带管端探伤的全管体自动超声波探伤系统

　　超声波自动探伤是目前检查和控制螺旋埋弧焊管焊缝质量十分经济有效的手段。钢管厂家采用螺旋管自动探伤系统,实现自动探伤,提高探伤速度,但在整根钢管的自动探伤过程中大多需要设置两个探伤区:焊缝探伤区和母材探伤区,给生产工序带来很大的麻烦。

　　大多数超声波探伤设备中的焊缝探头都在一个焊缝探头体上。在自动探伤过程中,为了保证焊缝探头全部落在钢管上,造成300 mm左右的钢管管端焊缝盲区。在母材自动探伤过程中,虽然母材探头是分组探伤,但由于探头本身的大小,同样造成30 mm母材盲区。因此在自动探伤完成后,还需要两个专门人员在钢管的两端,用手探仪对螺旋钢管的两个管端进行手工探伤,增加了每根钢管的探伤时间,影响了生产进度和效率;同时由于探伤人员疲劳工作,会造成漏检,影响钢管探伤的可靠性和准确性。

　　笔者针对以上问题,根据多年的超声波探伤经验,把焊缝探伤和母材探伤合为一体,实现了螺旋管全管体的自动化探伤,同时增加了管端探伤,取得了较好的实际应用效果。

　　1　探伤系统简介

　　设计的带管端探伤的全管体自动超声波探伤系统主要包括超声波探头、超声波探伤仪器、图像跟踪系统、PLC电气控制系统和全管体探伤机械装置。

　　1.1　探伤系统结构

　　超声波探伤仪器包括焊缝超声波探伤仪和母材超声波探伤仪,由于全管体中的焊缝探伤和母材探伤原理是不一样的,所以仍然采用两种探伤仪。图像跟踪系统包括计算机、图像采集卡、模拟量输出卡和数字输入输出卡。通过计算机内的图像采集卡采集各个摄像头的焊缝图像,经过计算机的图像跟踪系统软件对焊缝图像进行分析,再经过数字输入输出卡对数字输入和输出信号与PLC电气控制系统进行联络,同时把跟踪过程中的偏移量通过模拟量输出卡输出给PLC电气控制系统。

　　PLC电气控制系统设有显示屏和操作面板,控制行车电机、托辊电机、跟踪电机、焊缝管端检测装置、母材管端检测装置、管头检测装置、管尾检测装置、焊缝探头架升降电机、母材探头架升降电机、焊缝探头体升降电磁阀、母材探头体升降电磁阀。

　　全管体探伤机械装置(图1和2)包括龙门架1、行车2、焊缝探头架3、母材探头架4、焊缝管端检测装置5、焊缝跟踪装置6、母材管端检测装置7、管尾检测装置8、母材管端探头体9、管头检测装置10、焊缝探头体11、母材探头体12、托辊13和待检螺旋管14。龙门架上设有行车,在行车上设置焊缝探头架和母材探头架。焊缝跟踪装置包括焊缝摄像头和激光笔,管头检测装置包括前后并排设置的管头前位检、管头后位检和管头摄像头,管尾检测装置包括前后并排设置的管尾前位检、管尾后位检和管尾摄像头。