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)鋼管漏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。

針對被檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)缺陷的特征,無(wu)損檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)方(fang)(fang)法(fa)在實施中應該選用(yong)不(bu)同的檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)方(fang)(fang)式和結構。由(you)于(yu)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)時的方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)敏感性,為了實現(xian)不(bu)銹鋼管中軸(zhou)向(xiang)(xiang)、周(zhou)向(xiang)(xiang)缺陷的全(quan)(quan)覆蓋檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce),無(wu)論采(cai)用(yong)何種檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)方(fang)(fang)法(fa),均(jun)不(bu)可(ke)避免地(di)需(xu)要兩(liang)種類(lei)型的檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)設備:橫向(xiang)(xiang)缺陷檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)主(zhu)機和縱向(xiang)(xiang)缺陷檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)主(zhu)機,這(zhe)樣(yang)才能實現(xian)全(quan)(quan)方(fang)(fang)位的檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)。
在(zai)不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)(guan)的(de)自動化檢(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)中,全(quan)方位檢(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)實現(xian)的(de)主(zhu)要(yao)手(shou)段,首先是要(yao)保證探頭能(neng)夠(gou)掃查(cha)到不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)(guan)的(de)各個部(bu)位;其次是要(yao)讓檢(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)探頭感應(ying)到缺陷的(de)存在(zai)。因此,除了漏磁檢(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)原理以及傳感器外,這里介紹檢(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)主(zhu)機的(de)工作(zuo)形(xing)式,即如何帶動探頭實現(xian)100%無遺漏的(de)掃查(cha),這是不(bu)同(tong)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)方法(fa)實現(xian)全(quan)覆蓋檢(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)的(de)共性問題(ti)。
不(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)漏(lou)磁檢(jian)(jian)測系統采(cai)(cai)用復合磁化方(fang)式(shi)實現全(quan)(quan)方(fang)位的缺陷檢(jian)(jian)測。由(you)于(yu)軸(zhou)向(xiang)磁化場沿(yan)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)中(zhong)心(xin)線(xian)呈軸(zhou)對稱分布,在鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)中(zhong)部易(yi)形(xing)成均勻的全(quan)(quan)斷面磁化區域(yu)(yu)。鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)縱(zong)向(xiang)缺陷漏(lou)磁檢(jian)(jian)測原理如(ru)圖6-10所示,由(you)于(yu)采(cai)(cai)用周向(xiang)局部磁場作為(wei)勵磁源,沿(yan)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)周向(xiang)靠近極靴(xue)的區域(yu)(yu)磁化不(bu)均勻且(qie)背(bei)景磁場雜亂,僅在中(zhong)間DZ1和DZ2區域(yu)(yu)形(xing)成較均勻磁化。為(wei)實現鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)縱(zong)向(xiang)缺陷的全(quan)(quan)表(biao)面覆蓋檢(jian)(jian)測,需(xu)要檢(jian)(jian)測探頭與(yu)不(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)之間形(xing)成旋轉掃(sao)查(cha),進一(yi)步結合鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)的軸(zhou)向(xiang)運(yun)動,最終使得(de)縱(zong)向(xiang)檢(jian)(jian)測探頭在鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)表(biao)面上(shang)形(xing)成螺旋掃(sao)查(cha)軌跡。

如圖6-11所示,不銹鋼(gang)管(guan)自動化(hua)漏磁檢測主(zhu)要有基(ji)于鋼(gang)管(guan)直線(xian)前進(jin)(jin)和(he)(he)螺旋(xuan)前進(jin)(jin)的兩種(zhong)實現(xian)方法。基(ji)于不銹鋼(gang)管(guan)直線(xian)前進(jin)(jin)方法中,軸向(xiang)磁化(hua)器和(he)(he)橫向(xiang)探(tan)(tan)頭(tou)(tou)固(gu)定不動,從(cong)而橫向(xiang)探(tan)(tan)頭(tou)(tou)在鋼(gang)管(guan)表面(mian)形(xing)成直線(xian)掃查軌(gui)跡;周(zhou)向(xiang)磁化(hua)器和(he)(he)縱(zong)向(xiang)探(tan)(tan)頭(tou)(tou)高速(su)旋(xuan)轉(zhuan),從(cong)而使(shi)得縱(zong)向(xiang)探(tan)(tan)頭(tou)(tou)在鋼(gang)管(guan)表面(mian)形(xing)成螺旋(xuan)掃查軌(gui)跡。當鋼(gang)管(guan)螺旋(xuan)前進(jin)(jin)時,橫向(xiang)和(he)(he)縱(zong)向(xiang)檢測主(zhu)機的磁化(hua)器和(he)(he)探(tan)(tan)頭(tou)(tou)均固(gu)定不動,此時橫向(xiang)和(he)(he)縱(zong)向(xiang)探(tan)(tan)頭(tou)(tou)在鋼(gang)管(guan)表面(mian)上形(xing)成相同的螺旋(xuan)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(yu)自(zi)動(dong)化鋼(gang)管(guan)漏(lou)磁(ci)檢(jian)(jian)測系統(tong)而言,檢(jian)(jian)測軌(gui)跡(ji)(ji)(ji)規劃決(jue)定著鋼(gang)管(guan)檢(jian)(jian)測運(yun)動(dong)方(fang)式(shi)的選擇,同時(shi)也在很(hen)大程(cheng)度上(shang)影(ying)響(xiang)著裝備的機械(xie)結(jie)(jie)構。這里,簡(jian)要對現(xian)今主要存在的4種鋼(gang)管(guan)檢(jian)(jian)測運(yun)動(dong)方(fang)式(shi)進行分(fen)析與比較,歸(gui)納(na)總結(jie)(jie)出兩(liang)種不同類(lei)型(直線型和螺旋線型)的掃查(cha)方(fang)式(shi),依(yi)次(ci)分(fen)析不同軌(gui)跡(ji)(ji)(ji)類(lei)型的探頭(tou)(tou)布置方(fang)案、單探頭(tou)(tou)架與多(duo)探頭(tou)(tou)架掃查(cha)軌(gui)跡(ji)(ji)(ji)區域及其(qi)影(ying)響(xiang)因素等問題,最(zui)后分(fen)析了保(bao)證鋼(gang)管(guan)全覆蓋(gai)檢(jian)(jian)測的充(chong)要條件。

