[发明专利]一种换热器管板角焊缝超声相控阵检测方法和装置

摘要

本发明涉及一种换热器管板角焊缝超声相控阵检测方法和装置。目的是提供的测方法应可实现换热器管板角焊缝纵向和周向自动检测，并且检测方法简单，检测结果精确；该检测装置应结构简单，实用性强。技术方案是：一种换热器管板角焊缝超声波自动检测方法；按如下步骤进行：1)将超声相控阵面阵列探头伸入对应于角焊缝的换热管内并衬垫柔性可压缩楔块；2)对被检部位及柔性可压缩楔块施加水；3)轴向采用扇形扫描。一种换热器管板角焊缝超声波自动检测装置；包括超声相控阵面阵列探头、包覆在面阵列探头外圆周面的柔性可压缩楔块、用于将面阵列探头固定在探测位置的探头固定装置以及对面阵列探头传递的信号进行处理并形成图像的超声波检测仪。

主权项

1.一种换热器管板角焊缝超声波自动检测方法，按如下步骤进行：1)将表面安装着晶片的超声相控阵面阵列探头(1)伸入对应于角焊缝的换热管(9)内，并在面阵列探头与换热管内壁之间衬垫柔性可压缩楔块(2)；2)对被检部位及柔性可压缩楔块施加作为耦合剂的水；3)轴向采用扇形扫描，由面阵列探头中平行于轴线的8个晶片为一扫描组按照设定法则进行，沿着面阵列探头的圆周方向排列着同时进行扇形扫描的128个扫描组；周向采用电子线形扫查，以面阵列探头中环绕于圆周方向的128个晶片为一个扫查单元按照预定规则进行，沿着面阵列探头的母线方向排列着同时进行电子线形扫查的8个扫查单元；超声波检测仪对位置信息和超声信息进行处理，实时形成A、S、B、C、3D多种扫查图像；所述扇形扫描的方法是：设定扇形扫描左右偏转角度和聚焦深度，8个晶片发生的超声波声束相聚在钢工件内的最左端焦点(15)，然后按设定的参数向右沿平行于轴线的方向进行扇形扫查(14)，最终相聚在在最右端焦点(13)，再返回向左沿平行于轴线的方向进行扇形扫查，在左右焦点之间周而复始地进行扇形扫查；所述周向采用电子线形扫查的方法是：1)按照相邻连续排列的8个晶片为一个阵元组，将周向依序连续编号的128个晶片分为128阵元组；即1号至8号晶片为第一阵元组，2号至9号晶片为第二阵元组……128号至7号晶片为第一百二十八阵元组；2)每个阵元中，8个晶片发出的超声波声束经过柔性可压缩楔块，再经过耦合剂进入钢工件相聚在焦点；3)电子扫射依序从第一阵元组开始，直至第一百二十八阵元组为一个循环；后一序号阵元组的激发扫射时间均较前一序号阵元组的激发扫射时间提前，提前激发时间τm的计算公式为：式中：R为圆柱形探头半径，F为凹面新波阵面曲率半径；θm为第m号阵元中心和探头圆心的连线与阵元组中心线之间的夹角；c2为超声波在柔性可压缩楔块中的传播速度；d为相邻晶片的距离，m＝1、2、3、4、…128。