[实用新型]厚壁联箱及管道超声波探伤装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及无损检测超声波探伤领域，特别是一种检测大型火力发电机组或其它行业中的厚壁联箱及管道上的焊缝缺陷用的装置。 

背景技术

随着科学技术的飞速发展，热力发电厂中的火力发电机组的容量越来越大，目前已有600MW～1000MW机组在投入运行。伴随着机组的增大，大型机组的厚壁联箱及管道（汽水分离器、主蒸汽联箱及管道）的壁厚也相对加大，有的已增大到110mm。这些厚壁联箱及管道因为尺寸和结构特点，已不能按现有的超声波检测规程的要求进行正常检测了。比如现有的超声波检测规程中要求厚度大于46mm的对接焊缝需双面双侧探伤，这样才能全面检测焊缝，然而由于大型机组的厚壁联箱及管道的直径相对较小，又无较大的人孔门，所以内侧已无法进行探伤了，只能在外侧进行单面双侧检验。 

在外侧进行检验时，对于较厚的工件一般用K值较小的探头，比如K1探头进行检测。实践证明，采用K1探头只能检测到焊缝下部，如果采用二次波检验，则K1探头在试块上只能调到120mm左右，根本达不到200mm以上，焊缝上部约40%的面积属于漏检（参见图4）。若采用两只探头，即另加K2探头进行二次探伤，焊缝仍然有20%～30%的面积得不到检测（参见图5）。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种厚壁联箱及管道超声波探伤装置，要解决大型机组的厚壁联箱及管道的厚度大于46mm时，厚壁联箱及管道上的焊缝无法全面检测的技术问题。 

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种厚壁联箱及管道超声波探伤装置，包括脉冲超声波探伤仪、超声波探头和试块，其中超声波探头包括有壳体、透声楔块、插座、压电晶片和吸声材料，其特征在于：所述超声波探头是纵波斜入射超声波探头，其壳体内部的压电晶片与壳体底面的夹角为9°～11°（针对有机玻璃作楔块，可获得在钢中20°～25°折射角）。 

所述试块包括一个长方体形状的试块主体，该试块主体的宽度为200mm，高度为120mm，厚度为40mm，该试块主体靠左侧位置竖向间隔设置有四个直径为3mm的横通孔，相邻两横通孔的圆心之间的距离为30mm，该试块主体靠右侧偏下位置设置有一个试块通孔，试块通孔中镶嵌有一个直径为50mm的有机玻璃圆柱体，该试块主体的右侧面上部位置突出有一个圆心角为90°的小扇形试块和一个圆心角为90°的大扇形试块，所述小扇形试块的半径为50mm，所述大扇形试块的半径为100mm。 

所述横通孔的圆心到试块主体的左侧面的距离为40mm，位于最高处的横通孔的圆心到试块主体的顶面的距离为10mm。 

所述有机玻璃圆柱体的圆心到试块主体的右侧面的距离为35mm，有机玻璃圆柱体的圆心到试块主体的底面的距离为30mm。 

所述压电晶片的尺寸为不小于13mm×13mm。 

所述超声波探头的频率在1.8MHz～2.5MHz之间。 

所述脉冲超声波探伤仪是模拟脉冲超声波探伤仪或数字脉冲超声波探伤仪。 

与现有技术相比本实用新型具有以下特点和有益效果：本实用新型设计了一种纵波大角度斜入射超声波探头和一种与该探头相适应的超声波试块，克服了横波检测漏检的弊病，可以100%的检测大型火力发电机组中的厚壁联箱及管道上的焊缝缺陷。 

本实用新型中的超声波探头里的压电晶片与壳体底面的夹角为9°～11°,该角度是针对有机玻璃作为楔块，按公式sinα/sinβ=L1 /Ｌ2算出来的，该公式中，α为探头主波束在有机玻璃中的入射角度，即超声波探头里的压电晶片与壳体底面的夹角（9°～11°），所述β为探头主波束在钢中的纵波折射角度，即探头主波束角度（20°～25°），所述L1为探头主波束在有机玻璃中纵波声速，所述Ｌ2为探头主波束在钢中的纵波声速。采用了这个角度以后，在检测焊缝时，就可以保证探头主波束角度在20°～25°之间。本实用新型中的超声波探头的设计依据是：因焊缝根部易出现危害性缺陷，对于焊缝根部缺陷，检测人员是普遍重视的部位，因而设计理念是力求一次波能检测到焊缝根部，采用二次波检验焊缝中部和上部缺陷，据此，通过作图或计算法选择了20°～25°的纵波探头，参见图6，探头在X位置时可检测到A-D处即根部缺陷，当探头移到Y位置时，主声束二次波开始检验到D-B处即上部缺陷，当探头移到Z位置时，主声束检验到B-C处即整个焊缝检验完毕，这样就保证了对接焊缝的100%全面检验。