异形管件对接焊缝超声检测用自动扫查器及检测方法与流程

本发明涉及一种超声检测自动扫查装置，特别涉及一种异形管件对接焊缝超声检测用自动扫查器的检测方法。

背景技术：

众所周知，超声检测法具有检测范围大、灵敏度高、速度快，能够对缺陷定位定量等优点，因此在工业检测中得到了广泛应用。在超声检测方法中，人工检测方式存在检测效率低，人员因素对检测结果影响大，异形管件因外部存在带斜台不规则结构致使人工检测锯齿形扫查无法实施的问题。尤其在进行超声相控阵成像检测时，人工检测在大范围扫查时会因手动操作原因造成误差累积进而影响检测结果使检测误差偏大，直接影响检测结果的准确性；并且人工检测整圈扫查时因位置变幻原因难以保证查过程中探头耦合和运行轨迹稳定，难以确保检测成像结果质量。因此，为克服人工检测实施超声相控阵成像检测过程中存在的问题，避免大范围扫查时误差累积进而影响检测结果，提高异形管件对接接头超声相控阵检测效率，保证扫查过程探头耦合和运行轨迹稳定，需研发专用异形结构焊缝自动扫查装置。

目前，现有的超声检测自动扫查装置主要应用于规则焊缝检测中，如平板焊缝、角度固定的角焊缝、管道对接焊缝、球罐环焊缝等。针对异形管件对接接头的超声检测，因结构原因常规脉冲反射法检测难以实施，需应用超声相控阵技术进行检测，而人工实施超声相控阵检测时存在上述不足，所以需开发专用自动扫查装置配合实施。同时，专用自动扫查装置需要具有较强的针对性和适应性，至少具备以下条件：1、能够在狭小空间现场作业的要求；2、能够适应不同管径管道的检测需求；3、能够适应爬行面与扫查面直径不同变化的要求；4、能够适应爬行面与扫查面轴向距离变化的要求。满足上述要求的自动扫查装置目前国内尚未出现。

以异形管件对接焊缝为例，管道一般为铁磁性材料，但焊缝两侧管道直径不同，焊缝处直径与扫查器爬行处直径不同，且焊缝一侧管道为弧形管道。扫查器首先需要能在不同管径的管道上爬行，扫查器需要适应探头检测处管道直径和扫查器爬行处管道直径不同。

技术实现要素：

本发明为了解决现有技术中存在的上述缺陷和不足，提供了一种异形管件对接焊缝超声检测用自动扫查器的检测方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种异形管件对接焊缝超声检测用自动扫查器，包括扫查器主体组件、探头臂组件、探头夹持组件、万向吸附轮组件和柔性轨道组件；所述探头臂组件安装在所述扫查器主体组件上，所述探头夹持组件和万向吸附轮组件平行安装在所述探头臂组件上；使用时，将柔性轨道组件固定在被检测管道上，由扫查器主体组件提供动力，使自动扫查器在轨道上移动，并且在探头臂组件的作用下，探头夹持组件夹持着超声探头沿着被检测管道的轴线方向移动至被检测焊缝处，同时万向吸附轮组件与被检测焊缝周围的管道面支撑起间隙，使得超声探头与被检测管道之间的距离恒定。

进一步，所述扫查器主体组件包括主体壳体、驱动电机、主动带轮、随动带轮、编码器、轮轴、磁性轮和驱动带轮；

所述主体壳体为台阶状，包括第一台阶和第二台阶，所述驱动电机固定在所述主体壳体第一台阶的一侧，所述主动带轮与所述随动带轮固定在所述第一台阶的另一侧，且通过传输带相连，所述主动带轮与所述驱动电机轴相连；所述轮轴为两根，平行设置在所述主体壳体的两侧壁之间，所述驱动带轮通过其中一根轮轴与所述随动带轮相连，所述磁性轮为两个，均固定在另一根轮轴上，所述编码器位于主动带轮和随动带轮的同一侧，且固定在另一根轮轴的端部。

进一步，所述探头臂组件包括探头臂支撑座、滑轨连接件、滑轨、滑块、滑块连接件、滑块固定件和手柄螺丝；

所述探头臂支撑座固定在主体壳体第二台阶上，所述滑轨连接件两端分别与所述探头臂支撑座和主体壳体第一台阶铰接，所述滑轨为两根，两根平行的滑轨的端部固定在所述滑轨连接件上，每根滑轨上均设有滑块，所述滑块为U形，置于所述滑轨下表面上，两个滑块通过所述滑块连接件固定相连，所述滑块固定件置于所述滑轨上方，且通过手柄螺丝与所述滑块连接件相连。

进一步，所述万向吸附轮组件包括万向吸附轮连接件、万向节、三角板、圆形永磁铁和万向球；

所述万向吸附轮连接件固定在滑块连接件上，所述万向节的上端与所述万向吸附轮连接件的下表面固定相连，下端与所述三角板的上表面固定相连，所述圆形永磁铁固定在所述三角板下表面的中心处，所述万向球固定在所述三角板下表面的三个角上。

进一步，所述柔性轨道组件包括柔性轨道皮带和柔性轨道皮带紧固装置，所述柔性轨道皮带环绕被检测管道外壁一周，用所述柔性轨道皮带紧固装置将所述柔性轨道皮带锁紧固定，进行检测时，扫查器主体组件的两个磁性轮的内侧依靠柔性轨道皮带的两侧作为轨道，同时驱动带轮的齿与所述柔性轨道皮带的齿相啮合，从而带动扫查器在柔性轨道皮带上移动。

本发明还提供一种异形管件对接焊缝超声检测用自动扫查器的检测方法：

首先，组装扫查器主体组件、探头臂组件、探头夹持组件和万向吸附轮组件，并检查各组件是否正常工作，将柔性轨道皮带通过柔性轨道皮带紧固装置固定在被检测管道外壁上；

然后，将扫查器安装在柔性轨道皮带上，其中，两个磁性轮的内侧依靠柔性轨道依靠柔性轨道皮带的两侧作为轨道，并通过磁吸附力与被检测管道吸附，从而保证了对不同管径管道的使用，驱动带轮上的齿与柔性轨道皮带的齿相啮合，打开驱动电机，驱动电机的带动主动带轮转动，进而带动随动带轮转动，随动带轮带动驱动带轮转动，从而实现在柔性轨道皮带上沿着被检测管道的圆周移动；

再者，万向吸附轮组件置于被检测管道上焊缝周围，通过三个万向球将圆形永磁铁支撑起来形成间隙吸附，保证了超声探头与被检测管道之间的距离恒定，同时扭簧为超声探头提供压紧力，使得超声探头与被检测管道贴合；

最后，旋松手柄螺丝，使滑块在滑轨上滑动，从而调节超声探头在被检测管道轴向的位置，从而实现了超声探头在管道轴向位置的调节，调节完毕，旋紧手柄螺丝，将超声探头固定。

本发明所达到的有益技术效果：本发明提供的异形管件对接焊缝超声检测用自动扫查器，可以检测不同直径的管道，超声探头在管道的轴向位置可调，可以适用于对焊缝处管径与扫查器爬行处管径不同的管道检测。

附图说明

图1本发明之扫查器结构示意图一；

图2本发明之扫查器结构示意图二；

图3本发明之柔性轨道组件结构示意图。

其中：A扫查器主体组件；A-1主体壳体；A-2驱动电机；A-3主动带轮；A-4随动带轮；A-5编码器；A-6轮轴；A-7磁性轮；A-8驱动带轮；A-9第一台阶；A-10第二台阶；B探头臂组件；B-1探头支撑座；B-2滑轨连接件；B-3滑轨；B-4滑块；B-5滑块连接件；B-6滑块固定件；B-7手柄螺丝；C探头夹持组件；C-1探头夹持件；C-2超声探头；D万向吸附轮组件；D-1万向吸附轮连接件；D-2万向节；D-3三角板；D-4圆形永磁铁；D-5万向球；E柔性轨道组件；E-1柔性轨道皮带；E-2柔性轨道皮带紧固装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1-3所示，本发明提供一种异形管件对接焊缝超声检测用自动扫查器，包括扫查器主体组件A、探头臂组件B、探头夹持组件C、万向吸附轮组件D和柔性轨道组件E；所述探头臂组件B安装在所述扫查器主体A组件上，所述探头夹持组件C和万向吸附轮组件D平行安装在所述探头臂组件B上；使用时，将柔性轨道组件E固定在被检测管道上，由扫查器主体组件A提供动力，使自动扫查器在轨道上移动，并且在探头臂组件B的作用下，探头夹持组件C夹持着超声探头沿着被检测管道的轴线方向移动至被检测焊缝处，同时万向吸附轮组件D与被检测焊缝周围的管道面支撑起间隙，使得超声探头与被检测管道之间的距离恒定。

进一步，所述扫查器主体组件A包括主体壳体A-1、驱动电机A-2、主动带轮A-3、随动带轮A-4、编码器A-5、轮轴A-6、磁性轮A-7和驱动带轮A-8；

所述主体壳体为台阶状，包括第一台阶A-9和第二台阶A-10，所述驱动电机A-2固定在所述主体壳体A-1第一台阶A-9的一侧，所述主动带轮A-3与所述随动带轮A-4固定在所述第一台阶A-9的另一侧，且通过传输带相连，所述主动带轮A-3与所述驱动电机A-2轴相连；所述轮轴A-6为两根，平行设置在所述主体壳体A-1的两侧壁之间，所述驱动带轮A-8通过其中一根轮轴A-6与所述随动带轮A-4相连，所述磁性轮A-7为两个，均固定在另一根轮轴A-6上，所述编码器A-5位于主动带轮A-3和随动带轮A-4的同一侧，且固定在另一根轮轴A-6的端部。通过磁性轮与被检测管道磁性吸附力，从而保证本发明适用于不同管径的管道。

所述探头臂组件B包括探头臂支撑座B-1、滑轨连接件B-2、滑轨B-3、滑块B-4、滑块连接件B-5、滑块固定件B-6和手柄螺丝B-7；

所述探头臂支撑座B-1固定在主体壳体A-1第二台阶A-10上，所述滑轨连接件B-2两端分别与所述探头臂支撑座B-1和主体壳体A-1第一台阶A-9铰接，所述滑轨B-3为两根，两根平行的滑轨B-3的端部固定在所述滑轨连接件B-2上，每根滑轨B-3上均设有滑块B-4，所述滑块B-4为U形，置于所述滑轨B-3下表面上，两个滑块B-4通过所述滑块连接件B-5固定相连，所述滑块固定件B-6置于所述滑轨B-3上方，且通过手柄螺丝B-7与所述滑块连接件B-5相连。使用时，旋松手柄螺丝，使滑块B-4在滑轨B-3上滑动，从而调节超声探头C-2在被检测管道轴向的位置，从而实现了超声探头在管道轴向位置的调节，调节完毕，旋紧手柄螺丝B-7，将超声探C-2头固定。

所述万向吸附轮组件D包括万向吸附轮连接件D-1、万向节D-2、三角板D-3、圆形永磁铁D-4和万向球D-5；

所述万向吸附轮连接件D-1固定在滑块连接件B-5上，所述万向节D-2的上端与所述万向吸附轮连接件D-1的下表面固定相连，下端与所述三角板D-3的上表面固定相连，所述圆形永磁铁D-4固定在所述三角板D-3下表面的中心处，所述万向球D-5固定在所述三角板D-3下表面的三个角上。使用时，万向吸附轮组件D置于被检测管道上焊缝周围，通过三个万向球D-5将圆形永磁铁D-4支撑起来形成间隙吸附，保证了超声探头C-2与被检测管道之间的距离恒定，同时扭簧为超声探头C-2提供压紧力，使得超声探头C-2与被检测管道贴合；实现了对焊缝处管径与扫查器爬行处管径不同的管道检测。

所述柔性轨道组件E包括柔性轨道皮带E-1和柔性轨道皮带紧固装置E-2，所述柔性轨道皮带E-1环绕被检测管道外壁一周，用所述柔性轨道皮带紧固装置E-2将所述柔性轨道皮带锁紧固定，进行检测时，扫查器主体组件A的两个磁性轮A-7的内侧依靠柔性轨道皮带E-1的两侧作为轨道，同时驱动带轮A-8的齿与所述柔性轨道皮带E-1的齿相啮合，从而带动扫查器在柔性轨道皮带E-1上移动。

另外，本发明还提供一种异形管件对接焊缝超声检测用自动扫查器的检测方法：

首先，组装扫查器主体组件、探头臂组件、探头夹持组件和万向吸附轮组件，并检查各组件是否正常工作，将柔性轨道皮带通过柔性轨道皮带紧固装置固定在被检测管道外壁上；

然后，将扫查器安装在柔性轨道皮带上，其中，两个磁性轮的内侧依靠柔性轨道依靠柔性轨道皮带的两侧作为轨道，并通过磁吸附力与被检测管道吸附，从而保证了对不同管径管道的使用，驱动带轮上的齿与柔性轨道皮带的齿相啮合，打开驱动电机，驱动电机的带动主动带轮转动，进而带动随动带轮转动，随动带轮带动驱动带轮转动，从而实现在柔性轨道皮带上沿着被检测管道的圆周移动；

再者，万向吸附轮组件置于被检测管道上焊缝周围，通过三个万向球将圆形永磁铁支撑起来形成间隙吸附，保证了超声探头与被检测管道之间的距离恒定，同时扭簧为超声探头提供压紧力，使得超声探头与被检测管道贴合；

最后，旋松手柄螺丝，使滑块在滑轨上滑动，从而调节超声探头在被检测管道轴向的位置，从而实现了超声探头在管道轴向位置的调节，调节完毕，旋紧手柄螺丝，将超声探头固定。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。