[发明专利]一种无缝钢管多通道非接触自动超声检测系统及方法

权利要求书

1.一种无缝钢管多通道非接触自动超声检测系统，其特征在于：包括承载平台(1)、对比试块(2)、升降装置(3)、检测机构(4)、动力单元(5)；

所述对比试块(2)包括管体以及开设在管体上的人工缺陷；

所述人工缺陷包括纵向缺陷、横向缺陷以及分层缺陷；

所述纵向缺陷为沿管体轴向设置在管体外表面以及管体内表面的矩形槽；

所述横向缺陷为沿管体径向设置在管体外表面以及管体内表面的矩形槽；

所述矩形槽的深度为管体壁厚的5％或8％或10％或12.5％；

所述分层缺陷为开设在管体内壁上的平底孔，所述平底孔的深度为管体壁厚的1/4或1/2或3/4；

所述升降装置(3)包括固定架(31)、设置在固定架(31)上的第一升降单元(32)、第二升降单元(33)、第三升降单元(34)；

所述检测机构(4)包括沿管体轴线依次布置的纵向缺陷检测单元(41)、横向缺陷检测单元(42)、分层缺陷检测单元(43)；

所述纵向缺陷检测单元(41)通过第一升降单元(32)连接在固定架(31)上，所述横向缺陷检测单元(42)通过第二升降单元(33)连接在固定架(31)上，所述分层缺陷检测单元(43)通过第三升降单元(34)连接在固定架(31)上；

所述升降装置(3)用于将检测单元靠近或者远离被测无缝钢管管体外壁；

定义管体端面为X轴、Y轴方向所在平面，管体中心轴线为Z轴方向；

所述分层缺陷检测单元(43)包括沿管体Z轴方向设置的阵列探头，且该阵列探头位于Y轴上；

所述纵向缺陷检测单元(41)包括沿管体Z轴方向设置的两组阵列探头，两组阵列探头分别位于Y轴的两侧；

设纵向缺陷检测单元(41)的阵列探头到Y轴的垂直距离X₁为偏心距离，沿Y轴到管体外壁的距离Y₁为水层厚度，则纵向缺陷检测单元(41)的所有探头需满足以下条件：

0.251R≤X₁≤0.458r；

式中：R-钢管外经；

r-钢管内径；

F-探头的焦距；

所述横向缺陷检测单元(42)包括沿管体Z轴方向设置的两组阵列探头，两组阵列探头分别位于Y轴的两侧；

所述动力单元(5)用于驱动管体螺旋转动；

或者，所述动力单元(5)用于驱动检测机构(4)沿管体轴线方向运动，同时管体原地转动。

2.根据权利要求1所述无缝钢管多通道非接触自动超声检测系统，其特征在于：所述人工缺陷还包括灵敏度缺陷；

所述灵敏度缺陷为开设在管体上的竖通孔。

3.根据权利要求2所述无缝钢管多通道非接触自动超声检测系统，其特征在于：所述分层缺陷检测单元(43)的阵列探头为沿管体Z轴方向设置的8个探头；

所述纵向缺陷检测单元(41)的阵列探头为沿管体Z轴方向设置的8个探头；

所述横向缺陷检测单元(42)的阵列探头为沿管体Z轴方向设置的8个探头。

4.根据权利要求1至3任一所述无缝钢管多通道非接触自动超声检测系统，其特征在于：

所述管体材料的透声性、声速、声衰减与待检无缝钢管相同；管体的材质均匀、无杂质、无影响使用的自身缺陷，管体的厚度及表面粗糙度与待检无缝钢管相同。

5.根据权利要求4所述无缝钢管多通道非接触自动超声检测系统，其特征在于：

所述纵向缺陷和横向缺陷的矩形槽均为4个，管体外表面和管体内表面均设2个，矩形槽宽度为1mm，矩形槽的长度为电磁超声检测探头宽度的1.5倍。

6.根据权利要求5所述无缝钢管多通道非接触自动超声检测系统，其特征在于：所述竖通孔的直径为Φ1.6mm；

所述平底孔的直径为Φ6.0mm。