一種用于薄壁彎管超聲波探傷的探傷裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及無損檢測技術領域，具體涉及一種用于薄壁彎管超聲波探傷的探 傷裝置。
【背景技術】
[0002] 在鍋爐、石化、核電等系統(tǒng)的設備中，大量采用了聯(lián)接管道和彎頭，規(guī)格一般在 032X2.5-1〇8X1〇_左右，屬薄壁管，并大部分布置在爐外、室外及人行道旁。這些彎頭 一般采用機器冷彎，因而在彎頭部位存有冷加工應力。由于應力的存在，彎頭在長期運行和 腐蝕介質作用下就會在內壁產生應力腐蝕裂紋，裂紋不斷延伸和擴展就會擴展到外壁使彎 頭處介質泄露或彎頭爆破釀成災難性事故。
[0003] 目前，利用射線和超聲波檢測內壁裂紋是較好的一種手段。因為射線檢測勞動強 度大、檢驗速度慢、對人有較大傷害，一般很少被采用，所以超聲波檢測是較為理想的方法。 但由于受檢工件壁薄，而超聲波有一定的近場長度，且彎管外表面呈凸面，常規(guī)試塊和探頭 的監(jiān)測面均為平直面，導致超聲波與試件不能良好的接觸，使探傷靈敏度低;所反映的檢測 數(shù)值與實際不相符。為此，本實用新型提供一種專門用于薄壁彎管超聲波探傷的探傷裝置。 【實用新型內容】
[0004] 本實用新型目的在于提供一種用于薄壁彎管超聲波探傷的探傷裝置，解決現(xiàn)有技 術中試塊的監(jiān)測面均為平直面、導致超聲波與試塊不能良好的接觸、使探傷靈敏度低、所反 映檢測數(shù)值與實際不相符的技術問題。
[0005] 為解決上述技術問題，本實用新型采取如下技術方案：
[0006] -種用于薄壁彎管超聲波探傷的探傷裝置，包括試塊、超聲波探頭和脈沖超聲波 探傷儀，其特征在于：
[0007] 所述試塊的左半部分為一個圓心角為90°的扇形板，扇形板的底面和右側面為平 直面，左上為測試弧面一;所述扇形板的左側靠下開有一個橫通孔，右側開有一個上下貫通 的豎槽，在所述豎槽的中央垂直開有一列短橫孔；
[0008] 所述試塊的右半部分為兩個疊置的扇形試塊，較小的為小扇形，較大的為大扇形， 所述小扇形和大扇形的扇面互相平行，圓心都位于扇形板最右側頂部的橫沿上，以扇形板 的右側面為起始面向右上方伸展形成;所述小扇形和大扇形的總厚度與扇形板的厚度相適 應;所述小扇形的弧面為測試弧面二，所述大扇形的弧面為測試弧面三；
[0009] 所述超聲波探頭為雙晶橫波凹面探頭，包括殼體、透聲楔塊、隔聲層、吸收塊、發(fā)射 晶片和接收晶片，其中，所述超聲波探頭的探測面為凹弧面；
[0010] 所述脈沖超聲波探傷儀為模擬脈沖超聲波探傷儀或數(shù)字脈沖超聲波探傷儀。
[0011] 作為本實用新型的優(yōu)選技術方案，所述試塊上的短橫孔自上而下包括三個，距離 扇形板頂面的豎向距離分別為5、10、15mm;其直徑為1mm，深度為6mm，其圓心距離扇形板右 側面的水平距離為16mm。
[0012] 優(yōu)選的，所述橫通孔的直徑為10mm，其圓心距離扇形板左側面的水平距離為20mm， 距離扇形板底面的豎向距離20mm。
[0013] 優(yōu)選的，所述小扇形的圓心角為75°，扇形半徑Ri為40mm〇 [0014] 優(yōu)選的，所述大扇形的圓心角為87°，扇形半徑R2為80mm。
[0015] 優(yōu)選的，所述測試弧面一與測試弧面二之間有銜接曲面;所述銜接曲面的曲率與 測試弧面一的曲率相適應。
[0016] 優(yōu)選的，所述試塊的厚度為20mm，其中小扇形的厚度為5mm，所述大扇形的厚度為 15mm〇
[0017]優(yōu)選的，所述超聲波探頭為接觸式橫波聯(lián)合雙探頭，其K值范圍為1.5~2.0。
[0018] 優(yōu)選的，所述發(fā)射晶片和接收晶片的尺寸相同，為5mmX5±2mm，兩晶片焦距為5土 2mm，晶片入射角為44.1 ±1°。
[0019] 優(yōu)選的，所述超聲波探頭的頻率為2.5~5MHz，探測范圍為4~10mm〇
[0020] 與現(xiàn)有技術相比，本實用新型產品的技術優(yōu)勢在于：
[0021] 1、采用專門設計的凸曲面試塊，由于薄壁彎管為凸面，常規(guī)平直面試塊已不能準 確測試探頭性能和對缺陷準確定位，將試塊設計成凸曲面，試塊中設大小扇形分別是用來 測試探頭前沿和調整儀器掃描速度，試塊上設三個短橫孔可用來測試探頭K值，繪制距離波 幅曲線，橫通孔用來測定探頭的K值，設計合理，使用方便；
[0022] 2、采用雙晶橫波凹面探頭，發(fā)射晶片與接收晶片分開，消除了壓電晶片與透聲楔 塊之間的反射雜波。同時由于儀器線路中的始脈沖不能進入放大器，克服了阻塞現(xiàn)象使探 測盲區(qū)大大減小。通過改變兩晶片的傾斜角度可獲得理想的焦點距離，從而使工件常出現(xiàn) 裂紋區(qū)域獲得較大的反射聲壓;將探頭加工成凹面，便于探頭與工件良好耦合。
【附圖說明】
[0023] 圖1是本實用新型涉及的試塊的正視圖；
[0024] 圖2是本實用新型涉及的試塊的俯視圖；
[0025]圖3是本實用新型涉及的超聲波探頭的正視圖；
[0026]圖4是本實用新型涉及的超聲波探頭的俯視圖；
[0027]圖5是本實用新型涉及的超聲波探頭的工作原理示意圖。
[0028] 附圖標記：1_試塊、2-橫通孔、3-豎槽、4-短橫孔、5-小扇形、6-大扇形、7-測試弧面 一、8-測試弧面二、9-測試弧面三、10-銜接曲面、11-雙晶橫波凹面探頭、12-殼體、13-透聲 楔塊、14-隔聲層、15-吸收塊、16-發(fā)射晶片、17-接收晶片、18-脈沖超聲波探傷儀、19-凹弧 面。
【具體實施方式】
[0029] 以下結合附圖對本實用新型的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本實用 新型，并非用于限定本實用新型的范圍。
[0030] 本實用新型涉及一種用于薄壁彎管超聲波探傷的探傷裝置，包括試塊1、超聲波探 頭11和脈沖超聲波探傷儀18，其特征在于：
[0031] 所述試塊1的左邊主體為一個圓心角a為90°的扇形板，扇形的底面和右側面為平 直面，左上為測試弧面一7;所述試塊1的左側靠下開有一個橫通孔2,橫通孔2的直徑為 1 Omm，其圓心距離扇形板左側面的水平距離為20mm，距離扇形板底面的豎向距離10mm;板面 上靠右側開有一個上下貫通的豎槽3,所述豎槽3為半圓槽，槽深為6mm，在所述豎槽3的中央 垂直開有一列短橫孔4,所述短橫孔4自上而下包括三個，距離扇形板1頂面的豎向距離分別 為5、10、15mm，其直徑為1mm，深度為6mm，其圓心距離扇形板右側面的水平距離為16mm;所述 橫通孔2和短橫孔4的中軸線互相平行，都垂直于扇形板的前后板面;在所述試塊1的右側， 以試塊1右側頂部為扇形圓心，以試塊1的右側面為起始面向右上方伸展形成前后疊置的一 個小扇形5和一個大扇形6,所述小扇形5的圓心角0為75°，扇形半徑Ri為40mm;所述大扇形6 的圓心角y為87°，扇形半徑R2為80mm，小扇形5和大扇形6的總厚度與試塊1的厚度相適應， 試塊1的厚度為20mm，所述小扇形5的厚度為5mm，所述大扇形6的厚度為15mm;所述小扇形5 的弧面為測試弧面二8,所述大扇形5的弧面為測試弧面三9,所述測試弧面二8和測試弧面 三9均垂直于試塊1的前后板面，測試弧面一 7與測試弧面二8之間有銜接曲面10;銜接曲面 10的曲率與測試弧面一 7的曲率相適應;所述試塊1為一體成型結構。
[0032] 此試塊為測試雙晶橫波凹面探頭的探頭K值、前沿、測繪距離波幅曲線、調整儀器 掃描速度而設計。由于薄壁彎管為凸面，而探頭制作成凹面，若采用常規(guī)平直面試塊已不能 準確測試探頭性能和對缺陷準確定位，所以我們將試塊設計成凸曲面，試塊材質采用與被 測工件相同的20號鋼，試塊中大小扇形的測試弧面二8和測試弧面三9分別是用來測試探頭 前沿和調整儀器掃描速度，試塊上的三個短橫孔4可用來測試探頭K值，繪制距離波幅曲線， 橫通孔2用來測定探頭的K值。
[0033] 本實用新型的超聲波探頭11為雙晶橫波凹面探頭，包括殼體12、透聲楔塊13、隔聲 層14、吸收塊15、發(fā)射晶片16和接收晶片17,其中，所述超聲波探頭11的探測面為凹弧面;雙 晶橫波凹面探頭是為了彌補普通探頭探測近表面缺陷盲區(qū)大、近場分辨力低的缺點而設計 的。由于采用雙晶橫波凹面探頭，發(fā)