[实用新型]薄壁对接焊缝相控阵超声检测楔块

说明书

本实用新型公开了一种薄壁对接焊缝相控阵超声检测楔块，所述检测楔块为一个长方体的一侧切除形成一个斜面，整个检测楔块形成了长方体底部以及长方体上方的梯形柱体，斜面上设置若干相控阵阵元，检测楔块的下表面与检测面契合，斜面与换能器契合，能将检测换能器固定在斜面上。本实用新型的楔块解决常规超声检测中对薄壁焊缝检测困难的问题，具有以下优点：楔块材料用聚砜，声速小，满足设计楔块大折射角的要求；楔块的前沿短，适用于薄壁对接焊等的直射波检测。适宜作为薄壁对接焊缝相控阵超声检测楔块使用。

技术领域

本实用新型涉及一种薄壁对接焊缝相控阵超声检测楔块，属于焊接技术领域。

背景技术

相控阵超声检测技术随着信号处理和计算机技术的发展越来越成为无损检测领域的研究热点。超声相控阵是由多个阵元（压电晶片）组成的，这些独立的阵元可以由计算机系统或者电子系统产生一定的激励时序来激发每个的阵元，从而实现对声束聚焦点、声束偏转的控制。相控阵发射聚焦原理是在带楔块型的相控阵换能器上，人为的在每个阵元的上添加发射压电阵元激励的延时，这样使得合成的波束会在传播的过程中会相互削弱从而在设定的聚焦点聚焦。相控阵超声检测技术具有成像功能，检测结果以图像形式显示，分为A扫描、B扫描、S扫描、E扫描及P扫描等，直观易懂，存储的数据具有动态回放功能，并且还能记录扫查位置。这些功能是常规超声检测技术难以做到的。

相控阵超声检测技术已经在我国开始应用，例如在西气东输管道工程检测管道环焊缝，在安徽六安、安庆火力发电厂及铜陵电厂等检测薄壁对接焊缝，对汽轮机叶片根部和涡轮圆盘的检测、火车轮轴检测、核电站主泵隔热板的检测等等，有着巨大的应用空间，体现出相控阵超声检测的优越性。

在电站锅炉、石油天然气站场、炼油厂及船舶等行业的安装及检修中存在大量薄壁对接焊缝，这正是相控阵超声检测施展独特技术的场地。2003年以来，我国住建部开始广泛推广薄壁金属管作为天然气入户的材料。目前我国特检行业、电力行业及石油天然气行业等对管道的焊缝检测存在以下问题。

（1）超声波探伤主要使用在中厚管壁的探伤；

（2）多次反射波检测时，实际检测与标准反射体校准存在较大差异，入射波和缺陷散射波经管内外壁多次反射，不能较好的反映缺陷信息，尤其是曲面工件焊缝的检测，偏差更大。

（3）传统的超声检测系统无法对声束进行有效控制；

（4）一次波探伤无法扫查到薄壁对接焊缝的整个焊缝区域。

这些不足的存在，严重阻碍了相控阵超声检测技术在薄壁对接焊缝检测中的应用。

现有相控阵超声检测楔块的倾斜角α为39°，对于薄壁对接焊缝的检测，由于前沿较大，直射波不能检测到焊缝根部，而根部恰恰就是该类焊缝检测的重点。采用多次反射波法进行检测，由于声波在工件内部反射，引起声场变形，和对比试块的校准结果偏差较大，尤其对曲面工件，例如薄壁小径管对接焊缝的检测，多次反射波检测的偏差就更大了。因此现有相控阵超声检测楔块检测薄壁对接焊缝效果不佳。

实用新型内容

为了克服现有超声检测薄壁对接焊缝检测存在的缺点，本实用新型提出了薄壁对接焊缝相控阵超声检测楔块。该楔块通过相控阵超声检测技术，解决薄壁对接焊缝超声检测的技术问题。

本实用新型解决技术问题所采用的方案是：

一种薄壁对接焊缝相控阵超声检测楔块，所述检测楔块为一个长方体的一侧切除形成一个斜面，整个检测楔块形成了长方体底部以及长方体上方的梯形柱体，斜面上设置若干相控阵阵元，检测楔块的下表面与检测面契合，斜面与换能器契合，能将检测换能器固定在斜面上。