专利名称：一种刮板圆环链超声波探伤的专用探头的制作方法
技术领域：
本发明涉及矿用刮板输送机，具体涉及一种刮板圆环链的无损探伤。
背景技术：
刮板输送机是煤矿生产中常用的枢纽设备，其工作的正常与否，对于整个煤矿安全生产起着至关重要的作用。但是，目前刮板输送机在运行过程中，经常会出现圆环链的断裂事故。每次出现断链后，如果停机不及时，还会造成堆链、堆煤，致使整个工作面停止生产，造成巨大的经济损失。有统计表明，刮板输送机断链事故约占刮板输送机故障总数的 52. 12%。因此，分析造成刮板输送机断链事故的原因并加以预防，显得尤为重要。据现场调研发现，刮板机圆环链的断裂产生在链环的焊缝处，断口分析属疲劳失效。因此，刮板输送机断链事故的主要原因在于链环的焊接质量。通常，链环的焊接采用电阻焊，焊缝易产生裂纹，随着煤泥水的浸泡和疲劳损伤的积累，裂纹进一步扩展，进而造成破断事故。链环的焊缝成为断裂的主要部位。为此，对圆环链的焊缝定期进行超声波探伤， 评定裂纹，是预防圆环链断裂事故发生，实现刮板输送机正常运行的有效手段。
发明内容
本发明的目的在于提供一种刮板圆环链超声波探伤的专用探头，解决目前刮板输送机在运行过程中，经常会出现圆环链的断裂事故而无法预防的问题。为实现上述目的，本发明采取了以下技术方案。一种刮板圆环链超声波探伤的专用探头，其特征在于所述专用探头由外壳、导水装置、发射探头、接收探头、防爆壳、密封圈、压紧螺母、手柄、卡子、探头电缆组成，所述外壳有距离为一倍圆环链直径的两个通孔，两个所述通孔内分别安装含有所述防爆壳、导水装置的所述发射探头和接收探头，两个所述通孔的中心线与下面的引导面成70°角，所述外壳上安装有所述手柄。两个所述防爆壳通过所述卡子分别固定于两个所述通孔的上部，在两个所述防爆壳的上方分别设有所述密封圈，并用所述压紧螺母压紧，在两个所述防爆壳的下部通过螺纹分别与所述发射探头和接收探头相连，所述探头电缆从所述密封圈中接出，连接到探伤仪上。两个所述导水装置为壁上开有许多小孔的圆筒，分别设置在两个所述通孔的下部，两个所述导水装置分别与水源和所述发射探头和接收探头连通。所述引导面为圆弧面，也可为V形面。采用本发明可对刮板圆环链无损探伤，根据标准试样产生的回波和实际圆环链探伤的回波推算其裂纹深度，由探伤人员作出故障警示，从而避免刮板输送机圆环链断裂事故的发生。
图1是探伤原理示意图；图2是专用探头的结构示意图(主视图)；图3是图2的侧向示意图；图4是图2的俯视图。下面结合附图通过较佳实施例对本发明作进一步说明。
具体实施例方式如图2、3、4所示，一种刮板圆环链超声波探伤的专用探头，由外壳1、导水装置2、 发射探头3、接收探头4、防爆壳5、密封圈6、压紧螺母7、手柄8、卡子9、探头电缆10组成， 所述外壳1有距离为一倍圆环链10直径的两个通孔1-1，两个通孔1-1内分别安装含有防爆壳5、导水装置2的发射探头3和接收探头4，两个通孔1-1的中心线与下面的引导面1-2 成70°角，引导面1-2用于引导整个装置方便在圆环链上滑行，外壳1上连接有手柄8，方便操作。两个所述防爆壳5通过卡子9分别固定于两个通孔1-1的上部，在两个防爆壳5 的上方分别设有密封圈6，并用压紧螺母7压紧，在防爆壳上通过密封圈形成封闭空腔，防止电器在此空腔内产生火花后传到外部；在两个防爆壳5的下部通过螺纹分别与所述发射探头3和接收探头4相连，探头电缆10从密封圈6中接出，连接到探伤仪上。两个所述导水装置2为壁上开有许多小孔的圆筒，分别设置在两个通孔1-1的下部，两个所述导水装置2分别与水源和所述发射探头3和接收探头4连通。水源的水通过与外壳连接进水口 2-1进入外壳的两个孔内，然后通过导水装置壁上的小孔进入到探头下面，然后从出水口 2-2流出，形成水柱，用于形成超声波的传递介质。所述引导面1-2为圆弧面，也可为V形面。使用本发明专用探头进行超声波探伤的具体步骤是1、将刮板输送机低速运行，速度可为0. 3 0. 5m/s ；2、开启探伤仪，打开专用探头的供水开关，给探头供水；3、使用专用探头，依次从每个圆环链的带有焊缝的直段滑过，观察指定位置的回波；4、根据标准试样，确定回波高度(回波强度与入射波强度的比值)与裂纹深度的关系，确定回波高度报警阈值；观察到的回波高度与回波高度报警阈值相比，当高于报警阈值时，提示报警；当低于报警阈值时，不报警，从而实现事故预防警示。本发明的探伤原理如下如图1所示，本发明采用频率20ΚΗζ，Φ14纵波水浸专用探头。由于用水柱作超声波传递介质，提高了超声波的指向性与传递效率；由于采用一个探头发射超声波，另外一个探头接受超声波，超声通过水柱耦合至钢中成横波，折射后角度为45°，折射效率高；反射的超声如遇到裂纹则形成回波，回波也通过水柱耦合至接收探头中，根据理论计算，两探头距离为一倍圆环链直径时，理论计算回波最强。缺陷评定以接受声强度与入射声强度比值进行判断，声线以圆环链的中心为理论反射点，如图1，由于声波束具有一定的宽度，因此，从表面开始扩展的裂纹，其深度与回波的强度成正比关系，即从表面算起越深的裂纹，越接近于理论最大反射点，反射的超声波越强，这样，通过回波的强度可以推算裂纹深度，而且避免了圆环链表面凹凸不平对回波的影响。由于采用专用探头，因此，从入射波算起具有固定的回波接收时间延时，也即在仪器上具有固定的时间位置有回波(相当于超声波全部在水中传播180_)，考虑水流速度等因素造成的误差，观察窗为170 190mm。
权利要求
1.一种刮板圆环链超声波探伤的专用探头，其特征在于所述专用探头由外壳(1)、导水装置(2)、发射探头(3)、接收探头(4)、防爆壳(5)、密封圈(6)、压紧螺母(7)、手柄(8)、 卡子(9)、探头电缆(10)组成，所述外壳(1)有距离为一倍圆环链(10)直径的两个通孔 (1-1)，两个所述通孔(1-1)内分别安装含有所述防爆壳(5)、导水装置(2)的所述发射探头 (3)和接收探头(4)，两个所述通孔(1-1)的中心线与下面的引导面(1-2)成70°角，所述外壳(1)上安装有所述手柄(8)。
2.按照权利要求1所述的刮板圆环链超声波探伤的探头，其特征在于两个所述防爆壳(5)通过所述卡子(9)分别固定于两个所述通孔(1-1)的上部，在两个所述防爆壳(5) 的上方分别设有所述密封圈(6)，并用所述压紧螺母(7)压紧，在两个所述防爆壳(5)的下部通过螺纹分别与所述发射探头C3)和接收探头(4)相连，所述探头电缆(10)从所述密封圈(6)中接出，连接到探伤仪上。
3.按照权利要求1所述的刮板圆环链超声波探伤的探头，其特征在于两个所述导水装置( 为壁上开有许多小孔的圆筒，分别设置在两个所述通孔(1-1)的下部，两个所述导水装置( 分别与水源和所述发射探头( 和接收探头(4)连通。
4.按照权利要求1所述的刮板圆环链超声波探伤的探头，其特征在于所述引导面 (1-2)为圆弧面。
全文摘要
一种刮板圆环链超声波探伤的专用探头，涉及矿用刮板输送机。本发明解决目前刮板输送机经常会出现圆环链的断裂事故而无法预防的问题。本发明的专用探头由外壳、导水装置、发射探头、接收探头、防爆壳、密封圈、压紧螺母、手柄、卡子、探头电缆组成，所述外壳有距离为一倍圆环链直径的两个通孔，两个所述通孔内分别安装含有所述防爆壳、导水装置的所述发射探头和接收探头，两个所述通孔的中心线与下面的引导面成70°角，所述外壳上安装有所述手柄。采用本发明可对刮板圆环链无损探伤，根据标准试样产生的回波和实际圆环链探伤的回波推算其裂纹深度，由探伤人员作出故障警示，从而避免刮板输送机圆环链断裂事故的发生。
文档编号G01N29/24GK102183586SQ20111005296
公开日2011年9月14日 申请日期2011年3月3日 优先权日2011年3月3日
发明者张文平, 李文德, 李爱旺, 李运宏, 梁义维, 王东飞, 白宏峰, 矫林岳, 秦卫斌, 罗自明, 翟生勤, 葛海青, 郭立伟 申请人:山西潞安环保能源开发股份有限公司