根據不銹鋼管在線和離線檢測工藝要求,給出如圖6-9所示的不銹(xiu)鋼(gang)管漏磁(ci)檢測系統總體布局。檢測流程如下:鋼管經矯直和吹灰后進入待檢臺架,然后由上料機構運送至輸送輥輪,并依次通過橫向和縱向檢測主機;為保證鋼管運行的平穩性,采用夾送輥裝置對鋼管實施壓緊扶正;計算機對檢測數據進行實時處理和分析,如存在缺陷計算機會發出報警信號并控制標記系統對缺陷進行定位標記;之后,利用退磁系統消除不銹鋼管中的剩余磁場;最后,分選系統根據檢測結果對鋼管進行自動分類,經下料機構分別進入成品和疑似品臺架;疑似品進行修復后需進行再檢測,不合格鋼管直接回爐。
針對被檢(jian)測缺(que)陷(xian)的(de)(de)特征,無損檢(jian)測方法在實施中應(ying)該選用不(bu)同(tong)的(de)(de)檢(jian)測方式和(he)(he)結構。由于檢(jian)測時(shi)的(de)(de)方向(xiang)(xiang)(xiang)敏(min)感性(xing),為了實現不(bu)銹鋼管(guan)中軸向(xiang)(xiang)(xiang)、周(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)缺(que)陷(xian)的(de)(de)全覆(fu)蓋檢(jian)測,無論采(cai)用何種檢(jian)測方法,均不(bu)可避(bi)免地需(xu)要兩種類型(xing)的(de)(de)檢(jian)測設備:橫向(xiang)(xiang)(xiang)缺(que)陷(xian)檢(jian)測主機和(he)(he)縱向(xiang)(xiang)(xiang)缺(que)陷(xian)檢(jian)測主機,這樣才能(neng)實現全方位(wei)的(de)(de)檢(jian)測。
在不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管的自動化(hua)檢(jian)(jian)測(ce)中,全(quan)方位(wei)檢(jian)(jian)測(ce)實現的主要(yao)(yao)手段,首先是(shi)要(yao)(yao)保證探(tan)頭(tou)(tou)能夠掃(sao)查到不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管的各個部位(wei);其次(ci)是(shi)要(yao)(yao)讓(rang)檢(jian)(jian)測(ce)探(tan)頭(tou)(tou)感(gan)應到缺陷的存在。因此,除了(le)漏磁檢(jian)(jian)測(ce)原理以及(ji)傳感(gan)器外,這(zhe)里(li)介(jie)紹檢(jian)(jian)測(ce)主機的工作形式,即如(ru)何帶動探(tan)頭(tou)(tou)實現100%無遺漏的掃(sao)查,這(zhe)是(shi)不(bu)同檢(jian)(jian)測(ce)方法實現全(quan)覆蓋(gai)檢(jian)(jian)測(ce)的共性問題(ti)。
不銹鋼管(guan)漏磁(ci)檢(jian)(jian)測(ce)系統采用復合磁(ci)化(hua)方式實(shi)(shi)現全(quan)方位的缺(que)陷檢(jian)(jian)測(ce)。由于軸(zhou)向(xiang)(xiang)磁(ci)化(hua)場(chang)(chang)沿鋼管(guan)中心線(xian)呈(cheng)軸(zhou)對(dui)稱分布,在鋼管(guan)中部(bu)易(yi)形成(cheng)均勻(yun)的全(quan)斷面(mian)磁(ci)化(hua)區(qu)域。鋼管(guan)縱(zong)向(xiang)(xiang)缺(que)陷漏磁(ci)檢(jian)(jian)測(ce)原理(li)如圖6-10所示,由于采用周向(xiang)(xiang)局部(bu)磁(ci)場(chang)(chang)作為勵磁(ci)源,沿鋼管(guan)周向(xiang)(xiang)靠近極(ji)靴的區(qu)域磁(ci)化(hua)不均勻(yun)且背(bei)景磁(ci)場(chang)(chang)雜亂(luan),僅在中間(jian)DZ1和DZ2區(qu)域形成(cheng)較均勻(yun)磁(ci)化(hua)。為實(shi)(shi)現鋼管(guan)縱(zong)向(xiang)(xiang)缺(que)陷的全(quan)表(biao)面(mian)覆蓋檢(jian)(jian)測(ce),需(xu)要檢(jian)(jian)測(ce)探(tan)頭(tou)與不銹鋼管(guan)之間(jian)形成(cheng)旋轉掃查,進一步結合鋼管(guan)的軸(zhou)向(xiang)(xiang)運動,最(zui)終使得縱(zong)向(xiang)(xiang)檢(jian)(jian)測(ce)探(tan)頭(tou)在鋼管(guan)表(biao)面(mian)上(shang)形成(cheng)螺旋掃查軌跡。
如圖(tu)6-11所示(shi),不(bu)銹鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)自動化漏磁檢測(ce)主要有基于鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)直線前進(jin)(jin)和螺旋前進(jin)(jin)的兩種實現(xian)方法。基于不(bu)銹鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)直線前進(jin)(jin)方法中,軸向(xiang)(xiang)磁化器(qi)和橫(heng)向(xiang)(xiang)探(tan)(tan)頭(tou)固定不(bu)動,從而橫(heng)向(xiang)(xiang)探(tan)(tan)頭(tou)在鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)表(biao)(biao)面形(xing)成(cheng)(cheng)直線掃查軌(gui)跡;周向(xiang)(xiang)磁化器(qi)和縱(zong)向(xiang)(xiang)探(tan)(tan)頭(tou)高速旋轉,從而使(shi)得縱(zong)向(xiang)(xiang)探(tan)(tan)頭(tou)在鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)表(biao)(biao)面形(xing)成(cheng)(cheng)螺旋掃查軌(gui)跡。當鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)螺旋前進(jin)(jin)時(shi),橫(heng)向(xiang)(xiang)和縱(zong)向(xiang)(xiang)檢測(ce)主機(ji)的磁化器(qi)和探(tan)(tan)頭(tou)均固定不(bu)動,此時(shi)橫(heng)向(xiang)(xiang)和縱(zong)向(xiang)(xiang)探(tan)(tan)頭(tou)在鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)表(biao)(biao)面上形(xing)成(cheng)(cheng)相(xiang)同(tong)的螺旋掃查軌(gui)跡。
基于不銹鋼管直線前進的縱向檢測系統在提高運行速度時,面臨的技術難點包括:一方面,考慮到磁化器高速旋轉的失穩,線圈質量不能過大,從而以降低磁化能力為代價;另一方面,高速旋轉時集電環傳輸大電流,觸點處容易產生火花,從而限制了線圈磁化電流的提升。此外,旋轉探頭的檢測信號采用分時復用方式由少量的集電環進行傳輸,受重復頻率的限制,檢測探頭的獨立通道數量拓展受限,難以實現以多通道冗余檢測為基礎的高分辨率和缺陷類型識別。然而,采取如圖6-11b所示的基于鋼管螺旋前進的檢測方案,可實現高速高精度漏磁檢測。由于周向磁化器和探頭固定不動,線圈質量和磁化電流不受限制,可利用超強磁化方式實現不銹鋼厚壁管(guan)的高靈敏度檢測,并且因傳感器檢測信號采用并行方式傳輸,可根據需求任意拓展通道數量,這一方式解決了旋轉式探頭的諸多困難。但基于鋼管螺旋前進的漏磁檢測系統也存在輸送輥道較為復雜的不利因素,在選擇漏磁檢測工藝時,需要根據鋼管的生產工藝和檢測要求來選取和設計。
對于自(zi)動(dong)化(hua)鋼(gang)管(guan)漏磁檢(jian)(jian)測系統(tong)而言,檢(jian)(jian)測軌(gui)跡(ji)規劃決定著鋼(gang)管(guan)檢(jian)(jian)測運動(dong)方(fang)式(shi)的(de)選(xuan)擇,同時也在很大程度上(shang)影響(xiang)著裝(zhuang)備的(de)機械結構。這里,簡要對現今主(zhu)要存在的(de)4種鋼(gang)管(guan)檢(jian)(jian)測運動(dong)方(fang)式(shi)進行分(fen)析與比較,歸納總結出兩種不同類(lei)型(xing)(直線(xian)型(xing)和螺(luo)旋線(xian)型(xing))的(de)掃(sao)查(cha)方(fang)式(shi),依次分(fen)析不同軌(gui)跡(ji)類(lei)型(xing)的(de)探(tan)頭(tou)布置方(fang)案、單探(tan)頭(tou)架與多探(tan)頭(tou)架掃(sao)查(cha)軌(gui)跡(ji)區域及其影響(xiang)因素等問題,最后分(fen)析了保證(zheng)鋼(gang)管(guan)全覆蓋檢(jian)(jian)測的(de)充(chong)要條件(jian)。