專利名稱：一種鋼管自動超聲探傷探頭振動補償方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼管自動超聲探傷技術(shù)，特別提供了一種鋼管自動超聲探傷探頭振動 補償方法。
背景技術(shù)：
鋼管是一種廣泛應(yīng)用的重要的結(jié)構(gòu)材料，在申請?zhí)枮?00810011490. X的中國專 利申請文件中已指出，在鋼管生產(chǎn)過程中由于各種偶然性不可避免，所以鋼管壁上常存在 縱向裂紋、橫向裂紋、折疊、分層等缺陷。如果鋼管有缺陷就會在使用當中破裂引起事故，甚 至造成嚴重后果，可能造成重大經(jīng)濟損失甚至人員傷亡，為此世界上所有生產(chǎn)鋼管的廠家 都需要有完善的無損檢測設(shè)備，對鋼管進行在線探傷。中大口徑的鋼管(Φ70πιπι以上)，一般采用普通斜探頭水膜耦合的方法進行在線 探傷。然而，在對鋼管進行自動超聲探傷的時候，一般是將探頭用一定的機械機構(gòu)壓附于鋼 管外表面，通過調(diào)整探頭架上的滾輪使探頭與鋼管之間留有一定的間隙，并充水形成耦合 水膜，在鋼管自動探傷過程中，常常會出現(xiàn)三種情況影響探傷的可靠性，一種是無水膜，另 兩種是探頭的振動和翹轉(zhuǎn)。第一種情況是水膜的供水系統(tǒng)出現(xiàn)問題，造成即使有了缺陷也 不會有信號輸出；申請?zhí)枮?00810011490.Χ的中國專利申請文件就針對這一問題提出了 一種耦合監(jiān)控的技術(shù)，即用一個通道同時實現(xiàn)耦合監(jiān)控、探傷和壁厚測量三種功能的鋼管 超聲探傷方法。另兩種情況是在實際自動探傷過程中，即使耦合正常，還會由于鋼管在檢 測的傳動過程中，探頭的振動和翹轉(zhuǎn)是不可避免的，也必然會造成水膜厚度的變化，也可能 造成聲束擴散和探頭入射角的變化，從而造成缺陷信號幅值的變化，造成漏檢。如圖1是正 常耦合時探頭及水膜，圖2所示是探頭上下振動造成水膜厚度變化的情況，將會引起聲束 擴散導(dǎo)致缺陷信號幅值變化，圖3所示是探頭翹轉(zhuǎn)造成水膜厚度變化及聲束入射角變化的 情況，將會導(dǎo)致缺陷信號幅值變化，如圖4所示是水膜厚度對缺陷信號幅值的影響。對于探 頭振動引起缺陷檢測可靠性劣化的問題，通常的做法是在探頭機械機構(gòu)上加大探頭振動的 阻尼減小探頭振動，然而效果有限，尚未根本解決這一問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種技術(shù)效果更好的鋼管自動超聲探傷探頭振動補償方法。本發(fā)明是要針對探頭上下振動的情況，提出一種補償技術(shù)，能動態(tài)實時補償由于 探頭振動引起水膜厚度變化對缺陷檢測的不利影響，而且不需增加檢測通道的儀器硬件開 銷。一種鋼管自動超聲探傷探頭振動補償方法，基于水膜耦合鋼管無損探傷技術(shù)；其 特征在于通過自動監(jiān)測耦合水膜厚度的變化，以此為依據(jù)調(diào)整鋼管自動超聲探傷的報警 信號閘門值實現(xiàn)對鋼管的缺陷檢測。本發(fā)明所述鋼管自動超聲探傷探頭振動補償方法，其特征在于根據(jù)以下基本原 理探頭上、下振動造成耦合水膜厚度變化引起聲束擴散導(dǎo)致缺陷信號幅值變化，探頭翹轉(zhuǎn)造成耦合水膜厚度變化及聲束入射角變化導(dǎo)致缺陷信號幅值變化；在上述兩種原因作用下 的缺陷信號幅值可能接近甚至低于無振動或/和翹轉(zhuǎn)的通常情況下所對應(yīng)的通常的報警 閘門值，所以我們在發(fā)生振動或/和翹轉(zhuǎn)時適當降低報警閘門值能很好地檢測出實際缺陷 的有無。所述鋼管自動超聲探傷探頭振動補償方法具體采用專用檢測裝置進行耦合水膜 厚度變化的實時監(jiān)測；所述專用檢測裝置具體結(jié)構(gòu)構(gòu)成如下有機玻璃楔塊1、探傷壓電晶片2、測厚壓電晶片3、可變電阻4、支撐輪7 ；其中有 機玻璃楔塊1主體為厚度均勻的長方體結(jié)構(gòu)，其一端的上部為向下側(cè)面傾斜的斜面結(jié)構(gòu)； 測厚壓電晶片3固定在有機玻璃楔塊1上方外側(cè)，其與有機玻璃楔塊1底面平行布置；探傷 壓電晶片2布置在有機玻璃楔塊1上方的斜面結(jié)構(gòu)外側(cè)；可變電阻4布置在連接著探傷壓 電晶片2和測厚壓電晶片3的電路中。所述鋼管自動超聲探傷探頭振動補償方法中，使用上述的專用檢測裝置進行操作 的具體要求進一步優(yōu)選是在支撐輪7的輔助下，使有機玻璃楔塊1下底面與被檢鋼管6之間保持0. 15 0. 8mm的間隙以便形成耦合水膜5 ；探傷壓電晶片2的作用和普通斜探頭中的壓電陶瓷片的作用相同，它向有機玻璃 楔塊1發(fā)射縱波，經(jīng)過有機玻璃楔塊1與耦合水膜5的界面以及耦合水膜5與被檢鋼管6 的界面的折射進入被檢鋼管6的管壁；此時已經(jīng)轉(zhuǎn)換成橫波，橫波向前傳播時如果遇到了 缺陷，被缺陷反射之后原路返回回到探傷壓電晶片2形成缺陷回波；測厚壓電晶片3與有機 玻璃楔塊1構(gòu)成了一個有延遲塊的直探頭，測厚壓電晶片3向耦合水膜5及被檢鋼管6的 管壁發(fā)射縱波，并接收來自耦合水膜5及被檢鋼管6內(nèi)壁和外壁的反射回波；測厚壓電晶片3收到來自有機玻璃楔塊1與耦合水膜5界面、耦合水膜5與被檢 鋼管6以及管內(nèi)壁的多次反射波，于是可以檢測得到始脈沖波T、有機玻璃楔塊1與耦合水 膜5界面波el、耦合水膜5與被檢鋼管6界面波e2、以及被檢鋼管6管壁厚的1次底波Bi， 2次底波B2，直至η次底波Bn ；當有內(nèi)壁缺陷時會在W2閘門處出現(xiàn)Fl回波，當有外壁缺陷 時會在W3閘門處出現(xiàn)F3回波，如圖7所示。在實際探傷時，可能會有兩種情況一種是水 膜較厚，會出現(xiàn)e2回波，另一種情況是水膜較薄，e2回波會淹沒在el回波中。第一種情況 可以用一般的超聲測厚原理(超聲波聲程時差法)測量水膜厚度；第二種情況下，由于el 決定于探頭的有機玻璃厚度，所以位置是不變的，el與Bl的間距代表了水膜厚度與鋼管厚 度之和的信息，Bl和B2的間距只代表壁厚的信息，所以用el與Bl的間距減去Bl和B2的 間距就是水膜的厚度信息。選擇Bn次底波其中之一用于監(jiān)控耦合狀況及壁厚是否超限，例如選B2。探傷之前 先用人工標準傷調(diào)好該通道的增益，調(diào)好傷信號報警間門W2和W3的高度、寬度和位置，使 得當被檢鋼管6有內(nèi)外壁缺陷時報警閘門W2和W3發(fā)出報警信號；然后調(diào)節(jié)探頭上的可變 電阻4，使得B2之后的各次底波不影響傷波的報警；調(diào)好通道的第1個閘門Wl的高度并設(shè)置為失波報警，按允許的壁厚范圍調(diào)好閘門 寬度和位置；當耦合不良或者探頭表面與工件表面之間根本沒有耦合劑時，B2消失或者大幅度 下跌而低于閘門高度，Wl發(fā)出報警信號；如果壁厚超限，B2移動到閘門之外，Wl也發(fā)出報警信號。當探頭有所振動時，探頭與鋼管之間的水膜厚度必然有所變化，水膜厚度變化就 會引起同一個缺陷的信號幅度也跟隨變化，兩者并非線性關(guān)系，而是如圖4所示，這條曲線 關(guān)系可以事先通過實驗來確定，再將此變化曲線輸入到超聲波探傷的檢測程序中，超聲波 探傷的檢測程序根據(jù)所測得的水膜厚度再自動調(diào)整間門W2和W3的左右位置和上下的高 度，從而實現(xiàn)鋼管自動超聲探傷時對探頭振動的缺陷信號進行實時自動補償和保證缺陷不 會漏檢。所述鋼管自動超聲探傷探頭振動補償方法，其特征在于所述鋼管自動超聲探傷 探頭振動補償方法中，使用所述的專用檢測裝置進行操作的具體要求是所述鋼管自動超聲探傷探頭振動補償方法要求檢測系統(tǒng)能識別和計算el和e2的 回波并計算耦合水膜5的厚度，能識別和計算Bl和B2的回波并計算被檢鋼管6管壁厚度， 或能識別和計算el、Bl和B2的回波并分別計算耦合水膜5厚度和計算被檢鋼管6管壁厚 度，能根據(jù)事先實驗確定的缺陷信號隨耦合水膜厚度變化的關(guān)系曲線自動調(diào)整閘門W2和 W3的左右位置和上下的高度，以及Wl閘門失波報警和W2、W3的進波報警功能。所述鋼管自動超聲探傷探頭振動補償方法中，還有下述的優(yōu)選內(nèi)容要求所述的探傷壓電晶片2、測厚壓電晶片3與超聲探傷儀的接線方式為，測厚壓電晶 片3串聯(lián)一個可變電阻之后再與探傷壓電晶片2并聯(lián)，整個探頭按單探頭脈沖回波法的接 線方式與探傷儀聯(lián)接。所述鋼管自動超聲探傷探頭振動補償方法中，被檢鋼管6要求具體為壁厚4mm以 上、外徑Φ70πιπι以上的中大口徑管材。本發(fā)明所屬的技術(shù)領(lǐng)域是無損檢測，發(fā)明了一種鋼管自動超聲探傷時防止探頭振 動引起缺陷漏檢的技術(shù)，它的特點是能動態(tài)實時補償由于探頭振動引起水膜厚度變化對缺 陷檢測的不利影響，而且不需增加檢測通道的開銷。解決了人們一直以來渴望解決的技術(shù)難題。此外，本發(fā)明既能自動監(jiān)控水耦合狀況，自動測量探頭振動引起的水膜厚度并進 行缺陷信號的自動補償，又不增加通道，因此成本的增加微乎其微，可以忽略不計。除此之 外，還能同時實現(xiàn)監(jiān)控鋼管壁厚的功能，鋼管壁厚過大或過小，儀器能發(fā)出報警信號；這樣 就做到了缺陷探傷、耦合監(jiān)控、壁厚測量、水膜厚度測量和探頭振動時的缺陷信號補償?shù)奈?項功能僅用一個通道，從而實現(xiàn)鋼管自動超聲探傷時的探頭振動的缺陷信號實時自動補償 和保證缺陷不會漏檢。


下面結(jié)合附圖及實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明圖1為正常耦合時的水膜結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為探頭上下振動造成水膜厚度變化引起聲束擴散導(dǎo)致缺陷信號幅值變化示 意圖；圖3為探頭翹轉(zhuǎn)造成水膜厚度變化及聲束入射角變化導(dǎo)致缺陷信號幅值變化示 意圖；圖4為水膜厚度變化引起缺陷信號幅值變化的關(guān)系圖，這種變化可能導(dǎo)致漏檢；
圖5為探頭結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明中所述探頭檢測系統(tǒng)示意圖；圖7為檢測信號波形時序圖。
具體實施例方式附圖6中的各附圖標記含義如下有機玻璃楔塊1、探傷壓電晶片2、測厚壓電晶片 3、可變電阻4、耦合水膜5、被檢鋼管6、支撐輪7。實施例1一種基于水膜耦合鋼管無損探傷技術(shù)的鋼管自動超聲探傷探頭振動補償方法，其 通過自動監(jiān)測耦合水膜厚度的變化，以此為依據(jù)調(diào)整鋼管自動超聲探傷的報警信號間門值 實現(xiàn)對鋼管的缺陷檢測。所述鋼管自動超聲探傷探頭振動補償方法，其根據(jù)以下基本原理探頭上、下振動 造成耦合水膜厚度變化引起聲束擴散導(dǎo)致缺陷信號幅值變化，探頭翹轉(zhuǎn)造成耦合水膜厚度 變化及聲束入射角變化導(dǎo)致缺陷信號幅值變化；在上述兩種原因作用下的缺陷信號幅值可 能接近甚至低于無振動或/和翹轉(zhuǎn)的通常情況下所對應(yīng)的通常的報警間門值，所以我們在 發(fā)生振動或/和翹轉(zhuǎn)時適當降低報警閘門值能很好地檢測出實際缺陷的有無。所述鋼管自動超聲探傷探頭振動補償方法具體采用專用檢測裝置進行耦合水膜 厚度變化的實時監(jiān)測；所述專用檢測裝置具體結(jié)構(gòu)構(gòu)成如下有機玻璃楔塊1、探傷壓電晶片2、測厚壓電晶片3、可變電阻4、支撐輪7 ；其中有 機玻璃楔塊1主體為厚度均勻的長方體結(jié)構(gòu)，其一端的上部為向下側(cè)面傾斜的斜面結(jié)構(gòu)； 測厚壓電晶片3固定在有機玻璃楔塊1上方外側(cè)，其與有機玻璃楔塊1底面平行布置；探傷 壓電晶片2布置在有機玻璃楔塊1上方的斜面結(jié)構(gòu)外側(cè)；可變電阻4布置在連接著探傷壓 電晶片2和測厚壓電晶片3的電路中。所述鋼管自動超聲探傷探頭振動補償方法中，在支撐輪7的輔助下，使有機玻璃 楔塊1下底面與被檢鋼管6之間保持0. 15 0. 8mm的間隙以便形成耦合水膜5 ；探傷壓電晶片2的作用和普通斜探頭中的壓電陶瓷片的作用相同，它向有機玻璃 楔塊1發(fā)射縱波，經(jīng)過有機玻璃楔塊1與耦合水膜5的界面以及耦合水膜5與被檢鋼管6 的界面的折射進入被檢鋼管6的管壁；此時已經(jīng)轉(zhuǎn)換成橫波，橫波向前傳播時如果遇到了 缺陷，被缺陷反射之后原路返回回到探傷壓電晶片2形成缺陷回波；測厚壓電晶片3與有機 玻璃楔塊1構(gòu)成了一個有延遲塊的直探頭，測厚壓電晶片3向耦合水膜5及被檢鋼管6的 管壁發(fā)射縱波，并接收來自耦合水膜5及被檢鋼管6內(nèi)壁和外壁的反射回波；測厚壓電晶片3收到來自有機玻璃楔塊1與耦合水膜5界面、耦合水膜5與被檢 鋼管6以及管內(nèi)壁的多次反射波，于是可以檢測得到始脈沖波T、有機玻璃楔塊1與耦合水 膜5界面波el、耦合水膜5與被檢鋼管6界面波e2、以及被檢鋼管6管壁厚的1次底波Bi， 2次底波B2，直至η次底波Bn ；當有內(nèi)壁缺陷時會在W2閘門處出現(xiàn)Fl回波，當有外壁缺陷 時會在W3閘門處出現(xiàn)F3回波，如圖7所示。在實際探傷時，可能會有兩種情況一種是水 膜較厚，會出現(xiàn)e2回波，另一種情況是水膜較薄，e2回波會淹沒在el回波中。第一種情況 可以用一般的超聲測厚原理(超聲波聲程時差法)測量水膜厚度；第二種情況下，由于el 決定于探頭的有機玻璃厚度，所以位置是不變的，el與Bl的間距代表了水膜厚度與鋼管厚
7度之和的信息，Bl和B2的間距只代表壁厚的信息，所以用el與Bl的間距減去Bl和B2的 間距就是水膜的厚度信息。選擇Bn次底波其中之一用于監(jiān)控耦合狀況及壁厚是否超限，例如選B2。探傷之前 先用人工標準傷調(diào)好該通道的增益，調(diào)好傷信號報警間門W2和W3的高度、寬度和位置，使 得當被檢鋼管6有內(nèi)外壁缺陷時報警閘門W2和W3發(fā)出報警信號；然后調(diào)節(jié)探頭上的可變 電阻4，使得B2之后的各次底波不影響傷波的報警；調(diào)好通道的第1個閘門Wl的高度并設(shè)置為失波報警，按允許的壁厚范圍調(diào)好閘門 寬度和位置；當耦合不良或者探頭表面與工件表面之間根本沒有耦合劑時，B2消失或者大幅度 下跌而低于閘門高度，Wl發(fā)出報警信號；如果壁厚超限，B2移動到閘門之外，Wl也發(fā)出報警信號。當探頭有所振動時，探頭與鋼管之間的水膜厚度必然有所變化，水膜厚度變化就 會引起同一個缺陷的信號幅度也跟隨變化，兩者并非線性關(guān)系，而是如圖4所示，這條曲線 關(guān)系可以事先通過實驗來確定，再將此變化曲線輸入到超聲波探傷的檢測程序中，超聲波 探傷的檢測程序根據(jù)所測得的水膜厚度再自動調(diào)整間門W2和W3的左右位置和上下的高 度，從而實現(xiàn)鋼管自動超聲探傷時對探頭振動的缺陷信號進行實時自動補償和保證缺陷不 會漏檢。所述鋼管自動超聲探傷探頭振動補償方法中，使用所述的專用檢測裝置進行操作 的具體要求是所述鋼管自動超聲探傷探頭振動補償方法要求檢測系統(tǒng)能識別和計算el和e2的 回波并計算耦合水膜5的厚度，能識別和計算Bl和B2的回波并計算被檢鋼管6管壁厚度， 或能識別和計算el、Bl和B2的回波并分別計算耦合水膜5厚度和計算被檢鋼管6管壁厚 度，能根據(jù)事先實驗確定的缺陷信號隨耦合水膜厚度變化的關(guān)系曲線自動調(diào)整閘門W2和 W3的左右位置和上下的高度，以及Wl閘門失波報警和W2、W3的進波報警功能。所述鋼管自動超聲探傷探頭振動補償方法中，還有下述的優(yōu)選內(nèi)容要求所述的 探傷壓電晶片2、測厚壓電晶片3與超聲探傷儀的接線方式為，測厚壓電晶片3串聯(lián)一個可 變電阻之后再與探傷壓電晶片2并聯(lián)，整個探頭按單探頭脈沖回波法的接線方式與探傷儀 聯(lián)接。所述鋼管自動超聲探傷探頭振動補償方法中，被檢鋼管6要求具體為壁厚4mm以 上、外徑Φ70πιπι以上的中大口徑管材。實施例2本實施例與實施例1內(nèi)容基本相同，其不同之處主要在于當耦合水膜5有一定的厚度能將el和e2回波分開時，設(shè)el和e2回波的聲程時 間差為tl，水中聲速為vl，則耦合水膜5厚度為dl = tl*vl/2。若探頭振動引起耦合水膜 5厚度變化時，則可分別計算得出Δ tl和Δ dl。根據(jù)Δ tl相應(yīng)調(diào)整W2和W3閘門的左右 位置，即閘門跟蹤，根據(jù)Adl查缺陷信號隨耦合水膜5厚度變化的關(guān)系曲線并自動調(diào)整閘 門W2和W3的高度。實施例3本實施例與實施例1內(nèi)容基本相同，其不同之處主要在于
當耦合水膜5有一定的厚度但不能將el和e2回波分開時，設(shè)el和Bl回波的聲 程時間差為tl，Bl和B2回波的聲程時間差為t2，水中聲速為vl，鋼中縱波聲速為v2，則被 檢鋼管6的鋼管壁厚d2 = t2*v2/2，則耦合水膜5厚度為dl = (tl_t2) *vl/2。若探頭振 動引起耦合水膜5厚度變化時，則可分別計算得出Δ (tl-t2)和Adl。根據(jù)Δ (tl-t2)相 應(yīng)調(diào)整W2和W3閘門的左右位置，即閘門跟蹤，根據(jù)Δ dl查缺陷信號隨水膜厚度變化的關(guān) 系曲線并自動調(diào)整閘門W2和W3的高度。
權(quán)利要求
一種鋼管自動超聲探傷探頭振動補償方法，基于水膜耦合鋼管無損探傷技術(shù)；其特征在于通過自動監(jiān)測耦合水膜厚度的變化，以此為依據(jù)調(diào)整鋼管自動超聲探傷的報警信號閘門值實現(xiàn)對鋼管的缺陷檢測。
2.按照權(quán)利要求1所述鋼管自動超聲探傷探頭振動補償方法，其特征在于其根據(jù)以 下基本原理探頭上、下振動造成耦合水膜厚度變化引起聲束擴散導(dǎo)致缺陷信號幅值變化， 探頭翹轉(zhuǎn)造成耦合水膜厚度變化及聲束入射角變化導(dǎo)致缺陷信號幅值變化；在上述兩種原 因作用下的缺陷信號幅值可能接近甚至低于無振動或/和翹轉(zhuǎn)的通常情況下所對應(yīng)的通 常的報警間門值，所以我們在發(fā)生振動或/和翹轉(zhuǎn)時適當降低報警間門值能很好地檢測出 實際缺陷的有無。
3.按照權(quán)利要求2所述鋼管自動超聲探傷探頭振動補償方法，其特征在于所述鋼管 自動超聲探傷探頭振動補償方法具體采用專用檢測裝置進行耦合水膜厚度變化的實時監(jiān) 測；所述專用檢測裝置具體結(jié)構(gòu)構(gòu)成如下有機玻璃楔塊(1)、探傷壓電晶片(2)、測厚壓電晶片(3)、可變電阻(4)、支撐輪(7)； 其中有機玻璃楔塊(1)主體為厚度均勻的長方體結(jié)構(gòu)，其一端的上部為向下側(cè)面傾斜的 斜面結(jié)構(gòu)；測厚壓電晶片(3)固定在有機玻璃楔塊(1)上方外側(cè)，其與有機玻璃楔塊(1)底 面平行布置；探傷壓電晶片(2)布置在有機玻璃楔塊(1)上方的斜面結(jié)構(gòu)外側(cè)；可變電阻(4)布置在連接著探傷壓電晶片(2)和測厚壓電晶片(3)的電路中。
4.按照權(quán)利要求3所述鋼管自動超聲探傷探頭振動補償方法，其特征在于所述鋼管 自動超聲探傷探頭振動補償方法中，使用上述的專用檢測裝置進行操作的具體要求是在支撐輪(7)的輔助下，使有機玻璃楔塊(1)下底面與被檢鋼管(6)之間保持0. 15 0.8mm的間隙以便形成耦合水膜(5)；探傷壓電晶片(2)向有機玻璃楔塊(1)發(fā)射縱波，經(jīng)過有機玻璃楔塊(1)與耦合水膜(5)界面以及耦合水膜(5)與被檢鋼管(6)界面的折射進入被檢鋼管(6)的管壁；此時已 經(jīng)轉(zhuǎn)換成橫波，橫波向前傳播時如果遇到了缺陷，被缺陷反射之后原路返回回到探傷壓電 晶片(2)形成缺陷回波；測厚壓電晶片(3)與有機玻璃楔塊(1)構(gòu)成了一個有延遲塊的直 探頭，測厚壓電晶片(3)向耦合水膜(5)及被檢鋼管(6)的管壁發(fā)射縱波，并接收來自耦合 水膜(5)及被檢鋼管(6)內(nèi)壁和外壁的反射回波；測厚壓電晶片(3)收到來自有機玻璃楔塊(1)與耦合水膜(5)界面、耦合水膜(5)與 被檢鋼管(6)以及管內(nèi)壁的多次反射波，于是可以檢測得到始脈沖波T、有機玻璃楔塊(1) 與耦合水膜(5)界面波el、耦合水膜(5)與被檢鋼管(6)界面波e2、以及被檢鋼管(6)管 壁厚的1次底波Bi，2次底波B2，直至η次底波Bn ；當有內(nèi)壁缺陷時會在W2閘門處出現(xiàn)Fl 回波，當有外壁缺陷時會在W3閘門處出現(xiàn)F3回波；選擇Bn次底波其中之一用于監(jiān)控耦合狀況及壁厚是否超限，調(diào)好通道的增益，調(diào)好傷 信號報警閘門W2和W3的高度、寬度和位置，使得當被檢鋼管(6)有內(nèi)外壁缺陷時報警閘門 W2和W3發(fā)出報警信號；然后調(diào)節(jié)探頭上的可變電阻(4)，使得Β2之后的各次底波不影響傷 波的報警；調(diào)好通道的第1個閘門Wl的高度并設(shè)置為失波報警，按允許的壁厚范圍調(diào)好閘門寬度 和位置；當耦合不良或者探頭表面與工件表面之間根本沒有耦合劑時，Β2消失或者大幅度下跌而低于閘門高度，Wl發(fā)出報警信號；如果壁厚超限，B2移動到閘門之外，Wl也發(fā)出報警信號。
5.按照權(quán)利要求4所述鋼管自動超聲探傷探頭振動補償方法，其特征在于所述鋼管 自動超聲探傷探頭振動補償方法中，使用所述的專用檢測裝置進行操作的具體要求是所述鋼管自動超聲探傷探頭振動補償方法要求檢測系統(tǒng)能識別和計算el和e2的回波 并計算耦合水膜(5)的厚度，能識別和計算Bl和B2的回波并計算被檢鋼管(6)管壁厚度， 或能識別和計算el、Bl和B2的回波并分別計算耦合水膜(5)厚度和計算被檢鋼管(6)管 壁厚度，能根據(jù)事先實驗確定的缺陷信號隨耦合水膜厚度變化的關(guān)系曲線自動調(diào)整閘門W2 和W3的左右位置和上下的高度，以及Wl閘門失波報警和W2、W3的進波報警功能。
6.按照權(quán)利要求5所述鋼管自動超聲探傷探頭振動補償方法，其特征在于所述鋼管 自動超聲探傷探頭振動補償方法中， 所述的探傷壓電晶片(2)、測厚壓電晶片(3)與超聲探傷儀的接線方式為，測厚壓電晶 片(3)串聯(lián)一個可變電阻之后再與探傷壓電晶片(3)并聯(lián)，整個探頭按單探頭脈沖回波法 的接線方式與探傷儀聯(lián)接。
7.按照權(quán)利要求6所述鋼管自動超聲探傷探頭振動補償方法，其特征在于所述鋼管 自動超聲探傷探頭振動補償方法中，被檢鋼管(6)要求具體為壁厚4mm以上、外徑Φ70πιπι 以上的中大口徑管材。
全文摘要
一種鋼管自動超聲探傷探頭振動補償方法，基于水膜耦合式鋼管無損探傷技術(shù)；其特征在于通過自動監(jiān)測耦合水膜厚度的變化，以此為依據(jù)調(diào)整鋼管自動超聲探傷的報警信號閘門值實現(xiàn)對鋼管的缺陷檢測。本發(fā)明針對探頭上下振動影響缺陷檢測的情況，提出一種補償技術(shù)，能動態(tài)實時補償由于探頭振動引起水膜厚度變化對缺陷檢測的不利影響，而且不需增加檢測通道的儀器硬件開銷。實現(xiàn)了對鋼管自動超聲探傷時探頭振動的缺陷信號進行實時自動補償和保證缺陷不會漏檢。本發(fā)明解決了人們一直以來渴望解決的技術(shù)難題。
文檔編號G01N29/30GK101923075SQ200910011929
公開日2010年12月22日 申請日期2009年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月10日
發(fā)明者于冰, 孟令華, 李慶卓, 蔡桂喜, 韓曉華, 黃緒萍 申請人:中國科學(xué)院金屬研究所