專(zhuān)利名稱(chēng)：鋼管超聲波測(cè)厚裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種超聲波測(cè)厚裝置，尤其是一種連續(xù)對(duì)無(wú)縫鋼管的厚度進(jìn)行測(cè)量的鋼管超聲波測(cè)厚裝置。
背景技術(shù)：
美國(guó)石油學(xué)會(huì)1998年10月提出了《套管和油管規(guī)范》(API Spec5CT)，其中在第10.13.4條對(duì)壁厚檢測(cè)做出了如下規(guī)定“為確保符合壁厚要求，表C.61或表E.61規(guī)定的所有要求電磁或超聲檢驗(yàn)的無(wú)縫管應(yīng)在螺旋方向或縱向上進(jìn)行全長(zhǎng)(不包括按文件化程序自動(dòng)檢驗(yàn)系統(tǒng)不能覆蓋的端部區(qū)域)壁厚檢測(cè)……”。這一規(guī)定現(xiàn)已成為石油行業(yè)用套管和油管在國(guó)際市場(chǎng)上的準(zhǔn)入原則。為此，各國(guó)競(jìng)相開(kāi)展了無(wú)縫鋼管全長(zhǎng)全截面測(cè)厚裝置的研制。
此前，決大多數(shù)超聲波自動(dòng)測(cè)厚裝置在滿(mǎn)足全截面測(cè)厚要求上，或采用鋼管直行、超聲波探頭繞鋼管旋轉(zhuǎn)的螺旋線覆蓋方式，或采用鋼管螺旋前進(jìn)、超聲波探頭靜止不動(dòng)的覆蓋方式。如美國(guó)TUBOSCOPE公司研制的鋼管自動(dòng)測(cè)厚裝置其測(cè)厚超聲波探頭以每分鐘300轉(zhuǎn)的速度繞鋼管旋轉(zhuǎn)，鋼管則直線前行。德國(guó)NUKEM公司研制的鋼管自動(dòng)測(cè)厚裝置的超聲波探頭旋轉(zhuǎn)速度則達(dá)到了每分鐘2500轉(zhuǎn)。采用這種方式的優(yōu)點(diǎn)是儀器通道數(shù)少，工業(yè)計(jì)算機(jī)用量小，設(shè)備測(cè)量部份成本低。其缺點(diǎn)是機(jī)械設(shè)計(jì)難度大，機(jī)械加工精度要求高，信號(hào)拾取技術(shù)復(fù)雜，機(jī)械加工成本高。在實(shí)際應(yīng)用中常出現(xiàn)因機(jī)械運(yùn)行不穩(wěn)定導(dǎo)致測(cè)厚精度無(wú)法保證，甚至于根本無(wú)法正常工作的現(xiàn)象。英國(guó)一家公司則采用鋼管螺旋前行、超聲波探頭靜止不動(dòng)的方式，該方式的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備機(jī)械加工精度要求低，制造成本低，而其缺點(diǎn)是鋼管在旋轉(zhuǎn)的情況，前行速度受到很大限制，造成檢測(cè)速度難以滿(mǎn)足在線檢測(cè)要求。進(jìn)入上世紀(jì)未，計(jì)算機(jī)技術(shù)得到迅速提高，應(yīng)用更加普遍，計(jì)算機(jī)成本也大幅下降。在這一背景下，使得依靠超聲波探頭晶片面積及數(shù)量對(duì)鋼管進(jìn)行全截面覆蓋的超聲波測(cè)厚方式成為可能。
實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有超聲波測(cè)厚裝置在測(cè)量厚度時(shí)鋼管與超聲波探頭之間需相對(duì)旋轉(zhuǎn)而帶來(lái)的上述不足，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種鋼管與超聲波探頭之間無(wú)相對(duì)旋轉(zhuǎn)的超聲波測(cè)厚裝置。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是鋼管超聲波測(cè)厚裝置包括圓形水箱殼體、安裝在圓形水箱殼體上的超聲波探頭、排氣口和進(jìn)水口，圓形水箱殼體的中部設(shè)置有鋼管通道，鋼管通道的兩端設(shè)置有封水板，其特征是多個(gè)超聲波探頭在鋼管通道的橫截面上的投影為圍繞鋼管通道的中心沿周向均勻布置。
作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)和補(bǔ)充，多個(gè)超聲波探頭的晶片長(zhǎng)度總和大于或等于最大直徑待檢測(cè)鋼管的外圓周長(zhǎng)。
作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)和補(bǔ)充，處于同一鋼管通道的橫截面上的超聲波探頭為一個(gè)探頭組，至少兩個(gè)探頭組沿鋼管通道的中心線軸向間隔布置，相鄰探頭組之間對(duì)應(yīng)的超聲波探頭沿圓周方向錯(cuò)開(kāi)一角度。
本實(shí)用新型的有益效果是由于采用了多個(gè)超聲波探頭在鋼管通道的橫截面上的投影為圍繞鋼管通道的中心沿周向均勻布置的技術(shù)方案，該方案只需鋼管沿鋼管通道直線運(yùn)動(dòng)，即可通過(guò)多個(gè)超聲波探頭的晶片面積及數(shù)量對(duì)鋼管進(jìn)行全截面覆蓋，使超聲波探頭無(wú)需沿鋼管周向旋轉(zhuǎn)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼管的全截面覆蓋，無(wú)需考慮超聲波探頭旋轉(zhuǎn)時(shí)必須考慮的信號(hào)拾取技術(shù)，也無(wú)需考慮超聲波探頭靜止不動(dòng)鋼管旋轉(zhuǎn)方式下鋼管必須邊前行邊自轉(zhuǎn)的復(fù)雜裝置。避免了超聲波探頭高速旋轉(zhuǎn)所帶來(lái)的諸多問(wèn)題，如機(jī)械設(shè)計(jì)復(fù)雜，加工精度要求高等?？朔虽摴苈菪靶袖摴芮斑M(jìn)速度無(wú)法提高的困難，更適應(yīng)于高速條件下鋼管的在線測(cè)厚，對(duì)機(jī)械的要求相對(duì)較低；而超聲波探頭靜止，不存在信號(hào)引出的困難，無(wú)需采用任何復(fù)雜的技術(shù)。在計(jì)算機(jī)日益普及的今天，其成本也相對(duì)較低，具有更好的可靠性和實(shí)用性，更能適應(yīng)于在線檢測(cè)的高速要求，可廣泛的應(yīng)用需進(jìn)行在線檢測(cè)的場(chǎng)合。


圖1是本實(shí)用新型的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1中A向的局部視圖。
圖中標(biāo)記為圓形水箱殼體1、超聲波探頭2、排氣口3和進(jìn)水口4、封水板5、鋼管通道6。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型的鋼管超聲波測(cè)厚裝置，包括圓形水箱殼體1、安裝在圓形水箱殼體1上的超聲波探頭2、排氣口3和進(jìn)水口4，圓形水箱殼體1的中部設(shè)置有鋼管通道6，鋼管通道6的兩端設(shè)置有封水板5，多個(gè)超聲波探頭2在鋼管通道6的橫截面上的投影為圍繞鋼管通道6的中心沿周向均勻布置。因此，在這種狀態(tài)下，超聲波探頭2發(fā)射或接收信號(hào)可直接通過(guò)導(dǎo)線與儀器接駁，而鋼管僅需直線前行即可實(shí)現(xiàn)全長(zhǎng)全截面測(cè)厚。
為了使該裝置能夠滿(mǎn)足大直徑鋼管和小直徑鋼管均可測(cè)量的要求，可使多個(gè)超聲波探頭2的晶片長(zhǎng)度總和大于或等于待檢測(cè)最大直徑鋼管的外圓周長(zhǎng)。這樣，不僅可對(duì)大直徑鋼管進(jìn)行測(cè)量，也可滿(mǎn)足小直徑鋼管的測(cè)量要求，只要更換相應(yīng)的封水板5即可，不同規(guī)格的鋼管使用不同規(guī)格的封水板。
為了便于安裝且超聲波探頭2之間不發(fā)生安裝干涉，可使處于同一鋼管通道6的橫截面上的超聲波探頭2為一個(gè)探頭組，至少兩個(gè)探頭組沿鋼管通道6的中心線軸向間隔布置，相鄰探頭組之間對(duì)應(yīng)的超聲波探頭2沿圓周方向錯(cuò)開(kāi)一角度。這樣即可滿(mǎn)足所有超聲波探頭2在鋼管通道6的橫截面上的投影為圍繞鋼管通道6的中心沿周向均勻布置的要求，也可滿(mǎn)足超聲波探頭2的晶片長(zhǎng)度總和大于或等于待檢測(cè)最大直徑鋼管的外圓周長(zhǎng)的要求，從而對(duì)待測(cè)鋼管實(shí)現(xiàn)全截面覆蓋。
為了保證圓形水箱殼體1內(nèi)的鋼管通道6中在整個(gè)檢測(cè)的過(guò)程中始終充滿(mǎn)水且水流穩(wěn)定，除了保證封水板5應(yīng)與所測(cè)量的鋼管匹配外，還可將排氣口3設(shè)置在圓形水箱殼體1的頂部，進(jìn)水口4設(shè)置在圓形水箱殼體1的底部。這樣即可保持水流穩(wěn)定、波動(dòng)小，從而提高其測(cè)量精度和可靠性。
實(shí)施例如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型的鋼管超聲波測(cè)厚裝置，為保證對(duì)φ406鋼管的全截面覆蓋，將超聲波探頭2分為4組，每組16只，共64只。4個(gè)探頭組沿鋼管通道6的中心線軸向間隔布置，相鄰探頭組之間對(duì)應(yīng)的超聲波探頭2沿圓周方向錯(cuò)開(kāi)一角度。每只超聲波探頭2的晶片直徑為25mm。當(dāng)鋼管從頭至尾從鋼管通道6中通過(guò)時(shí)，即可保證鋼管的全長(zhǎng)全截面厚度的測(cè)量。
權(quán)利要求1.鋼管超聲波測(cè)厚裝置，包括圓形水箱殼體(1)、安裝在圓形水箱殼體(1)上的超聲波探頭(2)、排氣口(3)和進(jìn)水口(4)，圓形水箱殼體(1)的中部設(shè)置有鋼管通道(6)，鋼管通道(6)的兩端設(shè)置有封水板(5)，其特征是多個(gè)超聲波探頭(2)在鋼管通道(6)的橫截面上的投影為圍繞鋼管通道(6)的中心沿周向均勻布置。
2.如權(quán)利要求1所述的鋼管超聲波測(cè)厚裝置，其特征是多個(gè)超聲波探頭(2)的晶片長(zhǎng)度總和大于或等于待檢測(cè)最大直徑鋼管的外圓周長(zhǎng)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的鋼管超聲波測(cè)厚裝置，其特征是處于同一鋼管通道(6)的橫截面上的超聲波探頭(2)為一個(gè)探頭組，至少兩個(gè)探頭組沿鋼管通道(6)的中心線軸向間隔布置，相鄰探頭組之間對(duì)應(yīng)的超聲波探頭(2)沿圓周方向錯(cuò)開(kāi)一角度。
4.如權(quán)利要求1所述的鋼管超聲波測(cè)厚裝置，其特征是排氣口(3)設(shè)置在圓形水箱殼體(1)的頂部，進(jìn)水口(4)設(shè)置在圓形水箱殼體(1)的底部。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種連續(xù)對(duì)無(wú)縫鋼管的厚度進(jìn)行測(cè)量的鋼管超聲波測(cè)厚裝置，鋼管與超聲波探頭之間無(wú)相對(duì)旋轉(zhuǎn)。該裝置包括圓形水箱殼體、安裝在圓形水箱殼體上的超聲波探頭、排氣口和進(jìn)水口，圓形水箱殼體的中部設(shè)置有鋼管通道，鋼管通道的兩端設(shè)置有封水板，其特征是多個(gè)超聲波探頭在鋼管通道的橫截面上的投影為圍繞鋼管通道的中心沿周向均勻布置。只需鋼管沿鋼管通道直線運(yùn)動(dòng)，即可通過(guò)多個(gè)超聲波探頭的晶片面積及數(shù)量對(duì)鋼管進(jìn)行全截面覆蓋，信號(hào)拾取容易，機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其成本也相對(duì)較低，具有更好的可靠性和實(shí)用性，更能適應(yīng)于在線檢測(cè)的高速要求，可廣泛的應(yīng)用需進(jìn)行在線檢測(cè)的場(chǎng)合。
文檔編號(hào)G01B17/02GK2861964SQ20052003669
公開(kāi)日2007年1月24日 申請(qǐng)日期2005年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月27日
發(fā)明者李揚(yáng)輝 申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院