一种无损检测探头的制作方法

本发明属于一种无损检测探头。

背景技术：

目前随着橇装增压集成装置设备在油田上不断推广，在进行工艺管线的安装的过程中，要求对焊缝进行x射线检测，但部分焊缝因结构的原因，无法进行射线检测，为了确保质量，需要进行超声波检测。

超声波检测对大管径厚壁管和平板探伤无多大区别，相对比较容易。由于集成装置管线规格为φ89×5㎜，存在管径小、管壁薄、曲率较大等问题，进行超声波探伤有很大的困难，因受到接触面的几何散射的影响，探头边缘声束散射的影响，几何反射波的影响，造成杂波太多和缺陷波就难以区别，缺陷难以定位，易造成缺陷漏检，无法完成超声检测的目的。

为解决以上问题，通过提高探头的频率和适当增大晶片尺寸，修磨探头接触面，优化选用探头角度等办法，研制出发明的集成装置管线超声检测专用探头，解决了存在的难点，确保了集成装置的质量。

技术实现要素：

本发明的目的是：提供一种无损检测探头，实现对集成装置小口径管线焊接工艺的超声波检测。

本发明的技术方案是：一种无损检测探头，它包括探头主体、接头、压电晶片和线聚焦透镜，其特征是：探头主体是呈长方体结构的楔块，探头主体下端面是弧度为φ70-φ89mm的圆弧面，探头主体后端面与接头固定连接；探头主体内部固定有压电晶片和线聚焦透镜，压电晶片与探头主体前端面相距4mm至5mm，压电晶片与水平方向的折射角度为68°至72°；线聚焦透镜与压电晶片声匹配耦合。

所述的压电晶片与水平方向折射角度最佳值为70°，k＝2.75。

所述的压电晶片尺寸为6×6mm，压电晶片距探头主体前端面5mm。

所述的探头频率选用5mhz。

本发明的特点是：1、具有符合管线口径的接触面，适合对小口径管线的检测；2、较高的探头频率和较大的压电晶片尺寸，克服了管径小、管壁薄、曲率较大等问题；3、优化选用探头角度和采用线聚焦技术，解决了杂波太多和缺陷波难以区别，缺陷难以定位，造成缺陷漏检的问题。

附图说明

下面将结合实施例对本发明作进一步的说明：

图1是一种无损检测探头的主视图；

图2是一种无损检测探头的左视图。

图中：1、探头主体；2、接头；3、压电晶片；4，线聚焦透镜；5、探头主体下端面；6、探头主体前端面。

具体实施方式

实施例1：如图1、2所示，一种无损检测探头，它包括探头主体1、接头2、压电晶片3和线聚焦透镜4，其特征是：探头主体1是呈长方体结构楔块，探头主体下端面5是弧度为φ70mm的圆弧面，探头主体后端面与接头2固定连接；探头主体1内部固定有压电晶片3和线聚焦透镜4，压电晶片3与探头主体前端面6相距4mm，压电晶片3与水平方向折射角度为68°；线聚焦透镜4与压电晶片3声匹配耦合。

长方体结构的探头主体1，其下端面是φ70mm的圆弧面，探头主体下端面5与φ70mm小口径管线相吻合。

探头主体后端面与接头2固定连接，接头2连入调试好的超声机。

探头主体1内部固定有压电晶片3和线聚焦透镜4。

压电晶片3与探头主体前端面6距离为4mm，压电晶片3与水平方向折射角68°，线聚焦透镜4与压电晶片3声匹配耦合。压电晶片3的尺寸为5×5mm，探头频率选择4.9mhz。

使用时，探头与被检测管线接触，利用超声机，将一次波、二次波和三次波标记在超声机荧光屏上，确定缺陷存在的观察区，并对标记进行分析、识别。

实施例2：如图1、2所示，本实施例与实施例1的结构基本相同，不同的是探头主体下端面5是弧度为φ80的圆弧面，增大了压电晶片3的尺寸和折射角度，使用7×7mm的压电晶片3，压电晶片3与水平方向折射角度为72°，压电晶片3与探头主体前端面6相距4.5mm，同时还将探头的频率增加至5.1mhz。

当选择较大的折射角度和晶片尺寸时，对管线的超声检测时带来的问题有所改观，但还不能达到理论上的最佳效果。

实施例3：如图1、2所示，本实施例与实施例1结构基本相同，不同的是探头主体下端面5是弧度为φ89的圆弧面，压电晶片3与水平方向折射角度为70°，k＝2.75，折射角度采用70°，有最佳效果；压电晶片3尺寸为6×6mm，压电晶片3与探头主体前端面6相距5mm；探头频率选择5mhz。

选用70°的折射角和6×6mm的尺寸在实际应用中，可以达到最佳的测试效果。

使用时，先做好检测准备，将该探头与被检测管线接触，并按标准要求调试好超声机，在调整仪器时利用远场区进行定位，改变了以前用一次波定位的方法,克服了几何反射信号的影响，缺陷波就易于判定。

然后确定观察区，由于管焊缝壁厚较薄，用水平定位，在探伤时，首先要分清一次波，二次波及三次波出现的区域，用标记点标注在仪器荧光屏上。把荧光屏上经常出现的几何反射信号的区域称之为非观察区，而把缺陷信号经常出现的区域称之为观察区。

最后对经常出现的缺陷反射信号进行识别，如根部未焊透经常出现在一次波前附近区域。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种无损检测探头，它包括探头主体、接头、压电晶片和线聚焦透镜，其特征在于，探头主体是呈长方体结构的楔块，探头主体下端面是弧度为φ70‑φ89mm的圆弧面，所述R角探头模块还包括定位夹头，所述用于超声波检测的探头支出长度可调节地安装在所述定位夹头内，所述外料还用于相对待检测对象表面滑动，所述撕拉部与所述保护层设置为一体成型结构。

技术研发人员：王睿
受保护的技术使用者：王睿
技术研发日：2017.11.22
技术公布日：2019.05.28