一種雙通道彎管焊縫超聲波檢測掃查器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種超聲波檢測掃查器，特別是一種雙通道彎管焊縫超聲波檢測掃查器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在煉化裝置安裝施工中，大厚壁、大管徑壓力管道對接環(huán)焊縫無損檢測工程量越來越大；采用A型脈沖超聲波檢測，缺陷顯示不直觀，不能顯示缺陷形狀，檢測結(jié)果及缺陷測量受人為因素影響大，缺陷檢測評定重復(fù)性差；采用X射線檢測越來越困難甚至不能檢測(穿透力不足);采用γ射線檢測安全防護(hù)困能(有些場所不讓使用)、檢測時(shí)間長、檢測時(shí)間受限、半衰期短，因而不但成本高、靈敏度低、檢測效率低，嚴(yán)重制約著工程工期、質(zhì)量、安全等因素。期待有一種能夠克服上述檢測缺點(diǎn)的新型檢測方法。
[0003]TOFD檢測技術(shù)，S卩 Time of Flight Diffract1n Technique，意思為衍射時(shí)差法超聲檢測技術(shù)。TOFD檢測技術(shù)具有設(shè)備輕便、靈活；對大壁厚管道焊縫檢測尤為適合；檢測結(jié)果直觀、重復(fù)性好，可實(shí)時(shí)顯示；在掃查同時(shí)可對焊縫缺陷進(jìn)行分析、評判，也可打印、存盤，實(shí)現(xiàn)檢測結(jié)果的永久性保存；檢測靈敏度高(不受缺陷波幅高度的影響)、缺陷定位準(zhǔn)確(沿焊縫長度方向、厚度方向)、還可測量出缺陷的自身高度；檢測速度快、效率高、工期短；作業(yè)強(qiáng)度小，無輻射無污染；同時(shí)可實(shí)現(xiàn)全天候檢測。此檢測技術(shù)可有效解決其它檢測方法存在的不足。
[0004]TOFD檢測技術(shù)是一種基于衍射信號實(shí)施檢測的新檢測技術(shù)，中文名稱為衍射時(shí)差法超聲波檢測技術(shù)。TOFD檢測是一種主要利用缺陷端點(diǎn)的衍射信號探測和測定缺陷尺寸的超聲波檢測方法，通常使用縱波斜探頭，采用一收一發(fā)模式。在焊縫兩側(cè)采用一對頻率相同的縱波斜探頭對稱放置，入射角的范圍通常是45°?70°，一個作為發(fā)射探頭，另一個作為接收探頭。在工件無缺陷部位，發(fā)射超聲脈沖后，首先到達(dá)接收探頭的是直通波，然后底面反射回波。有缺陷存在時(shí)，在直通波和底面反射波之間，接收探頭還會接收到缺陷處產(chǎn)生的衍射波和反射波。除上述波外，還會有缺陷部位和底面因波形轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的橫波，一般會遲到于底面反射波到達(dá)接收探頭。在缺陷的上下端點(diǎn)，產(chǎn)生的衍射波，其衍射能量來源于缺陷端部。這兩束衍射波號在直通波與底面反射波之間出現(xiàn)。缺陷兩端點(diǎn)的信號在時(shí)間上將是可分辨的，根據(jù)衍射波信號傳播的時(shí)間差可判定缺陷高度的量值。
[0005]掃查面盲區(qū)就是指在TOFD檢測過程中由于受直通波占寬的影響，形成無法識別缺陷的深度范圍(一般為O?6mm)。該區(qū)域需要采取其它附屬方法進(jìn)行補(bǔ)充檢測，為了提高缺陷檢出率和檢測效率，可以采用爬波探頭與TOFD探頭一同掃查的方法進(jìn)行檢測，形成可分析評定的TOFD圖譜和爬波圖譜。
[0006]A掃描是將超聲波信號的幅度與傳播時(shí)間的關(guān)系以直角坐標(biāo)的形式顯示出來的信號顯不形式，橫坐標(biāo)代表聲波的傳播時(shí)間，縱坐標(biāo)代表信號幅度。它是最基本的一種信號顯
Λ)、ο
[0007]把一系列A掃描數(shù)據(jù)組合，通過信號處理轉(zhuǎn)換可以得到TOFD圖像。A掃信號的波幅在圖像中是以灰度明暗顯示的，通過灰度等級表現(xiàn)出幅度的大小。TOFD —維坐標(biāo)代表探頭位移，另一維代表信號傳送時(shí)間；T0FD圖像更有利缺陷的識別和分析；顯示出缺陷的長度、埋藏深度和自身高度。通過對圖像的分析和判斷，得出被檢測工件的焊縫的質(zhì)量情況。
[0008]爬波是一種在材料的表面下傳播的壓縮波，由于爬波受工件表面粗糙的影響不大，同時(shí)具有對表面和近表面缺陷非常敏感的優(yōu)點(diǎn)，使爬波檢測成為常規(guī)TOFD檢測的有力補(bǔ)充，檢測深度為2?12mm。爬波是縱波從第一介質(zhì)以第一臨界角附近的角度入射到第二介質(zhì)中時(shí)，在第二介質(zhì)中產(chǎn)生一種非均勻波，由于這種波傳播時(shí)的大部分能量主要集中在表面下某范圍內(nèi)，因而對近表面的缺陷有較高的檢測靈敏。而且對工件表面狀況不敏感，適合表面粗糙的工件。爬波沿焊縫長度方向行走時(shí)，采集焊縫中橫截面缺陷，形成為以直角坐標(biāo)的形式顯示出來的信號顯示形式，即C掃描，顯示沿焊縫縱向的缺陷長度和焊縫寬度方向的缺陷所在平面位置。爬波探頭適合對被檢焊縫的表面和近表面缺陷進(jìn)行檢測，彌補(bǔ)了由TOFD探頭掃查過程中造成盲區(qū)的不足。
[0009]目前，我國的《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程TSG R0004-2009》標(biāo)準(zhǔn)中已明確可以使用TOFD檢測技術(shù)，同時(shí)《承壓設(shè)備無損檢測第10部分:衍射時(shí)差法超聲檢測NB/T47013.10-2010》的已發(fā)布實(shí)施，但《壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程一工業(yè)管道》(TSG00001-2009)和《工業(yè)金屬管道工程施工規(guī)范》(GB50235-2010)中沒有提到可以使用TOFD檢測；T0FD檢測技術(shù)目前在國內(nèi)煉化厚壁管道的應(yīng)用方面還是空白，其它行業(yè)也無成熟的經(jīng)驗(yàn)。
[0010]TOFD檢測系統(tǒng)主要由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成。硬件系統(tǒng):包括TOFD檢測電子儀器(主機(jī))、TOFD檢測掃查器、TOFD檢測超聲波探頭和楔塊、TOFD檢測校準(zhǔn)試塊；TOFD檢測掃查裝置包括:支撐架、探頭支架、探頭位置編碼器、磁輪、探頭和楔塊、驅(qū)動電機(jī)(自動)等。
[0011]掃查器是TOFD檢測技術(shù)的關(guān)鍵裝置，缺陷檢出與掃查器的結(jié)構(gòu)和形狀有密切關(guān)系，現(xiàn)有的掃查裝置只適合容器對接焊縫檢測，該掃查器有以下幾個方面不適合曲率較大的管道對接焊縫檢測。其一，掃查器橫向磁輪間距較大，不適合大范圍曲率的調(diào)整；其二，探頭支架上下位移較小，不適合彎頭、大小頭對接焊縫掃查；其三，探頭楔塊較大不適合彎頭焊口檢測；其四，不能安裝爬坡探頭，對掃查面盲區(qū)不能實(shí)施一次掃查。
[0012]因此為了提高檢測技術(shù)能力，有效解決施工中的檢測瓶頸，必須對TOFD檢測技術(shù)在高壓厚壁管道應(yīng)用進(jìn)行研宄，盡快掌握高壓厚壁管道TOFD檢測技術(shù)，推動該技術(shù)在行業(yè)內(nèi)推廣應(yīng)用。特別是需要研制適用于管道環(huán)焊縫TOFD檢測的掃查裝置，滿足手動和自動檢測的需要。
[0013]目前，現(xiàn)有技術(shù)的焊縫檢測設(shè)備，例如，武漢中科創(chuàng)新技術(shù)股份有限公司的HS810便攜式TOFD雙通道超聲波檢測儀，設(shè)置有整體滑動主支撐桿、濾波器和接線盒、手柄、數(shù)字編碼器和磁輪組、TOFD探頭支撐架、爬波探頭支撐架、探頭夾持框、TOFD探頭及楔塊、探頭支撐架拉伸彈簧、探頭支撐架拉伸滑道等，可以進(jìn)行直徑在Φ 1200_以上的直管焊縫的檢測。
[0014]但是，現(xiàn)有的掃查裝置只適合容器對接焊縫檢測，該掃查器有以下幾個方面不適合曲率較大的管道對接焊縫檢測。其一，掃查器橫向磁輪間距較大，不適合大范圍曲率的調(diào)整；其二，探頭支架上下位移較小，不適合彎頭、大小頭對接焊縫掃查；其三，探頭楔塊較大不適合彎頭焊口檢測；其四，不能安裝爬坡探頭，對掃查面盲區(qū)不能實(shí)施一次掃查；其四，對于直徑在Φ 219?Φ IlOOmm的直管對接環(huán)焊縫的檢測，上述設(shè)備就很不方；其四，對于彎管焊縫的檢測，該HS810便攜式TOFD雙通道超聲波檢測儀就無能為力。。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種雙通道彎管焊縫超聲波檢測掃查器，可以實(shí)現(xiàn)大范圍曲率的調(diào)整；探頭支架上下位移較大，適合彎頭、大小頭對接焊縫掃查；探頭楔塊適合彎頭焊口檢測；而且安裝爬坡探頭，對掃查面盲區(qū)不能實(shí)施一次掃查。
[0016]為了實(shí)現(xiàn)解決上述技術(shù)問題的目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:
本發(fā)明的一種雙通道彎管焊縫超聲波檢測掃查器，包括包括整體滑動主支撐桿、濾波器和接線盒、手柄、數(shù)字編碼器和兩組磁輪組、兩套對應(yīng)的TOFD探頭系統(tǒng)、兩套對應(yīng)的爬波探頭支撐系統(tǒng)；
其中，滑動主支撐桿為一根中間具有滑動槽的的長桿，具有固定濾波器、編碼器、磁輪組、探頭支撐架作用；
兩組磁輪組固定在滑動主支撐桿的一端或者兩端；數(shù)字編碼器固定在磁輪組上；手柄固定在滑動主支撐桿的一端或兩端；具體為:檢測帶有彎頭的焊口時(shí)，兩組磁輪組固定在滑動主支撐桿的一端；檢測直管對接焊口時(shí)，兩組磁輪組固定在滑動主支撐桿的兩端；
磁輪組包括頂部固定部和行走磁輪部，兩部分固定連接；頂部固定部用以將磁輪組固定在滑動主支撐桿上；行走磁輪部包括一個行走磁輪，可以沿著與滑動主支撐桿垂直的方向行走，行走磁輪部設(shè)置在頂部固定部下；
磁輪組包括固定部和行走磁輪部，兩部分固定連接；固定部用以將磁輪組固定在滑動主支撐桿上；行走磁輪部包括一個前后兩個同一軌跡行走的行走磁輪，可以沿著與滑動主支撐桿垂直的方向行走，行走磁輪部固定在頂部固定部下；行走磁輪的中軸兩端固定在