一种插入式管座角焊缝相控阵检测装置.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CN109085242A(43)申请公布日2018.12.25(21)申请号201810979096.9(22)申请日2018.08.27(71)申请人广东惠州天然气发电有限公司地址516082广东省惠州市大亚湾经济技术开发区石化工业园(72)发明人许志升黄湛勋李俊李雁曾洋波康纪良(74)专利代理机构广州粤高专利商标代理有限公司44102代理人陈卫禹小明(51)Int.Cl.G01N29/04(2006.01)G01N29/22(2006.01)G01N29/30(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图1页(54)发明名称一种插入式管座角焊缝相控阵检测装置(57)摘要本发明涉及一种插入式管座角焊缝相控阵检测装置，该控制方法在分散控制系统（DCS）中实现，包括采用与燃气-蒸汽联合循环机组汽轮机高压缸进口金属温度有关的函数曲线组来控制机组启动过程中机组的升负荷速率及汽轮机升负荷速率的控制方法，所述分散控制系统，包含数据采集模块、数据转换和逻辑运行等功能；数据采集模块采集汽轮机进口缸体温度、发电机功率等，在DCS中进行数模转换和相关运算，根据汽轮机高压缸进口金属温度有关的函数组曲线输出信号分别控制燃气轮机进气燃料控制阀开度、汽轮机进气阀开度，以调整发电机输出功率。CN109085242ACN109085242A权利要求书1/1页1.一种插入式管座角焊缝相控阵检测装置，其特征在于，该母管为ф406×65，支管规格为ф42×3.8mm，对该管座角焊缝进行了声束覆盖模拟，每种规格抓取3个标志检测位置生成了覆盖图像。2.根据权利要求1所述的一种插入式管座角焊缝相控阵检测装置，其特征在于，所述通过模拟和声束路径优化，声束覆盖率约为焊接接头的85-90%，只有角焊缝上部小部分区域声束无法覆盖。3.根据权利要求1所述的一种插入式管座角焊缝相控阵检测装置，其特征在于，进一步保证检测覆盖率及面积型缺陷检出率，还可以在母管补充一个检测位置。4.根据权利要求1所述的一种插入式管座角焊缝相控阵检测装置，其特征在于，所述管座角焊缝的声场模拟，结合实际检测对象的空间结构，设计了小巧探头便于现场工程应用。5.根据权利要求4所述的一种插入式管座角焊缝相控阵检测装置，其特征在于，所述设计的探头型号晶片规格为：阵元数为16个、阵元间距是0.5mm，阵元长度为10mm，中心频率为7.5MHz。2CN109085242A说明书1/2页一种插入式管座角焊缝相控阵检测装置技术领域[0001]本发明涉及管座角焊缝检测领域，特别涉及一种插入式管座角焊缝相控阵检测装置。背景技术[0002]管座角焊缝在电站锅炉中有着非常广泛的应用。但是，该结构型式也存在着先天不足，一方面，接管座角焊缝坡口形状和结构复杂，焊接条件恶劣，运条施焊困难，而且接管座与母体的厚度往往相差很大，角焊缝由于冷却速度较快，容易出现气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹等缺陷。另一方面，机组启停和运行过程中，锅炉管座角焊缝既要承受结构应力，也要承受由于温度变化和运行工况的波动而引起的热应力，受力状况极为恶劣。由于缺乏合适的检验方法，很多管座角焊缝的缺陷不能及时发现，大都处于带伤运行状态，角焊缝中的缺陷也就相应成为疲劳裂纹源，随着运行时间的积累将导致原有焊接缺陷的扩展和热疲劳裂纹的形成与扩展，最终引起承压元件的失效。近来很多电厂相继发生管座角焊缝的开裂失效就是明显的例证。发明内容[0003]本发明所要解决的技术问题是为角焊缝由于冷却速度较快，容易出现气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹等缺陷，因此需要提供一种快速性与安全性、经济性提供解决方法。[0004]为解决上述技术问题，本发明采取的技术方法为：一种插入式管座角焊缝相控阵检测装置，其特征在于，该母管为ф406×65，支管规格为ф42×3.8mm，对该管座角焊缝进行了声束覆盖模拟，每种规格抓取3个标志检测位置生成了覆盖图像。[0005]优选的，通过模拟和声束路径优化，声束覆盖率约为焊接接头的85-90%，只有角焊缝上部小部分区域声束无法覆盖。[0006]优选的，进一步保证检测覆盖率及面积型缺陷检出率，还可以在母管补充一个检测位置。[0007]优选的，管座角焊缝的声场模拟，结合实际检测对象的空间结构，设计了小巧探头便于现场工程应用。[0008]优选的，设计的探头型号晶片规格为：阵元数为16个、阵元间距是0.5mm，阵元长度为10mm，中心频率为7.5MHz。[0009]与现有技术相比，本发明有益效果在于：1.依靠模拟仿真，优化了电站锅炉管座角焊缝中的超声波传播路径，设计出尺寸小、前沿短、杂波少、指向性好的相控阵探头，最大程度排除近场干扰；2.通过模拟试块缺陷的试验，完成了管座角焊缝的超声波相控阵检测工