[发明专利]一种应用于小口径管缺陷检测的电磁超声换能器

说明书

本发明涉及核电站热交换管腐蚀检测技术领域，具体涉及一种应用于小口径管缺陷检测的电磁超声换能器，包括探头以及与所述探头相连用以牵引其沿待测钢管的内壁移动的牵引组件，所述探头包括中空的探头架、设于所述探头架中的电磁超声组件以及设置在所述探头架上的移动导向组件，当所述电磁超声组件中加载脉冲激励时，所述电磁超声组件产生沿周向延伸的超声波，本发明的电磁超声换能器采用电磁超声导波方法，从小口径管圆周方向的一点激发出超声导波，让超声导波沿着圆周方向在一定时间内行走一圈或者多圈，从而可将小口径管圆周方向的每一个缺陷信息分时收集起来，得到比远场涡流电流更高的缺陷检测分辨率。

技术领域

本发明涉及核电站热交换管腐蚀检测技术领域，具体涉及一种应用于小口径管缺陷检测的电磁超声换能器。

背景技术

核电站热交换管一般长度为10米到11米，呈U形折弯，材料为不锈钢，铁磁性。核电站热交换管重要的作用是对核岛芯进行降温。为了增大热交换面积以达到增加降温的效果，标准的核电热交换管内径一般为11mm左右，壁厚1.5mm左右。内径过大不利于增加降温面积，内径过小管道有腐蚀堵塞的危险。为了保证热交换管的运营安全，核电站一般每年都会停机一段时间对热交换管进行腐蚀检测。传统的检测方法主要是远场涡流电流方法。但是远场涡流电流方法对核电站热交换管的缺陷分辨率比较低，实验室最好的分辨率可以检测直径在2mm左右的通孔，这容易造成对更小尺寸腐蚀缺陷的漏检，远远不能满足核电热交换管现场腐蚀检测的需要，为核电安全运营埋下了隐患。远场涡流电流的探头是一个与热交换管同轴的圆形线圈，该线圈同时感知的是整个圆周方向所有缺陷信息沿圆周方向的平均值，因而对圆周方向上某一点的腐蚀缺陷非常不敏感，这是造成远场涡流电流对小通孔缺陷不敏感的原因之一。另外，远场涡流电流对热交换管外部环形托架处的腐蚀检测结果容易受到外部环形托架的影响，但是热交换管外部环形托架处是通常比较容易产生腐蚀的地方，这也导致采用远场涡流电流方法检测核电站小口径热交换管易造成漏检。

发明内容

本发明基于现有技术存在的缺点提供一种应用于小口径管缺陷检测的电磁超声换能器。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种应用于小口径管缺陷检测的电磁超声换能器，包括探头以及与所述探头相连用以牵引其沿待测钢管的内壁移动的牵引组件，所述探头包括中空的探头架、设于所述探头架中的电磁超声组件以及设置在所述探头架上的移动导向组件，当所述电磁超声组件中加载脉冲激励时，所述电磁超声组件产生沿周向延伸的超声波。

进一步的，所述电磁超声组件包括沿所述探头架的长度方向延伸的导磁铁片、设置在所述导磁铁片一侧的线圈块以及分设在所述线圈块两端的第一永磁体和第二永磁体，所述第一永磁体和所述第二永磁体极性相反且其分别设置在所述导磁铁片的两个端部，所述线圈块中设有折叠线圈。

进一步的，所述线圈块通过套设在所述导磁铁片上的环形连接片与所述导磁铁片相连，所述线圈块和所述导磁铁片之间夹设有弹片，所述线圈块中的所述折叠线圈与引线相连，所述引线自所述探头架和所述牵引组件中引出。

进一步的，所述导磁铁片采用铁磁性材料制作，所述导磁铁片的上端设有用以配合的供所述引线穿过的第一引线槽，所述导磁铁片的下端设有用以配合的卡设所述弹片的定位卡槽，所述导磁铁片其截面的最小厚度大于3mm。

进一步的，所述探头架呈圆柱状，所述探头架上设有与所述导磁铁片的两端部分别配合相连的定位台阶，所述探头架的底部设有用以供所述线圈块、所述第一永磁体和所述第二永磁体露出的开口。

进一步的，当所述换能器设置在所述待测钢管内时，所述第一永磁体和所述第二永磁体将所述探头吸附在所述待测钢管上，所述第一永磁体、所述第二永磁体、所述导磁铁片和所述待测钢管共同形成环形磁回路，所述折叠线圈下方形成水平磁场。

进一步的，所述探头架的两端分别设有一组所述移动导向组件，所述移动导向组件包括设置在所述探头架上的销轴以及可转动的套设在所述销轴上的导向滚轮。