斷路器殼體超聲檢測裝置及其檢測方法
【專利說明】特高壓3「6斷路器殼體超聲檢測裝置及其檢測方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及電力成套裝置無損檢測領(lǐng)域，具體地說是一種特高壓SF6斷路器殼體 對(duì)接焊縫超聲檢測裝置及其檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 為了消除渦流發(fā)熱、損耗及承受沖擊力，特高壓SF6斷路器常采用8~16mm厚的 304奧氏體不銹鋼焊接殼體。對(duì)于安裝完畢的斷路器，由于內(nèi)部已經(jīng)裝滿設(shè)備，無法進(jìn)行射 線檢測。當(dāng)使用常規(guī)超聲檢測技術(shù)時(shí)，奧氏體不銹鋼焊縫的粗大組織對(duì)超聲波具有強(qiáng)烈的 衰減作用，導(dǎo)致檢測靈敏度變化大，無法測定缺陷的大??；粗大組織也會(huì)引起強(qiáng)烈散射聲波 的疊加及波型轉(zhuǎn)換，使得缺陷定位誤差增大，所以3&斷路器的常規(guī)超聲檢測存在很多技術(shù) 上的難點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服上述常規(guī)超聲檢測方法存在的缺陷，提供一種 特高壓SF 6斷路器殼體對(duì)接焊縫超聲檢測裝置，其在特高壓SF6斷路器殼體對(duì)接焊縫兩側(cè)使 用聚焦橫波對(duì)焊縫進(jìn)行掃查，從而實(shí)現(xiàn)特高壓SF 6斷路器殼體焊縫無損評(píng)估。
[0005] 為此，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：特高壓SF6斷路器殼體超聲檢測裝置，其特征 在于，包括雙晶聚焦橫波傳感器和超聲檢測專用對(duì)比試塊， 所述的雙晶聚焦橫波傳感器包括屏蔽外殼，所述的屏蔽外殼內(nèi)并排設(shè)有左楔塊和右楔 塊；左楔塊和右楔塊的底面均為水平面，上表面均具有斜面，該斜面具有橫向和前向傾角， 所述左楔塊和右楔塊的斜面上分別設(shè)置左發(fā)射壓電晶片和右接受壓電晶片； 所述的左發(fā)射壓電晶片和右接受壓電晶片連接匹配電感后再分別連接發(fā)射探頭和接 收探頭； 所述的超聲檢測專用對(duì)比試塊包括半圓試塊、第一對(duì)比試塊、第二對(duì)比試塊、第三對(duì)比 試塊、第四對(duì)比試塊、第五對(duì)比試塊、第六對(duì)比試塊和第七對(duì)比試塊，所述的試塊由304奧 氏體不銹鋼制成； 所述的對(duì)比試塊包括本體，所述本體的中心存在焊縫區(qū)域，焊縫區(qū)域和母材區(qū)域的側(cè) 面或底面開有橫通孔、短橫孔或尖角槽。
[0006] 通過本發(fā)明的斜面使超聲聲束在工件上形成特定折射角度的橫波，并使超聲聲束 聚焦于規(guī)定的深度（如IOmm)，從而實(shí)現(xiàn)3&斷路器焊縫缺陷的準(zhǔn)確定位和定量。
[0007] 進(jìn)一步，所述的左楔塊與右楔塊之間設(shè)有隔聲層，該隔聲層把兩個(gè)壓電晶片隔離 開來，用于克服發(fā)射聲束與反射聲束的相互干擾和阻塞；所述左楔塊與右楔塊的內(nèi)部填充 吸聲材料，吸聲材料用于吸收雜波。
[0008] 進(jìn)一步，所述的第一對(duì)比試塊，其在距離表面3mm的母材區(qū)域側(cè)面設(shè)置一個(gè)橫通 孔，該橫通孔的直徑為2mm ;在距離表面3mm的焊縫中心線上也設(shè)置一個(gè)同樣的橫通孔。
[0009] 進(jìn)一步，所述的第二對(duì)比試塊，其在距離表面8mm的母材區(qū)域側(cè)面設(shè)置一個(gè)橫通 孔，該橫通孔的直徑為2mm ;在距離表面8mm的焊縫中心線上也設(shè)置一個(gè)同樣的橫通孔。
[0010] 進(jìn)一步，所述的第三對(duì)比試塊，其在距離表面4mm的母材區(qū)域側(cè)面設(shè)置一個(gè)橫通 孔，該橫通孔的直徑為2mm ;在距離表面4mm的焊縫熱影響區(qū)側(cè)面也設(shè)置一個(gè)同樣的橫通 孔。
[0011] 進(jìn)一步，所述的第四對(duì)比試塊，其在距離表面IOmm的母材區(qū)域側(cè)面設(shè)置一個(gè)橫通 孔，該橫通孔的直徑為2_ ;在距離表面IOmm的焊縫熱影響區(qū)側(cè)面也設(shè)置一個(gè)同樣的橫通 孔。
[0012] 進(jìn)一步，所述的第五對(duì)比試塊，其母材區(qū)域底面設(shè)置一個(gè)尖角槽，該尖角槽長2_、 高2_ ;位于焊縫中心線上的焊縫區(qū)域底面也設(shè)置一個(gè)同樣的尖角槽。
[0013] 進(jìn)一步，所述的第六對(duì)比試塊，其在距離表面8mm的母材區(qū)域側(cè)面設(shè)置一個(gè)短橫 孔，該短橫孔的直徑為1mm、長度為6mm;在距離表面8mm的焊縫中心線上也設(shè)置一個(gè)同樣的 短橫孔。
[0014] 進(jìn)一步，所述的第七對(duì)比試塊，其在距離表面4_的母材區(qū)域側(cè)面設(shè)置一個(gè)短橫 孔，該短橫孔的直徑為1mm、長度為6mm;在距離表面4mm的焊縫中心線上也設(shè)置一個(gè)同樣的 短橫孔。
[0015] 上述的各個(gè)對(duì)比試塊均能用于測試特高壓SF6斷路器超聲檢測裝置的檢測能力， 第一到第四對(duì)比試塊可以用于檢測裝置檢測前的靈敏度調(diào)整。
[0016] 特高壓SF6斷路器殼體超聲檢測裝置的基本工作原理為：超聲檢測儀通過連接線 與專用傳感器相連，通過半圓試塊實(shí)現(xiàn)延時(shí)校準(zhǔn)，通過第一試塊至第四試塊繪制焊縫橫通 孔距離-波幅曲線（即DAC曲線)，在特高壓5&斷路器對(duì)接焊縫兩側(cè)使用聚焦橫波對(duì)焊縫進(jìn) 行掃查，從而實(shí)現(xiàn)特高壓3&斷路器殼體焊縫的無損評(píng)估。
[0017] 本發(fā)明的另一目的在于提供上述特高壓SF6斷路器殼體超聲檢測裝置的檢測方 法，其步驟如下：1)超聲檢測裝置延時(shí)校準(zhǔn)，即利用半圓試塊的弧面校正探頭的電子觸發(fā) 時(shí)刻與聲束進(jìn)入被測工件的瞬間之間的延遲，以便得出精確的聲程的測量讀數(shù)；2)超聲檢 測裝置角度校準(zhǔn)，即利用第六對(duì)比試塊的短橫孔來校準(zhǔn)探頭的入射角度，以便得出精確的 深度、表面距離的測量讀數(shù)；3)繪制焊縫橫通孔距離-波幅曲線，即使用第一對(duì)比試塊、第 二對(duì)比試塊、第三對(duì)比試塊及第四對(duì)比試塊焊縫中的橫通孔30ΧΦ2,在超聲檢測儀上，繪 制橫坐標(biāo)為距離，縱坐標(biāo)為橫通孔反射波高的曲線；4)測試檢測裝置的信噪比；5)測試檢 測裝置的分辨力；6)特高壓SF 6斷路器對(duì)接焊縫進(jìn)行檢測，即在焊縫兩側(cè)進(jìn)行鋸齒形掃查， 使用聚焦橫波對(duì)焊縫質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估。
[0018] 本發(fā)明采用的檢測方法，能克服SFf^路器常規(guī)超聲檢測的局限性，提高檢測的信 噪比及分辨力，以實(shí)現(xiàn)SF6斷路器焊縫缺陷的準(zhǔn)確定位、定量。
[0019] 本發(fā)明具有的有益效果如下：克服了特高壓SF6斷路器殼體常規(guī)超聲檢測的局限 性，能明顯降低奧氏體的組織噪聲，提高了缺陷信號(hào)的信噪比，改善了超聲檢測系統(tǒng)的分辨 力，能避免異質(zhì)界面干擾波的影響，消除假信號(hào)，最終有效解決了特高壓SF 6斷路器殼體超 聲波檢測問題。
【附圖說明】
[0020] 圖1-2為本發(fā)明超聲檢測裝置半圓試塊的結(jié)構(gòu)示意圖（圖2為圖1的俯視圖）。
[0021] 圖3為本發(fā)明超聲檢測裝置第一對(duì)比試塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 圖4為本發(fā)明超聲檢測裝置第二對(duì)比試塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 圖5為本發(fā)明超聲檢測裝置第三對(duì)比試塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024] 圖6為本發(fā)明超聲檢測裝置第四對(duì)比試塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025] 圖7為本發(fā)明超聲檢測裝置第五對(duì)比試塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026] 圖8為本發(fā)明超聲檢測裝置第六對(duì)比試塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027] 圖9為本發(fā)明超聲檢測裝置第七對(duì)比試塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028] 圖10為本發(fā)明超聲檢測裝置雙晶聚焦橫波傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029] 圖11為本發(fā)明超聲檢測裝置使用時(shí)的示意圖。
[0030] 圖12為本發(fā)明進(jìn)行5&斷路器殼體焊縫超聲檢測的步驟圖。
[0031] 圖13為常規(guī)超聲檢測方法得到的信噪比波形圖。
[0032] 圖14為本發(fā)明得到的信噪比波形圖。
[0033] 圖15為常規(guī)超聲檢測方法得到的分辨力波形圖。
[0034] 圖16為本發(fā)明得到的分辨力波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 下面通過說明書附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳述，以下實(shí)施例只是 描述性的并非是限定性的，不能以此來限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0036] 如圖1至圖10為特高壓3&斷路器對(duì)接焊縫超聲檢測裝置，其由特高壓SF 6斷路 器對(duì)接焊縫專用對(duì)比試塊及特高壓一匕斷路器對(duì)接焊縫雙晶聚焦橫波傳感器組成。
[0037] 特高壓3&斷路器對(duì)接焊縫專用對(duì)比試塊包括半圓試塊、第一對(duì)比試塊、第二對(duì)比 試塊、第三對(duì)比試塊、第四對(duì)比試塊、第五對(duì)比試塊、第六對(duì)比試塊和第七對(duì)比試塊。這些 試塊材料與典型特高壓3? 6斷路器殼體材料06Crl9Nil0 (304) -致。對(duì)比試塊規(guī)格均為 300*30*16mm (長*寬*厚)。對(duì)比試塊的本體12中心存在焊縫區(qū)域，母材區(qū)域（非焊縫區(qū) 域）和焊縫區(qū)域的側(cè)面或底面設(shè)有橫通孔13、短橫孔14或尖角槽15。
[0038] 所述的第一對(duì)比試塊，在距離表面3_的母材區(qū)域側(cè)面設(shè)置一個(gè)橫通孔13,橫通 孔直徑Φ2πιπι，長30mm ;在距離表面3mm的焊縫中心線上也設(shè)置一個(gè)橫通孔13,橫通孔直徑 Φ2ι?πι，長 30mm〇
[0039] 所述的第二對(duì)比試塊，在距離表面8mm的母材區(qū)域側(cè)面設(shè)置一個(gè)橫通孔13,橫通 孔直徑Φ2πιπι，長30mm ;在距離表面8mm的焊縫中心線上也設(shè)置一個(gè)橫通孔13,橫通孔直徑 Φ2ι?πι，長 30mm〇
[0040] 所述的第三對(duì)比試塊，在距離表面4mm的母材區(qū)域側(cè)面設(shè)置一個(gè)橫通孔13,橫通 孔直徑Φ2πιπι，長30mm ;在距離表面4mm的焊縫熱影響區(qū)側(cè)面也設(shè)置一個(gè)橫通孔13,橫通孔 直徑Φ2謹(jǐn)，長3Ctam。
[0041] 所述的第四對(duì)比試塊，在距離表面IOmm的母材區(qū)域側(cè)面設(shè)置一個(gè)橫通孔13,橫通 孔直徑Φ 2mm，長30mm ;在距離表面IOmm的焊縫熱影響區(qū)側(cè)面也設(shè)置一個(gè)橫通孔13,橫通 孔直徑Φ2_，長30_。
[0042]