可变角度超声波探头及管子环缝横向缺陷超声检测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110320282A(43)申请公布日2019.10.11(21)申请号201910566527.3G01N29/04(2006.01)(22)申请日2019.06.27(71)申请人东方电气集团东方锅炉股份有限公司地址643001四川省自贡市自流井区五星街黄桷坪路150号(72)发明人谭云华石爱玲曹弘毅彭兴(74)专利代理机构成都泰合道知识产权代理有限公司51231代理人王荣伍姝茜(51)Int.Cl.G01N29/24(2006.01)G01N29/265(2006.01)G01N29/28(2006.01)G01N29/30(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图4页(54)发明名称可变角度超声波探头及管子环缝横向缺陷超声检测方法(57)摘要本发明公开了一种可变角度超声波探头，包括楔块、直探头；所述楔块设有半球形的凹槽，一转向球的部分设于凹槽内，所述直探头与转向球联接；在楔块上联有球帽，球帽内设有球形环面，该球形环面与凹槽的半径与转向球的半径相匹配；在转向球与直探头之间及楔块与转向球之间均设有耦合剂；在球帽上通过螺纹设有定向螺钉，定向螺钉的头部穿过球帽与转向球接触；本发明还公开了一种使用该探头的管子环缝横向缺陷超声检测方法；本发明能够实现垂直面内的超声波声束入射角的连续可调和水平面内超声波声束偏转角的连续可调，对管状工件焊缝横向缺陷的斜平行扫查具有广泛的适用性，可提高检测效率。CN110320282ACN110320282A权利要求书1/1页1.一种可变角度超声波探头，包括楔块、直探头；其特征在于所述楔块设有半球形的凹槽，一转向球的部分设于凹槽内，所述直探头与转向球联接；在楔块上联有球帽，球帽内设有球形环面，该球形环面与凹槽的半径与转向球的半径相匹配；在转向球与直探头之间及楔块与转向球之间均设有耦合剂；在球帽上通过螺纹设有定向螺钉，定向螺钉的头部穿过球帽与转向球接触。2.如权利要求1所述的可变角度超声波探头，其特征在于：转向球固联有两个转动轴，两转动轴位于楔块与球帽相邻端面上的同一直径方向，在楔块与球帽相邻端面上均设有与转动轴对应的环槽。3.如权利要求2所述的可变角度超声波探头，其特征在于：所述转向球的一侧设有位于垂直面的角度刻尺，角度刻尺所在的垂直面与两转动轴所在的直径方向垂直，在球帽上设有位于水平面的旋转角度标尺。4.如权利要求3所述的可变角度超声波探头，其特征在于：直探头与转向球通过螺纹联接；球帽通过两紧固螺钉联于楔块上。5.使用如权利要求1所述可变角度超声波探头的管子环缝横向缺陷超声检测方法，其特征在于包括以下步骤：A)探头准备：将楔块底面设为圆柱面，与管子外径相匹配；将楔块前沿设为足够长，保证结构回波延后于横向缺陷回波；B）检测校验：在带有根部人工横向缺陷和外壁人工横向缺陷的模拟试块上校准，要求模拟试块规格、焊接成形、焊接方法与被检工件相同，两横向人工缺陷为与管轴呈一定角度的线切割槽，内外横向人工缺陷分别位于焊缝根部余高上和外壁余高上；校准时，将探头紧贴模拟试块的焊缝边缘，先在水平面上旋转转向球选择一个声束偏转角，然后在垂直面上转动转向球调节声束入射角，并移动探头寻找缺陷最高回波，通过反复改变直至寻找到水平面上的最佳声束偏转角度和垂直面上的最佳声束入射角度，使内外壁横向缺陷回波明显，易于识别，重复性好，再锁紧定向螺钉，记录此时内、外壁最高回波位置和幅度，并以此制作DAC曲线；C）工件准备：在工件焊缝两侧分别在足够宽度区域清除异物，其表面凹凸不平及粗糙度应满足预设要求；D）斜平行扫查：在焊缝两侧的工件涂上耦合剂，将探头紧贴焊缝边缘，沿管子环向正反两个方向对焊缝进行斜平行扫查；当出现超过预设值的信号回波，再进行重复扫查或正反扫查或超声纵向辅助扫查，如仍出现超过预设值的信号回波，则鉴别为横向缺陷，否则鉴别为结构回波。6.如权利要求5所述的管子环缝横向缺陷超声检测方法，其特征在于：在步骤B中，制作DAC曲线同时记录旋球帽上的旋转角度标尺和转向球的角度刻尺指示的角度值。7.如权利要求5或6所述的管子环缝横向缺陷超声检测方法，其特征在于：步骤D中的预设值对应DAC曲线的50%。2CN110320282A说明书1/3页可变角度超声波探头及管子环缝横向缺陷超声检测方法技术领域[0001]本发明涉及一种可变角度超声波探头及使用该探头的管子环缝横向缺陷超声检测方法。背景技术[0002]超声波检测技术是无损检测技术的主要方法之一，主要用于母材和焊缝缺陷检测，探头是超声检测的关键部件，超声检测通过探头发射超声波进入工件和接收工件内部的超声回波信号来判断是否存在缺陷，探头入射角是超声波检测的重要参数，直接影响缺陷能否检出，对焊缝实施超声检测时为检出各向缺