本技术涉及石化装备检测,具体涉及一种角焊缝相控阵检测的探头装置。
背景技术:
1、换热器的换热管与管板之间采用焊接或胀接加焊接的形式,焊接接头的质量直接影响换热器的产品质量,尤其是大型石化设备所用的高温、高压式换热器中的角焊缝的质量。由于这种换热器具有上千根换热管,换热管的直径往往较小且排列紧凑,因此对于角焊接的焊接要求很高,这些角焊缝的质量决定了整台换热器的安全性能。但是,目前国内对于换热器角焊缝的检测主要是利用水、气体等进行泄露检测,无法对焊缝内部的夹渣、气孔等缺陷进行检测,而角焊缝的内部缺陷会在高温、高压、强腐蚀等情况下易造成装置泄露,发生事故。所以,在换热器的制造过程中以及运行时需要对角焊缝进行检验,对角焊缝的无损检测就是最重要的检验步骤之一。
2、换热器管角焊缝的无损检测主要有射线检测、超声检测、磁粉检测和渗透检测。但磁粉检测和渗透检测无法探测出焊缝内部缺陷,常规射线检测灵敏度较低。超声探伤具有操作方便、分辨率高、成本低、适应面广等优点,特别是对角焊缝此类的特殊结构适用性强,具有其它无损检测仪器不能替代的特点。目前国内的部分研究机构采用双晶聚焦探头(内部由两个单探头组成,一个用于发射信号,一个用于接收信号)对换热器管板角焊缝进行超声检测,结合超声检测技术、计算机技术、机械传动技术,使检测自动化、图象化,明显提高了检测速度和精度。其原理是相控阵探头由多个晶片按一定的规律进行分布排列,通过软件单独控制每个晶片的激发时间,进而控制发射超声波束(波阵面)的形状和方向,实现超声波波束扫描、偏转和聚焦,从而检出不同方位及取向的缺陷。
3、而后又出现了如公开号为cn105911145a的中国专利文献所公开的一种换热器管板角焊缝超声相控阵检测方法和装置,技术方案是:换热器管板角焊缝超声波自动检测方法;按如下步骤进行:1)将超声相控阵面阵列探头伸入对应于角焊缝的换热管内并衬垫柔性可压缩楔块;2)对被检部位及柔性可压缩楔块施加水;3)轴向采用扇形扫描。换热器管板角焊缝超声波自动检测装置;包括超声相控阵面阵列探头、包覆在面阵列探头外圆周面的柔性可压缩楔块、用于将面阵列探头固定在探测位置的探头固定装置以及对面阵列探头传递的信号进行处理并形成图像的超声波检测仪。
4、传统的管板与换热管之间的角焊缝相控阵检测一般采用规定曲率的楔块与相控阵探头进行组合,再放入换热管中,曲率楔块与换热管紧紧贴合在一起,电机带动探头旋转一圈,完成管板管子角焊缝相控阵检测。这种采用固定曲率楔块来定位探头,只能满足对应单一规格的换热管。尽管上述现有技术采用柔性可压缩楔块,可一定程度适应不同规格的换热管,但适用的不同管径换热管范围局限于柔性楔块的变形限度,存在待改良空间。
5、另外,现阶段的管板与换热管之间的角焊缝相控阵检测装置,探头是通过电机居中放置的输出轴来实现转动,输出轴通过联轴器带动探头进行旋转,探头线由于偏心放置,在转动时,探头线会缠绕在电机的输出轴上。由此可见现有技术无法解决探头旋转时产生的绕线问题,只能通过探头反向旋转,回到初始位置来解决探头绕线问题,每一次检测完成后,反向旋转回到初始位置才能进行下一次检测,检测效率低。
技术实现思路
1、针对现有技术存在上述全部或部分技术问题,本实用新型提供一种角焊缝相控阵检测的探头装置。
2、为实现上述目的,本实用新型提供以下技术方案:
3、提供一种角焊缝相控阵检测的探头装置,包括探头舱、位于探头舱内的检测探头、用于驱动探头舱转动的驱动机构,探头舱开有对应检测探头的检测口以及向探头舱内注水的输水管;位于探头舱处设置有可涨缩的水囊,水囊连接有对其进行注水排水的水道。
4、作为进一步可选方案,该探头装置还包括堵头,驱动机构固定于堵头,堵头和水囊分别位于探头舱的两端部。
5、作为进一步可选方案,堵头与探头舱之间形成固定舱,所述输水管连接于堵头,且经由固定舱同时连通探头舱和水道。
6、作为进一步可选方案,驱动机构包括固定于堵头的偏心位置的电机、固定于电机输出轴的内行星齿轮和固定于探头舱的行星齿环,内行星齿轮与行星齿环相啮合,电机连接有电机线,电机线密封地穿过堵头。
7、作为进一步可选方案,行星齿环焊接固定于探头舱的端部。
8、作为进一步可选方案,检测探头连接有探头线,探头线密封地穿过堵头。
9、作为进一步可选方案,探头舱设置有位于旋转中心的电气旋转接头,探头线与检测探头之间经由电气旋转接头相电连接。
10、作为进一步可选方案,探头舱的端部设置有收纳腔,水囊在收缩状态下容纳在收纳腔中,水囊在注水涨大状态下延伸出收纳腔外。
11、作为进一步可选方案,水囊为柔性橡胶囊。
12、本实用新型的有益效果:
13、本实用新型的一种角焊缝相控阵检测的探头装置,与现有技术相比,整体探头装置通过水囊注水涨大来实现定位,相比现有技术采用楔块来定位,适用范围广,减少了探头楔块的使用,节约检测成本。
14、另外,进一步的实现探头转动过程中不发生绕线现象,提高检测效率。
1.一种角焊缝相控阵检测的探头装置,其特征是:包括探头舱、位于探头舱内的检测探头、用于驱动探头舱转动的驱动机构,探头舱开有对应检测探头的检测口以及向探头舱内注水的输水管;位于探头舱处设置有可涨缩的水囊,水囊连接有对其进行注水排水的水道。
2.根据权利要求1所述的一种角焊缝相控阵检测的探头装置,其特征是:该探头装置还包括堵头,驱动机构固定于堵头,堵头和水囊分别位于探头舱的两端部。
3.根据权利要求2所述的一种角焊缝相控阵检测的探头装置,其特征是:堵头与探头舱之间形成固定舱,所述输水管连接于堵头,且经由固定舱同时连通探头舱和水道。
4.根据权利要求2所述的一种角焊缝相控阵检测的探头装置,其特征是:驱动机构包括固定于堵头的偏心位置的电机、固定于电机输出轴的内行星齿轮和固定于探头舱的行星齿环,内行星齿轮与行星齿环相啮合,电机连接有电机线,电机线密封地穿过堵头。
5.根据权利要求4所述的一种角焊缝相控阵检测的探头装置,其特征是:行星齿环焊接固定于探头舱的端部。
6.根据权利要求2所述的一种角焊缝相控阵检测的探头装置,其特征是:检测探头连接有探头线,探头线密封地穿过堵头。
7.根据权利要求6所述的一种角焊缝相控阵检测的探头装置,其特征是:探头舱设置有位于旋转中心的电气旋转接头,探头线与检测探头之间经由电气旋转接头相电连接。
8.根据权利要求1所述的一种角焊缝相控阵检测的探头装置,其特征是:探头舱的端部设置有收纳腔,水囊在收缩状态下容纳在收纳腔中,水囊在注水涨大状态下延伸出收纳腔外。
9.根据权利要求1所述的一种角焊缝相控阵检测的探头装置,其特征是:水囊为柔性橡胶囊。