一种用于薄壁弯管超声波探伤的探伤装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及无损检测技术领域，具体涉及一种用于薄壁弯管超声波探伤的探 伤装置。
【背景技术】
[0002] 在锅炉、石化、核电等系统的设备中，大量采用了联接管道和弯头，规格一般在 032X2.5-1〇8X1〇_左右，属薄壁管，并大部分布置在炉外、室外及人行道旁。这些弯头 一般采用机器冷弯，因而在弯头部位存有冷加工应力。由于应力的存在，弯头在长期运行和 腐蚀介质作用下就会在内壁产生应力腐蚀裂纹，裂纹不断延伸和扩展就会扩展到外壁使弯 头处介质泄露或弯头爆破酿成灾难性事故。
[0003] 目前，利用射线和超声波检测内壁裂纹是较好的一种手段。因为射线检测劳动强 度大、检验速度慢、对人有较大伤害，一般很少被采用，所以超声波检测是较为理想的方法。 但由于受检工件壁薄，而超声波有一定的近场长度，且弯管外表面呈凸面，常规试块和探头 的监测面均为平直面，导致超声波与试件不能良好的接触，使探伤灵敏度低;所反映的检测 数值与实际不相符。为此，本实用新型提供一种专门用于薄壁弯管超声波探伤的探伤装置。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型目的在于提供一种用于薄壁弯管超声波探伤的探伤装置，解决现有技 术中试块的监测面均为平直面、导致超声波与试块不能良好的接触、使探伤灵敏度低、所反 映检测数值与实际不相符的技术问题。
[0005] 为解决上述技术问题，本实用新型采取如下技术方案：
[0006] -种用于薄壁弯管超声波探伤的探伤装置，包括试块、超声波探头和脉冲超声波 探伤仪，其特征在于：
[0007] 所述试块的左半部分为一个圆心角为90°的扇形板，扇形板的底面和右侧面为平 直面，左上为测试弧面一;所述扇形板的左侧靠下开有一个横通孔，右侧开有一个上下贯通 的竖槽，在所述竖槽的中央垂直开有一列短横孔；
[0008] 所述试块的右半部分为两个叠置的扇形试块，较小的为小扇形，较大的为大扇形， 所述小扇形和大扇形的扇面互相平行，圆心都位于扇形板最右侧顶部的横沿上，以扇形板 的右侧面为起始面向右上方伸展形成;所述小扇形和大扇形的总厚度与扇形板的厚度相适 应;所述小扇形的弧面为测试弧面二，所述大扇形的弧面为测试弧面三；
[0009] 所述超声波探头为双晶横波凹面探头，包括壳体、透声楔块、隔声层、吸收块、发射 晶片和接收晶片，其中，所述超声波探头的探测面为凹弧面；
[0010] 所述脉冲超声波探伤仪为模拟脉冲超声波探伤仪或数字脉冲超声波探伤仪。
[0011] 作为本实用新型的优选技术方案，所述试块上的短横孔自上而下包括三个，距离 扇形板顶面的竖向距离分别为5、10、15mm;其直径为1mm，深度为6mm，其圆心距离扇形板右 侧面的水平距离为16mm。
[0012] 优选的，所述横通孔的直径为10mm，其圆心距离扇形板左侧面的水平距离为20mm， 距离扇形板底面的竖向距离20mm。
[0013] 优选的，所述小扇形的圆心角为75°，扇形半径Ri为40mm〇 [0014] 优选的，所述大扇形的圆心角为87°，扇形半径R2为80mm。
[0015] 优选的，所述测试弧面一与测试弧面二之间有衔接曲面;所述衔接曲面的曲率与 测试弧面一的曲率相适应。
[0016] 优选的，所述试块的厚度为20mm，其中小扇形的厚度为5mm，所述大扇形的厚度为 15mm〇
[0017]优选的，所述超声波探头为接触式横波联合双探头，其K值范围为1.5~2.0。
[0018] 优选的，所述发射晶片和接收晶片的尺寸相同，为5mmX5±2mm，两晶片焦距为5土 2mm，晶片入射角为44.1 ±1°。
[0019] 优选的，所述超声波探头的频率为2.5~5MHz，探测范围为4~10mm〇
[0020] 与现有技术相比，本实用新型产品的技术优势在于：
[0021] 1、采用专门设计的凸曲面试块，由于薄壁弯管为凸面，常规平直面试块已不能准 确测试探头性能和对缺陷准确定位，将试块设计成凸曲面，试块中设大小扇形分别是用来 测试探头前沿和调整仪器扫描速度，试块上设三个短横孔可用来测试探头K值，绘制距离波 幅曲线，横通孔用来测定探头的K值，设计合理，使用方便；
[0022] 2、采用双晶横波凹面探头，发射晶片与接收晶片分开，消除了压电晶片与透声楔 块之间的反射杂波。同时由于仪器线路中的始脉冲不能进入放大器，克服了阻塞现象使探 测盲区大大减小。通过改变两晶片的倾斜角度可获得理想的焦点距离，从而使工件常出现 裂纹区域获得较大的反射声压;将探头加工成凹面，便于探头与工件良好耦合。
【附图说明】
[0023] 图1是本实用新型涉及的试块的正视图；
[0024] 图2是本实用新型涉及的试块的俯视图；
[0025]图3是本实用新型涉及的超声波探头的正视图；
[0026]图4是本实用新型涉及的超声波探头的俯视图；
[0027]图5是本实用新型涉及的超声波探头的工作原理示意图。
[0028] 附图标记：1_试块、2-横通孔、3-竖槽、4-短横孔、5-小扇形、6-大扇形、7-测试弧面 一、8-测试弧面二、9-测试弧面三、10-衔接曲面、11-双晶横波凹面探头、12-壳体、13-透声 楔块、14-隔声层、15-吸收块、16-发射晶片、17-接收晶片、18-脉冲超声波探伤仪、19-凹弧 面。
【具体实施方式】
[0029] 以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用 新型，并非用于限定本实用新型的范围。
[0030] 本实用新型涉及一种用于薄壁弯管超声波探伤的探伤装置，包括试块1、超声波探 头11和脉冲超声波探伤仪18，其特征在于：
[0031] 所述试块1的左边主体为一个圆心角a为90°的扇形板，扇形的底面和右侧面为平 直面，左上为测试弧面一7;所述试块1的左侧靠下开有一个横通孔2,横通孔2的直径为 1 Omm，其圆心距离扇形板左侧面的水平距离为20mm，距离扇形板底面的竖向距离10mm;板面 上靠右侧开有一个上下贯通的竖槽3,所述竖槽3为半圆槽，槽深为6mm，在所述竖槽3的中央 垂直开有一列短横孔4,所述短横孔4自上而下包括三个，距离扇形板1顶面的竖向距离分别 为5、10、15mm，其直径为1mm，深度为6mm，其圆心距离扇形板右侧面的水平距离为16mm;所述 横通孔2和短横孔4的中轴线互相平行，都垂直于扇形板的前后板面;在所述试块1的右侧， 以试块1右侧顶部为扇形圆心，以试块1的右侧面为起始面向右上方伸展形成前后叠置的一 个小扇形5和一个大扇形6,所述小扇形5的圆心角0为75°，扇形半径Ri为40mm;所述大扇形6 的圆心角y为87°，扇形半径R2为80mm，小扇形5和大扇形6的总厚度与试块1的厚度相适应， 试块1的厚度为20mm，所述小扇形5的厚度为5mm，所述大扇形6的厚度为15mm;所述小扇形5 的弧面为测试弧面二8,所述大扇形5的弧面为测试弧面三9,所述测试弧面二8和测试弧面 三9均垂直于试块1的前后板面，测试弧面一 7与测试弧面二8之间有衔接曲面10;衔接曲面 10的曲率与测试弧面一 7的曲率相适应;所述试块1为一体成型结构。
[0032] 此试块为测试双晶横波凹面探头的探头K值、前沿、测绘距离波幅曲线、调整仪器 扫描速度而设计。由于薄壁弯管为凸面，而探头制作成凹面，若采用常规平直面试块已不能 准确测试探头性能和对缺陷准确定位，所以我们将试块设计成凸曲面，试块材质采用与被 测工件相同的20号钢，试块中大小扇形的测试弧面二8和测试弧面三9分别是用来测试探头 前沿和调整仪器扫描速度，试块上的三个短横孔4可用来测试探头K值，绘制距离波幅曲线， 横通孔2用来测定探头的K值。
[0033] 本实用新型的超声波探头11为双晶横波凹面探头，包括壳体12、透声楔块13、隔声 层14、吸收块15、发射晶片16和接收晶片17,其中，所述超声波探头11的探测面为凹弧面;双 晶横波凹面探头是为了弥补普通探头探测近表面缺陷盲区大、近场分辨力低的缺点而设计 的。由于采用双晶横波凹面探头，发