[发明专利]一种针对小径管缺陷检测的环向偏心涡流探头及方法

说明书

一种针对小径管缺陷检测的环向偏心涡流探头及方法，该探头包括涡流Bobbin探头装置和设置在涡流Bobbin探头装置两端的环向偏心装置，涡流Bobbin探头装置由柱状的骨架以及缠绕在骨架上互相不接触的激励线圈和检出线圈构成；环向偏心装置由活动杆、固定框和旋转框构成，柱状的旋转框插入涡流Bobbin探头装置的骨架内固定连接，通过设置在旋转框上的驱动器控制活动杆伸缩和角度变化进而实现涡流Bobbin探头装置的偏心运动及环向运动，并调整环向偏心涡流探头相对于待检测管道内壁径向的偏心提离距离；本发明对于小径管管壁缺陷的轴向信息及环向信息、深度信息具有可同时检出的能力；此外，环向偏心扫描方式具有更高的效率和精度。

技术领域

本技术涉及一种电磁无损检测探头，具体涉及一种检测小径管道缺陷三维信息的环向偏心涡流Bobbin探头及方法。

背景技术

小径管管道在能源、化工等各类工业领域中有着广泛的应用。由于管径小，制作精度难以保证，在服役一段时间之后，其内部结构不可避免会产生宏微观缺陷等损伤。由于损伤的存在会对管道结构的安全使用带来严重隐患，因此对其进行定期的检测和评价尤为重要。

现阶段，对小径管的检测，常规使用的是涡流Bobbin探头检测方法、及Pancake点式探头扫描检测方法。这两种方法是基于电磁感应现象来进行缺陷检测的。涡流Bobbin探头检测是一种对此种管道结构表面缺陷进行无损评价的有效方法，具有对表面及近表面缺陷检测能力高、非接触、快速排查等优点，但其只能确定缺陷在管壁中的轴向信息，不能给出缺陷在管壁中的环向信息；Pancake点式探头检测是一种在管内做螺旋状环向扫描的检测方法，可以确定缺陷在管壁中轴向及环向信息，但其螺旋扫描的速度极其缓慢，效率较低。检测小径管管道须先用Bobbin探头确定管道内缺陷在管壁中的轴向位置，再使用Pancake点式探头在缺陷位置处进行精确环向扫描，进而确定缺陷的环向位置和深度，最终确定缺陷的三维信息。这种组合使用两种探头在管内进行缺陷检测的方法需要进行两遍扫描，耗时较长，效率较低。

此外，对于管道检测中传统使用的涡流环向阵列探头，一方面对于较小的管径，不方便容纳阵列探头，因此存在设计难、成本高的问题；另一方面涡流环向阵列探头在小径管中的检测角度有限，不能对全部角度进行扫描检测，存在漏检的问题。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种针对小径管缺陷检测的环向偏心涡流探头及方法，通过涡流Bobbin探头装置以及环向偏心装置分别进行管道缺陷的轴向和环向涡流扫描，先通过轴向扫描确定管壁缺陷的轴向信息，再通过环向扫描确定管壁缺陷的环向信息及深度信息，从而得到缺陷的三维信息；本发明相对于常规的涡流Bobbin探头，对于小径管缺陷的轴向信息及环向信息、深度信息同时具有检出能力；同时相对于常规的小径管缺陷检测方法，本发明只需在待检测管内通过一次即可检测出缺陷的三维信息，具有易实现、易操作、实用性强、检测效率高、控制简单等优点。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种针对小径管缺陷检测的环向偏心涡流探头，包括涡流Bobbin探头装置2和设置在涡流Bobbin探头装置2两端的环向偏心装置1，所述涡流Bobbin探头装置2由柱状的骨架5以及缠绕在骨架5上互相不接触的激励线圈3和检出线圈4构成；所述环向偏心装置由活动杆6、固定框7和旋转框8构成，柱状的旋转框8插入涡流Bobbin探头装置2的骨架5内固定连接；固定框7为中空柱状，旋转框8位于固定框7内部，活动杆6为多个且能够沿其轴向伸缩，活动杆6沿径向设置在旋转框8和固定框7之间，固定框7由其内侧的凹槽扣住活动杆6外端部的球体进行连接，使得活动杆6能够转动，固定框7不随活动杆6运动，旋转框8由其外侧的凹槽扣住活动杆6内端部的球体进行连接，使得活动杆6能够转动进而带动旋转框8转动，旋转框8上设置有驱动器，通过驱动器控制活动杆6伸缩和角度变化进而实现涡流Bobbin探头装置2的偏心运动及环向运动，并调整环向偏心涡流探头相对于待检测管道内壁径向的偏心提离距离；工作时，所述固定框7与待测小径管的内壁相贴合。