[發明專利]一種T型管支管貼合面的超聲波全覆蓋探傷方法

有效

• 申請號: 202010893324.8
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN111983026B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 楊永杰;任婉婷;張興家;朱林鈺;盛明華
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙) 11427
• 代理人: 徐思波

本發明提供一種T型管支管貼合面的超聲波全覆蓋探傷方法，包括以下步驟：S1、建立笛卡爾三維直角坐標系：T管是由主管和支管兩部分構成，主管和支管之間的夾角為90°，在建立坐標系時，將主管中心線作為直角坐標系的x軸，以支管中心線作為直角坐標系的y軸；S2、求解一次波交點：在探傷時，超聲波探頭位于支管上，同時，超聲波探頭貼合在支管上且超聲波探頭的中軸線和支管方向保持平行，超聲波入射點坐標為A；此時，可視為超聲波在平行界面傳播，在平行界面上一次波交點的求解，通過平行面的厚度L和超聲波入射角α就能夠利用勾股定理來進行求解；求解出一次波交點B；解決了目前T型管支管貼合面全覆蓋探傷的問題。

技術領域

本發明屬于金屬管道探傷技術領域，具體涉及一種T型管支管貼合面的超聲波全覆蓋探傷方法。

背景技術

近幾年來，建筑鋼結構水平不斷發展，大寬度空間網架越來越多，且大多采用管結構。管-管間大多形成管分支節點，在焊接時通常會有小夾角焊縫，焊接不便且焊縫根部通常會存有未熔合、氣孔、夾渣等焊接缺陷。焊后無損檢測是保證焊接管結構質量最重要的手段，但是，對于KTY型管焊縫的檢測比較困難，焊縫質量無法得到可靠控制。

超聲波檢測技術是常規檢測技術之一，常用于管道焊縫缺陷的檢測。但是，由于T型管焊縫貼合面不規則，即便是超聲波探頭在支管上移動一周也無法保證對焊縫部分全覆蓋，這樣就無法保證焊縫部分的完整檢測；由于焊縫貼合面受到主管和支管的管徑影響，不同的管參數會形成不同的貼合面，給探傷覆蓋又提出了難題。

目前，人工檢測主要是依賴探傷人員的工作經驗來大致評估出焊縫貼合面大致所在位置，然后，通過將超聲波探頭不斷貼近焊縫位置進行反復移動檢測，但是，過程會比較繁復，檢測效率較低，且并不能保證全覆蓋檢測，導致對缺陷部分的漏檢和錯檢。

發明內容

本發明的目的是提供一種T型管支管貼合面的超聲波全覆蓋探傷方法，以解決背景技術中所提出的缺陷或問題。

為實現上述發明目的，本發明的實施例提供一種T型管支管貼合面的超聲波全覆蓋探傷方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、建立笛卡爾三維直角坐標系：T管是由主管和支管兩部分構成，主管和支管之間的夾角為90°，在建立坐標系時，將主管中心線作為直角坐標系的x軸，以支管中心線作為直角坐標系的y軸；

S2、求解一次波交點：在探傷時，超聲波探頭位于支管上，同時，超聲波探頭貼合在支管上且超聲波探頭的中軸線和支管方向保持平行，超聲波入射點坐標為A；此時，可視為超聲波在平行界面傳播，在平行界面上一次波交點的求解，通過平行面的厚度L和超聲波入射角α就能夠利用勾股定理來進行求解；求解出一次波交點B；

S3、求解二次波交點：當超聲波束遇到不同介質時將會發生鏡面反射，利用鏡面反射原理，在平行界面內求解出超聲波的二次波交點坐標C；

S4、求解入射線和反射線的空間直線方程：在步驟S2和步驟S3步驟中求解出了一次波、二次波直線上的三個點，利用上述的A，B，C三點寫出一次波、二次波空間直線方程；

S5、根據超聲波波束的一次波、二次波波面，計算有效區間寬度D以及探頭前緣到區間D的距離d；

S6、獲得支管貼合面外邊沿的變化規律：從主管的側面看整個T型管，根據主管外徑和當前所在位置的z值，求出支管貼合面在y軸方向受到主管管壁影響而產生的偏移量Δm；

S7、按照貼合面最大寬度來設定超聲波束的入射角度：利用步驟S5中的區域D寬度計算公式，求解出滿足條件的入射角；

S8、超聲波探頭圍繞支管旋轉θ角度：支管是建立在y軸上的，探頭在支管上旋轉時，根據旋轉的起點坐標A、支管外徑Rs及旋轉角度θ，求出探頭所在位置的坐標值；