[实用新型]一种拉杆螺栓普通螺纹齿面裂纹超声检测装置

说明书

本实用新型公开了一种拉杆螺栓普通螺纹齿面裂纹超声检测装置，该装置包括超声波探伤仪、小角度横波聚焦探头和对比试块，检测时包括步骤：根据待检拉杆螺栓的材质和规格加工对比试块，并在对比试块上加工人工裂纹；在对比试块耦合面上均匀涂抹耦合剂，将小角度横波聚焦探头连接超声波探伤仪并置于耦合面上；移动探头使横波声束在螺纹齿面上发生反射产生变型纵波，利用变型纵波对相对位置的螺纹齿面待检测部位的人工裂纹进行检测；对待检拉杆螺栓进行超声检测，并判定该待检拉杆螺栓的检测部位有裂纹。本实用新型通过波型转换改变超声波入射方向，有利于螺纹齿面裂纹的有效覆盖，提高检测灵敏度，能有效检测出现有技术无法检测出的螺纹齿面小裂纹。

技术领域

本实用新型属于超声检测领域，具体涉及一种拉杆螺栓普通螺纹齿面裂纹超声检测装置。

背景技术

重型燃气轮机运行过程中的扭矩主要通过轮盘之间压紧面的摩擦力进行传递，拉杆螺栓是重型燃气轮机中将轴头和各级轮盘压紧成为一个整体的关键部件，拉杆螺栓必须有足够大的预紧力才能保证转子安全可靠的运行。同时，拉杆螺栓在运行过程中还需要承受热载荷和离心力的作用。拉杆螺栓的安全与否直接影响重型燃气轮机机组的安全运行。

常用的拉杆螺栓超声检测方法多采用纵波直探头、小角度纵波探头和横波斜探头。纵波直探头检测方法对于螺纹齿底的裂纹可以做到有效检测，但是对于未发展超出螺纹齿底的齿面裂纹无法进行检测；小角度纵波探头和横波斜探头一定程度上克服了纵波直探头无法检测齿面裂纹的缺点，但是对于尺寸较小的齿面裂纹往往无法进行有效检测。目前对于螺纹齿面小裂纹还没有一种有效的检测方法。

实用新型内容

本实用新型所要检测的技术问题是提供一种拉杆螺栓普通螺纹齿面裂纹超声检测装置，实现对拉杆螺栓齿面微小裂纹的有效检测，提前发现拉杆螺栓的薄弱环节，确保拉杆螺栓的安全。

本实用新型采用如下技术方案来实现的：

一种拉杆螺栓普通螺纹齿面裂纹超声检测装置，包括超声波探伤仪、小角度横波聚焦探头和对比试块；其中，

小角度横波聚焦探头包括探头外壳、背衬、压电晶片、声阻抗匹配层和探头接插件；其中，探头外壳具有一端开口的中空腔体，用于封装探头内部器件，是探头的骨架；声阻抗匹配层设置在探头外壳的开口端，背衬设置在探头外壳内，并与声阻抗匹配层贴合，压电晶片镶嵌在声阻抗匹配层与背衬之间；声阻抗匹配层使得压电晶片与耦合面形成夹角，保证压电晶片发射的超声波倾斜入射到声阻抗匹配层与被检工件的界面，在工件内形成预定角度的声束；压电晶片与背衬贴合，用于将电能转换为声能，通过压电晶片振动发射超声波，当超声波作用到压电晶片上时，将压电晶片受迫振动产生的形变转换为相应的电信号；背衬用于吸收压电晶片向后发出的超声波，减小超声脉冲宽度，提高纵向分辨力；探头接插件设置在探头外壳相对于开口端的一端外侧，且压电晶片的电极面通过导线连接至探头接插件，在工作过程中通以高频脉冲电流；

对比试块包括连接在一起且一体化成型的螺纹段和光杆段；其中，螺纹段的螺牙上开设有人工裂纹，螺纹段端面、光杆段端面以及光杆段圆周面均为超声探头的耦合面；

检测时，超声波探伤仪通过探头连接线与小角度横波聚焦探头的探头接插件连接，小角度横波聚焦探头的声阻抗匹配层通过耦合剂与对比试块的耦合面耦合。

本实用新型进一步的改进在于，小角度横波聚焦探头发射的超声波型为横波，通过在拉杆螺栓螺纹齿面反射产生变型纵波，通过反射的变型纵波对拉杆螺栓螺纹齿面裂纹进行检测。

本实用新型进一步的改进在于，小角度横波聚焦探头横波的折射角度范围为1°～3°。

本实用新型进一步的改进在于，小角度横波聚焦探头聚焦焦点直径小于螺纹齿间距，聚焦深度与待检测部位的深度一致。

本实用新型进一步的改进在于，小角度横波聚焦探头为接触式聚焦探头，耦合面在拉杆螺栓螺纹段的端面上。