[发明专利]基于残余应力仪的大径管道焊缝检测装置及其检测方法

说明书

本发明为一种基于残余应力仪的大径管道焊缝检测装置及其检测方法，该装置包括残余应力测试探头、电源单元和数据采集单元，还包括探头多维运动结构，探头多维运动结构包括探头轴向移动结构、探头升降结构和探头旋转结构，残余应力测试探头连接于探头旋转结构上，探头旋转结构铰接于探头升降结构上，探头升降结构能升降地连接于探头轴向移动结构上；探头多维运动结构支撑设置于检测支撑结构上，检测支撑结构能支撑于管道上且能通过绑带能拆卸地与管道连接。本发明通过检测支撑结构和探头多维运动结构实现残余应力测试探头的有效支撑，避免探头晃动，结构简单，操作简单，简化人工操作流程，提高检测效率。

技术领域

本发明涉及焊缝检测技术领域，尤其涉及一种基于残余应力仪的大径管道焊缝检测装置及其检测方法。

背景技术

残余应力直接影响金属制品的疲劳强度、抗应力、腐蚀能力、尺寸稳定性和使用寿命，因此在工业和军事等部门受到普遍重视。X射线是表面残余应力测定技术中为数不多的无损检测法之一，是根据材料或制品晶面间距的变化测定应力的，至今仍然是研究得较为广泛、深入、成熟的残余应力分析和检测方法之一，被广泛的应用于科学研究和工业生产的各领域。

目前基于全二维探测器分析方法的新一代残余应力分析仪不仅精度更高，而且不再需要测角仪、不再需要多个入射角才能完成测量、不再需要冷水机、不再需要外接供电电源，因此将极大改善了复杂形状部件检测、狭窄空间检测、野外工程现场检测、大面积部件检测等测量的难度，具有更广泛的应用。在实验室内，基于全二维探测器分析方法的便携式X射线残余应力分析仪可以用来检测焊接处疲劳等应力问题。

现有的便携X射线残余应力分析仪在现场实际生产测试过程中，对现场试验环境要求十分严苛。当测量位于较高位置的大管径管道焊缝的残余应力时，需要在该管道被测焊缝附近搭设脚手架或固定平台，再将三脚架放置在平台上来支撑探头摇臂与测试探头进行测量，同时探头摇臂还需要配重水袋配合以保持平衡，该种方法存在以下弊端：1)脚手架或固定平台搭设复杂，若管道需测量多条相距较远焊缝的残余应力时，需搭设多个脚手架或固定平台搭设复杂，工作量巨大；

2)脚手架或固定平台的稳定性受现场工况震动影响较大，探头摇臂晃动严重影响测量精度；3)在测量环焊缝整体残余应力分布时，传统方法在测量管道环焊缝下半部分时测量受限，无法完整测量环焊缝残余应力分布，并且无法保证各个测量点在同一直线上，测量焊缝整体残余应力分布准确度不高；4)由于被测管道焊缝材质不同，残余应力分析仪探头需调节不同X射线入射角，传统方法需要应用电子量角器分别在横向和纵向对试样和探头多次进行角度测量，该种方法精确不足，存在较大误差。而对于大径管道所在位置狭小空间局促的管道焊缝则无法进行测量，极度限制残余应力分析仪在实际工程中的广泛应用。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种基于残余应力仪的大径管道焊缝检测装置及其检测方法，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于残余应力仪的大径管道焊缝检测装置及其检测方法，克服现有技术中存在的问题，本发明通过检测支撑结构和探头多维运动结构实现残余应力测试探头的有效支撑，避免探头晃动，结构简单，操作简单，简化人工操作流程，提高检测效率。

本发明的目的是这样实现的，一种基于残余应力仪的大径管道焊缝检测装置，包括残余应力测试探头、电源单元和数据采集单元，还包括探头多维运动结构，所述探头多维运动结构包括探头轴向移动结构、探头升降结构和探头旋转结构，所述残余应力测试探头连接于所述探头旋转结构上，所述探头旋转结构铰接于所述探头升降结构上，所述探头升降结构能升降地连接于探头轴向移动结构上；所述探头多维运动结构支撑设置于检测支撑结构上，所述检测支撑结构能支撑于管道上且能通过绑带能拆卸地与管道连接。