[发明专利]螺旋焊缝手动扫查器

说明书

技术领域

本发明是用于相控阵结合TOFD超声波检测在役钢质管道螺旋焊缝时在管道上行走的螺旋焊缝手动扫查器。涉及其它类不包括的设备的测试和管道系统技术领域。

背景技术

螺旋焊缝手动扫查器用于相控阵结合TOFD超声波检测在役钢质管道螺旋焊缝时在管道上进行行走的机械装置，将相控阵探头和TOFD探头分别安装在扫查器的探头架上，相控阵探头和TOFD探头的中心距离可调，探头能够紧压在金属表面，装卸自由。扫查器沿平行于焊缝方向自由行走进行探伤扫查，扫查器上安装编码器，用于记录扫查距离。螺旋焊接钢管在出厂前就会对螺旋焊缝进行无损探伤检查。国内早已设计了一种用于螺旋焊接钢管焊缝检测的自动化超声波探伤系统，就是用于对出厂前的钢管的螺旋焊缝进行无损探伤检查。其主要特点是检测设备固定，焊管旋转获得检测结果。但对于在役螺旋焊接钢管，主要是已运营多年的在役螺旋焊接钢管，由于种种原因螺旋焊缝可能会出现损伤或缺陷，故在管道大修时必须对螺旋焊缝进行无损探伤检查。到目前为止，还没有专门针对螺旋焊接钢管进行现场螺旋焊缝检测的扫查器。国外大多采用直缝管，所以也没有现场螺旋焊缝检测的扫查器。

发明内容

本发明的目的是发明一种相控阵结合TOFD超声波检测在役钢质管道螺旋焊缝时在管道上行走稳定、准确的螺旋焊缝手动扫查器。

扫查器用于使两探头入射点之间保持固定的距离，并始终对准。扫查器的附加作用是向超声探伤仪提供探头位置信息，以便能产生与位置有关的D扫描或B扫描图像.探头位置信息可由步进磁性编码器或光学编码器或电位差计提供。

TOFD法常用的X和Y向两种扫查方法。前者称为D扫描，后者称为B扫描。

D扫描是以焊缝轴线为中心，在焊缝两侧相向配置一对纵波斜探头，使其沿焊缝轴线方向同步作平行扫查(即X向扫查)。当焊缝存在内部缺陷时，根据缺陷上下端部产生的衍射波信号，即可测出缺陷并对缺陷进行定量(测深定高)测试。

B扫描是使两探头沿与焊缝轴线相垂直的方向扫查(Y向扫查)。对D扫描检出的缺陷，要确认其在焊缝横断面的位置，就要用B扫描来准确测出缺陷上下端部位置，根据上下端部偏离两探头间距中心线的情况测定缺陷倾斜程度，推断缺陷种类。

相控阵结合TOFD超声波检测要求两探头有严格的位姿，于是就对扫查器提出了严格的要求。

鉴此，本发明的技术方案如图1、图2、图3所示，它主要由扫查架1、探头架6、滚动轮机构和编码器机构组成，矩形扫查架1的四角安装有滚动轮机构，探头架6安装在扫查架1两边的探头架移动轨道4上，编码器机构安装在扫查架1外的一侧。

扫查架1主要由扫查架支臂22、探头架移动轨道4、锁紧手柄3组成，两只扫查架支臂22铰链连接，铰链轴一端有锁紧手柄3，如此两组铰链连接的扫查架支臂22构成扫查架1的两对边，另两对边为探头架移动轨道4，由两根探头架移动轨道4的端头与四个扫查架支臂22外端由螺母10和螺母11固连成矩形。

其中扫查架支臂22形状如图19、图20、图21所示，成“L”形的扫查架支臂22一端为有轴孔的“∏”形叉口，另一端有铰链孔及其周围的四个孔，根部有连接探头架移动轨道4的五个孔。探头架移动轨道4为有滑槽的矩形杆。

探头架6(见图12、图13)主要由探头架固定顶座15、探头架固定底座17、探头架滑轨16、探头架联结杆18、探头架压杆19、弹簧20、联接器21组成，由探头架滑轨16将探头架固定顶座15和探头架固定底座17连接，联接器21套于探头架滑轨16外，并有弹簧20将探头架固定顶座15与联接器21连接，探头架固定顶座15(见图15、图16)为“T”形件，在上横段两边各有一孔，其中一孔固定弹簧20用，竖段也有一孔。探头架固定底座17(见图17、图18)为倒“T”形件，其横段两边各有一缺口，竖段有二孔。探头架滑轨16形状如图14所示，为有滑槽的矩形杆。探头架固定底座17底部由探头架联结杆18连接探头架压杆19，在探头架压杆19上固定探头。

滚动轮机构为安装于扫查架1四角的四个磁性轮2，磁性轮2(见图5、图6图7、图8)为多个磁性轮片间隔非磁性轮片套于磁性轮芯12上，并磁性轮2的两外侧为磁性轮片，由2-3根磁性轮安装螺杆13将它们固连成磁性轮2，磁性轮芯12的两端各安装一滚动轴承14，轴穿过两滚动轴承14安装在扫查架1四角的扫查架支臂22的“∏”形叉口内。非磁性轮片由非导磁材料制作，如铜、铝等金属材料，或非金属的有机材料。