CN110118824A - 一种管道斜向缺欠检测***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及管道检测技术领域，公开了一种管道斜向缺欠检测***，包括至少两个相控阵探头以及一相控阵超声波检测仪；所述相控阵探头用于发射扇形声束至待测管道，以所述待测管道的周向为90度，以所述待测管道的轴向为0度，各所述相控阵探头的安装方向各不相同，以便向不同方向发射扇形声束，各所述相控阵探头所发射的扇形声束的合成声束的覆盖范围为0度到90度；各所述相控阵探头还用于分别接收自身发射的所述扇形声束的反射信号；所述相控阵超声波检测仪用于接收所有所述反射信号，并根据所述反射信号识别斜向缺欠。本发明可以实现对不同方向缺欠的检测，提高缺欠检测精确度以及效率。
Description
技术领域
本发明涉及管道检测技术领域，具体涉及一种管道斜向缺欠检测***及方法。
背景技术
常规超声检测多用单晶探头，单晶探头的超声场只能以单一角度沿声束轴线传播，形成沿“射线”传输的声线，用于缺陷定位和扫查覆盖指示。然而，每个单晶探头的声场同时具有固定的声束形状，在进行管道检测时，只能实现单一方向的缺欠检测，无法实现各种斜向缺欠的检测，且检测效率低。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种管道斜向缺欠检测***及方法，解决现有技术中无法实现管道上各种斜向缺欠的检测，且检测效率低的技术问题。
为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种管道斜向缺欠检测***，包括至少两个相控阵探头以及一相控阵超声波检测仪；
所述相控阵探头用于发射扇形声束至待测管道，以所述待测管道的周向为90度，以所述待测管道的轴向为0度，各所述相控阵探头的安装方向各不相同，以便向不同方向发射扇形声束，各所述相控阵探头所发射的扇形声束的合成声束的覆盖范围为0度到90度；
各所述相控阵探头还用于分别接收自身发射的所述扇形声束的反射信号；
所述相控阵超声波检测仪用于接收所有所述反射信号，并根据所述反射信号识别斜向缺欠。
本发明还提供一种管道斜向缺欠检测方法，包括以下步骤：
步骤S1、向不同方向发射多束扇形声束至待测管道，以所述待测管道的周向为90度，以所述待测管道的轴向为0度，各所述扇形声束的合成声束的覆盖范围为0度到90度；
步骤S2、分别接收各所述扇形声束的反射信号；
步骤S3、接收所有所述反射信号，并根据所述反射信号识别斜向缺欠。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：通过相控阵探头发射扇形声束，相控阵探头可以控制声束位置及方向，覆盖能力高，各相控阵探头的扇形声束所合成的合成声束可覆盖0度、90度以及0度到90度之间所有的斜向缺欠，从而实现对不同方向缺欠的检测，提高缺欠检测精确度以及效率。
附图说明
图1是本发明提供的管道斜向缺欠检测***一实施方式的工作原理图；
图2是本发明提供的管道斜向缺欠检测***一实施方式的结构示意图；
图3是本发明提供的管道斜向缺欠检测方法一实施方式的流程示意图。
附图标记：
1、相控阵探头，2、相控阵超声波检测仪，3、探头安装底座，4、旋转辊道，5、探伤车，10、待测管道。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1所示，本发明的实施例1提供了管道斜向缺欠检测***，以下简称本***，包括至少两个相控阵探头1以及一相控阵超声波检测仪2；
所述相控阵探头1用于发射扇形声束至待测管道10，以所述待测管道10的周向为90度，以所述待测管道10的轴向为0度，各所述相控阵探头1的安装方向各不相同，以便向不同方向发射扇形声束，各所述相控阵探头1所发射的扇形声束的合成声束的覆盖范围为0度到90度；
各所述相控阵探头1还用于分别接收自身发射的所述扇形声束的反射信号；
所述相控阵超声波检测仪2用于接收所有所述反射信号，并根据所述反射信号识别斜向缺欠。
本发明通过相控阵探头1发射扇形声束，相控阵探头1可以控制声束位置及方向，覆盖能力高。因此通过扇形声束对待测管道10进行检测时可以实现不同角度缺欠的检测，且可以同时实现多个角度的检测。多个扇形声束的合成声束可覆盖0度、90度以及0度到90度之间所有的斜向缺欠，从而实现对不同方向缺欠的检测，提高缺欠检测精确度以及效率。
优选的，所述相控阵探头1的数量为两个，其中一个所述相控阵探头1所发射的扇形声束覆盖范围为0度到45度，另一个所述相控阵探头1所发射的扇形声束覆盖范围为45度到90度。
仅用两个相控阵探头1即可完成0度到90度之间的所有角度缺欠的检测，减少***成本，降低***难度。
优选的，本***还包括探头安装底座3，所述相控阵探头1安装于所述探头安装底座3上，所述探头安装底座3与水平面之间的角度为19度。
探头安装底座3为相控阵探头1提供入射角度，入射角度可根据待测管道10的壁厚与直径的比值确定，根据实验得到19度的角度适用于大多数类型管道的检测，为优选角度。
优选的，本***还包括旋转辊道4以及探伤车5，所述待测管道10放置于于所述旋转辊道4上，所述旋转辊道4用于驱动所述待测管道10绕自身周向旋转，所述相控阵探头1通过探头安装底座3安装于所述探伤车5上，所述探伤车5用于驱动所述相控阵探头1沿所述待测管道10的周向移动，以实现所述待测管道10周向上全方位斜向缺欠检测。
待测管道10绕自身周向旋转，相控阵探头1沿待测管道10周向做匀速直线运动，使得相控阵探头1发射的扇形声束在待测管道10上形成螺旋状扫描路径，从而实现待测管道10周向上全方位的检测。本发明中旋转辊道4采用现有技术实现，只要可以实现待测管道10的旋转即可，例如，通过电机与辊道传动连接，电机驱动辊道旋转，待测管道10穿设于辊道内，跟随辊道一同转动。本发明中探伤车5采用现有技术实现，只要可以实现相控阵探头1的直线移动即可，例如可以通过气缸或油缸驱动，也可以通过电机与丝杠配合实现驱动。
优选的，所述相控阵探头1的移动速度小于设定阈值。
为了实现待测管道10周向上全覆盖检测，待测管道10旋转一周的时间内，相控阵探头1移动的距离要小于或等于相控阵探头1自身的有效声束宽度。即相控阵探头1的移动速度需满足：v≤D/T，其中，v为相控阵探头1的移动速度，D为相控阵探头1自身的有效声束宽度，为待测管道10的旋转周期，相控阵探头1自身的有效声束宽度，通常为该探头带宽峰值-6dB对应的宽度值。
实施例2
本发明的实施例2提供了管道斜向缺欠检测方法，包括以下步骤：
步骤S1、向不同方向发射多束扇形声束至待测管道10，以所述待测管道10的周向为90度，以所述待测管道10的轴向为0度，各所述扇形声束的合成声束的覆盖范围为0度到90度；
步骤S2、分别接收各所述扇形声束的反射信号；
步骤S3、接收所有所述反射信号，并根据所述反射信号识别斜向缺欠。
本发明提供的管道斜向缺欠检测方法，基于上述管道斜向缺欠检测***，因此，上述管道斜向缺欠检测***所具备的技术效果，管道斜向缺欠检测方法同样具备，在此不再赘述。
优选的，所述扇形声束的数量为两束，其中一所述扇形声束的覆盖范围为0度到45度，另一所述扇形声束覆盖范围为45度到90度。
优选的，所述步骤S1之前还包括，驱动所述待测管道10绕自身周向旋转，驱动所述相控阵探头1沿所述待测管道10的周向移动，以实现所述待测管道10周向上全方位斜向缺欠检测。
优选的，所述相控阵探头1的移动速度小于设定阈值。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.一种管道斜向缺欠检测***，其特征在于，包括至少两个相控阵探头以及一相控阵超声波检测仪；
所述相控阵探头用于发射扇形声束至待测管道，以所述待测管道的周向为90度，以所述待测管道的轴向为0度，各所述相控阵探头的安装方向各不相同，以便向不同方向发射扇形声束，各所述相控阵探头所发射的扇形声束的合成声束的覆盖范围为0度到90度；
各所述相控阵探头还用于分别接收自身发射的所述扇形声束的反射信号；
所述相控阵超声波检测仪用于接收所有所述反射信号，并根据所述反射信号识别斜向缺欠。
2.根据权利要求1所述的管道斜向缺欠检测***，其特征在于，所述相控阵探头的数量为两个，其中一个所述相控阵探头所发射的扇形声束覆盖范围为0度到45度，另一个所述相控阵探头所发射的扇形声束覆盖范围为45度到90度。
3.根据权利要求1所述的管道斜向缺欠检测***，其特征在于，所述管道斜向缺欠检测***还包括探头安装底座，所述相控阵探头安装于所述探头安装底座上，所述探头安装底座与水平面之间的角度为19度。
4.根据权利要求1所述的管道斜向缺欠检测***，其特征在于，所述管道斜向缺欠检测***还包括旋转辊道以及探伤车，所述待测管道放置于所述旋转辊道上，所述旋转辊道用于驱动所述待测管道绕自身周向旋转，所述相控阵探头通过所述探头安装底座安装于所述探伤车上，所述探伤车用于驱动所述相控阵探头沿所述待测管道的周向移动，以实现所述待测管道周向上全方位斜向缺欠检测。
5.根据权利要求4所述的管道斜向缺欠检测***，其特征在于，所述相控阵探头的移动速度小于设定阈值。
6.一种管道斜向缺欠检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、向不同方向发射多束扇形声束至待测管道，以所述待测管道的周向为90度，以所述待测管道的轴向为0度，各所述扇形声束的合成声束的覆盖范围为0度到90度；
步骤S2、分别接收各所述扇形声束的反射信号；
步骤S3、接收所有所述反射信号，并根据所述反射信号识别斜向缺欠。
7.根据权利要求6所述的管道斜向缺欠检测方法，其特征在于，所述扇形声束的数量为两束，其中一所述扇形声束的覆盖范围为0度到45度，另一所述扇形声束覆盖范围为45度到90度。
8.根据权利要求6所述的管道斜向缺欠检测方法，其特征在于，所述步骤S1之前还包括，驱动所述待测管道绕自身周向旋转，驱动所述相控阵探头沿所述待测管道的周向移动，以实现所述待测管道周向上全方位斜向缺欠检测。
9.根据权利要求8所述的管道斜向缺欠检测方法，其特征在于，所述相控阵探头的移动速度小于设定阈值。
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