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(lou)磁檢測系統總體布局。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(zhen)對被檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)缺陷(xian)的特征(zheng),無損檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)方法在實施中應(ying)該選用(yong)不同的檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)方式(shi)和(he)結構。由于檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)時的方向敏感性,為(wei)了實現(xian)不銹鋼管中軸向、周向缺陷(xian)的全覆(fu)蓋(gai)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce),無論(lun)采用(yong)何種(zhong)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)方法,均不可避免地(di)需要兩種(zhong)類型的檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)設備:橫(heng)向缺陷(xian)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)主(zhu)機(ji)和(he)縱向缺陷(xian)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)主(zhu)機(ji),這樣才能實現(xian)全方位(wei)的檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)。
在不銹鋼管的(de)(de)(de)自(zi)動化檢測(ce)(ce)(ce)(ce)中(zhong),全方位(wei)檢測(ce)(ce)(ce)(ce)實現的(de)(de)(de)主要手段,首先是要保證探(tan)頭(tou)能夠掃(sao)查到(dao)不銹鋼管的(de)(de)(de)各(ge)個部位(wei);其次是要讓檢測(ce)(ce)(ce)(ce)探(tan)頭(tou)感(gan)應到(dao)缺陷(xian)的(de)(de)(de)存在。因此(ci),除(chu)了漏磁檢測(ce)(ce)(ce)(ce)原理以(yi)及傳感(gan)器(qi)外,這(zhe)里介紹(shao)檢測(ce)(ce)(ce)(ce)主機的(de)(de)(de)工作形(xing)式,即(ji)如何帶動探(tan)頭(tou)實現100%無遺漏的(de)(de)(de)掃(sao)查,這(zhe)是不同檢測(ce)(ce)(ce)(ce)方法(fa)實現全覆蓋檢測(ce)(ce)(ce)(ce)的(de)(de)(de)共(gong)性問題。
不(bu)銹鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)漏磁(ci)(ci)檢(jian)(jian)測系統采用(yong)復(fu)合(he)磁(ci)(ci)化(hua)(hua)方式實現全方位的(de)(de)缺陷檢(jian)(jian)測。由于(yu)軸向(xiang)(xiang)磁(ci)(ci)化(hua)(hua)場(chang)沿鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)中(zhong)(zhong)心線呈軸對稱分(fen)布,在鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)中(zhong)(zhong)部易形成(cheng)(cheng)均(jun)勻(yun)(yun)的(de)(de)全斷面磁(ci)(ci)化(hua)(hua)區域(yu)。鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)縱向(xiang)(xiang)缺陷漏磁(ci)(ci)檢(jian)(jian)測原理如圖(tu)6-10所示(shi),由于(yu)采用(yong)周(zhou)向(xiang)(xiang)局部磁(ci)(ci)場(chang)作為勵磁(ci)(ci)源,沿鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)周(zhou)向(xiang)(xiang)靠近(jin)極靴的(de)(de)區域(yu)磁(ci)(ci)化(hua)(hua)不(bu)均(jun)勻(yun)(yun)且背景(jing)磁(ci)(ci)場(chang)雜(za)亂,僅在中(zhong)(zhong)間DZ1和(he)DZ2區域(yu)形成(cheng)(cheng)較(jiao)均(jun)勻(yun)(yun)磁(ci)(ci)化(hua)(hua)。為實現鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)縱向(xiang)(xiang)缺陷的(de)(de)全表面覆蓋檢(jian)(jian)測,需要檢(jian)(jian)測探頭與不(bu)銹鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)之間形成(cheng)(cheng)旋(xuan)(xuan)轉掃查,進一步結合(he)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)軸向(xiang)(xiang)運動,最終使(shi)得(de)縱向(xiang)(xiang)檢(jian)(jian)測探頭在鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)表面上形成(cheng)(cheng)螺旋(xuan)(xuan)掃查軌跡(ji)。

如圖(tu)6-11所示,不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)自動化(hua)漏磁(ci)檢(jian)測主要有基于鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)直線前(qian)(qian)(qian)進(jin)和(he)(he)螺旋(xuan)(xuan)前(qian)(qian)(qian)進(jin)的(de)兩種(zhong)實現方法(fa)。基于不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)直線前(qian)(qian)(qian)進(jin)方法(fa)中,軸向磁(ci)化(hua)器(qi)和(he)(he)橫(heng)向探(tan)(tan)頭(tou)固定不(bu)動,從(cong)(cong)而橫(heng)向探(tan)(tan)頭(tou)在鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)表(biao)面形(xing)(xing)成(cheng)直線掃(sao)查(cha)軌跡;周向磁(ci)化(hua)器(qi)和(he)(he)縱(zong)向探(tan)(tan)頭(tou)高(gao)速旋(xuan)(xuan)轉(zhuan),從(cong)(cong)而使得縱(zong)向探(tan)(tan)頭(tou)在鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)表(biao)面形(xing)(xing)成(cheng)螺旋(xuan)(xuan)掃(sao)查(cha)軌跡。當鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)螺旋(xuan)(xuan)前(qian)(qian)(qian)進(jin)時,橫(heng)向和(he)(he)縱(zong)向檢(jian)測主機的(de)磁(ci)化(hua)器(qi)和(he)(he)探(tan)(tan)頭(tou)均固定不(bu)動,此時橫(heng)向和(he)(he)縱(zong)向探(tan)(tan)頭(tou)在鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)表(biao)面上形(xing)(xing)成(cheng)相同的(de)螺旋(xuan)(xuan)掃(sao)查(cha)軌跡。

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。
對于自動化(hua)鋼(gang)管(guan)漏(lou)磁(ci)檢(jian)(jian)(jian)測系統而(er)言,檢(jian)(jian)(jian)測軌跡(ji)規劃決定(ding)著鋼(gang)管(guan)檢(jian)(jian)(jian)測運(yun)動方(fang)式的(de)選擇(ze),同時也在(zai)(zai)很(hen)大程度(du)上影響著裝備(bei)的(de)機械結(jie)構。這里(li),簡要對現今主要存在(zai)(zai)的(de)4種鋼(gang)管(guan)檢(jian)(jian)(jian)測運(yun)動方(fang)式進(jin)行分(fen)析(xi)與比較,歸納(na)總(zong)結(jie)出(chu)兩種不(bu)同類型(xing)(直線型(xing)和螺旋(xuan)線型(xing))的(de)掃查(cha)方(fang)式,依次分(fen)析(xi)不(bu)同軌跡(ji)類型(xing)的(de)探頭(tou)布置方(fang)案、單探頭(tou)架(jia)與多探頭(tou)架(jia)掃查(cha)軌跡(ji)區(qu)域及其影響因素等問題,最后分(fen)析(xi)了保證鋼(gang)管(guan)全覆蓋檢(jian)(jian)(jian)測的(de)充要條件。

