一种钢管自动超声探伤探头振动补偿方法

摘要

一种钢管自动超声探伤探头振动补偿方法，基于水膜耦合式钢管无损探伤技术；其特征在于：通过自动监测耦合水膜厚度的变化，以此为依据调整钢管自动超声探伤的报警信号闸门值实现对钢管的缺陷检测。本发明针对探头上下振动影响缺陷检测的情况，提出一种补偿技术，能动态实时补偿由于探头振动引起水膜厚度变化对缺陷检测的不利影响，而且不需增加检测通道的仪器硬件开销。实现了对钢管自动超声探伤时探头振动的缺陷信号进行实时自动补偿和保证缺陷不会漏检。本发明解决了人们一直以来渴望解决的技术难题。

主权项

一种钢管自动超声探伤探头振动补偿方法，基于水膜耦合钢管无损探伤技术；其特征在于：被检钢管（6）要求具体为壁厚4mm以上、外径Φ70mm以上的中大口径管材；通过自动监测耦合水膜厚度的变化，以此为依据调整钢管自动超声探伤的报警信号闸门值实现对钢管的缺陷检测；其根据以下基本原理：探头上、下振动造成耦合水膜厚度变化引起声束扩散导致缺陷信号幅值变化，探头翘转造成耦合水膜厚度变化及声束入射角变化导致缺陷信号幅值变化；在上面两种原因作用下的缺陷信号幅值可能接近甚至低于无振动或/和无翘转的通常情况下所对应的通常的报警闸门值，所以我们在发生振动或/和翘转时适当降低报警闸门值能很好地检测出实际缺陷的有无；所述钢管自动超声探伤探头振动补偿方法具体采用专用检测装置进行耦合水膜厚度变化的实时监测；所述专用检测装置具体结构构成如下：有机玻璃楔块（1）、探伤压电晶片（2）、测厚压电晶片（3）、可变电阻（4）、支撑轮（7）；其中：有机玻璃楔块（1）主体为厚度均匀的长方体结构，其一端的上部为向下侧面倾斜的斜面结构；测厚压电晶片（3）固定在有机玻璃楔块（1）上方外侧，其与有机玻璃楔块（1）底面平行布置；探伤压电晶片（2）布置在有机玻璃楔块（1）上方的斜面结构外侧；可变电阻（4）布置在连接着探伤压电晶片（2）和测厚压电晶片（3）的电路中；所述钢管自动超声探伤探头振动补偿方法中，使用上述的专用检测装置进行操作的具体要求是：在支撑轮（7）的辅助下，使有机玻璃楔块（1）下底面与被检钢管（6）之间保持0.15～0.8mm的间隙以便形成耦合水膜（5）；探伤压电晶片（2）向有机玻璃楔块（1）发射纵波，经过有机玻璃楔块（1）与耦合水膜（5）界面以及耦合水膜（5）与被检钢管（6）界面的折射进入被检钢管（6）的管壁；此时已经转换成横波，横波向前传播时如果遇到了缺陷，被缺陷反射之后原路返回回到探伤压电晶片（2）形成缺陷回波；测厚压电晶片（3）与有机玻璃楔块（1）构成了一个有延迟块的直探头，测厚压电晶片（3）向耦合水膜（5）及被检钢管（6）的管壁发射纵波，并接收来自耦合水膜（5）及被检钢管（6）内壁和外壁的反射回波；测厚压电晶片（3）收到来自有机玻璃楔块（1）与耦合水膜（5）界面、耦合水膜（5）与被检钢管（6）以及管内壁的多次反射波，于是可以检测得到始脉冲波T、有机玻璃楔块（1）与耦合水膜（5）界面波e1、耦合水膜（5）与被检钢管（6）界面波e2、以及被检钢管（6）管壁厚的1次底波B1，2次底波B2，直至n次底波Bn；当有内壁缺陷时会在W2闸门处出现F1回波，当有外壁缺陷时会在W3闸门处出现F3回波；选择n次底波其中之一用于监控耦合状况及壁厚是否超限，调好通道的增益，调好伤信号报警闸门W2和W3的高度、宽度和位置,使得当被检钢管（6）有内外壁缺陷时报警闸门W2和W3发出报警信号；然后调节探头上的可变电阻（4），使得B2之后的各次底波不影响伤波的报警；调好通道的第1个闸门W1的高度并设置为失波报警，按允许的壁厚范围调好闸门宽度和位置；当耦合不良或者探头表面与工件表面之间根本没有耦合剂时，B2消失或者大幅度下跌而低于闸门高度，W1发出报警信号；如果壁厚超限，B2移动到闸门之外，W1也发出报警信号。