一种T型管支管贴合面的超声波全覆盖探伤方法技术

本发明专利技术提供一种T型管支管贴合面的超声波全覆盖探伤方法，包括以下步骤：S1、建立笛卡尔三维直角坐标系：T管是由主管和支管两部分构成，主管和支管之间的夹角为90°，在建立坐标系时，将主管中心线作为直角坐标系的x轴，以支管中心线作为直角坐标系的y轴；S2、求解一次波交点：在探伤时，超声波探头位于支管上，同时，超声波探头贴合在支管上且超声波探头的中轴线和支管方向保持平行，超声波入射点坐标为A；此时，可视为超声波在平行界面传播，在平行界面上一次波交点的求解，通过平行面的厚度L和超声波入射角α就能够利用勾股定理来进行求解；求解出一次波交点B；解决了目前T型管支管贴合面全覆盖探伤的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种T型管支管贴合面的超声波全覆盖探伤方法
本专利技术属于金属管道探伤
，具体涉及一种T型管支管贴合面的超声波全覆盖探伤方法。
技术介绍
近几年来，建筑钢结构水平不断发展，大宽度空间网架越来越多，且大多采用管结构。管-管间大多形成管分支节点，在焊接时通常会有小夹角焊缝，焊接不便且焊缝根部通常会存有未熔合、气孔、夹渣等焊接缺陷。焊后无损检测是保证焊接管结构质量最重要的手段，但是，对于KTY型管焊缝的检测比较困难，焊缝质量无法得到可靠控制。超声波检测技术是常规检测技术之一，常用于管道焊缝缺陷的检测。但是，由于T型管焊缝贴合面不规则，即便是超声波探头在支管上移动一周也无法保证对焊缝部分全覆盖，这样就无法保证焊缝部分的完整检测；由于焊缝贴合面受到主管和支管的管径影响，不同的管参数会形成不同的贴合面，给探伤覆盖又提出了难题。目前，人工检测主要是依赖探伤人员的工作经验来大致评估出焊缝贴合面大致所在位置，然后，通过将超声波探头不断贴近焊缝位置进行反复移动检测，但是，过程会比较繁复，检测效率较低，且并不能保证全覆盖检测，导致对缺陷部分的漏本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种T型管支管贴合面的超声波全覆盖探伤方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、建立笛卡尔三维直角坐标系：T管是由主管和支管两部分构成，主管和支管之间的夹角为90°，在建立坐标系时，将主管中心线作为直角坐标系的x轴，以支管中心线作为直角坐标系的y轴；/nS2、求解一次波交点：在探伤时，超声波探头位于支管上，同时，超声波探头贴合在支管上且超声波探头的中轴线和支管方向保持平行，超声波入射点坐标为A；此时，可视为超声波在平行界面传播，在平行界面上一次波交点的求解，通过平行面的厚度L和超声波入射角α就能够利用勾股定理来进行求解；求解出一次波交点B；/nS3、求解二次波交点：当超声波束遇到不同介质时...

【技术特征摘要】
1.一种T型管支管贴合面的超声波全覆盖探伤方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、建立笛卡尔三维直角坐标系：T管是由主管和支管两部分构成，主管和支管之间的夹角为90°，在建立坐标系时，将主管中心线作为直角坐标系的x轴，以支管中心线作为直角坐标系的y轴；
S2、求解一次波交点：在探伤时，超声波探头位于支管上，同时，超声波探头贴合在支管上且超声波探头的中轴线和支管方向保持平行，超声波入射点坐标为A；此时，可视为超声波在平行界面传播，在平行界面上一次波交点的求解，通过平行面的厚度L和超声波入射角α就能够利用勾股定理来进行求解；求解出一次波交点B；
S3、求解二次波交点：当超声波束遇到不同介质时将会发生镜面反射，利用镜面反射原理，在平行界面内求解出超声波的二次波交点坐标C；
S4、求解入射线和反射线的空间直线方程：在步骤S2和步骤S3步骤中求解出了一次波、二次波直线上的三个点，利用上述的A，B，C三点写出一次波、二次波空间直线方程；
S5、根据超声波波束的一次波、二次波波面，计算有效区间宽度D以及探头前缘到区间D的距离d；
S6、获得支管贴合面外边沿的变化规律：从主管的侧面看整个T型管，根据主管外径和当前所在位置的z值，求出支管贴合面在y轴方向受到主管管壁影响而产生的偏移量Δm；
S7、按照贴合面最大宽度来设定超声波束的入射角度：利用步骤S5中的区域D宽度计算公式，求解出满足条件的入射角；
S8、超声波探头围绕支管旋转θ角度：支管是建立在y轴上的，探头在支管上旋转时，根据旋转的起点坐标A、支管外径Rs及旋转角度θ，求出探头所在位置的坐标值；
S9、求解贴合面最大宽度：在T型管中钢管和钢管相连接时，贴合面为一个曲面；贴合面覆盖时，计算出最大宽度来设置入射角度，使得最大宽度小于等于有效区域的覆盖宽度；贴合面的最大宽度通过求解旋转相同角度时支管外壁与内壁上贴合面对应的坐标点y的差值得出，所需要的参数包括主管外径、支管外径、支管外径上入射点坐标及内径上一次波反射点坐标；
S10、当主管和支管的内外径参数固定时，步骤S9所求得的贴合面最大宽度为固定值，通过改变超声波探头的入射角度调整超声波有效区间宽度D的宽度；探伤时，只要有效区间宽度D大于贴合面最大宽度，就能实现全覆盖探伤。


2.根据权利要求1所述的一种T型管支管贴合面的超声波全覆盖探伤方法，其特征在于，所述步骤S2中，设超声波入射点坐标为A(x0,x0,z0)，主管外径Rm，主管内径rm；支管外径Rs，支管内径rs；一次波交点为B(x1,y1,z1)，C(x2,y2,z2)，超声波入射角α；则支管管壁厚度L＝Rs-rs；利用勾股定理可以计算出：
△y＝L*tanα；
△z＝L；
进一步可以求解出一次波交点B(x1,y1,z1)的坐标：
x1＝x0；
y1＝y0-△y；
z1＝z0-△z。


3.根据权利要求1所述的一种T型管支管贴合面的超声波全覆盖探伤方法，其特征在于，所述步骤S3中，利用镜面反射原理在平行界面内，可以计算出：
△y＝L*tanα；
△z＝0；
进一步可以求解出二次波交点C(x2,y2,z2)的坐标：
x2＝x0；
y2＝y0–2*△y；
z2＝z0-△z。


4.根据权利要求1所述的一种T型管...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨永杰，任婉婷，张兴家，朱林钰，盛明华，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32