本实用新型专利技术涉及一种管板角焊缝检测用超声激励红外热像装置，该装置包括：检测组件：包括与换热管相对设置且用以进行超声激励的超声枪、用以探测焊缝缺陷产生热流的红外传感器以及用以分别固定超声枪和红外传感器的横梁；支撑组件：包括用以在两侧支撑横梁的支撑腿，所述的支撑腿下端通过永磁体采用磁吸的方式固定在管板上，所述的横梁上还设有用以调节超声枪位置的滑动夹持单元；供电和图像处理组件：包括用以为超声枪和红外传感器供电的蓄电池以及分别与超声枪和红外传感器连接处理红外热像图的电脑。与现有技术相比，本实用新型专利技术具有有效检测、不受空间约束、适用检测不同规格、检测效率高等优点。检测效率高等优点。检测效率高等优点。
【技术实现步骤摘要】
一种管板角焊缝检测用超声激励红外热像装置
[0001]本技术涉及特种设备检测
，尤其是涉及一种管板角焊缝检测用超声激励红外热像装置。
技术介绍
[0002]换热管安装在压力容器筒体中，换热管与管板相互垂直，通过角焊缝连接，由于换热管数量众多，换热管与管板连接的管子管板角焊缝密集分布在管板上，检测空间十分狭小，因此，管子管板角焊缝一直是检测难点，管子管板角焊缝在焊接后存在残余应力和应力集中，在运行时受到腐蚀、振动等因素影响下容易产生裂纹，该类焊缝主要通过渗透检测表面缺陷，微焦点射线检测内部缺陷，但是渗透检测只能检测开口型缺陷，而微焦点射线检测工艺复杂，检测成本高，效率较低。
技术实现思路
[0003]本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种管板角焊缝检测用超声激励红外热像装置，用以有效检测管子管板角焊缝表面和近表面缺陷，尤其是裂纹等危害性缺陷。
[0004]本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0005]一种管板角焊缝检测用超声激励红外热像装置，该装置包括：
[0006]检测组件：包括与换热管相对设置且用以进行超声激励的超声枪、用以探测焊缝缺陷产生热流的红外传感器以及用以分别固定超声枪和红外传感器的横梁；
[0007]支撑组件：包括用以在两侧支撑横梁的支撑腿，所述的支撑腿下端通过永磁体采用磁吸的方式固定在管板上，所述的横梁上还设有用以调节超声枪位置的滑动夹持单元；
[0008]供电和图像处理组件：包括用以为超声枪和红外传感器供电的蓄电池以及分别与超声枪和红外传感器连接处理红外热像图的电脑。
[0009]优选地，所述的滑动夹持单元包括滑动设置在横梁上的滑块、上端与滑块连接的活动关节以及与活动关节下端连接固定夹持红外传感器的夹具。
[0010]优选地，所述的超声枪为冲击针式或冲击棒式超声枪，用以激励产生20～40 kHz的低频率超声波，最大功率不小于1000W，而且功率在10％至100％范围内可调，可以采用蓄电池供电也可通过220V电压供电。
[0011]优选地，所述的红外传感器为分辨率不小于464*348、像素不大于17μm且热灵敏度小于45mk的方形红外传感器。
[0012]优选地，所述的横梁为一铝合金滑轨，其长度不小于被检测区域长度的3倍，滑轨上端加工多个用于固定的螺纹孔，红外传感器一般固定在横梁中心部位。
[0013]优选地，所述的支撑腿为矩形铝合金材质支撑腿，且侧面镂空，表面加工多个螺纹孔，其上端与横梁套合，使得横梁可以上下调节位置，下端为三角架形式，并与永磁体通过粘合剂粘合。
[0014]优选地，左右两条支撑腿间距不小于检测范围的1.5倍，安装高度满足红外传感器的拍摄范围覆盖整个被检测区域。
[0015]优选地，所述的永磁体为长条形高强度钕铁硼永磁体，固定在支撑腿下端，永磁体牌号为N45。
[0016]优选地，所述的活动关节包括中间关节连接的两段铝合金长杆，其上端通过螺栓固定在滑块上，中间关节用以实现左右运动，下端通过螺栓固定在夹具上。
[0017]优选地，所述的蓄电池电压与超声枪和红外传感器相匹配，且额定电压为12V。
[0018]与现有技术相比，本技术具有以下优点：
[0019]一、背面装置能够有效检测管子管板角焊缝表面和近表面缺陷，尤其是裂纹等危害性缺陷。
[0020]二、本装置采用红外热成像原理，不受检测空间约束，受表面形状影响小，适合对管子管板角焊缝进行检测。
[0021]三、本装置采用低频脉冲超声波进行激励，可以有效检测表面和近表面缺陷，检测深度较其他激励方式更大，能发现角焊缝内部缺陷，尤其是裂纹类缺陷。
[0022]四、本装置可以根据被检测对象调节红外热成像检测范围，适用检测不同规格的管子管板角焊缝。
[0023]五、本装置为一体化装置，采用磁吸方式固定在被检测对象上方，操作简便，能有效应对现场复杂的检测环境。
[0024]六、本装置可以根据检测效果，增加多个脉冲枪，同时对多个管子管板角焊缝进行检测，提高检测效率。
附图说明
[0025]图1为本技术的结构示意图。
[0026]图2为本技术的检测示意图。
[0027]其中：1、超声枪，2、红外传感器，3、横梁，4、支撑腿，5、永磁体，6、滑块，7、活动关节，8、夹具，9、蓄电池，10、电脑，11、换热管，12、管板， 13、管子管板角焊缝。
具体实施方式
[0028]下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。
[0029]如图1所示，本技术提供一种用以管子管板角焊缝检测用的超声激励红外热像装置，属于特种设备检测
，包括用以进行超声激励的超声枪1，用以探测缺陷产生热流的红外传感器2，用以固定超声枪和红外传感器的横梁3，用以支撑横梁的支撑腿4，将整个装置通过磁吸的方式固定在管板上的永磁体5，用以调整超声枪位置的滑块6和活动关节7，用以夹持超声枪的夹具8，用以为超声枪和红外传感器提供电源的蓄电池9，控制整个装置和处理红外热像图的电脑10。
[0030]具体使用原理如下：
[0031]如图2所示，在检测开始前，清除附着在管子管板角焊缝表面的污物、油脂等，将红外传感器和超声枪固定在横梁上，两者位于横梁中间部位，根据被检测范围调节支撑腿间距和横梁高度，支撑腿间距不小于检测范围1.5倍，高度保证红外传感器拍摄范围覆盖整个
被检测区域，将整个装置放置在被检测对象上方，调节滑块和活动关节，使得超声枪与焊缝垂直接触并提供一定压力，然后进行红外传感器、超声枪、电源和电脑的接线，在检测开始前，首先采用带有人工缺陷的管子管板校准试块验证检测灵敏度，在检测校准试块时，能探测到人工缺陷即完成校准，最后打开超声枪和红外传感器进行检测，超声枪激励产生超声波在角焊缝中传播，当超声波遇到裂纹等缺陷时，使得缺陷截面发生滑移、振动等运动从而产生热辐射，该热辐射信号被红外热成像仪器接收从而实现对缺陷的检测，该方法可以有效检测管子管板角焊缝表面和近表面缺陷，尤其是裂纹等危害性缺陷。
[0032]实施例1
[0033]本例中的检测对象为直径2m的在制固定管板式换热器，换热管规格为外径 25mm，壁厚2.5mm，管子管板采用强度胀加密封焊的焊接方式，材质为碳钢，角焊缝宽度约5mm，余高约1mm，因此设置检测范围为100mm*100mm范围内4个设置支撑腿间距为160mm高度为500mm，超声枪激励产生20kHz的低频率超声波，输出振幅为100μm，功率1000W，而且功率在10％至100％范围内可调，采用220V 电压供电，红外传感为方形红外传感器，红外分辨率640*480，像素17μm，热灵敏度30mk，采用蓄电池12V供电，4个超声枪对称布置在红外热像仪两侧，控制活动关节使得4个超声枪与角焊缝接触，每个超声枪都采用校准试块校准检测灵敏度，然后开始红外热像采集，整个检测共发现2处本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种管板角焊缝检测用超声激励红外热像装置，其特征在于，该装置包括：检测组件：包括与换热管相对设置且用以进行超声激励的超声枪(1)、用以探测焊缝缺陷产生热流的红外传感器(2)以及用以分别固定超声枪(1)和红外传感器(2)的横梁(3)；支撑组件：包括用以在两侧支撑横梁(3)的支撑腿(4)，所述的支撑腿(4)下端通过永磁体(5)采用磁吸的方式固定在管板上，所述的横梁(3)上还设有用以调节超声枪(1)位置的滑动夹持单元；供电和图像处理组件：包括用以为超声枪(1)和红外传感器(2)供电的蓄电池(9)以及分别与超声枪(1)和红外传感器(2)连接处理红外热像图的电脑(10)。2.根据权利要求1所述的一种管板角焊缝检测用超声激励红外热像装置，其特征在于，所述的滑动夹持单元包括滑动设置在横梁(3)上的滑块(6)、上端与滑块(6)连接的活动关节(7)以及与活动关节(7)下端连接固定夹持红外传感器(2)的夹具(8)。3.根据权利要求1所述的一种管板角焊缝检测用超声激励红外热像装置，其特征在于，所述的超声枪(1)为冲击针式或冲击棒式超声枪。4.根据权利要求1所述的一种管板角焊缝检测用超声激励红外热像装置，其特征在于，所述的红外传感器(2)为分辨率不小于464*348、像素不大于17μm且热灵敏度小于45mk的方形红外传感器。5.根据权利要求1所述的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘书宏，丁菊，王国圈，刘重阳，袁奕雯，朱旭晨，吕华亭，
申请(专利权)人：上海市特种设备监督检验技术研究院，
类型：新型
国别省市：
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