[发明专利]一种用于小口径管异种钢对接焊缝层间未熔合缺陷的检测装置和检测方法

权利要求书

1.一种检测小口径管异种钢对接焊缝层间未熔合缺陷的方法，采用检测装置检测未熔合缺陷，所述的检测装置包括相控阵探头支架（1）、柔性楔块（2）和与相控阵检测设备（3）相连的相控阵探头（4），所述相控阵探头支架（1）的形状为长方体形，相控阵探头支架（1）的底面设有沿着其轴向布置的形状为弧形的轴向凹槽（5），所述轴向凹槽（5）的弧形大小与对接管道（6）的外径相同；相控阵探头支架（1）的底面中间位置设有沿着其横向布置的横向凹槽（7）；相控阵探头支架（1）的中部设有一个贯穿相控阵探头支架的空腔（8）；所述柔性楔块（2）的形状与相控阵探头支架（1）的空腔（8）形状一致，柔性楔块（2）镶固在相控阵探头支架（1）的空腔（8）内，柔性楔块（2）底面设有与相控阵探头支架（1）中部底面所缺失的弧形凹槽相对应的楔块凹槽；所述的相控阵探头（4）置于柔性楔块（2）上表面与所述横向凹槽（7）相对应的位置处，并与相控阵探头支架（1）固定连接；相控阵探头支架（1）的左右两端分别设有一个用于将相控阵探头支架（1）相对固定在对接管道（6）上的固定连接件（9），相控阵探头支架（1）的底面四角处均设有一个防磨钉（10）；

其特征在于：所述方法包括以下步骤：

1）仪器组装连接：将相控阵探头（4）、柔性楔块（2）、编码器和相控阵探头支架（1）组装为一体，并使相控阵探头（4）连接到相控阵检测设备（3）上；

2）防磨钉调节：根据对接管道直径和焊缝余高，将防磨钉（10）长度调节至合适长度，以便后续使横向凹槽（7）与焊缝余高耦合良好；

3）仪器设置：根据对接管道直径、壁厚和固定波信号，超声波检测波形选用纵波，折射角度分别为-10°到-2°，0°，2°到10°，聚焦深度为1/4-1对接管道壁厚，调节显示延时和范围，仪器界面同时显示A,B,D扫描视图；

4）灵敏度设置：利用对比试块调节反射波幅达到80%±5%，再提高6dB作为扫查灵敏度；

5）编码器校准：将编码器沿着被检母材外径转动一圈，编码器误差小于1%；

6）扫查装置固定：将组装好的相控阵探头支架（1）通过其左右两端的固定连接件（9）相对固定在对接管道（6）上，相控阵探头支架（1）的轴向与对接管道（6）轴向一致，且使相控阵探头（4）正好位于对接管道（6）焊缝（13）的正上方，并使相控阵探头支架（1）底面的横向凹槽（7）与对接管道（6）的焊缝余高耦合良好；

7）数据采集：在相控阵检测设备（3）上点击开始检测，并转动相控阵探头支架（1），使相控阵探头（4）沿着焊缝余高作周向运动时进行数据采集，相控阵探头（4）转动一圈后数据采集结束并保存；

8）数据评定：调取采集数据并进行数据融合和联动处理后，通过A扫描视图测量层间未熔合缺陷的当量幅度和深度，通过B扫描视图测量层间未熔合缺陷的起始位置、深度和长度，通过D扫描视图动态观察层间未熔合缺陷在焊缝中的位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的固定连接件（9）具有一定刚性和弯曲能力，固定连接件（9）的两端部通过设在相控阵探头支架（1）端部两侧的螺纹孔（11）和与所述螺纹孔（11）大小相匹配的螺栓固定在相控阵探头支架（1）的端部，固定连接件（9）两端部之间的部分则缠绕在对接管道（6）上，以将相控阵探头支架（1）相对固定在对接管道（6）上。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的固定连接件（9）为柔性橡皮筋。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述相控阵探头支架（1）的顶面中间位置设有两条同轴且沿着相控阵探头支架（1）横向布置的支架凹槽（12），所述柔性楔块（2）与两支架凹槽（12）相对应的位置处分别设有一块凸块，两凸块分别卡在两支架凹槽（12）内，以将柔性楔块（2）卡在相控阵探头支架（1）的空腔（8）内；两支架凹槽（12）的底面上分别设有一个螺纹孔（11），相控阵探头（4）通过与所述螺纹孔（11）大小相匹配的螺栓以及凸块上与螺纹孔（11）对应设置的通孔固定在相控阵探头支架（1）上。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述空腔（8）为矩形空腔，所述柔性楔块（2）为矩形楔块，所述横向凹槽（7）为弧形凹槽，所述支架凹槽（12）为矩形凹槽，所述凸块为矩形凸块。