[发明专利]一种钢管内壁腐蚀检测探头及钢管内壁腐蚀检测方法

说明书

本发明提供钢管内壁腐蚀检测探头，探头内设置有多个向心排布的晶片。与现有技术相比，本发明提供的探头极大的减少了钢管内壁腐蚀检测过程中探头移动的次数，并且检测不同规格的钢管时仅需更换制作成本低廉的楔块，而不需要更换整个探头，具有测量效率高的特点、测量成本低的特点，可广泛应用于钢管内壁腐蚀等测量领域中。

技术领域

本发明涉及一种金属管内壁腐蚀检测探头及金属管内壁腐蚀检测方法，具体而言是一种钢管内壁腐蚀检测探头及钢管内壁腐蚀检测方法。

背景技术

超声波是一种频率高于20000赫兹的声波，它的方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，由于其处理方便，并有良好的指向性，因此经常用于测量各种板材、管材壁厚、锅炉容器壁厚及其局部腐蚀、锈蚀的情况，对设备安全运行及现代化管理起着主要的作用。超声波测厚是根据超声波脉冲反射原理来进行厚度测量的，当探头发射的超声波脉冲通过被测物体到达材料分界面时，脉冲被反射回探头通过精确测量超声波在材料中传播的时间来确定被测材料的厚度。利用超声波进行钢管测厚从而检测内壁腐蚀程度是一种常见的测量工艺，由于钢管在使用过程中容易腐蚀减薄，因而定期测量钢管壁厚是一种必要的安全生产管理措施。传统的钢管腐蚀检测采用的是单晶片探头发散超声声束进行厚度测量，其缺点在于探头每接触被测一次仅能测量单点位置的厚度，测量工件其他点时需要不断移动探头，这样一来整个测量过程中的移动次数增加，测量效率低且容易出现漏检的情形。因而，如何实现单次对钢管的多个测量点进行厚度测量，减少腐蚀检测过程中探头的移动次数，从而提高检测效率是亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种采用多个向心排布的晶片进行钢管内壁厚度测量从而检测腐蚀程度的检测探头及腐蚀检测方法，具体发明内容如下：

一种钢管内壁腐蚀检测探头，探头内设置有多个向心排布的晶片。通过在探头内设置多个晶片可实现一次性对钢管的多个被测点进行厚度测量从而检测钢管的腐蚀程度，减少了探头在被测钢管外壁的移动次数，提高了测量效率。优选地，晶片可呈单行排布或者多行排布。更优选地，为了实现晶片具备发射超声波和接收回波的双重功能，晶片可选用压电晶片，较佳地，可选用矩形晶片，矩形晶片的长度范围可为5mm至15mm，此时相邻晶片的中心距离范围可优选为0.5mm至1.5mm。此外，为了满足不同厚度的钢管壁的测量，本发明所提供的探头可选用频率为1MHz至15MHz压电晶片。

优选地，晶片设置在一探头壳体内。进一步优选地，探头壳体设有一呈圆柱面状的发射面，多个向心设置的晶片沿该发射面排布。此时晶片发射的超声波可通过该发射面进入被测钢管壁。更进一步优选地，多个晶片沿发射面呈单行或者多行排布。较佳地，该发射面的宽度尺寸应不小于晶片的长度尺寸。此外，考虑到钢管的外壁形状特征，该发射面的弧度应当大于0度但不大于180度。

为了防止探头的晶片在测量过程中被粗糙的钢管外壁磨损，还包括一与探头壳体内表面契合的楔块，当所述探头测量时，所述楔块位于探头壳体和被测钢管外壁之间。其中，与探头壳体耦合的面为连接面，与被测钢管外壁耦合的面为测量面。优选地，连接面与探头壳体的发射面贴合，测量面与被测钢管部分外壁贴合。更优选地，为了使楔块与探头配套使用，各晶片发射的超声波依次通过发射面、连接面和测量面。较佳地，为了更好的配合钢管的外壁形状，可将测量面设置成一圆柱面。此时，楔块的连接面与测量面的宽度和弧度均分别不小于发射面的宽度和弧度。

进一步优选地，为了使楔块与探头配合得更好，连接面与测量面共一对称轴设置。值得一提的是，为了使超声波通过楔块后以0度入射角入射钢管，换言之，为了使超声波在钢管壁内通过的路径刚好为钢管的壁厚，可将测量面半径设置成小于连接面半径，并进一步将连接面与测量面同轴设置，此时，超声波在楔块内的通过路径与连接面、测量面的半径方向重合。此外，楔块采用有机玻璃制作。