[发明专利]一种厚壁承压设备的插入式角焊缝的检测装置和检测方法

说明书

本发明公开了一种厚壁承压设备插入式管座角焊缝的检测方法和检测装置，适用于承压设备的无损检测技术领域。检测装置包括发射相控阵阵列探头、接收相控阵阵列探头、楔块组、超声检测仪和手动扫查架。基于此检测装置的检测方法可检测管座角焊缝的各类型缺陷，特别是横向裂纹等面积型缺陷。插入式管座角焊缝的检测方法，将检测装置置于接管内进行周向扫查，发射和接收双相控阵探头通过一发一收超声信号减小检测盲区，通过电子扫描技术提高信噪比，通过TOFD技术解决横向裂纹的检测难题。

【技术领域】

本发明涉及承压设备无损检测的技术领域，特别涉及一种厚壁承压设备的插入式角焊缝的检测装置和检测方法。

【背景技术】

电站锅炉等重要厚壁承压设备筒体和接管通常采用插入式结构，该插入式结构承受着焊接应力、结构应力、剪切力和高温波动产生的热应力，一旦产生缺陷就可能导致设备失效。

该插入式结构通常采用超声检测探测缺陷，常规超声检测技术一般采用以下方法之一或其组合进行检测，方法包括：采用直探头在接管内壁进行探测；采用斜探头在容器筒体外壁利用一、二次波进行探测；采用斜探头在接管内壁利用一次波探测。但常规超声检测技术存在干扰波和缺陷波难以区分，缺陷信号识别难度大，反射点的曲率变化导致缺陷定位比较困难和部分焊缝漏检等问题。超声相控阵检测能够控制声束的聚焦和偏转实现检测结果的多维显示，根据插入式管座角焊缝结构形式，选择以下其中一种或几种方式组合实施检测，方法如下：在接管内壁采用线扫描；在容器外壁或内壁采用扇扫描；在容器内壁采用扇扫描。但上述超声相控阵检测方法对焊缝横向裂纹检测可靠性较低。在相关标准和教材中，对焊缝横向裂纹的超声相控阵检测通常采用沿焊缝的斜平行扫查或焊缝余高磨平后的平行扫查。然而，针对厚壁承压设备插入式管座角焊缝的横向裂纹，超声相控阵检测存在以下难题：1)壁厚较厚，而通常接管的直径较小，沿焊缝的斜平行扫查或焊缝余高磨平后的平行扫查在声束到达一定声程时已偏离了呈圆形的焊缝；2)厚壁承压设备插入式管座角焊缝高度通常计入强度计算的一部分，其角焊缝高度较大，余高很难打磨平整。因此，现有检测标准和工艺很难对厚壁承压设备插入式管座角焊缝横向裂纹实施有效的超声检测。

【发明内容】

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种厚壁承压设备的插入式角焊缝的检测装置和检测方法。

为实现上述目的，本发明提出了一种厚壁承压设备的插入式角焊缝的检测装置，包括发射相控阵阵列探头、接收相控阵阵列探头、楔块组、超声检测仪和用于定位的手动扫查架。所述发射相控阵阵列探头和所述接收相控阵阵列探头具有相同规格，对称安装在所述楔块组上方；所述手动扫查架吸附于接管内壁，包括主体架、探头安装架、磁性滚轮和编码器。

作为优选，能够用于检测厚壁承压设备的筒体和接管形成的插入式角焊缝。

作为优选，所述楔块组由两个对称安装在所述探头安装架的楔块组成。

作为优选，所述楔块的底面是与所述接管的内壁相吻合的外凸圆弧面。

作为优选，所述探头安装架安装在所述主体架的前端，所述探头安装架关于所述主体架的对称轴对称分布。

作为优选，所述磁性滚轮均布在所述主体架两侧。

作为优选，所述超声检测仪集成了TOFD和相控阵功能，通过探头线与所述发射相控阵阵列探头和所述接收相控阵阵列探头相连。

本发明还提出了一种厚壁承压设备的插入式角焊缝的检测方法，采用了上述的检测装置，包括以下步骤：

S1、去除接管的内壁扫查区域的清除杂物，并放置耦合剂；

S2、将所述检测装置布置在接管的内壁上，所述发射相控阵阵列探头、接收相控阵阵列探头置于所述插入式角焊缝上方；