專利名稱：壓力容器封頭組合焊縫tofd和相控陣成像掃查器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種壓力容器封頭組合焊縫TOFD和相控陣成像掃查器，主要用于鍋爐和壓力容器的不同大小的封頭的環(huán)縫檢測，也可以用于直縫和其他環(huán)縫的檢測。
背景技術(shù)：
超聲波無損檢測儀器在許多工業(yè)領(lǐng)域中的產(chǎn)品質(zhì)量檢測、設(shè)備安全性能檢查等方面有著不可替代的重要作用，其中的一個重要組成部分就是機械掃查器，用于攜帶探頭在被檢測物體表面移動，實現(xiàn)對被檢測物體的掃差檢測，現(xiàn)有的機械掃查器只能對平板上的直線焊縫或管道上的焊縫進行檢測，對于容器封頭上的環(huán)形焊縫則無能為力，即使在人工操作其運行軌跡的情況下勉強采用檢測直線焊縫的掃查器進行檢測，其檢測結(jié)果的可靠性也將受到很大影響。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種壓力容器封頭組合焊縫TOFD和相控陣成像掃查器，適用于鍋爐和壓力容器的不同大小的封頭的環(huán)縫檢測。本發(fā)明采用的技術(shù)方案一種壓力容器封頭組合焊縫TOFD和相控陣成像掃查器， 包括由前梁、后梁、左梁、右梁和中梁構(gòu)成的主架，所述左、右梁的前端分別與所述前梁的兩端鉸接，所述中梁的前部固定連接所述前梁的中部，所述后梁包括左右對稱的雙頭螺桿，其左半部的螺紋和右半部的螺紋旋向相反，所述螺桿的中部與所述中梁的后部以允許所述螺桿以其軸線為軸旋轉(zhuǎn)而不允許其左右移動的旋轉(zhuǎn)連接方式連接，所述螺桿的左、右半部的螺紋上分別旋接有左、右螺母，所述左、右螺母以所述中梁為對稱軸對稱設(shè)置在所述后梁上，所述左、右螺母與所述左、右梁的后端連接，所述主架的四角分別設(shè)有磁輪機構(gòu)，所述磁輪機構(gòu)包括磁輪和用于將所述磁輪安裝在所述主架的相應(yīng)位置上的磁輪支架。所述后梁優(yōu)選長于所述前梁，所述左、右梁的長度優(yōu)選相等。所述左、右螺母與所述左、右梁的后端的連接方式優(yōu)選為分別通過左、右連桿連接，所述左、右連桿的一端優(yōu)選與相應(yīng)的所述螺母的連接部鉸接，另一端優(yōu)選與相應(yīng)的所述梁的后端的連接部鉸接。所述左梁、右梁和中梁中的一個、兩個或全部上可以設(shè)有用于同滑塊滑動配合的燕尾型滑槽，所述滑塊上可以設(shè)有用于鎖定其在相應(yīng)的梁上的位置的緊固螺絲。所述滑塊上優(yōu)選固定連接有探頭加載臂。所述探頭加載臂可以包括用于直接連接所述滑塊的固定架、滑動架和用于固定探頭的叉架，所述滑動架與固定架優(yōu)選上下滑動配合，并通過拉簧連接，所述叉架的閉合端可以通過螺栓與所述滑動架的底端連接。優(yōu)選所述左、右梁的內(nèi)、外側(cè)均開設(shè)有燕尾型滑槽，所述左右梁的每側(cè)均安裝有偶數(shù)個所述探頭加載臂。所述設(shè)有所述探頭加載臂的所述梁可以設(shè)有激光指示器，所述激光指示器可以通過連接架安裝在相應(yīng)的所述梁上，所述連接架優(yōu)選采用可以調(diào)節(jié)角度和/或高度的活動連接結(jié)構(gòu)。所述磁輪支架上優(yōu)選設(shè)有脫磁裝置，所述脫磁裝置可以設(shè)有可向下滑動并使其底端延伸到所述磁輪底面所處水平面下方的支撐柱，所述支撐柱可以設(shè)有控制其向下滑動及復(fù)位的手柄。所述后梁的兩端可以分別設(shè)有用于旋轉(zhuǎn)后梁的旋轉(zhuǎn)把手。所述前梁和中梁上可以分別設(shè)有用于移動所述掃查器的把手。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的后梁采用雙頭螺桿且左右半部的螺紋旋向相反，以及左、右梁與后梁的獨特的連接結(jié)構(gòu)的設(shè)計，使得在推動掃查器行走時，所述左、右、中三個梁的延長線始終交于一點，將該點設(shè)定為被測環(huán)縫的圓心或無窮遠(直縫可以被視為圓心在無窮遠的環(huán)縫)，就可以使掃查器的行走路線呈與被測環(huán)縫相同的圓形或直線形，保證探頭能夠沿著環(huán)形焊縫檢測，適用于鍋爐和壓力容器的封頭等各種場合下的環(huán)縫檢測和直縫檢測，同時，這種結(jié)構(gòu)在旋轉(zhuǎn)后梁時，左、右梁可以同步改變與中梁之間的夾角，通過調(diào)節(jié)左、右梁與中梁之間的夾角，就可以改變掃查器行走的環(huán)形路線的半徑，使其適用于半徑大小不同的環(huán)縫檢測，而對于圓心相同的在一定范圍之內(nèi)的多個不同半徑的環(huán)縫，則只需移動探頭加載臂在相應(yīng)梁上的位置就可以實現(xiàn)對不同環(huán)縫的檢測，甚至可以通過設(shè)置在相應(yīng)梁上不同位置的多個探頭同步掃查多個環(huán)縫；由于左、右梁及中梁的延長線和分別安裝在左、右梁上每一側(cè)的偶數(shù)個探頭的連線的延長線始終指向環(huán)形焊縫的圓心，可以有效地幫助工作人員準確地將掃查器定位于工件上；由于探頭加載臂位置的可調(diào)及數(shù)量可以設(shè)置呈若干個，使掃查器可同時對多條焊縫進行檢測或?qū)ν粭l焊縫進行多種方式的檢測，在加載TOFD和相控陣成像探頭后，可以單獨進行也可以同時組合進行TOFD和相控陣成像掃查， 極大地方便了掃查工作；由于脫磁裝置的設(shè)置，可以輕松的將掃查器從鐵磁性工件表面取下，防止磨損工件。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、靈活性好、檢測準確度和可靠性高等優(yōu)點，不僅可用于罐體封頭的檢測，同樣能夠支持管道焊縫和對接平板等多種工件的檢測。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式參見圖1，本發(fā)明提供了一種壓力容器封頭組合焊縫TOFD和相控陣成像掃查器， 包括由前梁1、后梁2、左梁3、右梁4和中梁5構(gòu)成的主架，優(yōu)選所述后梁長于所述前梁，所述左、右梁的長度相等，使得在推動掃查器行走時，所述左、右、中三個梁的延長線始終交于一點，將該點設(shè)定為被測環(huán)縫的圓心，就可以使掃查器的行走路線呈與被測環(huán)縫相同的圓形(或圓弧形)，保證安裝在掃查器上的探頭能夠沿著環(huán)形焊縫檢測，所述左、右梁的前端分別與所述前梁的兩端鉸接，便于相對轉(zhuǎn)動，所述中梁的前部固定連接所述前梁的中部，所述后梁包括左右對稱的雙頭螺桿，其左半部的螺紋和右半部的螺紋旋向相反，所述螺桿的中部與所述中梁的后部以允許所述螺桿以其軸線為軸旋轉(zhuǎn)而不允許其左右移動的旋轉(zhuǎn)連接方式連接(例如常見的各種軸孔配合方式的旋轉(zhuǎn)連接，可以設(shè)有或不設(shè)有軸套或軸承)，使在旋轉(zhuǎn)所述后梁時，不會改變其與所述中梁之間的位置關(guān)系，所述螺桿的左、右半部的螺紋上分別旋接有左、右螺母6，所述左、右螺母以所述中梁為對稱軸對稱設(shè)置在所述后梁上，所述左、右螺母與所述左、右梁的后端連接，優(yōu)選所述左、右螺母與所述左、右梁的后端的連接方式為分別通過左、右連桿7連接，所述左、右連桿的一端優(yōu)選與相應(yīng)的所述螺母的連接部鉸接，另一端優(yōu)選與相應(yīng)的所述梁的后端的連接部鉸接。這種結(jié)構(gòu)在旋轉(zhuǎn)后梁時，左、右梁可以同步改變與中梁之間的夾角，使左、右、中三個梁的延長線始終交于一點，通過調(diào)節(jié)左、 右梁與中梁之間的夾角，就可以改變掃查器行走的環(huán)形路線的半徑，使其適用于半徑大小不同的環(huán)縫檢測。優(yōu)選所述中梁的長度等于所述左或右梁與所述連桿的長度之和，以使適當?shù)男D(zhuǎn)所述后梁時，可以使所述主架呈矩形，此時所述掃查器可直線行走。所述主架的四角分別設(shè)有磁輪機構(gòu)，所述磁輪機構(gòu)包括磁輪8和用于將所述磁輪安裝在所述主架的相應(yīng)位置上的磁輪支架9，設(shè)定所述磁輪的轉(zhuǎn)軸方向與相應(yīng)的左、右梁的延伸方向相同，就可以保證主架整體上繞所述左、右、中三個梁的延長線的交點做圓周(圓弧)運動，將探頭安裝在所述左、右、中三個梁上的任意一點，該探頭的掃查軌跡都是圓形 (圓弧)軌跡。通常，可以將所述磁輪機構(gòu)固定安裝在相應(yīng)的所述左梁或右梁的相應(yīng)端的下面， 并使磁輪所在的平面與相應(yīng)的所述左梁或右梁的延伸方向垂直，使磁輪轉(zhuǎn)軸方向與相應(yīng)的所述左梁或右梁的延伸方向相同，由此保證了在調(diào)節(jié)左、右梁的角度時，所述磁輪的角度 (運行方向)也隨著相應(yīng)的左梁或右梁一同變動，而無須對磁輪單獨進行調(diào)節(jié)。所述磁輪的外表面可以采用金屬材料制成，磁性材料設(shè)置在其內(nèi)部，在所述磁輪外表面的中部可以設(shè)有一圈略微突出所述磁輪外表面的橡膠圈，當所述磁輪吸附在工件上時，所述橡膠圈受擠壓變形，可增大所述磁輪與工件表面的摩擦力，有利于所述掃查器在工件上的行走。所述探頭可以固定安裝在所述左梁、右梁和中梁上的任意適宜位置，也可以通過活動連接的方式安裝，以便調(diào)節(jié)探頭在相應(yīng)梁上的軸向位置，方便操作。例如，所述左梁、右梁和中梁中的一個、兩個或全部上可以設(shè)有用于同滑塊10滑動配合的燕尾型滑槽，所述滑塊上可以設(shè)有用于鎖定其在相應(yīng)的梁上的位置的緊固螺絲。以使所述滑塊可以在相應(yīng)的梁上滑動并固定位置，將探頭通過任意方式安裝在滑塊上，就可以實現(xiàn)探頭與相應(yīng)的梁的活動連接。所述滑塊上優(yōu)選固定連接有探頭加載臂11，所述探頭加載臂優(yōu)選位于設(shè)置所述滑塊的相應(yīng)的梁的正下方，所述探頭加載臂可以包括用于直接連接所述滑塊的固定架、滑動架和用于固定探頭的叉架，所述滑動架與所述固定架優(yōu)選上下滑動配合，并通過拉簧連接， 可以使所述固定架的一側(cè)設(shè)有與所述滑動架相配合的滑槽，所述滑動架設(shè)置于所述固定架的滑槽內(nèi)，以此實現(xiàn)所述固定架與滑動架之間的滑動配合，所述叉架的閉合端可以通過螺栓與所述滑動架的底端連接。優(yōu)選所述掃查器在未工作狀態(tài)下，所述叉架攜帶的探頭的檢測端低于各所述磁輪的底面所處的水平面。為使所述探頭能夠具有更大的靈活性從而提高檢測質(zhì)量，可以使所述探頭通過轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動連接在所述叉架上，并在所述叉架上設(shè)置能夠固定所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動角度的緊固件，也可以采用其它適宜的活動連接方式連接所述探頭和叉架。所述探頭的種類可以根據(jù)檢測需要隨時進行更換，如常規(guī)檢測探頭、TOFD檢測探頭或超聲相控陣檢測探頭等。所述探頭加載臂采用上述結(jié)構(gòu)，對工件進行檢測時，所述探頭貼近工件表面，會使所述滑動架相對于所述固定架滑動，將所述探頭壓在所述工件的表面上進行檢測，根據(jù)工件表面的形狀，所述滑動架相對于所述固定架滑動的距離不等，以保證所述探頭始終貼在工件表面，檢測結(jié)束后，所述滑動架通過所述拉簧的彈性作用復(fù)位。優(yōu)選在所述左、右梁的內(nèi)、外兩側(cè)均開設(shè)有燕尾型滑槽，所述左、右梁的每側(cè)均安裝有偶數(shù)個所述探頭加載臂，這樣所述左、右梁及所述中梁的延長線和分別安裝在所述左、 右梁上每一側(cè)的偶數(shù)個探頭的連線的延長線始終指向環(huán)形焊縫的圓心，有效地幫助工作人員準確地將掃查器定位于工件上，所述探頭加載臂位置的可調(diào)及數(shù)量可以設(shè)置呈若干個， 使所述掃查器可同時對于圓心相同的在一定范圍之內(nèi)的多條不同半徑的環(huán)縫進行檢測，也可同時對同一條焊縫進行多種方式的檢測。為了更方便地調(diào)整所述左或右梁上多個所述探頭之間的距離，所述左和右梁的上表面上可以刻有刻度尺，以作參照。所述安裝有探頭或者設(shè)有探頭加載臂的所述梁可以設(shè)有激光指示器12，用于照射待檢測工件上的焊縫，指示所述掃查器行走路線的同時還可以起到照明的作用，所述激光指示器可以通過連接架安裝在相應(yīng)的所述梁上，所述連接架優(yōu)選采用可以調(diào)節(jié)角度和/或高度的活動連接結(jié)構(gòu)。所述磁輪支架上優(yōu)選設(shè)有脫磁裝置13，所述脫磁裝置可以設(shè)有可向下滑動并使其底端延伸到所述磁輪底面所處水平面下方的支撐柱，所述支撐柱可以設(shè)有控制其向下滑動及復(fù)位的手柄。當需要將所述掃查器從待檢測工件上取下時，操作所述手柄控制所述支撐柱向下滑動，當所述支撐柱的底端接觸到待檢測工件表面時，繼續(xù)使其向下滑動，即可借助所述支撐柱的向下推力使與其相對應(yīng)的所述磁輪與鐵磁性工件表面脫離，從而將所述掃查器從待檢測工件上取下，避免強行從待檢測工件上取下所述掃查器對工件造成磨損。所述掃查器上還可以設(shè)有用于將所述探頭采集的信息通過數(shù)據(jù)線傳遞給終端控制器的數(shù)據(jù)線接口，所述探頭與所述數(shù)據(jù)線接口連接的數(shù)據(jù)線可以設(shè)置在所述主架內(nèi)，可以通過與所述數(shù)據(jù)線接口對應(yīng)的數(shù)據(jù)線連接所述掃查器和所述終端控制器，使檢測結(jié)果及時傳遞給所述終端控制器；或者所述主架上可以安裝有用于存儲所述探頭采集的信息的存儲器，用于存儲檢測結(jié)果，工作完成后再通過適宜的數(shù)據(jù)傳輸方式將檢測數(shù)據(jù)傳遞給所述終端控制器。所述磁輪支架上可以設(shè)有用于記錄所述掃查器行走位移的記錄儀，所述記錄儀可以采用旋轉(zhuǎn)式角位移光電編碼器，也可以采用其它機電式、電磁式等檢測或傳感裝置，所述記錄儀的側(cè)面可以設(shè)有數(shù)據(jù)線接口，通過數(shù)據(jù)線可以與所述終端控制器連接。為便于使用時操作，所述后梁的兩端可以分別設(shè)有用于旋轉(zhuǎn)后梁的旋轉(zhuǎn)把手14， 所述前梁和中梁上可以分別設(shè)有用于移動所述掃查器的把手15。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、靈活性好、檢測準確度和可靠度高，不僅可用于罐體封頭的檢測，同樣能夠支持管道焊縫和對接平板等多種工件檢測。本發(fā)明所稱環(huán)縫是指呈圓形或圓弧形的焊縫等待掃查軌跡。
權(quán)利要求
1 一種壓力容器封頭組合焊縫TOFD和相控陣成像掃查器，其特征在于包括前梁、后梁、左梁、右梁和中梁構(gòu)成的主架，所述左、右梁的前端分別與所述前梁的兩端鉸接，所述中梁的前部固定連接所述前梁的中部，所述后梁包括左右對稱的雙頭螺桿，其左半部的螺紋和右半部的螺紋旋向相反，所述螺桿的中部與所述中梁的后部以允許所述螺桿以其軸線為軸旋轉(zhuǎn)而不允許其左右移動的旋轉(zhuǎn)連接方式連接，所述螺桿的左、右半部的螺紋上分別旋接有左、右螺母，所述左、右螺母與所述左、右梁的后端連接，所述主架的四角均設(shè)有磁輪機構(gòu)，所述磁輪機構(gòu)包括磁輪和用于將所述磁輪安裝在所述主架的相應(yīng)位置上的磁輪支架。
2.如權(quán)利要求1所述的壓力容器封頭組合焊縫TOFD和相控陣成像掃查器，其特征在于所述后梁長于前梁，所述左、右梁長度相等。
3.如權(quán)利要求2所述的壓力容器封頭組合焊縫TOFD和相控陣成像掃查器，其特征在于所述左、右螺母與所述左、右梁的后端的連接方式為分別通過左、右連桿連接，所述左、右連桿的一端與相應(yīng)的所述螺母的連接部鉸接，另一端與相應(yīng)的所述梁的后端的連接部鉸接。
4.如權(quán)利要求3所述的壓力容器封頭組合焊縫TOFD和相控陣成像掃查器，其特征在于所述左梁、右梁和中梁中的一個、兩個或全部上設(shè)有用于同滑塊滑動配合的燕尾型滑槽，所述滑塊上設(shè)有用于鎖定其在相應(yīng)的梁上的位置的緊固螺絲。
5.如權(quán)利要求4所述的壓力容器封頭組合焊縫TOFD和相控陣成像掃查器，其特征在于所述滑塊上固定連接有探頭加載臂。
6.如權(quán)利要求5所述的壓力容器封頭組合焊縫TOFD和相控陣成像掃查器，其特征在于所述探頭加載臂包括用于直接連接所述滑塊的固定架、滑動架和用于固定探頭的叉架，所述滑動架與所述固定架上下滑動配合，并通過拉簧連接，所述叉架的閉合端通過螺栓與所述滑動架的底端連接。
7.如權(quán)利要求4所述的壓力容器封頭組合焊縫TOFD和相控陣成像掃查器，其特征在于所述設(shè)有所述探頭加載臂的所述梁設(shè)有激光指示器，所述激光指示器通過連接架安裝在相應(yīng)的所述梁上，所述連接架采用可以調(diào)節(jié)角度和/或高度的活動連接結(jié)構(gòu)。
8 如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7所述的壓力容器封頭組合焊縫TOFD和相控陣成像掃查器，其特征在于所述磁輪支架上設(shè)有脫磁裝置，所述脫磁裝置設(shè)有可向下滑動并使其底端延伸到所述磁輪底面所處水平面下方的支撐柱，所述支撐柱設(shè)有控制其向下滑動及復(fù)位的手柄。
9.如權(quán)利要求8所述的壓力容器封頭組合焊縫TOFD和相控陣成像掃查器，其特征在于所述后梁的兩端分別設(shè)有用于旋轉(zhuǎn)后梁的旋轉(zhuǎn)把手。
10.如權(quán)利要求9所述的壓力容器封頭組合焊縫TOFD和相控陣成像掃查器，其特征在于所述前梁和中梁上分別設(shè)有用于移動所述掃查器的把手。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種壓力容器封頭組合焊縫TOFD和相控陣成像掃查器，包括前梁、后梁、左梁、右梁和中梁構(gòu)成的主架，所述左、右梁的前端分別與所述前梁的兩端鉸接，所述中梁的前部固定連接所述前梁的中部，所述后梁包括左右對稱的雙頭螺桿，其左、右半部的螺紋旋向相反，所述螺桿的中部與所述中梁的后部連接，所述螺桿的左、右半部的螺紋上分別旋接有左、右螺母，所述左、右螺母與所述左、右梁的后端連接，所述主架的四角分別設(shè)有磁輪機構(gòu)。本發(fā)明適用于容器的不同大小的封頭的環(huán)縫檢測，使探頭能夠始終沿著圓形焊縫檢測，確保檢測精度，還可以支持管道焊縫、對接平板等多種工件的焊縫檢測。
文檔編號G01N29/265GK102495137SQ201110440708
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者李志軍 申請人:北京歐寧航宇檢測技術(shù)有限公司