螺旋焊管在流體輸送工程市場中前景廣闊,很多企業產量與日俱增。目前很多螺旋管企業使用的超聲波自動探傷設備都是離線的,不僅投資大,而且影響生產進度,間接影響了企業發展。經過廣泛的調查研究并結合探傷市場的實際情況后,飛泰生產一款以精確的探頭跟蹤系統和先進的計算機技術為基礎的數字式超聲波自動探傷系統對焊管焊縫進行在線檢測。

在線螺旋焊管超聲波自動探傷系統探頭設計

根據在線探傷的特點,設計了復合探頭,在普通斜探頭的前半部分加裝1個監視晶片,并使其平行于有機玻璃延遲塊的底面。2個晶片,它們共用1個斜契,占用2個探傷通道,分時工作,互不干擾。監視晶片發射的超聲波永遠垂直射入鋼板, 將獲得與板厚對應的多次回波。耦合狀態不良時,回波次數減少和回波高度降低,監視該探頭的耦合狀態非常直觀。對其電信號作簡單的峰值采樣和A/D 處理,則可直接由工控機監視耦合狀態并及時輸出不良聲光報警信息。一般來說,焊道探傷斜探頭的耦合條件變壞主要發生在探頭的前沿。現在把監視部位選在容易出問題的前沿,因而能夠準確地監視探傷探頭的耦合狀態。

在線螺旋焊管超聲波自動探傷系統跟蹤系統設計

由于設備是在線檢測,針對鋼管螺旋運動時焊道經常會有偏差、機架振動大、有水、有氣等特點,需要設計出1套跟蹤準確、不怕水、不怕氣的探頭跟蹤系統,因此,選用渦流電磁跟蹤傳感器用于焊縫跟蹤,它具有以上提及的這些優點。渦流傳感器檢測到偏離焊道的微信號,經放大后送到檢測控制器,左右偏離信息被區別放大成正、負電壓以驅動伺服電機。伺服電機可以調節控制,而且調速范圍很寬(0～ 5 000r/min),偏離小時調速慢,偏離大時調速快。其調速范圍和響應速度又可通過伺服驅動器靈活設置,因而是機械設備實時跟蹤調節的理想裝置。

渦流跟蹤傳感器的工作原理是根據焊道內磁場的分布特性。如果焊道以中心線為對稱軸線,同時對稱變寬或對稱變窄,則渦流傳感器感受到的焊道磁場分布均勻性并不發生變化,即這時不輸出偏移信號。但這時超聲回波的焊道邊緣波聲程TB發生了變化,不過T B總趨向于1個平均值Tb。利用這一現象,設計了缺陷波閘門對邊緣波平均Tb值的自動電子微跟蹤系統,自動調整閘門位置及寬度, 一旦捕捉到焊道邊緣波,探傷工作站自動形成閘門。儀器內部的閘門微跟蹤系統與外部利用渦流跟蹤系統相結合可獲得總系統的最佳實時跟蹤狀態。

在線螺旋焊管超聲波自動探傷系統的檢測原理、硬件與軟件設計方案以及現場抗干擾措施非常好。在生產實際應用中很好地解決了聲耦合及其監控方案、探頭的準確跟蹤和分層檢驗等問題,各項檢測功能和數據均達到設計要求。