[发明专利]水浸横波法检测异型管件损伤的装置及其损伤检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超声波检测装置及方法，更特别地说，是指一种采用水浸横波法对小口径薄壁、且具有内凸和内凹的异型管件进行损伤检测装置，以及对异型管件的损伤检测方法。

背景技术

管状材料在实际工业生产中被广泛应用，比如，无缝钢管、石油运输管道、舰用U型钢管等，经过一定时间的运行后，可能会出现腐蚀和疲劳裂纹等缺陷，这将影响其预定功能的实现。而无损检测技术是在不破坏结构构件的情况下，直接在结构物上进行测试或在其内部钻取芯样进行测试，检测结构物的内部质量、推定结构物的强度及质量缺陷，用无损检测诊断技术提前或及时检测出失效部位和原因，并采取有效措施，就可以避免事故的发生。

异型管件也越来越广泛地应用于现代工业生产中，包括能源、化工、航空航天、军工等行业部门。为了保证产品质量，要求在使用前或者在役时对其进行检测保证其质量，要求定量检测出各种尺寸管状材料内壁表面裂纹、腐蚀等缺陷，且其测量精度和分辨率都要求很高。例如飞机中的紧固件记忆合金管接头、锅炉弯管，如果不能及时发现问题，则其在役阶段可能造成灾难性的事故。但现行检测标准中只有常规形状管材的检测，这就需要对异型管状的无损检测方法展开研究。通过选择合适的检测手段检测缺陷，同时找到其产生缺陷的原因，从而提高其使用性能。

发明内容

本发明的目的是提出一种水浸横波法检测异型管件损伤的检测方法，采用水浸横波法，在水箱中使用点距焦探头对具有内凸和内凹的异型管件进行检测。通过信号分析辨别，对不同深度的人工缺陷和异型台阶区域进行区分比较，信号强度随缺陷深度减小而减小，距离台阶最近为1mm处的人工缺陷能够与台阶信号明显区分，可以根据异型管件壁厚变化情况调整超声探伤仪输出的衰减或增益，得到最佳信号。

本发明的一种水浸横波法检测异型管件损伤的检测方法，先由超声探伤仪(2)发出超声波脉冲信号f₀给点聚焦探头(11)；点聚焦探头(11)输出超声波束f₁经去离子水(3)传播至异型管件(4)上，超声波束f₁中的一部分在异型管件(4)的表面被反射，另一部分发生波型转换折射入异型管件(4)内部；所述的表面被反射的超声波束作为界面反射波束S₁回到点聚焦探头(11)中，点聚焦探头(11)对接收的界面反射波束S₁进行声电转换后输出界面回波脉冲信号S₂给超声探伤仪(2)，在超声探伤仪(2)的显示视窗能够观察到一个界面波型；所述的折射入管内的超声波束在传播到凸部边界和损伤部位时会反射出异常回波波束F₁给点聚焦探头(11)，点聚焦探头(11)对接收的异常回波波束F₁进行声电转换后输出异常回波脉冲信号F₂给超声探伤仪(2)，在超声探伤仪(2)的显示视窗能够观察到继界面波型后相隔一个时间差Δt的异常信号波型；采用信号分贝差，对界面波型与异常信号波型进行分析获得损伤部位的位置，以及损伤部位的当量尺寸。

本发明水浸横波法检测异型管件损伤的检测方法的优点：(1)适用于普通管件及异型管件，具有良好的通用性。(2)检测所涉及部件结构合理，成本较低，适用于实际工业检测。(3)检测精度高，能够根据实际检测需求调整各部件，通过各部件能够准确得到所需参数。(4)对于异型管件，能够建立一套独立的检测体系和缺陷评价体系。

附图说明

图1是本发明损伤检测装置的结构示意图。

图2是本发明超声波的传播处理结构框图。

图3是本发明超声波在异型管件上的传播示意图。

图4是在超声探伤仪的显示视窗中观察到的界面回波脉冲信号与异常回波脉冲信号的波形示意图。

图中：1.探头运动组件   11.点聚焦探头   12.底架    13.探头升降调节件14.探头入射角调节件      15.支撑件       16.转轴    2.超声探伤仪21.导线  3.去离子水      4.异型管件      4a.A凸台   4b.凹槽4c.B凸台 41.凸部边界     42.损伤部位5.水箱   51.前导轨       52.后导轨       5A.右板面  5B.左板面

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明。