油套管超声波探伤探头设计.docVIP

油套管超声波手持式探伤探头设计 四川兴天源：李想 探伤背景：根据用户要求盂要对套管和油管两端距公接头和母接头500mm范围的筲体进行探伤，探伤吋需对管体的横向、纵向分别进行探伤。探伤区域如下图所示： 500 —-5D0 丁 llllllllll要求探伤区域 要求探伤区域 油/套管要求探伤区域 探头设计思路：为了捉高探伤效率，在对管体纵向和横向探伤时都采取双向探伤。探 头设计原理图形如下： 1＞纵向、横向缺陷扫查方向及探头结构布局。 1 口通道扫查方\刻槽探头外刻槽/? / ?声束方向+ 1 口通道 扫查方 \ 刻槽 探头 外刻槽 / ? / ? 声束方向 + 槽 声 束 7T 向 通 -3.SI- 0 旭乙— O 管材纵向 油/套管纵向缺陷扫查及探头结构布局 管壁声束方向7通道3声束方向I内刻槽幅声软木 管壁 声束方向 7 通 道3 声束方向 I内刻槽 幅声软木 探头纵向 油/套管横向缺陷扫查及探头结构布局 2、探头参数的确定。 2、1探头外壳尺寸的确定。 由于用户要求检测的管材规格比较多，各管材Z间外径尺寸偏差较大，同 时为了在探伤时，具有尽量高的灵敏度和信噪比，将探头的外壳设计成2种规格 的尺寸。因为在探伤时如果①60. 32mm采用的外壳尺寸较人的话，就会造成手持 式四通道超声波检测系统设备安装探头的探头架设计不便，同时对探伤人员的使 用也造成一定影响；如果^365. 13mm管材采用较小的探头外売，那么探头装配 的晶片尺寸就会有局限，从而不能更好的提高探头探伤时的灵嫩度和信噪比，即 ①60. 32mm—①114. 3mm管材采用一种规格尺寸的外壳,127mm一365. 13mm管材采 用一种规格尺寸的外壳。 2.2探头K值的确定。 在探伤时，探头K值的选择尤为重要。 管材纵向缺陷检测，在探伤时需耍对管材内、外壁纵向缺陷皆需耍有较好 的效果，并且探伤时所探范圉越远越好。K值若太大，那么在探测内壁缺陷时， 灵皱度会较低或探测不了； K值若太小，声能多次反射会损失部分声能，导致有 效检测范闱会缩小，离探头较远区域探伤灵敏度会较低，信噪比也会偏低；同时 内、外壁缺陷的反射冋波离始波太近，不宜区分识别。探伤时必须保证每个探头 扫杳相应和邻内、外壁缺陷具有较好的区分效果，所以纵向缺陷探伤时K值必须 选择适宜。 管材横向缺陷检测，在探伤时需要对管材内、外壁横向缺陷皆需要有良好 的效呆，并且探伤时所探范I制越远越好。K值若太大，虽然探测的范I韦I可以增大, 但是灵敏度会有所降低，并且探头楔块会需耍加长，导致探头外売加大，从而手 持式探头架外形尺寸会增大，整体重量增重，会对探伤人员劳动强度增大。K值 若太小，声朿在管材内外壁多次反射，声能衰减大，探测范I韦I缩小，较远区域探 伤灵敏度偏低，信噪比偏低；K值若太小，由于管体壁厚整体都比较薄，内、外 壁缺陷的反射回波离始波太近，不宜区分识别。探伤时必须保证每个探头扫查相 应相邻内、外壁缺陷具有较好的区分效果，所以横向缺陷探伤时K值必须选择适 宜。 3、探头结合设备在管材探伤上的应用①60. 32—— 3、探头结合设备在管材探伤上的应用 ①60. 32——0114. 3mm管材探伤 探伤时为了最人量的缩小探伤盲区，探头架上扫查纵伤的探头朝向接箍或 公螺纹端，从而使探伤盲区降到2nmu 2mni盲区由耐磨块造成，如果在在探头架 端不安装耐磨块，那么探伤人员在探伤时会造成探头与接箍台阶直接接触，容易 磨损探头外壳，缩短探头使用寿命。 由上图可以看出，安装到探头架上扫査横伤的探头距离接箍或公螺纹都会 存在一定距离：①60. 32——0114. 3i】ini管材探伤扫查横伤探头距离接箍或公螺 纹为95mm,①127——0365. 13mm管材探伤查横伤探头距离接箍或公螺纹为 102mmo那么在设计探头的时候应能考虑各规格探头能够扫查到该距离时人工缺 陷能够有较好的效果。