本发明专利技术公开了一种圆柱曲面工件对接焊缝横向缺陷检测装置，包括第一楔块和第二楔块，所述第一楔块和所述第二楔块分别设置于待检测工件的焊缝的两侧，所述第一楔块的上表面设置有第一换能器，所述第二楔块的上表面设置有第二换能器，所述第一楔块和所述第二楔块的下表面为弯曲面，从而与待检测工件紧密契合，所述第一换能器和所述第一楔块的接触面平行于待检测工件的管轴，所述第二换能器和所述第二楔块的接触面平行于待检测工件的管轴。本发明专利技术还提供了一种圆柱曲面工件横向缺陷检测方法。本发明专利技术可以检测小径管等圆柱曲面工件中的横向缺陷。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超声检测
，尤其涉及一种圆柱曲面工件对接焊缝的横向缺陷检测装置及方法。
技术介绍
管件对接焊缝尤其是小径管对接焊缝广泛存在于石油、化工、供暖等各种大型锅炉尤其是火电锅炉中，用作热交换和物质传输。如一台I千兆瓦的锅炉在安装中约有焊缝8万多道，而2014年我国火力发电装机容量约915.7千兆瓦，小径管对接焊缝数量巨大。若焊缝中存在未发现的危害性缺陷，则易引起爆管，可能导致锅炉非计划停机，造成巨大的经济损失和社会问题。该类焊缝服役环境恶劣，因此对于检测的可靠性和检测效率要求极高，检测难度大。尤其是横向缺陷，极易漏检。横向缺陷是指焊缝中缺陷的走向垂直于焊缝中心线和检测面的缺陷，最常见的横向缺陷是横向裂纹。目前常用的关于焊缝的无损检测技术包括射线、超声、磁粉、渗透和涡流，其中只有射线和超声可以同时检测焊缝表面和内部缺陷。射线检测是利用射线透过被检物体时有缺陷部位与无缺陷部位对射线的吸收能力不同，导致成像底片的亮度不同而检测缺陷。它对裂纹、未熔合等危害性较大的面积型缺陷不敏感；检测较厚工件时难以透照，检测中有盲区，易导致漏检；还存在辐射、污染，效率低的不足。而目前常规的超声检测一般采用斜入射横波(SV波)脉冲回波法双侧检测，通过手动来回移动探头作锯齿形扫查，观察回波幅度、回波波形和位置变化定量定性定位缺陷。该方法检测时，声传播方向与横向缺陷共面，很难检测出横向缺陷，且采用自发自收方式，楔块前沿较大，难以检测较薄的工件。另外，超声衍射时差法的检测盲区太大，甚至大于管子壁厚，不适宜于检测薄壁管对接焊缝。最后，目前工业检测中常用的相控阵超声检测技术采用聚焦脉冲横波回波法扇形扫描、电子扫描和多项扫描成像进行检测，同样存在常规超声检测中遇到的问题一声传播方向与横向缺陷共面，缺陷反射回波信号很弱，甚至淹没于噪声信号之中，极易造成漏检。采用二维相控阵超声检测技术进行检测，探头阵元数多，要求设备通道数较多，检测设备昂贵且不适宜于现场应用。目前的横向缺陷的超声检测只能检测板对接焊缝的横向缺陷。主要是采用常规超声单晶片探头，布置于焊缝两侧，与焊缝构成“K”字形分布，斜探头与焊缝中心线所成角度不大于10°，作两个方向的斜平行扫查，如果焊缝余高磨平，探头可以在焊缝及热影响区上作两个方向的平行扫查。但斜平行扫查不能用于管对接焊缝，主要是由于楔块-工件曲线引起声束发散严重，使得检测声场混乱，不能进行检测。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种圆柱曲面工件对接焊缝的横向缺陷检测装置及方法，解决当前小径管对接焊缝横向缺陷难以检测的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种圆柱曲面工件对接焊缝横向缺陷检测装置，包括第一楔块和第二楔块，所述第一楔块和所述第二楔块分别设置于待检测工件的焊缝的两端，所述第一楔块的上表面设置有第一换能器，所述第二楔块的上表面设置有第二换能器，所述第一楔块和所述第二楔块的下表面为弯圆柱曲面，从而与待检测工件紧密契合，所述第一换能器和所述第一楔块的接触面平行于待检测工件的管轴，所述第二换能器和所述第二楔块的接触面平行于待检测工件的管轴。进一步的，所述第一换能器和所述第二换能器都为一维线性相控阵超声换能器。进一步的，所述第一换能器和所述第一楔块的接触面为平面或柱面，当所述接触面为平面时，所述接触面的法向量与待检测工件的径向的夹角^在3° -15°之间，当所述接触面为柱面时，所述接触面的径向与待检测工件的径向的夹角^在3° -15°之间。进一步的，所述第二换能器和所述第二楔块的接触面为平面或柱面，当所述接触面为平面时，所述接触面的法向量与待检测工件的径向的夹角02在3° -15°之间，当所述接触面为柱面时，所述接触面的径向与待检测工件的径向的夹角02在3° -15°之间。进一步的，所述第一楔块在无延时激励下，声束入射到待检测工件表面的入射点到楔块前端的距离在5mm-15mm范围内。进一步的，所述第二楔块在无延时激励下，声束入射到待检测工件表面的入射点到楔块前端的距离在5mm-15mm范围内。进一步的，所述第一换能器通过螺钉固定在所述述第一楔块的上表面，所述第二换能器通过螺钉固定在所述述第二楔块的上表面。本专利技术还提供了一种管件焊缝横向缺陷检测方法，所述方法基于上述的检测装置，则所述方法包括:将所述检测装置固定于扫查装置上，检测时用不损坏工件表面的流动性物质作为耦合剂进行耦合；制作距离-幅度曲线和角度增益补偿曲线来校准所述相控阵超声换能器的灵敏度，并根据由于工件和校准用试块的表面不同引起的灵敏度不同，设置好最终检测用灵敏度；所述第一换能器发射相控合成的检测声束，所述第二换能器接收缺陷波信号，得到扇形扫描超声像；对所述扇形扫描超声像进行滤波信号处理，得到缺陷信号，判断缺陷形貌；变换第二换能器为接收换能器，第一换能器为发射换能器，进行补充成像，辅助缺陷的定量和定性；其中，检测声束可以是纵波或横波，相应的，缺陷波信号为纵波或横波或综合应用。其中，所述第一换能器发射相控合成的检测声束，所述第二换能器接收缺陷回波信号，得到扇形扫描超声像，的具体实施步骤为:所述第一换能器发射折射角为Θ i的检测声束，所述第二换能器以Θ i角度接收缺陷波信号，变换不同的角度Θ i，得到一张扇形扫描图；或具体实施步骤为:所述第一换能器发射折射角为Θ i的检测声束，所述第二换能器多个角度接收缺陷回波信号，得到一系列扇形扫描图，辅助缺陷定量定性。其中，所述不损坏工件表面的流动性物质为机油或浆糊或水。实施本专利技术，具有如下有益效果:本专利技术可以检测小径管的对接焊缝横向缺陷，也可以用于其它对接焊缝(包括板对接焊缝)中其它缺陷的辅助检测和分析，包括对平行于扫查面的面积状缺陷(如层间未熔合)的检测以及圆柱曲面工件焊缝中其它缺陷的检测或辅助分析。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1是本专利技术提供的圆柱曲面工件对接焊缝横向缺陷检测装置的一个实施例的结构图；图2是图1的横向切面图；图3是图1的竖向切面图。【具体实施方式】下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1是本专利技术提供的圆柱曲面工件对接焊缝横向缺陷检测装置的一个实施例的结构图，图2是图1的横向切面图，图3是图1的竖向切面图。本实施例中，圆柱曲面工件具体是小径管。参考图1和图3，两个管件通过焊缝104焊接后形成待检测工件101，焊缝104表面呈凸出的弧形，焊缝104的内部有横向缺陷106。参考图1，本专利技术实施例提供的检测装置包括第一楔块102和第二楔块103，第一楔块102和第二楔块103分别设置于待检测工件101的焊缝101的两侧，第一楔块102的上表面设置有第一换能器1021，第二楔块103的上表面设置有第二换能器1031，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种圆柱曲面工件对接焊缝横向缺陷检测装置，其特征在于，包括第一楔块和第二楔块，所述第一楔块和所述第二楔块分别设置于待检测工件的焊缝的两端，所述第一楔块的上表面设置有第一换能器，所述第二楔块的上表面设置有第二换能器，所述第一楔块和所述第二楔块的下表面为弯圆柱曲面，从而与待检测工件紧密契合，所述第一换能器和所述第一楔块的接触面平行于待检测工件的管轴，所述第二换能器和所述第二楔块的接触面平行于待检测工件的管轴。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：姜学平，韩庆邦，
申请(专利权)人：河海大学常州校区，
类型：发明
国别省市：江苏;32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。