[發明專利]單通道壓電換能器超聲導波檢測裝置及檢測方法

在審

• 申請號: 202010952925.1
• 申請日: 2020-09-11
• 公開（公告）號: CN112083069A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 張博;李宏強;韓德斌;肖少陽;孫明成;呂勝軍;邱平;劉智;魏斌
• 申請（專利權）人: 遼寧東科電力有限公司
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/26
• 代理公司: 沈陽杰克知識產權代理有限公司 21207
• 代理人: 王洋

可單通道壓電換能器超聲導波檢測裝置及檢測方法，包括滑軌，滑軌內設有滑塊，連接器上部與滑塊連接，連接器下部通過阻尼鉸鏈連接激發用換能器；兩個激發用換能器組成一個激發用換能器組，每個連接器下部連接有一組激發用換能器，每組中的兩個激發用換能器在滑軌的同一軸向位置上，且沿滑軌軸向對稱；滑軌端部通過接收換能器夾具安裝有接收用換能器。本發明通過上述結構配合檢測方法，提供了一種檢測靈敏度高、檢測效率好、能夠對鰭片管材進行超聲波檢測的單通道壓電換能器超聲導波檢測裝置及檢測方法。

技術領域

本發明涉及一種單通道壓電換能器超聲導波檢測裝置及檢測方法，適用于鍋爐換熱管等相近規格的管材質量檢測，屬于壓電超聲導波檢測技術領域。

背景技術

火力發電廠鍋爐受熱面的泄漏是常見病，從以往的受熱面泄漏事故原因分析結果看：內外壁缺陷的存在，是泄漏的原因之一。

現階段的火電廠受熱面管材的超聲檢測，主要依據的標準有《GB/T5777-2008無縫鋼管超聲波探傷檢驗方法》、《NB/T47013.3-2015承壓設備無損檢測第3部分：超聲檢測》、《DL/T1452-2015火力發電廠管道超聲導波檢測》。標準GB/T5777-2008和NB/T47013.3-2015，采用的是傳統橫波檢測，是一種逐點掃查法，優點是定量準確；缺點是工作效率低，探頭的掃查軌跡重疊覆蓋性差，易漏檢；需要對檢測區域進行100％打磨，不適合大面積的普查；標準DL/T1452-2015，給出的是聲束沿管材圓周方向掃查的檢測方法，即周向超聲導波檢測法。該方法易造成管材內外表面聲場能量分布不均，導致內壁聲能過低，易漏檢；同時對于有鰭片的水冷壁管材，無法實現檢測；對檢測區域需要一定寬度的長度方向上的全打磨，現場可操作性不強。

目前市售成品導波設備大多為低頻段導波，一般使用頻率低于0.3MHz。本發明依據標準DL/T1452-2015，該標準推薦的頻率范圍是0.3-1MHz，之所以采用這個頻率范圍，是為了保證對占壁厚5％深槽能夠被檢出。從超聲波的繞射理論可知，當超聲場中的障礙物尺寸小于這個超聲波的波長一半時，會發生繞射現象，導致尺寸小于半波長的缺陷漏檢。而目前市場上成品超聲導波設備大都是低于0.3MHz的低頻超聲波激勵，相對波長較長，不利于更小的缺陷檢出。為此本發明采用標準中的最高頻率1MHz，作為檢測頻率。相對于市售的低頻導波儀器而言，其難點在于如何去除過多的導波模態。

發明內容

本發明創造提供一種單通道壓電換能器超聲導波檢測裝置及檢測方法，可在各種規格管材上根據需要調節出適合的導波模態，對于含有鰭片的管材檢測，也可達到同樣檢測效果。該裝置形成的導波聲場，具有管材內外壁能量分布均勻、聲場覆蓋面積較大、檢測效率高、不易漏檢的特點，能有效解決或擬補傳統超聲橫波和周向導波的各項弱點。

為了實現上述目的，本發明創造采用了如下技術方案：單通道壓電換能器超聲導波檢測裝置，包括滑軌，滑軌內設有滑塊，連接器上部與滑塊連接，連接器下部通過阻尼鉸鏈連接激發用換能器；兩個激發用換能器組成一個激發用換能器組，每個連接器下部連接有一組激發用換能器，每組中的兩個激發用換能器在滑軌的同一軸向位置上，且沿滑軌軸向對稱；滑軌端部通過接收換能器夾具安裝有接收用換能器。

所述的滑軌上安裝有兩個滑塊，每個滑塊下安裝有一個連接器，每個連接器下部設有兩個激發用換能器。

靠近所述的接收用換能器的連接器下部安裝有激發用換能器III、激發用換能器IV，遠離接收用換能器的連接器下部安裝有激發用換能器I、激發用換能器II。

所述的接收用換能器、激發用換能器III、激發用換能器IV、激發用換能器I、激發用換能器II，均與外部超聲波探測儀連接。

所述的連接器設有向下伸出的連接片，連接片下部兩側分別連接有一個阻尼鉸鏈，兩個阻尼鉸鏈沿滑軌位置對稱。