一种适用于障碍焊有限空间的相控阵探头和楔块制造技术

本申请公开了一种适用于障碍焊有限空间的相控阵探头和楔块，设于管状的集管凸台上对焊缝进行检测，包括相控阵探头和楔块，其特征在于，所述楔块设为异型块、楔块设有内凹圆弧形底面和弧形倾斜上表面，内凹圆弧形底面用于贴合集管凸台，所述相控阵探头设为异型探头，相控阵探头包括本体、用于贴合弧形倾斜上表面的弧形倾斜连接面、分布在弧形倾斜连接面表面的弧形晶片阵列以及在本体内连接弧形晶片阵列从侧面引出的连接线。本申请中相控阵探头和楔块采用异型设计，从而实现障碍焊有限空间内检测需求。检测需求。检测需求。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于障碍焊有限空间的相控阵探头和楔块


[0001]本申请涉及一种适用于障碍焊有限空间的相控阵探头和楔块，属于换热器焊缝检测


技术介绍

[0002]蛇形换热管与集管锻件障碍焊焊接接头是蛇形管高压加热器的关键部件之一，该焊缝由集管侧凸台和蛇形换热管焊制而成，由于集管侧凸台长度较小，凸台间间距较小，施焊过程中易产生未熔合、未焊透等不可接受的缺陷，对设备安全运行造成隐患。
[0003]相控阵超声检测是根据设定的延迟法则激发阵列探头各独立压电晶片，合成声束并实现声束的移动、偏转和聚焦等功能，再按一定的延迟法则对接收到的超声信号进行处理并以图像的方式显示被检对象内部状态的超声检测方法
[0004]该焊缝熔合线至集管距离仅约20mm，且根部有3mm半径圆角，而现有相控阵探头及楔块的形状、尺寸一般要求焊缝两侧可放置探头长度大于50mm，所以无法置于该有限空间中进行检测，导致只能进行单面单侧检测，使集管侧的缺陷无法检出。

技术实现思路

[0005]本申请要解决的技术问题是集管侧凸台长度较小导致蛇形换热管与集管锻件障碍焊空间有限、现有小径管扫查器和相控阵探头楔块无法在该受限空间下检测的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本申请的技术方案是提供了一种适用于障碍焊有限空间的相控阵探头和楔块，设于管状的集管凸台上对焊缝进行检测，包括相控阵探头和楔块，其特征在于，所述楔块设为异型块、楔块设有内凹圆弧形底面和弧形倾斜上表面，内凹圆弧形底面用于贴合集管凸台，所述相控阵探头设为异型探头，相控阵探头包括本体、用于贴合弧形倾斜上表面的弧形倾斜连接面、分布在弧形倾斜连接面表面的弧形晶片阵列以及在本体内连接弧形晶片阵列从侧面引出的连接线。
[0007]优选的，所述楔块上开设有螺纹孔，所述相控阵探头上开设有与螺纹孔相对的贯穿螺纹孔，螺纹孔与贯穿螺纹孔通过螺栓固定连接。
[0008]优选的，所述弧形倾斜上表面中轴线处的切面与内凹圆弧形底面的中轴线处的切面成一定预设角度a，即a为弧形倾斜上表面相对于集管凸台轴向的倾斜夹角，a角度范围设为36
°
至40
°
。
[0009]优选的，所述预设角度a为39
°
，所述弧形晶片阵列发射的超声声束角度范围45
°
至75
°
。
[0010]优选的，所述弧形晶片阵列包括多个弧形晶片，多个弧形晶片沿圆弧中心线阵列排布。
[0011]优选的，所述弧形倾斜上表面、弧形倾斜连接面、弧形晶片阵列的曲率设为焊缝外径的3～4倍。
[0012]优选的，所述楔块上设有用于连接扫查架的扫查架连接孔。
[0013]优选的，所述连接线从本体朝向焊缝的侧面引出。
[0014]本申请提供的相控阵探头和楔块，用于置于焊缝与集管间有限空间中进行检测，将楔块的内凹圆弧形底面贴在集管凸台外壁上，且两者之间涂覆一层机油作为耦合剂，将楔块与扫查架通过扫查架连接孔连接，将楔块与焊缝边缘距离保持在5mm，同时缓慢沿周向移动楔块，通过弧形晶片阵列发生超声波，对焊缝进行检测；相控阵探头和楔块采用异型设计，从而实现障碍焊有限空间内检测需求。
附图说明
[0015]图1为实施例中提供的相控阵探头和楔块位于集管凸台上进行焊缝检测示意图；
[0016]图2为实施例中提供的相控阵探头和楔块结构正视示意图；
[0017]图3为实施例中提供的相控阵探头和楔块结构侧视示意图；
[0018]附图标记：相控阵探头1、弧形晶片阵列11、弧形晶片111、本体12、连接线121、贯穿螺纹孔122、弧形倾斜连接面123、相控阵探头本体后沿125、楔块2、内凹圆弧形底面21、弧形倾斜上表面22、螺纹孔23、扫查架连接孔24、楔块后沿27、集管凸台3、圆角31、焊缝4。
具体实施方式
[0019]为使本申请更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
[0020]实施例
[0021]本实施例提供的是适用于障碍焊有限空间的相控阵探头和楔块，参见图1，管状的集管凸台3通过焊缝4与换热管焊接，楔块2和相控阵探头1置于集管凸台3上，绕集管凸台3周向一圈对焊缝4进行完整检测；
[0022]楔块2为异型块，参见图2和图3，包括内凹圆弧形底面21、弧形倾斜上表面22、螺纹孔23、扫查架连接孔24，内凹圆弧形底面21用于贴合集管凸台3外表面，内凹圆弧形底面21的曲率与集管凸台3的外径一致，弧形倾斜上表面22的圆心倾斜指向焊缝4所在位置，扫查架连接孔24用于连接扫查架，螺纹孔23用于连接楔块2和相控阵探头1；
[0023]相控阵探头1为异型探头，包括本体12、用于贴合弧形倾斜上表面22的弧形倾斜连接面123、分布在弧形倾斜连接面123表面的弧形晶片阵列11、用于对接螺纹孔23的贯穿螺纹孔122、以及在本体12内连接弧形晶片阵列11从侧面引出的连接线121；
[0024]具体的，相控阵探头1设置在楔块2上，螺纹孔23与贯穿螺纹孔122相对通过螺栓固定连接，弧形倾斜连接面123与弧形倾斜上表面22贴合，此时弧形晶片阵列11的圆心与弧形倾斜上表面22的圆心同样倾斜指向焊缝4所在位置，通过倾斜的设计，减少了弧形晶片阵列11对焊缝4进行检测占用的轴向空间，同时相控阵探头1的高度大于楔块2的高度，连接线121从相控阵探头1顶部侧面引出已达到节省空间的目的；弧形倾斜连接面123以及弧形倾斜上表面22的曲率设置为焊缝4外径的3～4倍。
[0025]具体的，弧形倾斜上表面22中轴线处的切面与内凹圆弧形底面21的中轴线处的切面成一定预设角度a，即弧形倾斜上表面22相对于集管凸台3轴向的倾斜夹角为a，预设角度a范围为36
°
至40
°
之间，根据焊缝4的厚度决定，在本实施例中，预设角度a为39
°
，此时弧形晶片阵列11发射的超声声束角度范围可达45
°
至75
°
。
[0026]具体的，弧形晶片阵列11长度为4mm，弧形晶片阵列11包含多个弧形晶片111，数量
为16个至32个，本实施例中单个弧形晶片111数量为16个，相邻单个弧形晶片111的中心线之间间距为0.25mm，若采用更多的晶片数量，则需减小单个弧形晶片宽度，提高探头制造难度。进一步的，所述弧形晶片阵列11的中心频率为7.5MHz至10MHz，本实施例中中心频率设置为10MHz。进一步的，楔块2内超声横波传播速度为2337m/s，由弧形晶片阵列11发出的超声波通过楔块2入射到集管凸台3中。
[0027]具体地，楔块2长度b小于12mm，相控阵探头本体12长度c长度小于11mm，两者连接后总长d小于15mm，且楔块后沿27短于相控阵探头本体后沿125(朝向焊缝4为前、远离焊缝4为后)。本实施例中的可用检测空间为：集管凸台3焊接后剩余长度约20mm，为使超声波能够覆盖全部焊缝体积，楔块2距本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于障碍焊有限空间的相控阵探头和楔块，设于管状的集管凸台(3)上对焊缝(4)进行检测，包括相控阵探头(1)和楔块(2)，其特征在于，所述楔块(2)设为异型块、楔块(2)设有内凹圆弧形底面(21)和弧形倾斜上表面(22)，内凹圆弧形底面(21)用于贴合集管凸台(3)，所述相控阵探头(1)设为异型探头，相控阵探头(1)包括本体(12)、用于贴合弧形倾斜上表面(22)的弧形倾斜连接面(123)、分布在弧形倾斜连接面(123)表面的弧形晶片阵列(11)以及在本体(12)内连接弧形晶片阵列(11)从侧面引出的连接线(121)。2.如权利要求1所述的一种适用于障碍焊有限空间的相控阵探头和楔块，其特征在于，所述楔块(2)上开设有螺纹孔(23)，所述相控阵探头(1)上开设有与螺纹孔(23)相对的贯穿螺纹孔(122)，螺纹孔(23)与贯穿螺纹孔(122)通过螺栓固定连接。3.如权利要求1所述的一种适用于障碍焊有限空间的相控阵探头和楔块，其特征在于，所述弧形倾斜上表面(22)中轴线处的切面与内凹圆弧形底面(21)的中轴线处的切面成一定预设角度a，即a为弧形倾斜上表面(22)相对于集管凸台(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾祁超，
申请(专利权)人：上海电气电站设备有限公司，
类型：新型
国别省市：