[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

说明书

本发明公开了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，检测装置包括相控阵探头支架、柔性楔块和相控阵探头，相控阵探头支架的底面设有轴向凹槽，相控阵探头支架的底面中间位置设有横向凹槽，相控阵探头支架的中部设有空腔，柔性楔块镶固在空腔内，相控阵探头置于柔性楔块上表面并与相控阵探头支架固定连接，相控阵探头支架的左右两端分别设有一个固定连接件。检测方法包括：仪器组装连接、防磨钉调节、仪器设置、灵敏度设置、编码器校准、扫查装置固定、数据采集和数据评定。采用本检测装置和检测方法能够实现小口径管异种钢对接焊缝层间未熔合缺陷的检测，从而保证锅炉受热面异种钢对接焊缝产品质量。

技术领域

本发明涉及无损检测技术领域，尤其是涉及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。

背景技术

电站锅炉受热面部件中高温再热器和高温过热器产品中存在大量小口径管（直径通常小于等于100mm）异种钢对接焊缝，焊缝焊接好后需要按照检测标准要求采用射线椭圆成像或垂直成像检测，由于受到射线透照角度的影响，会使焊缝中层间未熔合缺陷大致与射线透照方向垂直，导致其难以在胶片上形成黑度差，从而使得射线检测无法检测出焊缝层间未熔合缺陷。

另外，由于小口径管异种钢对接焊缝组织为奥氏体，从而使得采用超声波检测也变得非常困难，甚至无法检测，其困难主要体现在：

1.晶粒粗大、各向异性、异质界面和声束衰减，使得检测过程信噪比严重下降，声束扭曲、产生虚假信号，导致超声波检测困难，甚至无法检测；

2.焊接时采用热丝TIG焊，多道焊接成型，焊缝有余高，扫查过程无法通过焊缝余高；

3.对接管道直径小，壁厚大，导致耦合困难；

4.坡口型式采用窄间隙U型坡口且在管内壁焊缝母材边缘机加Do，从而增加了超声波检测信号识别难度；

由此可知，不管是射线检测还是超声波检测都不能满足小口径管异种钢对接焊缝层间未熔合缺陷检测的需要，从而导致产品焊缝质量得不到保证。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供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，采用本检测装置和检测方法后，实现了对小口径管异种钢对接焊缝层间未熔合缺陷的检测，克服了射线检测和超声波检测无法对该类缺陷进行检测的难题，保证了锅炉受热面异种钢对接焊缝产品质量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：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，包括相控阵探头支架、柔性楔块和与相控阵检测设备相连的相控阵探头，所述相控阵探头支架的形状为长方体形，相控阵探头支架的底面设有沿着其轴向布置的形状为弧形的轴向凹槽，所述轴向凹槽的弧形大小与对接管道的外径相同；相控阵探头支架的底面中间位置设有沿着其横向布置的横向凹槽；相控阵探头支架的中部设有一个贯穿相控阵探头支架的空腔；所述柔性楔块的形状与相控阵探头支架的空腔形状一致，柔性楔块镶固在相控阵探头支架的空腔内，柔性楔块底面设有与相控阵探头支架中部底面所缺失的弧形凹槽相对应的楔块凹槽；所述的相控阵探头置于柔性楔块上表面与所述横向凹槽相对应的位置处并与相控阵探头支架固定连接；相控阵探头支架的左右两端分别设有一个用于将相控阵探头支架相对固定在对接管道上的固定连接件。

进一步的，所述相控阵探头支架的底面四角处均设有一个防磨钉。

进一步的，所述的固定连接件为柔性橡皮筋或具有一定刚性和弯曲能力的固定连接件，固定连接件的两端部通过设在相控阵探头支架端部两侧的螺纹孔和与所述螺纹孔大小相匹配的螺栓固定在相控阵探头支架的端部，固定连接件两端部之间的部分则缠绕在对接管道上，以将相控阵探头支架相对固定在对接管道上。