[发明专利]小口径管轧制缺陷超声波探头及配套使用的试块

说明书

本发明公开了一种小口径管轧制缺陷超声波探头，其特征是设置探头壳体，探头壳体的内腔由隔声层分隔为左右对称的入射腔和出射腔，在控头壳体中设置晶片，晶片分别是位于入射腔中的入射晶片，以及位于出射腔中的出射晶片，入射晶片和出射晶片具有相同的结构和性能参数，并且是以隔声层为中心对称设置，以入射晶片和出射晶片构成一收一发的双晶片探头，超声波检测信号通过双晶片探头在被测管管壁中产生直通波回波信号，对于超声波检测信号与直通波回波信号进行比较实现小口径管轧制缺陷的检测。本发明以实现锅炉受热面上管排的快速扫查，并保证检测结果的准确性。

技术领域

本发明涉及无损检测技术领域，特别涉及一种应用在锅炉受热面上的小口径管轧制缺陷超声波探头及配套使用的试块。

背景技术

锅炉受热面管轧制缺陷通常有表面划道、裂纹、折迭、翘皮、横裂及分层等，其危害最大的主要有裂纹、分层、折迭，它直接影响管子的加工工艺性能，并威胁管子的安全使用性能。

由于锅炉管子的壁厚T与直径D的比值T/D通常小于0.20，加之管壁较薄，难以采用直探头或斜探头以直接接触法进行超声波检测；目前普遍采用探测方法是单晶直探头水侵法或双晶直探头水侵法，但这类方法探测工艺复杂、灵敏度低，且无法对在役运行的管排进行检测。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种方便快捷的小口径管轧制缺陷超声波探头及配套使用的试块，以实现锅炉受热面上管排的快速扫查，并保证检测结果的准确性。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明小口径管轧制缺陷超声波探头的结构特点是：设置探头壳体，所述探头壳体的内腔由隔声层分隔为左右对称的入射腔和出射腔，在所述控头壳体中设置晶片，所述晶片分别是位于入射腔中的入射晶片，以及位于出射腔中的出射晶片，所述入射晶片和出射晶片具有相同的结构和性能参数，并且是以所述隔声层为中心对称设置，以所述入射晶片和出射晶片构成一收一发的双晶片探头，超声波检测信号通过所述双晶片探头在被测管管壁中产生直通波回波信号，对于所述超声波检测信号与直通波回波信号进行比较实现小口径管轧制缺陷的检测。

本发明小口径管轧制缺陷超声波探头的结构特点也在于：利用所述双晶片探头在被测管外侧管壁进行移动，实现对被测管的全管长的缺陷检测。

本发明小口径管轧制缺陷超声波探头的结构特点也在于：所述晶片采用钛酸铅陶瓷晶片，所述直通波回波信号在被测管中反射次数为16次、14次、12次或10次。

配合本发明小口径管轧制缺陷超声波探头实现检测的灵敏度调整试块的结构特点是：所述灵敏度调整试块是以#20碳钢为材质的管件，在所述管件的内侧壁和外侧壁上分别加工有轴向槽，所述轴向槽的横断面呈V型的V槽，不同试块中轴向槽的槽长为相同、槽深在设定的范围内按0.5mm递增。

配合本发明小口径管轧制缺陷超声波探头实现检测的结构调整试块的结构特点是：所述结构调整试块是以#20碳钢为材质的板件，板件的一端是曲率半径为r的圆弧边，圆弧边的圆弧长度为πr，r为被测管的外圆半径；板件的另一端是曲率半径为R的渐开线边，并有R>r，在所述板件中设置有贯通板件厚度的直径为1mm的通孔。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：本发明属于超声波检测原理，利用一收一发双晶片探头直通波原理，将探头直接接触在锅炉受热面管上进行扫查并实现在线检测，根据直通波的衰减情况判断缺陷，能实现管排的快速扫查，检测结果准确可靠。

附图说明

图1a、图1b和图1c为本发明检测原理图；

图2为本发明中探头入射角计算原理图；

图3a和图3b分别为本发明中灵敏度调整试块的纵剖和断面示意图；

图4a和图4b分别为本发明中结构调整试块的主视和侧视示意图；