螺旋焊管焊縫自動超聲探傷系統(tǒng)
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管道運(yùn)輸作為一種高效的專用運(yùn)輸手段，已在石油天然氣運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域發(fā)揮了越來越大的作用。國內(nèi)大口徑運(yùn)輸管線目前主要采用螺旋焊接鋼管建造。為保證運(yùn)輸管線的可靠運(yùn)作，必須嚴(yán)格保證所使用的螺旋鋼管的質(zhì)量。因此，需要在鋼管出廠前對焊縫進(jìn)行無損探傷檢查，以消除隱患。
在歐美發(fā)達(dá)國家，人們對鋼管的無損檢測認(rèn)識得比較早，在檢測設(shè)備的研制和使用上進(jìn)行了大量的投入。同國外相比，我國的檢測設(shè)備水平比較落后，對鋼管焊縫的檢測基本上還是采用手動或半自動設(shè)備進(jìn)行，因為檢測效率極低，通常只能采用抽查的方法，無法完全檢測出每根鋼管中可能存在的缺陷。在各種國際性招標(biāo)活動中，通常都要求參與投標(biāo)的鋼管生產(chǎn)企業(yè)具有比較完善的檢測措施，一些企業(yè)雖然花費(fèi)巨額資金從國外引進(jìn)了一些自動檢測設(shè)備，但由于國內(nèi)生產(chǎn)和檢測配套條件的限制，其使用效果往往并不理想，結(jié)果導(dǎo)致許多引進(jìn)設(shè)備處于閑置狀態(tài)，浪費(fèi)了大量的資金。目前的情況大大限制了國內(nèi)鋼管生產(chǎn)企業(yè)的國際競爭力。因此，鋼管焊縫的無損檢測一直是各企業(yè)難以解決而又亟待解決的重要問題，迫切需要開發(fā)一種適合于我國生產(chǎn)條件的自動化焊縫檢測設(shè)備。本文將首先介紹一種用于螺旋焊接鋼管焊縫檢測的自動化超聲波探傷系統(tǒng)整體組成，然后介紹作為檢測設(shè)備核心的焊縫跟蹤機(jī)構(gòu)的機(jī)械和電氣結(jié)構(gòu)，并介紹了系統(tǒng)自動探傷的工作過程。
2 探傷系統(tǒng)組成
焊縫探傷比較有效的手段是采用脈沖反射式超聲波檢測技術(shù)。由于主要是判斷是否存在缺陷，這里我們采用A型顯示(A掃描)的超聲波探傷儀。它利用超聲波的反射特性，在熒光屏上以縱坐標(biāo)代表反射回波的幅度，以橫坐標(biāo)代表反射回波的傳播時間，根據(jù)缺陷反射波的幅度和時間來確定缺陷的大小和存在的位置，如圖1所示。圖中，T為工件表面反射波，F(xiàn)為缺陷波，B為底面反射波。
圖1 A掃描顯示缺陷
圖2 螺旋鋼管焊縫自動超聲探傷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
3焊縫跟蹤系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)
由前述可見，自動化超聲波探傷對焊縫跟蹤系統(tǒng)的要求很高，我們所設(shè)計的焊縫跟蹤系統(tǒng)滿足下述指標(biāo)要求：
1)適用鋼管范圍：螺旋埋弧焊管外徑Φ337-Φ1200mm;帶鋼寬度550-1500mm;焊縫螺旋角10°-75°；焊縫余高≥2mm;焊縫寬度8-30mm.
2)焊縫切線運(yùn)動速度：≤8m/min;
3)焊縫位置跟蹤精度：±1mm;
4)水平跟蹤范圍：±300mm;
5)垂直跟蹤范圍：±150mm。
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