[发明专利]焊缝超声检测扫查装置

说明书

技术领域

本发明有关焊缝超声检测扫查装置，尤其有关一种利用衍射时差法超声检测技术(Time Of Flight Diffraction以下简称TOFD)来检测对接焊缝的焊缝超声检测扫查装置。

背景技术

按我国现行法规标准和通用做法，在机械设备制造过程中对于焊接后形成的对接焊缝一般需要进行一定数量的超声检测，以保障产品质量。

TOFD技术作为超声检测方法中的一种，可实时获得焊缝内部结构的超声影像，具有很高的缺陷检出率、可靠性和测量精度。TOFD技术必须采用一定形式的扫查装置来固定和夹持探头，使探头沿着工件表面的焊缝行走且保持探头和工件表面相对距离固定，才能实现对焊缝的有效检测。

目前国内外现有的TOFD扫查装置主要由扫查架、滚轮机构、扫查臂与编码器机构组成。扫查架呈矩形，包括设于矩形四边中的两个对边的两个扫查臂移动导轨。滚轮机构固定连接在扫查架的下部。两对扫查臂分别安装在两个扫查臂移动导轨上。编码器安装在扫查架的外侧。基于该现有的TOFD扫查装置的结构，经多年的现场使用和验证，该扫查装置存在如下不尽理想之处：

一、该现有扫查装置仅设置与焊缝垂直的横向扫查臂，根据声学原理，只有在焊缝中的纵向缺陷有较大反射面的情况下，检出率才相对较高；而对于与焊缝走向垂直的横向缺陷，由于声波反射面小，故检出率极低。而在我国石油、化工、造船、电力等行业中，越来越多使用的高强钢材料而言，其横向缺陷的产生比较多见，现有扫查装置会导致横向缺陷的漏检，从而埋下安全隐患。

二、扫查架与滚轮机构的滚轮刚性连接，未设置转向机构，因此现有的扫查装置一般只适合于平直工件的焊缝检测，对于曲面工件，扫查装置在工件表面行走时会逐渐偏离焊缝，难以保证检测质量。例如目前我国石化行业存在的大量球罐，在采用现有扫查装置检测焊缝时，由于上述原因，需要在扫查过程中经常纠正扫查装置的行进方向，从而导致检测图像局部变形，造成误判。

三、该现有的扫查装置没有设置针对焊缝近表面缺陷检测的探头(即爬波探头)及夹具。由TOFD技术本身的局限性，对于深度在表面以下6～10mm(具体深度根据TOFD探头参数不同而不同)之内的焊缝缺陷而言，可能因隐藏在直通波之中被湮没而导致漏检。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种焊缝超声检测扫查装置，能有效解决现有扫查装置对横向缺陷漏检的问题，扩大缺陷检出范围，实现焊缝全面扫查，减少安全隐患。

本发明所要解决的另一技术问题是提供一种焊缝超声检测扫查装置，能在被检测工件特别是曲面工件的表面稳固、顺畅的行走，提高检测质量。

本发明所要解决的另一技术问题是提供一种焊缝超声检测扫查装置，同时利用爬波超声检测技术和衍射时差法超声检测技术，提高对近表面焊缝缺陷的检出率，能在一次扫查中实现焊缝全面扫查。

本发明提供的一种焊缝超声检测扫查装置，包括主框架、与主框架相连接的滚轮机构以及设在主框架上的扫查机构，所述扫查机构包括斜向扫查机构，所述斜向扫查机构具有相对待检焊缝呈斜向配置的斜向扫查臂。

在本发明的一个实施方式中，所述主框架呈矩形，所述主框架的四个边均设有导轨，所述斜向扫查机构包括两个斜向扫查支架、连接于所述两个斜向扫查支架之间的斜向导轨和设于所述斜向导轨上的两个所述斜向扫查臂，其中一个斜向扫查支架跨设在主框架相邻两边的两个导轨上，另一个斜向扫查支架跨设在另外两个相邻边的两个导轨上。

在本发明的一个实施方式中，所述各斜向扫查支架的两端分别具有滑动设于主框架的相邻两边导轨上的连接部和设于所述两个连接部之间的弧形部，所述弧形部设有沿弧形部延伸的滑槽，所述弧形部的侧面设有角度刻度，所述斜向导轨的两端分别通过一压紧组件滑动地设在两个斜向扫查支架的弧形部上，所述压紧组件包括连接在弧形部与斜向导轨之间的斜向导轨连接块、贯穿所述斜向导轨连接块和弧形部的滑槽的锁紧轴及螺接于锁紧轴的锁紧把手。

在本发明的一个实施方式中，所述扫查机构还包括一对横向扫查臂及一对爬波扫查臂，所述一对横向扫查臂及一对爬波扫查臂分别设在主框架的两个对边的导轨上，在该对斜向扫查臂、该对横向扫查臂、该对爬波扫查臂上分别设有一对探头。

在本发明的一个实施方式中，所述设置横向扫查臂和爬波扫查臂的主框架的两个导轨分别由两段导轨子部相铰接构成，所述斜向扫查机构的斜向导轨由两段斜向导轨子部相铰接构成。