭側，需來回移動作鋸齒型掃查，這就對所采用的掃查系統提出了更高要求，需具備鋸齒型掃查能力，并且由于法蘭和彎頭結構形狀和尺寸限制，法蘭和彎頭側的超聲波探頭可移動空間狹小，這種掃查方式大大增加了操作復雜性，實用性低，另外對于彎頭來說，彎頭內側曲率變化大，超聲波探頭與彎頭表面可能存在間隙，導致超聲波探頭與彎頭表面耦合不良。

例如，一種用于管道-法蘭角焊縫的超聲檢測掃查裝置（公告號：CN 104297341A），為了避開法蘭的結構形狀對機構的影響，將掃查裝置放置于法蘭內部，從其內部進行檢測（法蘭內部為通孔）。雖然這種方式可以實現單面雙側檢測，但在實際應用中確存在以下問題：

a)法蘭內孔尺寸較小時無法適用，應用范圍有限；

b)受結構形狀對掃查系統的影響，鋸齒型掃查干涉明顯；

c)使用時掃查裝置被放置于法蘭內部，裝配和操作過程不夠直觀方便；

d)使用時需保證法蘭端面不與其他物體接觸，使用要求高，不夠便捷；

e)檢修或保養時需停機并拆除法蘭后方能進行，操作成本過高，可操作性較低。

又如，一種雙通道彎道焊縫超聲波檢測掃查器（公布號：CN 104777223 A），其在常規掃查裝置的基礎上，增加探頭架的上下活動行程，減小楔塊長度尺寸以保證探頭能夠與彎頭工件的內外弧度緊密貼合。另外，在楔塊寬度方向增加4個可調螺釘，目的是減少探頭在掃查過程中出現擺動或翻轉的情況，避免耦合不良。但從實際應用方面考慮，該掃查架存在以下問題：

a)整體尺寸偏大，僅適用于較大管徑的工件（該專利適用的最小管徑為Φ219mm）；

b)受結構形狀對掃查系統的影響，鋸齒型掃查干涉明顯；

c)高度過大，現場條件無法滿足操作空間要求；

d)探頭架容易與工件內弧發生物理上的碰撞、卡住等干涉；

e)工件表面曲率大于理論曲率時，由于受到可調螺釘的限制，楔塊將無法與工件表面緊密貼合，造成耦合不良。

因此，作業人員往往只能退而求其次，僅在異種結構型式管道焊縫單側放置超聲波探頭按單面單側方法進行檢測，但該方法很難保證焊縫質量檢測，且不符合國家標準要求。

發明內容