探傷組合探頭的制作方法
【專利摘要】本發明是關于一種探傷組合探頭，包括：探頭楔塊，探頭楔塊可設置在管材上；縱波直探頭，安裝在探頭楔塊上，縱波直探頭可接入超聲波設備，并按管材的周向發出縱波，縱波經探頭楔塊傳遞到管材的管壁內，形成在管材內周向運動的橫波，以實現對管材的縱向探傷檢測；橫波斜探頭，安裝在探頭楔塊上，橫波斜探頭可接入超聲波設備，并按管材的軸向發出橫波，縱波直探頭和橫波斜探頭的發射方向相垂直，橫波經探頭楔塊傳遞到管材的管壁內，在沿管材內軸向運動，以實現對管材的周向探傷檢測。本發明的優點在于，能夠同時實現對管材的縱向檢測和周向檢測。
【專利說明】探傷組合探頭
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種探傷組合探頭。
【背景技術】
[0002]在石油專用管材制造行業所采用的美國石油學會的標準規定中，需要鋼管管材在進行自動探傷后，對于未經檢驗的管端，要么切除，要么人工進行管端熒光磁粉探傷檢測，要么人工進行管端手工超聲波探傷檢測。
[0003]切除未經檢驗的管端，會造成資源的浪費；管端熒光磁粉檢測對管材的線狀裂紋、瞳孔、盲孔等缺陷會大量漏檢，且退磁不好，在管材上的剩磁危害較大，不便于探傷檢測后的管螺紋加工；而管端手工超聲波探傷檢測，特別是學會標準中一些高鋼級產品，標準要求均需進行內外表面上的縱向和周向兩個方向的缺陷檢測，檢測縱向方向的缺陷時超聲波聲速在管壁內沿周向方向傳播，檢測橫向方向的缺陷時超聲波聲速在管壁內沿縱向方向傳播，縱向和周向的缺陷檢測均應在管材內的兩個不同方向進行。
[0004]現有的超聲波探傷技術對石油油管的縱向和周向各類缺陷實施檢測時，根據管材母材的缺陷性質，常用的探傷方法采用橫波接觸探傷法，縱向和周向的缺陷檢測各檢測一次，一只油管的管端檢測，至少需要由兩個人來用縱向和周向探頭分別各檢驗一遍，或一個人用兩種探頭分別各探一遍。
[0005]由此可見，上述現有的超聲波探傷檢測方案在結構與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。本設計人積極加以研究創新，以期創設一種新型結構的探傷組合探頭，使其更具有實用性。

【發明內容】

[0006]本發明的主要目的在于，提供一種新型結構的探傷組合探頭，所要解決的技術問題是如何同時完成對管材的縱向和周向探傷檢測，從而更加適于實用。
[0007]本發明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的一種探傷組合探頭，用于接入超聲波設備并發出超聲波，以對管材進行探傷檢測，包括:探頭楔塊，所述探頭楔塊可設置在所述管材上；縱波直探頭，安裝在所述探頭楔塊上，所述縱波直探頭可接入所述超聲波設備，并按所述管材的周向發出縱波，所述縱波經所述探頭楔塊傳遞到所述管材的管壁內，形成在所述管材內周向運動的橫波，以實現對所述管材的縱向探傷檢測；橫波斜探頭，安裝在所述探頭楔塊上，所述橫波斜探頭可接入所述超聲波設備，并按所述管材的軸向發出橫波，所述縱波直探頭和所述橫波斜探頭的發射方向相垂直，所述橫波經所述探頭楔塊傳遞到所述管材的管壁內，在沿所述管材內軸向運動，以實現對所述管材的周向探傷檢測。
[0008]本發明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現。
[0009]優選的，前述的探傷組合探頭所述探頭楔塊上設有兩端開口的溝槽，所述管材可嵌入所述溝槽；所述縱波直探頭的發射方向與所述溝槽的開口方向垂直。[0010]優選的，前述的探傷組合探頭，所述縱波直探頭可轉動地安裝在所述探頭楔塊上，可改變所述縱波進入所述管材的入射角。
[0011]優選的，前述的探傷組合探頭，入射角α滿足公式Sin-UCLl/CL2) < a〈Sin-1 (rCLl/RCS2)，CLl為所述探頭楔塊中的縱波聲速，CL2為所述管材中的縱波聲速，CS2為所述管材中的橫波聲速，r為所述管材的內徑，R為所述管材的外徑。
[0012]優選的，前述的探傷組合探頭，所述橫波斜探頭粘貼在所述探頭楔塊上。
[0013]優選的，前述的探傷組合探頭，所述探頭楔塊上設置具有多個尖角，以消除所述探頭楔塊造成的雜波反射。
[0014]優選的，前述的探傷組合探頭，所述探頭楔塊上設置有耐磨金屬。
[0015]優選的，前述的探傷組合探頭，所述探頭楔塊為有機玻璃。
[0016]借由上述技術方案，本發明的探傷組合探頭至少具有下列優點:
[0017]探頭楔塊上同時安裝一個縱波直探頭和一個橫波斜探頭，兩個探頭能夠分別發出聲波，同時實現對管材的縱向檢測和周向檢測，降低了用戶的操作次數。
[0018]上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本發明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是根據本發明的一個實施例的探傷組合探頭的示意圖；
[0020]圖2是根據本發明的一個實施例的探傷組合探頭的原理示意圖；
[0021]圖3是根據本發明的一個實施例的探傷組合探頭的原理示意圖；
[0022]圖4是根據本發明的一個實施例的探傷組合探頭的俯視圖；
[0023]圖5是根據本發明的一個實施例的探傷組合探頭的后視圖。
【具體實施方式】
[0024]為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的探傷組合探頭其【具體實施方式】、結構、特征及其功效，詳細說明如后。在下述說明中，不同的“一實施例”或“實施例”指的不一定是同一實施例。此外，一或多個實施例中的特定特征、結構、或特點可由任何合適形式組合。
[0025]如圖1、圖2和圖3所示，本發明的一個實施例提出的一種探傷組合探頭，用于接入超聲波設備并發出超聲波，以對管材I (例如石油行業專用管材的油管)進行探傷檢測，具體包括:
[0026]探頭楔塊2，探頭楔塊2可設置在管材I上；
[0027]縱波直探頭3，縱波直探頭3的一端可接入超聲波設備，另一端連接探頭楔塊2，并按管材I的周向發出縱波，如圖2中的箭頭方向所示，縱波經探頭楔塊2傳遞到管材I的管壁內，形成在管材I內周向運動的橫波，以實現對管材I的縱向探傷檢測；
[0028]橫波斜探頭4，橫波斜探頭4的一端可接入超聲波設備，另一端連接探頭楔塊2，并按管材I的軸向發出橫波，如圖3中的箭頭方向所示，所以縱波直探頭3和橫波斜探頭4的發射方向相垂直，橫波經探頭楔塊2傳遞到管材I的管壁內，在沿管材I內軸向運動，以實現對管材I的周向探傷檢測，則兩個探頭可以同時工作，同時完成對管材的縱向探傷和橫向探傷。本實施例中，如果使用的超聲波設備是模擬式超聲波探傷儀，則直接將探頭連線接到儀器的兩個插座上，儀器設置在單發單收1、2檔位置；如果使用的超聲波設備是數字式超聲波探傷儀，需要將兩探頭連線并接，用一個插頭接到單發單收插座上即可。定好基準波高，即可同時進行管材I的縱向和周向的超聲波探傷，由于組合探頭發射接收的縱、橫波方向不同，因此超聲波束互相之間不會產生干擾，從而可實現縱向和周向同步探傷。
[0029]較佳的，如圖1所示，本發明的另一實施例提出一種探傷組合探頭，與上述實施例相比，本實施例的探傷組合探頭，探頭楔塊2的下端具有兩端開口的溝槽5，管材I可嵌入溝槽5 ;縱波直探頭3與溝槽5的開口方向垂直，本實施例的結構特點，保證縱波進入管材I形成橫波后，可以沿管材I的周向運動，而橫波進入管材I后，可沿管材I的軸向進行運動。
[0030]較佳的，本發明的另一實施例提出一種探傷組合探頭，與上述實施例相比，本實施例的探傷組合探頭，縱波直探頭3可轉動地安裝在探頭楔塊2上，可改變縱波進入管材I的入射角α，則本實施例的縱波直探頭3可以相當于可變角橫波斜探頭進行管材I的縱向探傷檢測。
[0031]較佳的，本發明的另一實施例提出一種探傷組合探頭，與上述實施例相比，本實施例的探傷組合探頭，入射角α滿足公式Sin-1 (CL1/CL2) < a <Sin_l (rCLl/RCS2)，CLl為探頭楔塊2中的縱波聲速，CL2為管材I中的縱波聲速，CS2為管材I中的橫波聲速，r為管材I的內徑，R為管材I的外徑，本實施例中，一般地，因所檢測管材I均滿足壁厚t、外徑D的壁厚外徑比t/D〈0.2的要求，為了實現管材內外表面的同時探測，可以按上述公式控制入射角α，因一定的入射角對應著一個固定的折射角，所以入射角的選擇既是折射角的選擇?？紤]到應根據管材I規格選擇入射角允許的范圍以及獲得較高的橫波透射率的原則，根據實踐經驗進行選取，例如，針對規格為Φ73.02X5.51mm的石油油管、經過計算后取入射角α為47。、折射角β為60°。
[0032]較佳的，本發明的另一實施例提出一種探傷組合探頭，與上述實施例相比，本實施例的探傷組合探頭，橫波斜探頭4粘貼在探頭楔塊2上，從而橫波斜探頭4的設置非常牢固。
[0033]較佳的，如圖4和圖5所示，本發明的另一實施例提出一種探傷組合探頭，與上述實施例相比，本實施例的探傷組合探頭，探頭楔塊2上設置具有多個尖角6，以消除所述探頭楔塊2造成的雜波反射，例如，可以采用60度的尖角，也可以采用其他角度的尖角6。
[0034]較佳的，如圖4和圖5所示，本發明的另一實施例提出一種探傷組合探頭，與上述實施例相比，本實施例的探傷組合探頭，探頭楔塊2的側面上設置有耐磨金屬7，保證探頭耐磨損程度。
[0035]較佳的，本發明的另一實施例提出一種探傷組合探頭，與上述實施例相比，本實施例的探傷組合探頭，探頭楔塊2為有機玻璃，有機玻璃為非常普遍的材料易于加工，本領域技術人員應當理解，以上僅為示例，并不對技術方案進行限制，也可以采用其他類型的材料，例如橡膠等。
[0036]借由上述技術方案，本發明的探傷組合探頭至少具有下列優點:
[0037]探頭楔塊上同時安裝一個縱波直探頭和一個橫波斜探頭，兩個探頭能夠分別發出聲波，同時實現對管材的縱向檢測和周向檢測，降低了用戶的操作次數。
[0038]以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。
【權利要求】
1.一種探傷組合探頭，用于接入超聲波設備并發出超聲波，以對管材進行探傷檢測，其特征在于，包括: 探頭楔塊，所述探頭楔塊可設置在所述管材上； 縱波直探頭，安裝在所述探頭楔塊上，所述縱波直探頭可接入所述超聲波設備，并按所述管材的周向發出縱波，所述縱波經所述探頭楔塊傳遞到所述管材的管壁內，形成在所述管材內周向運動的橫波，以實現對所述管材的縱向探傷檢測； 橫波斜探頭，安裝在所述探頭楔塊上，所述橫波斜探頭可接入所述超聲波設備，并按所述管材的軸向發出橫波，所述縱波直探頭和所述橫波斜探頭的發射方向相垂直，所述橫波經所述探頭楔塊傳遞到所述管材的管壁內，在沿所述管材內軸向運動，以實現對所述管材的周向探傷檢測。
2.根據權利要求1所述的探傷組合探頭，其特征在于， 所述探頭楔塊上設有兩端開口的溝槽，所述管材可嵌入所述溝槽； 所述縱波直探頭的發射方向與所述溝槽的開口方向垂直。
3.根據權利要求1所述的探傷組合探頭，其特征在于， 所述縱波直探頭可轉動地安裝在所述探頭楔塊上，可改變所述縱波進入所述管材的入射角。
4.根據權利要求1所述的探傷組合探頭，其特征在于， 入射角α滿足公式Sin-1 (CLl/CL2)〈a〈Sin-1 (rCLl/RCS2)，CLl為所述探頭楔塊中的縱波聲速，CL2為所述管材中的縱波聲速，CS2為所述管材中的橫波聲速，r為所述管材的內徑，R為所述管材的外徑。
5.根據權利要求1所述的探傷組合探頭，其特征在于， 所述橫波斜探頭粘貼在所述探頭楔塊上。
6.根據權利要求1所述的探傷組合探頭，其特征在于， 所述探頭楔塊上設置具有多個尖角，以消除所述探頭楔塊造成的雜波反射。
7.根據權利要求1所述的探傷組合探頭，其特征在于， 所述探頭楔塊上設置有耐磨金屬。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的探傷組合探頭，其特征在于，所述探頭楔塊為有機玻璃。
【文檔編號】G01N29/24GK103675107SQ201310699199
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月18日 優先權日:2013年12月18日
【發明者】陳先富 申請人:新疆通奧油田技術服務有限公司