[实用新型]一种用于插入式管座角焊缝检测的柔性相控阵探头

说明书

本实用新型涉及一种用于插入式管座角焊缝检测的柔性相控阵探头，包括探头成型夹具(1)；安装于探头成型夹具(1)上的相控阵探头(2)；所述探头成型夹具(1)呈弯曲状，且弯曲形成的曲面与插入式管座的管子(4)曲面同心圆设置；所述相控阵探头(2)沿探头成型夹具(1)的曲面并列排布，形成凸阵探头。相对于现有技术，本实用新型提供的相控阵探头检测结构可靠，且结构简单。

技术领域

本实用新型涉及特种设备检测领域，尤其涉及一种用于插入式管座角焊缝检测的柔性相控阵探头。

背景技术

承压设备的插入式管座由于与管子的厚度差较大，在焊接过程中时常因为角焊缝冷却过快或坡口形势复杂而造成裂纹、气孔、未焊透、未熔合等缺陷，这些缺陷对整台设备的安全性而言具有重大威胁。为了确保安全性，工业运用过程中需对插入式管座角焊缝进行无损检测。

现有的插入式管座角焊缝无损检测主要有射线检测、超声检测、磁粉检测、渗透检测等。但磁粉检测和渗透检测无法探测出焊缝内部缺陷；射线检测对于裂纹、未熔合等缺陷不敏感，且检测可靠性受角焊缝结构影响大，同时伴随辐射危害；超声检测相对前述几种检测方法而言，检测结果相对精准，但常规的超声检测技术受壁厚和曲率影响大，特别是在探头伸入接管内壁进行纵波扫查时，因为反射点曲率变化造成缺陷定位困难。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种结构简单，检测结果可靠但受壁厚和曲率影响小的用于插入式管座角焊缝检测的柔性相控阵探头。该种探头能有效克服常规超声检测以及其他无损检测存在的不足，能适用于多曲率变化的插入式管座角焊缝检测，检测结果精确度高。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种用于插入式管座角焊缝检测的柔性相控阵探头，包括，

探头成型夹具；

安装于探头成型夹具上的相控阵探头；

其特征在于：

所述探头成型夹具呈弯曲状，且弯曲形成的曲面与插入式管座的管子曲面同心圆设置；

所述相控阵探头沿探头成型夹具的曲面并列排布，形成凸阵探头。

进一步的，所述探头成型夹具外周设有盛满水的水套，所述凸阵探头位于水套内。设计该水套一方面能有效防护探头的磨损，另一方面能利用水的折射，扩大凸阵探头检测的范围，减少检测盲区。

进一步的，所述水套厚度L为：

其中，其中，T₁为管子厚度，T₂为焊缝厚度，υ₁为水中声速，υ₂为管中声速。

进一步的，所述探头成型夹具的曲率半径η为：

η＝(D-(T₁+L+M)×2)/2，其中，D为所述管子的外径，M为所述柔性相控阵探头的厚度。

进一步的，所述凸阵探头内含n个线阵阵元，每个阵元长度为E，所述n个阵元形成的孔径长度为A，所述凸阵探头形成的有效面积为A×E，探头成型夹具为塑料材质。

进一步的，相邻阵元的中心距P为0.8mm，相邻阵元间相隔局里g为0.1mm，所述孔径长度A取值51.2mm，每个阵元长度E取值10mm。

进一步的，所述柔性相控阵探头采用柔性压电复合材料、柔性电路板及柔性环氧树脂制作而成。

进一步的，所述凸阵探头的曲率半径最小为25mm。