大口径无缝钢管超声涡流自动探伤系统的研制

　　无缝钢管的生产过程较为复杂,自金属冶炼起,热拔管要经二十多道工序,冷拔管要经过三十余道工序才能生产成品钢管,由于工序多,因而钢管的缺陷种类也多。需检测的表面缺陷主要有划痕、裂缝、折叠等;内部缺陷主要有裂纹、杂质、分层等。本设备为十四通道,在钢管下部左右两侧各有一组线聚焦组合探头,左下侧探头朝右上方入射,右下侧探头朝左上方入射。超声探伤原理如图1所示。涡流点探头布置如图2所示。

　　1　系统布置

　　该超声涡流探伤系统是 204～ 508、长12m无缝钢管自动探伤系统专用设备。系统采用先涡流探伤后超声波探伤,系统组成如图3所示。

　　探伤时,根据探伤要求的具体情况,在超声涡流探伤方面采用了钢管螺旋前进,超声涡流探头固定不动的方式。首先将管材摆放在上料系统的料架上,顺序排好,按下控制柜上料按钮,散捆转动板开始旋转,将料架上的钢管翻下一根,然后上料架翻板气缸动作,通过翻板斜面滚入主传动滚轮系统,按下控制台主传动按钮和主机电机按钮,同时开启水路系统,水源实现循环,水箱也开始充水,此时管材旋入涡流点探头下方,接近开关检测到钢管来到,便向控制系统发送信号,涡流点探头压下,开始涡流探伤。钢管涡流探伤完成后,通过导套、定心滚定位进入超声探伤主机探伤,管材继续螺旋前进,顺利地进入探伤主机,通过安装在超声探伤主机下的两组超声组合探头进行探测,完成后,进入下料段辊道,第二组压下装置后面的光电开关指令下料翻板气缸动作,翻板立起,即分选,合格管材沿着斜面滚入合格品槽中,如检测到管材缺陷判为不合格品,此时分选汽缸动作带动分选杆扬起,不合格钢管滚入到不合格品槽,同时上料翻板气缸动作,顶起第二根管材滚入主传动滚道,实现自动化探伤。

　　2　钢管传动装置

　　为了使钢管旋转前进(后退),在超声涡流自动探伤系统传动装置中,上、下料两侧驱动辊道各由10组辊道单元组成。其中各10组辊道单元是主动辊轮,装有一台直流电机,通过两根三角皮带传动,被动辊轮则安装在主动辊轮的对面,并和主动辊轮错开一定距离,主动辊轮和被动辊轮安装在一个平台上,平台与平台之间通过连接杆连接,在上下料辊道两端装有手轮来调节平台角度,以此来调节钢管螺旋前进的螺距,及调节钢管前进后退的速度,而且在控制柜中装有直流调速装置,用以调节直流电机的转速,从而可以调节钢管轴向前进的速度,见图4。

　　3　探头装置

　　如图5所示超声探头架的布置示意图,由于本系统采用水浸法探伤,超声探头为线聚焦组合探头,在探头和钢管之间需要水作为耦合介质,所以在钢管水平轴线以下及探头周围为水箱。探头架、涡轮蜗杆安装在水箱的箱壁上,两组探头架成对称分布在钢管两侧,与水平面成一定角度,每个探头架能够上下移动,以便调节钢管、探头之间水层的距离,而探头入射角和偏心距的调节是靠涡轮蜗杆机构来实现的,通过旋转手轮带动涡轮蜗杆旋转,从而实现了探头的入射角和偏心距的调节。