[发明专利]一种厚壁管道焊缝缺陷的在线检测装置及方法

说明书

本发明提出一种厚壁管道焊缝缺陷的在线检测装置及方法，其中装置包括运动导轨，其用于装配在待焊接的管道上，在运动导轨上设有焊接小车，焊接小车能沿着运动导轨运动以实现绕着待焊接管道做周向运动，在焊接小车上装配有焊接装置，在焊接小车上还装配有轴向导轨，在轴向导轨上装配有径向导轨，轴向导轨能带动径向导轨沿着待焊接管道的轴向运动，在径向导轨上装配有相控阵超声检测装置，径向导轨能带动相控阵超声检测装置沿着待焊接管道的径向运动，相控阵超声检测装置用于检测焊缝缺陷，相控阵超声检测装置还与计算机相连接。上述厚壁管道焊缝缺陷的在线检测装置及方法能增加检测的自动化程度，实现焊接工作与焊缝缺陷检测工作的同步进行。

技术领域

本发明涉及厚壁管道焊缝超声无损探伤技术领域，尤其涉及一种厚壁管道焊缝缺陷的在线检测装置及方法。

背景技术

大口径厚壁管道(厚壁是指管道的壁厚大于等于20mm)作为能源运输行业、核电行业的关键用材，备受关注。各种先进的连接方法被用于厚壁管道的连接，然而在厚壁管道的焊接过程中，往往出现坡口装配存在误差等问题，通过人工检测往往浪费大量的时间；并且焊接机构相对于坡口中心也会出现偏离的现象，即焊接对中问题；以及焊接过程中出现的侧壁未熔合、层间未熔合，以及气孔、裂纹等缺陷，严重的影响着管道的综合性能，不仅会增加成本，也给厚壁管道的应用带来了巨大的安全隐患。

针对目前厚壁管道焊缝缺陷的检测方法大多是人工的、焊后的，这很大程度上增加了劳动成本、生产周期、漏检等情况，限制了管道焊接效率和成形质量提升。针对厚壁管道的常规超声波检测设备存在稳定性差、探伤灵敏度低、信噪比低、以及漏检的情况。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本申请提出了一种厚壁管道焊缝缺陷的在线检测装置及方法，以便增加检测的自动化程度，并能实现焊接工作与焊缝缺陷检测工作的同步进行，进而自动地实现焊缝缺陷的实时在线检测。

为了实现上述目的，本申请一方面提出了一种厚壁管道焊缝缺陷的在线检测装置，包括运动导轨，所述运动导轨用于装配在待焊接的管道上，在所述运动导轨上设有焊接小车，所述焊接小车能够沿着所述运动导轨运动以实现绕着所述待焊接管道做周向运动，在所述焊接小车上装配有焊接装置，在所述焊接小车上还装配有轴向导轨，在所述轴向导轨上装配有径向导轨，所述轴向导轨能够带动所述径向导轨沿着待焊接管道的轴向运动，在所述径向导轨上装配有相控阵超声检测装置，所述径向导轨能够带动所述相控阵超声检测装置沿着待焊接管道的径向运动，所述相控阵超声检测装置用于检测焊缝缺陷，所述相控阵超声检测装置还与计算机相连接。

在一些实施例中，所述相控阵超声检测装置包括第一保护外壳和第二保护外壳，在所述第一保护外壳和第二保护外壳上均设有冷却液入口和冷却液出口，所述冷却液入口和冷却液出口连接冷却循环系统；第一相控阵超声探头装配在第一楔形块上，所述第一楔形块与所述第一保护外壳可拆卸的连接，当二者连接在一起时，所述第一楔形块连同第一相控阵超声探头装配在所述第一保护外壳内，并且所述第一楔形块的局部露在外面以便与待焊接管道的外壁紧密贴合；第二相控阵超声探头装配在第二楔形块上，所述第二楔形块与所述第二保护外壳可拆卸的连接，当二者连接在一起时，所述第二楔形块连同第二相控阵超声探头装配在所述第二保护外壳内，并且所述第二楔形块的局部露在外面以便与待焊接管道的外壁紧密贴合；在所述第一保护外壳上设有第一圆柱筒，在所述第二保护外壳的对应位置处设有第二圆柱筒，两圆柱筒滑动配合装配在一起，处于外部的圆柱筒上设有两个具有导向作用的通孔，处于外部的圆柱筒上还设有第一导轮，处于内部的圆柱筒上分别设有第二导轮和滑块，所述第二导轮穿过其中一个通孔并且能够在所述通孔内沿着待焊接管道做轴向移动，所述第一导轮和第二导轮在检测焊缝缺陷时处于待焊接的两个管道的坡口内部，所述滑块处在另一个通孔中并且能够在所述通孔内沿着待焊接管道做轴向滑动；在处于内部的圆柱筒内设有定位弹簧，所述定位弹簧的两端分别与所述第一保护外壳和第二保护外壳的外壁相接触。