一种小口径管道内超声检测机构及方法与流程

本发明涉及管道检测，具体涉及一种小口径管道内超声检测机构及方法。

背景技术：

1、在役火电机组在运行一段周期以后，针对腐蚀减薄的金属管道，需要更换新的管道。在新的管道组装更换前，需要对其进行检测，保证管道内部无缺陷。目前，广泛采用的旋转超声和脉冲涡流检测方法。

2、脉冲涡流检测是一种无损检测方法，利用高频交流电磁场感应被测材料的表面涡流，从而发现目标区域缺陷。脉冲涡流探头由线圈和磁芯组成，当交流电源加入线圈时，磁芯会聚集线圈的磁场，产生高密度磁通。在脉冲涡流探头的操作期间，磁场产生了一个快速的变化，使涡流通过涡流传感器，然后将缺陷反馈回检测设备中。通过脉冲涡流检测原理，可以检测多种类型的缺陷，如裂纹、孔洞、气泡、杂质等，同时还可以检测金属的导电性和磁性。

3、旋转超声检测是一种无损检测方法，它使用旋转超声探头对材料进行检测。该方法通常用于对金属材料，如钢铁、铝合金等，进行内部缺陷和异物的识别。在检测过程中，旋转超声探头会以一定的速度旋转，同时向材料内部发射超声波，接收反射回来的超声波，然后对信号进行分析以识别缺陷和异物。

4、不论是旋转超声检测还是脉冲涡流检测方法，其对薄壁管道的检测效果较好，但是，厚壁管的检测效果较差，随着管壁厚度的增加，以上两种方法的检测进度会受到严重影响。然而，火电机组中的金属管道大部分管径和厚度都超出了旋转超声和涡流检测技术范围，因此，需要开发新的检测工艺方法对厚壁金属管道内部缺陷进行检测。

技术实现思路

1、本发明所解决的技术问题为：火电机组中的金属管道大部分管径和厚度都超出了旋转超声和涡流检测技术范围，因此，需要开发新的检测工艺方法对厚壁金属管道内部缺陷进行检测。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种小口径管道内超声检测机构，包括探头主体，所述探头主体上设置有晶片组，所述晶片组包括：

4、第一阵列，所述第一阵列包括多个沿管道周向均匀布设的晶片，第一阵列的晶片激励的超声波垂直于管道内壁；

5、第二阵列，所述第二阵列包括多组沿管道周向均匀布设的晶片，每一组晶片包括多个沿着管道轴线方向均匀布设的晶片，第二阵列的晶片激励的超声波传播方式为：每一组晶片做-30°～30°的扇形扫描检测。

6、在本发明的一方案中：所述晶片组通过柔性楔块包裹连接在探头主体上。

7、在本发明的一方案中：第一阵列中晶片的数量不低于16个。

8、在本发明的一方案中：第一阵列中晶片中心间距为πr/n,其中r为管道内径，n为晶片数量。

9、在本发明的一方案中：第二阵列中沿管道周向布设的晶片至少为五组。

10、在本发明的一方案中：沿着管道轴线方向布设同一组晶片的数量为至少8个。

11、在本发明的一方案中：同组的相邻的晶片之间的中心间距不低于0.3mm。

12、一种基于上述小口径管道内超声检测机构的方法，包括如下步骤：

13、根据待测管道厚度、内径选择相应的检测机构；

14、将检测机构放置在管道内部，设置初始点；

15、启动设备，检测机构在管道内匀速移动，通过晶片组采集管道内数据信息；

16、根据数据信息形成检测图像，并根据图像判断管道内是否存在缺陷。

17、根据本发明的一种小口径管道内超声检测机构及方法，至少具有如下技术效果之一：

18、本申请通过设置阵列式的晶片分布，并通过第一阵列、第二阵列激励的超声波的分布方向的设置，两个阵列分别主要探测周向、轴线方向的缺陷，使得探测机构能够有效覆盖管道的全部区域，同时两个阵列的探测具有一定的重叠性，相互配合之下有效提升探测精度。

19、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种小口径管道(5)内超声检测机构，包括探头主体(1)，其特征在于，所述探头主体(1)上设置有晶片组(2)，所述晶片组(2)包括：

2.根据权利要求1所述的一种小口径管道(5)内超声检测机构,其特征在于，所述晶片组(2)通过柔性楔块包裹连接在探头主体(1)上。

3.根据权利要求1所述的一种小口径管道(5)内超声检测机构,其特征在于，第一阵列(3)中晶片的数量不低于16个。

4.根据权利要求3所述的一种小口径管道(5)内超声检测机构,其特征在于，第一阵列(3)中晶片中心间距为πr/n,其中r为管道(5)内径，n为晶片数量。

5.根据权利要求1所述的一种小口径管道(5)内超声检测机构,其特征在于，第二阵列(4)中沿管道(5)周向布设的晶片至少为五组。

6.根据权利要求5所述的一种小口径管道(5)内超声检测机构,其特征在于，沿着管道(5)轴线方向布设同一组晶片的数量为至少8个。

7.根据权利要求6所述的一种小口径管道(5)内超声检测机构,其特征在于，同组的相邻的晶片之间的中心间距不低于0.3mm。

8.一种根据权利要求1至7任一所述的小口径管道(5)内超声检测机构的方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本发明公开了一种小口径管道内超声检测机构及方法，包括探头主体，探头主体上设置有晶片组，晶片组包括：第一阵列和第二阵列，第一阵列包括多个沿管道周向均匀布设的晶片，第一阵列的晶片激励的超声波垂直于管道内壁；第二阵列包括多组沿管道周向均匀布设的晶片，每一组晶片包括多个沿着管道轴线方向均匀布设的晶片，第二阵列的晶片每一组晶片做‑30°～30°的扇形扫描检测。本申请通过设置阵列式的晶片分布，并通过第一阵列、第二阵列激励的超声波的分布方向的设置，两个阵列分别主要探测周向、轴线方向的缺陷，使得探测机构能够有效覆盖管道的全部区域，同时两个阵列的探测具有一定的重叠性，相互配合之下有效提升探测精度。

技术研发人员：朱琪,葛广林,陈永安,章雅林,孙磊,董亮亮,张章,李明
受保护的技术使用者：安徽津利能源科技发展有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21