[实用新型]奥氏体不锈钢管对接环焊缝超声波检测特种探头

说明书

技术领域

本实用新型属于钢焊缝超声波检测技术领域，特别涉及奥氏体不锈钢管对接环焊缝超声波检测技术。

背景技术

奥氏体不锈钢焊缝的超声波检测与碳钢相比有很大不同，由于奥氏体不锈钢焊缝金属晶粒呈柱状粗晶结构，使得超声波在传播的过程中，产生强烈的晶粒散射和衰减，引起较高的噪声信号（林状波），使得接收到的有用的缺陷回波信号强度降低并且淹没在噪声信号当中，同时焊缝组织的各向异性会造成超声波声束扭曲偏转，从而使得信噪比大幅下降，缺陷的定位误差也大大增加。因此采用常规超声波探头已无法对奥氏体不锈钢焊缝进行有效地检测，在实际应用上存在相当大的难度。针对这一技术难题，国内外主要通过对仪器探头性能和信号处理来得以改善，但目前仍不成熟，尤其国内在该方面的研究工作不多，特别是在小口径奥氏体不锈钢管对接焊缝超声波检测技术方面的研究工作更少。有检测方法的应用报道归纳起来主要有：小角度低频纵波探头检测、爬波探头检测、双晶窄脉冲纵波斜入射探头检测。

CN101694484A提供一种奥氏体不锈钢焊缝中缺陷的超声波定位方法，通过制作对比试块，对对比试块的焊缝(2)进行探伤，进行常规检测：如果可探性试验可以检测出对比试块焊缝(2)中小于某个极限尺寸的缺陷的位置，则可以使用常规超声波检测的方法对奥氏体不锈钢焊缝(2)中的缺陷进行定位；否则，就证明常规超声波检测方法对这种奥氏体不锈钢焊缝根本不适用，主要是为是否可以采用常规超声波探伤检测提供依据。

CN102207490A提供一种奥氏体不锈钢焊缝超声检测缺陷信号的识别方法，具体步骤：在奥氏体不锈钢焊缝的待测点处获取一列A扫描信号a，在相邻检测点处获取另一列A扫描信号b；分别对信号a和b进行小波包分解，获得信号a和b的小波包树及各级细节；将信号a和信号b的各级细节做累乘运算，获得累乘的各级细节及相应的小波包树；对累乘的小波包树进行降噪处理，获取噪声抑制后的A扫描信号，利用该A扫描信号进行缺陷信号的识别。

CN102384941A公开了一种奥氏体不锈钢焊缝超声波检测方法，其步骤如下：1)、制作与实际被检测焊缝一致的三个焊缝试块；2)、测量全部人工反射体，然后用插值法，获得焊缝整个横截面被划分区域的反射强度，即二维距离波幅表；3)、确定二维距离波幅表中划分区域的尺寸，先按同一水平位置进行插值；然后在同列中进行插值，这样就得到了焊缝所有区域的反射基准反射当量；4)、检测中发现缺陷回波后，先通过声程和探头K值确定反射体在焊缝中的区域，在二维距离波幅表中找出相应的基准当量，确定标准人工反射体的反射当量，用此当量与测得缺陷反射强度相比较，于是就得到了缺陷的当量。

CN31-1335/TG《无损检测》期刊2013年第35卷第6期《宽频带窄脉冲TRL探头在奥氏体不锈钢焊缝超声检测中的优越性》中通过对JB/T4730《承压设备无损检测》所述的Φ273×30mm奥氏体不锈钢管对接焊缝的测试，描述了现有的不同纵波探头在奥氏体不锈钢焊缝检测中应用中的不同，验证了宽频带窄脉冲TRL探头在奥氏体不锈钢焊缝超声检测中的优越性。

采用上述方法进行检测，不同操作人员的检测结果一致性和重复性差，实用性不强。特别是外径为Φ34～Φ168mm、壁厚为3.5～20mm的小口径奥氏体不锈钢管对接环焊缝的超声检测，应用起来困难很大，JB/T4730《承压设备无损检测》也没有相应的检测标准，主要原因是没有有效检测小口径奥氏体不锈钢管对接环焊缝的探头（超声波换能器）造成的。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种奥氏体不锈钢管对接环焊缝超声波检测特种探头，解决奥氏体不锈钢管对接环焊缝超声波检测在灵敏度、信噪比和分辨率方面不足的技术问题。

本实用新型的一种奥氏体不锈钢管对接环焊缝超声波检测特种探头，其特征在于：采用一发一收双晶聚焦结构，包括一发一收2个压电晶片(1)、延迟斜楔(2)、隔声层(3)、电缆线(4)、外壳(5)和阻尼块(6)；延迟斜楔(2)由两个矩形块组成，两个矩形块之间夹有隔声层(3)；在延迟斜楔(2)的底部有内凹的曲面，使至少在内凹曲面顶部与待测钢管有接触；两个矩形块上部的外角有对称的切面，切面呈菱形，切面上各置有压电晶片(1)，功能分别为发射、接收；压电晶片(1)与外壳(5)间置有阻尼块(6)。

为了实现良好的耦合，将延迟斜楔(2)的底部与待测钢管的接触面修磨成与钢管曲率半径相符或接近的曲面，延迟斜楔(2)的底部内凹的曲面弧度最好分为Φ34、Φ42、Φ48、Φ89、Φ114、Φ140或Φ168。