[实用新型]钢管焊缝自动超声波检测的水柱耦合监视装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及油气输送钢管焊缝检测设备技术领域，尤其是涉及一种钢管焊缝自动超声波检测的水柱耦合监视装置及设计方法。

背景技术

随着油气输送钢管口径、厚壁和钢级不断提高，特别是厚壁钢管(如中国石油的西气东输三线管道工程项目、中海石油的南海荔湾3-1项目和黄岩项目等)在工程项目中的广泛应用，目前已批量使用的直缝埋弧焊钢管Ф1219mm×33mm X80和Ф762mm×31.8mm X70、螺旋埋弧焊钢管Ф1219mm×18.4mm X80及电阻焊钢管Ф323mm×17.5mm X65，应用的油气输送钢管焊缝超声波或自动超声波检测规范或标准有ISO10893-11、EN10246-9、SY/T6423.2、ISO3183、API SPEC5L、GB/T9711、DNV-OS-F101等，均未考虑钢管焊缝自动超声波检测永久记录问题，更未考虑探头耦合监视永久记录。

实用新型内容

本实用新型的目的在于设计一种新型的钢管焊缝自动超声波检测的水柱耦合监视装置及设计方法，解决上述问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种钢管焊缝自动超声波检测的水柱耦合监视装置，包括至少三个单体水柱耦合监视装置，每个所述单体水柱耦合监视装置均包括支撑架、检测探头、耦合监视探头、检测水柱通道、耦合监视水柱通道、水柱出水口和水柱进水口；所述支撑架的底部设置有钢管匹配接触面，所述钢管匹配接触面上设置所述水柱出水口；所述检测水柱通道和所述耦合监视水柱通道成V型设置，其底部相交于所述水柱出水口；所述检测水柱通道和所述耦合监视水柱通道均与所述水柱进水口连通；

经过所述水柱出水口的中心的所述钢管匹配接触面的垂线与所述检测水柱通道中心线之间的夹角为α_l，经过所述水柱出水口的中心的所述钢管匹配接触面的垂线与所述检测水柱通道中心线之间的夹角为α_l′，且α_l＝α_l′；

所述检测水柱通道的上端设置所述检测探头，所述耦合监视水柱通道的上端设置所述耦合监视探头；所述检测探头的沿所述检测水柱通道对准所述水柱出水口的中心，所述耦合监视探头的沿所述耦合监视水柱通道也对准所述水柱出水口的中心；

至少一个所述单体水柱耦合监视装置中的α_l＝18.9°；并且至少一个所述单体水柱耦合监视装置中的α_l＝23.4°；并且至少一个所述单体水柱耦合监视装置中的α_l＝25.5°。

包括三个单体水柱耦合监视装置。

所述水柱进水口上设置有进水开关。

所述钢管匹配接触面为圆弧面。

还包括相互通过探头线连接的信号采集处理装置、显示装置和信号保存装置，所述检测探头和所述耦合监视探头均通过探头线连接到所述信号采集处理装置。

一种钢管焊缝自动超声波检测的水柱耦合监视装置的设计方法，其特征在于，包括步骤如下：

第一步，确定水柱耦合检测中的声波倾斜入射到界面时的反射、折射原理：

当超声纵波L倾斜入射到水/钢界面时，除在水中产生反射纵波L′和在钢中产生折射纵波L′′外，还会在钢中产生折射横波S；各种反射波和折射波方向符合反射、折射定律：