本实用新型专利技术公开了一种管道相控阵超声波检测用带水裙的探头边框，属于管道相控阵超声波检测技术领域。所述探头边框包括水裙和边框；水裙上部为“回”字型结构，水裙下部为“凸”型结构；“回”字型结构和“凸”型结构连接成一体；边框四周设置有凹形槽，“回”字型结构嵌入凹形槽内。本实用新型专利技术通过探头边框上的水裙与管材接触，能使楔块与管材之间始终被一层薄薄的水层隔开，彻底排除了探头与工件表面之间的空气，构成声耦合条件，使超声波能有效地传入工件，保证了良好的耦合。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及管道相控阵超声波检测
，特别涉及一种管道相控阵超声波检测用带水裙的探头边框。
技术介绍
自西气东输以来，在长输油气管道建设中，对接环焊缝自动焊采用了相控阵分层扫查自动超声波检测，所用设备是加拿大RD/TECH公司生产的PIPEWIZARD型，该设备采用A扫描、B扫描和TOFD3种扫描方式，具有检测速度快的特点，最高速度可达到100mm/s。系统的相控阵探头配合带防磨钉的楔块，楔块由有机玻璃材料制作而成，通过探头边框与探头挟持机构相连，楔块底部与钢管接触部位有防磨钉、出水口、导水槽等。探头与楔块通过耦合油紧密固定连接，楔块通过出水口喷水实现与被检测钢管之间的耦合。长输油气管道对接环焊缝检测是水平固定检测，焊缝两侧的表面粗糙度难以有效控制，经常会有未清除净的飞溅；耦合供水系统在使用一段时间后由于水垢等原因会使耦合水流量减小；防磨钉长度经常发生变化，甚至丢失；这样情况会导致楔块材料直接与管材表面接触摩擦，使楔块表面被磨损成带一道道的沟槽直至提前报废，以及引起超声波声束散射衰减和入射点改变，从而导致漏检或缺陷定位误差增大。另外，由于喷水嘴设计为直喷式，不能保证在立焊和向上焊接部位的耦合与平焊的耦合效果相同，造成相控阵超声波检测灵敏度在周向方向不均匀，从而导致漏检。
技术实现思路
为了解决现有管道相控阵超声波检测用探头配合楔块由于磨损和耦合不良导致的周向灵敏度不均匀、漏检及缺陷定位误差增大等问题，本技术提供了一种管道相控阵超声波检测用带水裙的探头边框，包括水裙和边框；所述水裙上部为“回”字型结构，所述水裙下部为“凸”型结构；所述“回”字型结构和“凸”型结构连接成一体；所述边框四周设置有凹形槽，所述“回”字型结构嵌入所述凹形槽内。所述边框内部设置有用于固定探头的螺丝孔。本技术通过探头边框上的水裙与管材接触，能使楔块与管材之间始终被一层薄薄的水层隔开，彻底排除了探头与工件表面之间的空气，构成声耦合条件，使超声波能有效地传入工件，保证了良好的耦合。另外，原有防磨钉将不再需要，彻底解决了防磨钉本身高低不平导致的耦合不良问题。附图说明图1是本技术实施例提供的水裙主视图；图2是图1的俯视图；图3是本技术实施例提供的水裙立体结构示意图；图4是本技术实施例提供的边框主视图；图5是图4的俯视图；图6是本技术实施例提供的边框立体结构示意图；图7是本技术实施例提供的探头边框立体结构示意图；图8是本技术实施例探头边框的安装立体效果图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本技术技术方案作进一步描述。参见图7，本技术实施例提供了一种管道相控阵超声波检测用带水裙的探头边框，包括水裙1和边框2。其中，水裙1上部为“回”字型结构11，水裙下部为“凸”型结构12，“回”字型结构11和“凸”型结构12连接成一体，如图1至图3所示；边框2四周设置有凹形槽21，“回”字型结构11嵌入凹形槽21内，边框2内部设置有用于固定探头的螺丝孔22。在实际应用中，水裙的“回”字型结构和“凸”型结构均由硬质橡胶制作而成，水裙的厚度为5毫米；边框由铝合金制作而成；检测探头通过螺丝固定在边框内部的螺丝孔内。通过边框上部的橡胶水裙与工件相接触，楔块与被检工件之间有约2毫米的距离，当耦合供水打开后，首先会使楔块与工件之间被充满水，形成约2毫米厚水层，发射和接收的超声波声束将通过“楔块—水层—钢”进入被检工件。如图8所示，本实施例带水裙的探头边框安装在探头架上，当探头架带动探头和楔块移动时，通过水裙的使用，管材始终与溢水面接触，能使楔块与管材之间始终被一层薄薄的水层隔开，彻底排除了探头与工件表面之间的空气，构成声耦合条件，使超声波能有效地传入工件，保证了良好的耦合。同时，由于楔块不再与钢管直接接触，而改由探头边框上的橡胶水裙与管材接触，便于探头来回运动，减小了摩擦，保证了探头运动的流畅；原有防磨钉将不再需要，彻底解决了防磨钉本身高低不平导致的耦合不良问题。表1示出了安装本实施例的水裙后对4个不同扫查点位(0点、3点、6点、9点钟方向)的各个通道波幅实验值。由表1可以看出，波幅值都保持在符合规定的70％-99％范围内，可见使用水裙效果很明显，从而避免了由于水流不均匀导致的周向灵敏度不均造成的漏检问题；此外，还可以减少水供应量的使用，使野外检测现场可以少带耦合用水，还能节省昂贵的楔块更换费用。表1通道号0点3点6点9点根部77.1076.3075.7097.30钝边83.5083.5090.2088.00热焊82.8075.9087.6088.80填充189.0084.6087.6083.30填充281.2082.8083.0079.00填充380.0085.0078.0072.00填充477.0085.5078.9071.50填充586.0088.7080.0090.70本实施例带水裙的探头边框为矩形，适合于矩形的检测探头。对于其他形状的检测探头，例如正方形、圆形，可以将本实施例带水裙的探头边框变换为正方形或圆环形状结构，只要内部结构与本实施例相同，且外形与楔块外形相吻合，能保证0.5-3毫米的水层厚度就可以实现本实施例所述的技术效果，实现良好的声耦合。以上所述的具体实施例，对本技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本技术的具体实施例而已，并不用于限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种管道相控阵超声波检测用带水裙的探头边框，其特征在于，包括水裙和边框；所述水裙上部为“回”字型结构，所述水裙下部为“凸”型结构；所述“回”字型结构和“凸”型结构连接成一体；所述边框四周设置有凹形槽，所述“回”字型结构嵌入所述凹形槽内。
【技术特征摘要】
1.一种管道相控阵超声波检测用带水裙的探头边框，其特征在于，包括水
裙和边框；所述水裙上部为“回”字型结构，所述水裙下部为“凸”型结构；
所述“回”字型结构和“凸”型结构连接...
【专利技术属性】
技术研发人员：张宏亮，白振军，赵佳宁，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油天然气管道局，
类型：新型
国别省市：北京;11
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