专利名称：压力容器焊缝横向裂纹tofd检测扫查器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种压力容器焊缝横向裂纹TOFD检测扫查器，主要用于锅炉或压力容器的封头的焊缝裂纹检测，尤其适用于焊缝横向裂纹的检测。
背景技术：
TOFD (Time Of Flight Diffraction)也叫端点衍射法或衍射波时差法，是一种依靠从被检工件内部结构(主要指缺陷)的“端角”和“端点”处得到的衍射能量来检测缺陷的方法，是一种较新式的超声波探伤技术。较高检出率、精准的缺陷定量精度以及优秀的检测效率是该技术最大的优点。但该技术也存在着不足，就是对工件内部的横向裂纹检测效果不尽人意。
目前，采用TOFD技术对锅炉或压力容器焊缝进行检测时，由于探头发出的波束方向单一(多为垂直于待检测工件表面)，很难检测出焊缝的横向裂纹，为了提高焊缝的横向裂纹的检出率，一般会选用脉冲反射法辅助TOFD检测，为的就是能够检测出工件内部的横向裂纹缺陷。但这样的检测方案，难免会增加用户的设备成本。
实用新型内容为克服现有技术的上述缺陷，本实用新型提供了一种压力容器焊缝横向裂纹TOFD检测扫查器，适用于锅炉或压力容器的焊缝横向裂纹检测。本实用新型采用的技术方案一种压力容器焊缝横向裂纹TOFD检测扫查器，包括主架，所述主架的四角分别设有磁轮机构，所述磁轮机构包括磁轮和用于将所述磁轮安装在所述主架的相应位置上的磁轮支架，所述主架上安装有一个或多个探头加载臂，部分或全部所述探头加载臂上安装有探头，所述探头的波束发射方向与水平方向成30° 60°夹角，所述探头包括TOFD探头。所述探头加载臂可以包括固定架、滑动架和用于固定所述探头的叉架，所述滑动架与所述固定架优选上下滑动配合，并通过拉簧连接，所述叉架的闭合端可以通过螺栓与所述滑动架的底端连接，所述叉架的开口端的两臂优选与水平方向成30° 60°夹角，所述左、右梁上安装的探头加载臂可以对称设置。所述主架可以由前梁、后梁、左梁和右梁构成，所述探头加载臂优选安装在所述左梁和/或右梁上，所述左梁和右梁上可以分别设有用于同滑块滑动配合的燕尾型滑槽，所述滑块上可以设有用于锁定其在相应的梁上的位置的紧固螺丝，所述固定架固定连接所述滑块。所述磁轮支架上优选设有脱磁装置，所述脱磁装置可以设有可向下滑动并使其低端延伸到所述磁轮的底面所处水平面下方的支撑柱，所述支撑柱可以设有控制其向下滑动及复位的手柄。所述主架上可以设有用于为所述探头提供扫查用水的供水通道，所述供水通道可以包括连接进水口的供水主路和分别向所述探头的检测位置供水的若干个供水支路，所述供水主路可以通过分水器连接若干个所述供水支路，所述分水器优选安装在所述左梁或右梁的中部下方。所述左梁和/或右梁上可以设有激光指示器，所述激光指示器可以通过连接架安装在相应的梁上，所述连接架优选采用可以调节角度和/或高度的活动连接结构。所述主架上可以安装有用于记录所述扫查器行走位移的记录仪，所述扫查器可以设有用于驱动所述磁轮行走的驱动电机。所述前梁和/或后梁的中部优选设有向外延伸的可安装所述探头加载臂的延伸梁，所述前梁和后梁上可以分别设有用于移动所述扫查器的把手。所述主架还可以包括中梁，所述左、右梁的前端可以分别与所述前梁的两端铰接，所述中梁的前部可以固定连接所述前梁的中部，所述后梁可以包括左右对称的双头螺杆，其左半部的螺纹与右半部的螺纹旋向相反，所述双头螺杆的中部与所述中梁的后部优选以允许所述双头螺杆以其轴线为轴旋转而不允许其左右移动的旋转连接方式连接，所述双头 螺杆的左、右半部的螺纹上可以分别旋接有左、右螺母，所述左、右螺母可以与所述左、右梁的后端连接，所述双头螺杆的两端可以分别设有用于旋转所述双头螺杆的旋转把手。所述后梁优选长于所述前梁，所述左、右梁的长度优选相等，所述左、右螺母与所述左、右梁的后端的连接方式优选为分别通过左、右连杆连接，所述左、右连杆的一端优选与相应的所述螺母的连接部铰接，另一端优选与相应的梁的后端的连接部铰接。本实用新型的有益效果由于本实用新型的探头的波束发射方向与水平方向成一定角度，使得本实用新型在检测待检工件时，所述探头发射的波束与待检工件内部的横向裂纹成一定的夹角，所述探头发射的波束打到横向裂纹后，所述探头能够接收到较多的波束能量，有效地实现对待检工件内部的横向裂纹的检测。脱磁装置的设置，可以轻松的将扫查器从铁磁性工件表面取下，防止磨损工件；由于设置了行走位移的记录仪，方便了对扫查过程和扫查轨迹的监控。主架上设置了供水通道，并且还可以设置用于控制和平衡供水量的分水器，可以直接提供扫查所需的用水，而无须另行进行供水操作，由此不仅方便了使用，而且还提高了供水的可靠性和准确性。本实用新型的后梁采用双头螺杆且左右半部的螺纹旋向相反，以及左、右梁与后梁的独特的连接结构的设计，使得扫查器可以对环形焊缝进行检测，扫查器行走时，所述左、右、中三个梁的延长线始终交于一点，将该点设定为被测环缝的圆心或无穷远(直缝可以被视为圆心在无穷远的环缝)，就可以使扫查器的行走路线呈与被测环缝相同的圆形或直线形，保证探头能够沿着环形焊缝检测，适用于锅炉和压力容器的封头等各种场合下的环缝检测和直缝检测，同时，这种结构在旋转后梁时，左、右梁可以同步改变与中梁之间的夹角，通过调节左、右梁与中梁之间的夹角，就可以改变扫查器行走的环形路线的半径，使其适用于半径大小不同的环缝检测，而对于圆心相同的在一定范围之内的多个不同半径的环缝，则可以只移动探头加载臂在相应梁上的位置就可以实现对不同环缝的检测。由于左、右梁及中梁的延长线和分别安装在左、右梁上的若干个探头的连线的延长线始终指向环形焊缝的圆心，有效地帮助工作人员准确地将扫查器定位于工件上；探头加载臂位置的可调及数量可以设置呈若干个，使扫查器可同时对多条焊缝进行检测或对同一条焊缝进行多种方式的检测。
图I是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型的另一种实施方式的结构示意图。
具体实施方式
参见图1，本实用新型提供了一种压力容器焊缝横向裂纹TOFD检测扫查器，包括主架，所述主架的四角分别设有磁轮机构，所述磁轮机构包括磁轮5和用于将所述磁轮安装在所述主架的相应位置上的磁轮支架6，所述主架上安装有一个或多个探头加载臂7，部分或全部所述探头加载臂上安装有探头，所述探头的波束发射方向与水平方向成30° 60°夹角，如30°、40°、45°、50°或60°，优选为45°，所述探头包括TOFD探头，还可以包括PE探头、爬坡探头和/或相控阵探头，所述主架优选由前梁I、后梁2、左梁3和右梁4构成，所述探头加载臂优选安装在所述左梁和/或右梁上。 所述探头的波束发射方向与水平面成一定角度，使得扫查器在检测待检工件时，所述探头发射的波束与待检工件内部的横向裂纹成一定的夹角，所述探头发射的波束打到横向裂纹后，所述探头能够接收到较多的波束能量，有效地实现对待检工件内部的横向裂纹的检测。所述探头加载臂可以包括固定架、滑动架和用于固定所述探头的叉架，所述滑动架与所述固定架优选上下滑动配合，并通过拉簧连接，可以使所述固定架的一侧设有与所述滑动架相配合的滑槽，所述滑动架设置于所述固定架的滑槽内，以此实现所述固定架与滑动架之间的滑动配合，所述叉架的闭合端可以通过螺栓与所述滑动架的底端连接，所述叉架的开口端的两臂优选与水平方向成30° 60°夹角，所述叉架的开口端的两臂与水平方向的夹角的大小根据待检测工件需要所述探头的波束的发射方向与水平方向的夹角大小而定，优选所述左、右梁上安装的探头加载臂对称设置。优选扫查器在未工作状态下，所述叉架携带的探头的检测端低于各所述磁轮的底面所处的水平面。为使所述探头能够具有更大的灵活性从而提高检测质量，可以使所述探头通过转轴转动连接在所述叉架上，并在所述叉架上设置能够固定所述转轴转动角度的紧固件，也可以采用其它适宜的活动连接方式连接所述探头和叉架。所述探头加载臂采用上述结构，对待检工件进行检测时，所述探头贴紧工件表面，会使所述滑动架相对于所述固定架滑动，将所述探头压在所述工件的表面上进行检测，根据工件表面的形状，所述滑动架相对于所述固定架滑动的距离不等，以保证所述探头始终贴在工件表面，检测结束后，所述滑动架通过所述拉簧的弹性作用复位。所述左梁和右梁上可以分别设有用于同滑块滑动配合的燕尾型滑槽，所述滑块上可以设有用于锁定其在相应的梁上的位置的紧固螺丝，以使所述滑块可以在相应的梁上滑动并固定位置。优选所述左梁和右梁的左右两侧均设有燕尾型滑槽，所述燕尾型滑槽内设有与连接在相应的梁上的所述探头加载臂的数量相对应的所述滑块，所述固定架固定连接所述滑块。为了更方便地调整所述左梁或右梁上各所述探头加载臂之间的距离，所述左梁和右梁的上表面上可以刻有刻度尺，以作参照。[0028]所述探头加载臂位置的可调及数量可以设置成若干个，使扫查器可同时对多条焊缝进行检测，也可同时对同一条环缝进行多种方式的检测。所述磁轮支架上优选设有脱磁装置，所述脱磁装置可以设有可向下滑动并使其低端延伸到所述磁轮的底面所处水平面下方的支撑柱，所述支撑柱可以设有控制其向下滑动及复位的手柄。当需要将扫查器从待检工件上取下时，操作所述手柄控制所述支撑柱向下滑动，当所述支撑柱的底端接触到待检工件表面时，继续使其向下滑动，即可借助所述支撑柱的向下推力使与其相对应的所述磁轮与铁磁性工件表面脱离。从而将扫查器从待检工件上取下，避免强行从待检工件上取下扫查器对工件表面造成磨损。所述磁轮的外表面可以采用金属材料制成，磁性材料设置在其内部，在所述磁轮外表面的中部可以设有一圈略微突出所述磁轮外表面的橡胶圈，当所述磁轮吸附在待检工件上时，所述橡胶圈受挤压变形，可增大所述磁轮与工件表面的摩擦力，有利于扫查器在工件上的行走。所述主架上可以设有用于为所述探头提供扫查用水的供水通道，所述供水通道可以包括连接进水口的供水主路和分别向所述探头的检测位置供水的若干个供水支路，所述供水主路可以通过分水器连接若干个所述供水支路，所述分水器优选安装在所述左梁或右梁的中部下方。所述左梁和/或右梁上可以设有激光指示器，用于照射待检工件上的焊缝，指示扫查器行走路线的同时还可以起到照明的作用，所述激光指示器可以通过连接架安装在相应的梁上，所述连接架优选采用可以调节角度和/或高度的活动连接结构。所述主架上可以安装有用于记录所述扫查器行走位移的记录仪，所述记录仪可以采用旋转式角位移光电编码器，也可以采用其它机电式、电磁式等检测或传感装置，所述记录仪的侧面可以设有数据线接口，通过数据线可以与终端控制器连接。所述扫查器还可以设有用于驱动所述磁轮行走的驱动电机。所述前梁和/或后梁的中部优选设有向外延伸的可安装所述探头加载臂的延伸梁8，需要时，可以在所述延伸梁上安装所述探头加载臂，以扩大扫查器的检测范围，所述延伸梁的上表面上也可以刻有刻度尺，所述前梁和后梁上可以分别设有用于移动所述扫查器的把手9。所述扫查器上还可以设有用于将所述探头采集的信息通过数据线传送给终端控制器的数据线接口，所述探头与所述数据线接口连接的线路可以设置在所述主架内，可以通过与所述数据线接口相对应的数据线连接扫查器和所述终端控制器，使检测结果及时传送给所述终端控制器；或者所述主架上可以安装有用于存储所述探头采集的信息的存储器，用于存储检测结果，工作完成后再通过适宜的数据传输方式将检测数据传送给所述中断控制器。所述主架上可以设有数据线固定座，用于固定所述数据线的位置，防止其影响扫查器的行走和检测。参见图2，所述主架还可以包括中梁10，所述左、右梁的前端可以分别与所述前梁的两端铰接，便于相对转动，所述中梁的前部可以固定连接所述前梁的中部，所述后梁可以包括左右对称的双头螺杆，其左半部的螺纹与右半部的螺纹旋向相反，所述双头螺杆的中部与所述中梁的后部优选以允许所述双头螺杆以其轴线为轴旋转而不允许其左右移动的旋转连接方式连接，使在旋转所述双头螺杆时，不会改变其与所述中梁之间的位置关系，所述双头螺杆的左、右半部的螺纹上可以分别旋接有左、右螺母11，所述左、右螺母以所述中梁为对称轴对称设置在所述后梁上，所述左、右螺母可以与所述左、右梁的后端连接，优选所述左、右螺母与所述左、右梁的后端的连接方式为分别通过左、右连杆12连接，所述左、右连杆的一端优选与相应的所述螺母的连接部铰接，另一端优选与相应的梁的后端的连接部铰接。优选所述后梁长于所述前梁，所述左、右梁的长度相等，使得扫查器在行走时，所述左、右、中三个梁的延长线始终交于一点，分别安装在所述左、右梁上的若干个所述探头加载臂的连线的延长线也始终交于这一点，将该点设定为待检环缝的圆心，就可以使扫查器的行走路线呈与被测环缝相同的圆形或弧形，有效地帮助工作人员准确地将扫查器定位于待检工件上，保证安装在扫查器上的探头能够沿着环形环缝检测。这种结构在旋转所述双头螺杆时，所述左、右梁可以同步改变与所述中梁之间的夹角，通过调节所述左、右梁与中梁之间的夹角，就可以改变扫查器行走的环形路线的半径，使其适用于半径大小不同的环缝检测。为便于使用时操作，所述双头螺杆的两端可以分别设有用于旋转所述双头螺杆的旋转把手。优选所述中梁的长度等于所述左梁或右梁与所述左连杆或右连杆的长度之和，以使适当的旋转所述双头螺杆时，可以使所述主架呈矩形，此时扫查器可以直线行走。·所述左、右梁上可以分别设有激光对中仪，可以有效地帮助工作人员准确地将扫查器定位于工件上。优选地，设定所述磁轮的转轴方向与相应的左、右梁的延伸方向相同，由此可以保证在适当调节所述左、右梁与所述中梁之间的夹角时，所述磁轮的角度(运行方向)也随着相应的所述左梁或者右梁一通变动，扫查器可以沿圆形或弧形轨迹行走，而无需对所述磁轮单独进行调节。本实用新型结构紧凑、灵活性好、检测准确度和可靠度高，尤其适用于待检工件焊缝的横向裂纹的检测。
权利要求1.一种压力容器焊缝横向裂纹TOFD检测扫查器，包括主架，所述主架的四角分别设有磁轮机构，所述磁轮机构包括磁轮和用于将所述磁轮安装在所述主架的相应位置上的磁轮支架，其特征在于所述主架上安装有一个或多个探头加载臂，部分或全部所述探头加载臂上安装有探头，所述探头的波束发射方向与水平方向成30° 60°夹角，所述探头包括TOFD探头。
2.如权利要求I所述的压力容器焊缝横向裂纹TOFD检测扫查器，其特征在于所述探头加载臂包括固定架、滑动架和用于固定所述探头的叉架，所述滑动架与所述固定架上下滑动配合，并通过拉簧连接，所述叉架的闭合端通过螺栓与所述滑动架的底端连接，所述叉架的开口端的两臂与水平方向成30° 60°夹角，所述左、右梁上安装的探头加载臂对称设置。
3.如权利要求2所述的压力容器焊缝横向裂纹TOFD检测扫查器，其特征在于所述主架由前梁、后梁、左梁和右梁构成，所述探头加载臂安装在所述左梁和/或右梁上，所述左梁和右梁上分别设有用于同滑块滑动配合的燕尾型滑槽，所述滑块上设有用于锁定其在相应的梁上的位置的紧固螺丝，所述固定架固定连接所述滑块。
4.如权利要求3所述的压力容器焊缝横向裂纹TOFD检测扫查器，其特征在于所述磁轮支架上设有脱磁装置，所述脱磁装置设有可向下滑动并使其低端延伸到所述磁轮的底面所处水平面下方的支撑柱，所述支撑柱设有控制其向下滑动及复位的手柄。
5.如权利要求4所述的压力容器焊缝横向裂纹TOFD检测扫查器，其特征在于所述主架上设有用于为所述探头提供扫查用水的供水通道，所述供水通道包括连接进水口的供水主路和分别向所述探头的检测位置供水的若干个供水支路，所述供水主路通过分水器连接若干个所述供水支路，所述分水器安装在所述左梁或右梁的中部下方。
6.如权利要求5所述的压力容器焊缝横向裂纹TOFD检测扫查器，其特征在于所述左梁和/或右梁上设有激光指示器，所述激光指示器通过连接架安装在相应的梁上，所述连接架采用可以调节角度和/或高度的活动连接结构。
7.如权利要求6所述的压力容器焊缝横向裂纹TOFD检测扫查器，其特征在于所述主架上安装有用于记录所述扫查器行走位移的记录仪，所述扫查器设有用于驱动所述磁轮行走的驱动电机。
8.如权利要求7所述的压力容器焊缝横向裂纹TOFD检测扫查器，其特征在于所述前梁和/或后梁的中部设有向外延伸的可安装所述探头加载臂的延伸梁，所述前梁和后梁上分别设有用于移动所述扫查器的把手。
9.如权利要求I、2、3、4、5、6、7或8所述压力容器焊缝横向裂纹TOFD检测扫查器，其特征在于所述主架还包括中梁，所述左、右梁的前端分别与所述前梁的两端铰接，所述中梁的前部固定连接所述前梁的中部，所述后梁包括左右对称的双头螺杆，其左半部的螺纹与右半部的螺纹旋向相反，所述双头螺杆的中部与所述中梁的后部以允许所述双头螺杆以其轴线为轴旋转而不允许其左右移动的旋转连接方式连接，所述双头螺杆的左、右半部的螺纹上分别旋接有左、右螺母，所述左、右螺母与所述左、右梁的后端连接，所述双头螺杆的两端分别设有用于旋转所述双头螺杆的旋转把手。
10.如权利要求9所述的压力容器焊缝横向裂纹TOFD检测扫查器，其特征在于所述后梁长于所述前梁，所述左、右梁的长度相等，所述左、右螺母与所述左、右梁的后端的连接方式为分别通过左、右连杆连接，所述左、右连杆的一端与相应的所述螺母的连接部铰接，另一 端与相应的梁的后端的连接部铰接。
专利摘要本实用新型涉及一种压力容器焊缝横向裂纹TOFD检测扫查器，包括主架，所述主架的四角分别设有磁轮机构，所述磁轮机构包括磁轮和用于将所述磁轮安装在所述主架的相应位置上的磁轮支架，所述主架上安装有一个或多个探头加载臂，部分或全部所述探头加载臂上安装有探头，所述探头的波束发射方向与水平方向成30°～60°夹角，所述探头包括TOFD探头。使用本实用新型检测待检工件时，所述探头发射的波束与待检工件内部的横向裂纹成一定夹角，所述探头发射的波束打到横向裂纹后，所述探头能够接收到较多的波束能量，有效地实现对待检工件内部的横向裂纹的检测。
文档编号G01N29/265GK202661447SQ20122025232
公开日2013年1月9日 申请日期2012年5月31日 优先权日2012年5月31日
发明者李志军 申请人:北京欧宁航宇检测技术有限公司