断路器壳体超声检测装置及其检测方法
【专利说明】特高压3「6断路器壳体超声检测装置及其检测方法
[0001]
技术领域
[0002] 本发明涉及电力成套装置无损检测领域，具体地说是一种特高压SF6断路器壳体 对接焊缝超声检测装置及其检测方法。
【背景技术】
[0003] 为了消除涡流发热、损耗及承受冲击力，特高压SF6断路器常采用8~16mm厚的 304奥氏体不锈钢焊接壳体。对于安装完毕的断路器，由于内部已经装满设备，无法进行射 线检测。当使用常规超声检测技术时，奥氏体不锈钢焊缝的粗大组织对超声波具有强烈的 衰减作用，导致检测灵敏度变化大，无法测定缺陷的大小；粗大组织也会引起强烈散射声波 的叠加及波型转换，使得缺陷定位误差增大，所以3&断路器的常规超声检测存在很多技术 上的难点。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是克服上述常规超声检测方法存在的缺陷，提供一种 特高压SF 6断路器壳体对接焊缝超声检测装置，其在特高压SF6断路器壳体对接焊缝两侧使 用聚焦横波对焊缝进行扫查，从而实现特高压SF 6断路器壳体焊缝无损评估。
[0005] 为此，本发明采用的技术方案如下：特高压SF6断路器壳体超声检测装置，其特征 在于，包括双晶聚焦横波传感器和超声检测专用对比试块， 所述的双晶聚焦横波传感器包括屏蔽外壳，所述的屏蔽外壳内并排设有左楔块和右楔 块；左楔块和右楔块的底面均为水平面，上表面均具有斜面，该斜面具有横向和前向倾角， 所述左楔块和右楔块的斜面上分别设置左发射压电晶片和右接受压电晶片； 所述的左发射压电晶片和右接受压电晶片连接匹配电感后再分别连接发射探头和接 收探头； 所述的超声检测专用对比试块包括半圆试块、第一对比试块、第二对比试块、第三对比 试块、第四对比试块、第五对比试块、第六对比试块和第七对比试块，所述的试块由304奥 氏体不锈钢制成； 所述的对比试块包括本体，所述本体的中心存在焊缝区域，焊缝区域和母材区域的侧 面或底面开有横通孔、短横孔或尖角槽。
[0006] 通过本发明的斜面使超声声束在工件上形成特定折射角度的横波，并使超声声束 聚焦于规定的深度（如IOmm)，从而实现3&断路器焊缝缺陷的准确定位和定量。
[0007] 进一步，所述的左楔块与右楔块之间设有隔声层，该隔声层把两个压电晶片隔离 开来，用于克服发射声束与反射声束的相互干扰和阻塞；所述左楔块与右楔块的内部填充 吸声材料，吸声材料用于吸收杂波。
[0008] 进一步，所述的第一对比试块，其在距离表面3mm的母材区域侧面设置一个横通 孔，该横通孔的直径为2mm ;在距离表面3mm的焊缝中心线上也设置一个同样的横通孔。
[0009] 进一步，所述的第二对比试块，其在距离表面8mm的母材区域侧面设置一个横通 孔，该横通孔的直径为2mm ;在距离表面8mm的焊缝中心线上也设置一个同样的横通孔。
[0010] 进一步，所述的第三对比试块，其在距离表面4mm的母材区域侧面设置一个横通 孔，该横通孔的直径为2mm ;在距离表面4mm的焊缝热影响区侧面也设置一个同样的横通 孔。
[0011] 进一步，所述的第四对比试块，其在距离表面IOmm的母材区域侧面设置一个横通 孔，该横通孔的直径为2_ ;在距离表面IOmm的焊缝热影响区侧面也设置一个同样的横通 孔。
[0012] 进一步，所述的第五对比试块，其母材区域底面设置一个尖角槽，该尖角槽长2_、 高2_ ;位于焊缝中心线上的焊缝区域底面也设置一个同样的尖角槽。
[0013] 进一步，所述的第六对比试块，其在距离表面8mm的母材区域侧面设置一个短横 孔，该短横孔的直径为1mm、长度为6mm;在距离表面8mm的焊缝中心线上也设置一个同样的 短横孔。
[0014] 进一步，所述的第七对比试块，其在距离表面4_的母材区域侧面设置一个短横 孔，该短横孔的直径为1mm、长度为6mm;在距离表面4mm的焊缝中心线上也设置一个同样的 短横孔。
[0015] 上述的各个对比试块均能用于测试特高压SF6断路器超声检测装置的检测能力， 第一到第四对比试块可以用于检测装置检测前的灵敏度调整。
[0016] 特高压SF6断路器壳体超声检测装置的基本工作原理为：超声检测仪通过连接线 与专用传感器相连，通过半圆试块实现延时校准，通过第一试块至第四试块绘制焊缝横通 孔距离-波幅曲线（即DAC曲线)，在特高压5&断路器对接焊缝两侧使用聚焦横波对焊缝进 行扫查，从而实现特高压3&断路器壳体焊缝的无损评估。
[0017] 本发明的另一目的在于提供上述特高压SF6断路器壳体超声检测装置的检测方 法，其步骤如下：1)超声检测装置延时校准，即利用半圆试块的弧面校正探头的电子触发 时刻与声束进入被测工件的瞬间之间的延迟，以便得出精确的声程的测量读数；2)超声检 测装置角度校准，即利用第六对比试块的短横孔来校准探头的入射角度，以便得出精确的 深度、表面距离的测量读数；3)绘制焊缝横通孔距离-波幅曲线，即使用第一对比试块、第 二对比试块、第三对比试块及第四对比试块焊缝中的横通孔30ΧΦ2,在超声检测仪上，绘 制横坐标为距离，纵坐标为横通孔反射波高的曲线；4)测试检测装置的信噪比；5)测试检 测装置的分辨力；6)特高压SF 6断路器对接焊缝进行检测，即在焊缝两侧进行锯齿形扫查， 使用聚焦横波对焊缝质量进行评估。
[0018] 本发明采用的检测方法，能克服SFf^路器常规超声检测的局限性，提高检测的信 噪比及分辨力，以实现SF6断路器焊缝缺陷的准确定位、定量。
[0019] 本发明具有的有益效果如下：克服了特高压SF6断路器壳体常规超声检测的局限 性，能明显降低奥氏体的组织噪声，提高了缺陷信号的信噪比，改善了超声检测系统的分辨 力，能避免异质界面干扰波的影响，消除假信号，最终有效解决了特高压SF 6断路器壳体超 声波检测问题。
【附图说明】
[0020] 图1-2为本发明超声检测装置半圆试块的结构示意图（图2为图1的俯视图）。
[0021] 图3为本发明超声检测装置第一对比试块的结构示意图。
[0022] 图4为本发明超声检测装置第二对比试块的结构示意图。
[0023] 图5为本发明超声检测装置第三对比试块的结构示意图。
[0024] 图6为本发明超声检测装置第四对比试块的结构示意图。
[0025] 图7为本发明超声检测装置第五对比试块的结构示意图。
[0026] 图8为本发明超声检测装置第六对比试块的结构示意图。
[0027] 图9为本发明超声检测装置第七对比试块的结构示意图。
[0028] 图10为本发明超声检测装置双晶聚焦横波传感器的结构示意图。
[0029] 图11为本发明超声检测装置使用时的示意图。
[0030] 图12为本发明进行5&断路器壳体焊缝超声检测的步骤图。
[0031] 图13为常规超声检测方法得到的信噪比波形图。
[0032] 图14为本发明得到的信噪比波形图。
[0033] 图15为常规超声检测方法得到的分辨力波形图。
[0034] 图16为本发明得到的分辨力波形图。
【具体实施方式】
[0035] 下面通过说明书附图和【具体实施方式】对本发明作进一步的详述，以下实施例只是 描述性的并非是限定性的，不能以此来限定本发明的保护范围。
[0036] 如图1至图10为特高压3&断路器对接焊缝超声检测装置，其由特高压SF 6断路 器对接焊缝专用对比试块及特高压一匕断路器对接焊缝双晶聚焦横波传感器组成。
[0037] 特高压3&断路器对接焊缝专用对比试块包括半圆试块、第一对比试块、第二对比 试块、第三对比试块、第四对比试块、第五对比试块、第六对比试块和第七对比试块。这些 试块材料与典型特高压3? 6断路器壳体材料06Crl9Nil0 (304) -致。对比试块规格均为 300*30*16mm (长*宽*厚)。对比试块的本体12中心存在焊缝区域，母材区域（非焊缝区 域）和焊缝区域的侧面或底面设有横通孔13、短横孔14或尖角槽15。
[0038] 所述的第一对比试块，在距离表面3_的母材区域侧面设置一个横通孔13,横通 孔直径Φ2πιπι，长30mm ;在距离表面3mm的焊缝中心线上也设置一个横通孔13,横通孔直径 Φ2ι?πι，长 30mm〇
[0039] 所述的第二对比试块，在距离表面8mm的母材区域侧面设置一个横通孔13,横通 孔直径Φ2πιπι，长30mm ;在距离表面8mm的焊缝中心线上也设置一个横通孔13,横通孔直径 Φ2ι?πι，长 30mm〇
[0040] 所述的第三对比试块，在距离表面4mm的母材区域侧面设置一个横通孔13,横通 孔直径Φ2πιπι，长30mm ;在距离表面4mm的焊缝热影响区侧面也设置一个横通孔13,横通孔 直径Φ2謹，长3Ctam。
[0041] 所述的第四对比试块，在距离表面IOmm的母材区域侧面设置一个横通孔13,横通 孔直径Φ 2mm，长30mm ;在距离表面IOmm的焊缝热影响区侧面也设置一个横通孔13,横通 孔直径Φ2_，长30_。
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