為了實現不銹(xiu)鋼管的全覆蓋檢測,應保證多個瓦狀或條狀探頭架的有效檢測長度沿直線或螺旋線掃查時,有效檢測長度合成的掃查范圍應覆蓋全鋼管,且有重疊覆蓋區。從探頭布置的數量、信號處理的數據量等角度考慮,螺旋線型掃查軌跡要比直線型掃查軌跡更加簡潔和方便;但后者相比于前者在機械結構、占地面積等方面又更具優勢。因此在實際的設計生產中,要從檢測原理、機械系統、控制系統、數據處理與顯示系統等多角度出發,綜合選擇探頭掃查軌跡類型。
對于直線(xian)型(xing)掃(sao)查(cha)軌(gui)跡(ji),為實(shi)現(xian)全覆(fu)蓋檢(jian)(jian)測(ce)(ce),需在不銹鋼管軸(zhou)向(xiang)上(shang)布(bu)置若干圈(至少兩圈)探(tan)頭(tou)架(jia)(jia)(jia),互相彌補各自的檢(jian)(jian)測(ce)(ce)盲區。只要瓦(wa)狀(zhuang)探(tan)頭(tou)架(jia)(jia)(jia)的有效檢(jian)(jian)測(ce)(ce)范圍在不銹鋼管的周(zhou)向(xiang)上(shang)無盲區,且相鄰探(tan)頭(tou)架(jia)(jia)(jia)間(jian)有重疊覆(fu)蓋區域,即可保證(zheng)全覆(fu)蓋檢(jian)(jian)測(ce)(ce)。對于螺旋線(xian)型(xing)掃(sao)查(cha)軌(gui)跡(ji),需在鋼管的截面周(zhou)向(xiang)上(shang)布(bu)置若干個條狀(zhuang)探(tan)頭(tou)架(jia)(jia)(jia),因(yin)此就存在一個問題需要解決,即若干個條狀(zhuang)探(tan)頭(tou)架(jia)(jia)(jia)在不銹鋼管周(zhou)向(xiang)上(shang)的布(bu)置角度問題。
假設周(zhou)向(xiang)(xiang)需(xu)要(yao)4個(ge)條(tiao)狀(zhuang)探(tan)頭(tou)(tou)(tou)(tou)架(jia),才能滿(man)足式(shi)(6-2)的要(yao)求,4個(ge)條(tiao)狀(zhuang)探(tan)頭(tou)(tou)(tou)(tou)架(jia)的周(zhou)向(xiang)(xiang)布(bu)(bu)置(zhi)有(you)以下兩種(zhong)情(qing)況(kuang)。圖6-27a所示為標(biao)準(zhun)多探(tan)頭(tou)(tou)(tou)(tou)架(jia)周(zhou)向(xiang)(xiang)均(jun)勻(yun),布(bu)(bu)置(zhi)方案,4個(ge)探(tan)頭(tou)(tou)(tou)(tou)架(jia)在鋼(gang)管周(zhou)向(xiang)(xiang)上均(jun)勻(yun)布(bu)(bu)置(zhi),相鄰探(tan)頭(tou)(tou)(tou)(tou)架(jia)間(jian)隔(ge)角度為90°;圖6-27b所示為4個(ge)探(tan)頭(tou)(tou)(tou)(tou)架(jia)在不銹鋼(gang)管周(zhou)向(xiang)(xiang)上非(fei)均(jun)勻(yun)布(bu)(bu)置(zhi),只布(bu)(bu)置(zhi)在鋼(gang)管周(zhou)向(xiang)(xiang)的中下部(bu),相鄰探(tan)頭(tou)(tou)(tou)(tou)架(jia)間(jian)隔(ge)角度為45°。對(dui)(dui)這兩種(zhong)布(bu)(bu)置(zhi)情(qing)況(kuang)進行對(dui)(dui)比分析,以觀察在螺旋線型掃查軌跡中,多探(tan)頭(tou)(tou)(tou)(tou)架(jia)周(zhou)向(xiang)(xiang)布(bu)(bu)置(zhi)方式(shi)的不同是否會對(dui)(dui)不銹鋼(gang)管全覆蓋(gai)檢測的實現帶來影響。

探頭架(jia)均勻布置方式沿不(bu)銹鋼(gang)管周向展(zhan)開的多探頭架(jia)螺(luo)旋(xuan)掃查(cha)區(qu)域如(ru)圖(tu)6-22所(suo)示(shi),圖(tu)6-28所(suo)示(shi)為探頭架(jia)非均勻布置方式沿不(bu)銹鋼(gang)管周向展(zhan)開的多探頭架(jia)螺(luo)旋(xuan)掃查(cha)區(qu)域。

對比圖(tu)6-22和圖(tu)6-28可(ke)發現(xian),在(zai)(zai)掃查螺(luo)距P相(xiang)同的(de)(de)(de)(de)(de)條件(jian)下,不同的(de)(de)(de)(de)(de)多探頭架布置(zhi)(zhi)方式(shi)(shi)會對螺(luo)旋線型掃查軌跡帶來較(jiao)大的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)。探頭架均(jun)勻布置(zhi)(zhi)方式(shi)(shi)與非均(jun)勻布置(zhi)(zhi)方式(shi)(shi)都存在(zai)(zai)固(gu)有的(de)(de)(de)(de)(de)端(duan)部檢(jian)(jian)測(ce)(ce)盲區(qu),但(dan)與后者相(xiang)比,前(qian)者端(duan)部檢(jian)(jian)測(ce)(ce)盲區(qu)的(de)(de)(de)(de)(de)總面積稍小且(qie)長度更(geng)短,即(ji)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)無(wu)效范圍更(geng)小;從(cong)重疊覆蓋區(qu)來看,后者的(de)(de)(de)(de)(de)重疊率更(geng)高。但(dan)最為嚴重的(de)(de)(de)(de)(de)問題在(zai)(zai)于(yu)后者存在(zai)(zai)著漏檢(jian)(jian)區(qu)域,漏檢(jian)(jian)區(qu)域的(de)(de)(de)(de)(de)存在(zai)(zai)說明這種布置(zhi)(zhi)方式(shi)(shi)是(shi)不可(ke)接受的(de)(de)(de)(de)(de),將造成(cheng)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)結果的(de)(de)(de)(de)(de)不準確和不銹鋼管檢(jian)(jian)測(ce)(ce)質(zhi)量的(de)(de)(de)(de)(de)失控(kong)。由此可(ke)見(jian),式(shi)(shi)(6-2)只是(shi)不銹鋼管全覆蓋檢(jian)(jian)測(ce)(ce)的(de)(de)(de)(de)(de)必要條件(jian),而(er)非充要條件(jian)。在(zai)(zai)滿(man)足式(shi)(shi)(6-2)的(de)(de)(de)(de)(de)前(qian)提(ti)下,討(tao)論以(yi)下問題。
對于端(duan)部檢(jian)測盲(mang)區(qu)(qu)而言,無法避(bi)免,所(suo)需要做的是盡量將其減小(xiao)(xiao),尤其是盲(mang)區(qu)(qu)長(chang)(chang)(chang)度(du),即檢(jian)測結果不(bu)可靠(kao)的不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)長(chang)(chang)(chang)度(du)段。決定盲(mang)區(qu)(qu)長(chang)(chang)(chang)度(du)的參(can)數有(you):鋼管(guan)掃查螺距P、檢(jian)測探頭架數量N、鋼管(guan)外徑(jing)d1。P越(yue)小(xiao)(xiao)、N越(yue)大,端(duan)部檢(jian)測盲(mang)區(qu)(qu)越(yue)小(xiao)(xiao)。當然(ran),上述變化規律是建立在其他參(can)數不(bu)變的前提下的。
為保證全(quan)覆蓋(gai)檢(jian)測(ce),覆蓋(gai)率至(zhi)少應達到120%。但過大的覆蓋(gai)率也不可取,因為在相同的條件下(xia),這需要(yao)布置更多的檢(jian)測(ce)探(tan)頭,并且信號處理電路及后續數字處理算(suan)法將變得更復雜。
針(zhen)對漏(lou)(lou)檢(jian)(jian)區(qu)(qu)域(yu)(yu),在(zai)設計掃查(cha)螺距時應該保證完全(quan)將其消除。沒有(you)漏(lou)(lou)檢(jian)(jian)區(qu)(qu)域(yu)(yu)的前提應是在(zai)一個掃查(cha)螺距P范圍內,相鄰探頭(tou)架(jia)掃查(cha)區(qu)(qu)域(yu)(yu)之間(jian)均有(you)重疊(die)覆(fu)蓋(gai)(gai)區(qu)(qu)。圖(tu)6-28正是因為第一個檢(jian)(jian)測(ce)探頭(tou)架(jia)和(he)最后一個檢(jian)(jian)測(ce)探頭(tou)架(jia)之間(jian)沒有(you)重疊(die)覆(fu)蓋(gai)(gai)區(qu)(qu)域(yu)(yu),所以在(zai)后續掃查(cha)中存(cun)在(zai)漏(lou)(lou)檢(jian)(jian)區(qu)(qu)域(yu)(yu)。這(zhe)種(zhong)情(qing)況下,可以通過(guo)降低掃查(cha)螺距P以保證全(quan)覆(fu)蓋(gai)(gai)檢(jian)(jian)測(ce),但(dan)又勢必會(hui)降低鋼管檢(jian)(jian)測(ce)效(xiao)率。
通過上述分(fen)析(xi)可(ke)知,在(zai)滿(man)足式(shi)(6-2)的前提下,多探(tan)頭架應在(zai)鋼管周向上均(jun)勻(yun)布(bu)置。這樣,可(ke)將不銹鋼管端部盲區(qu)長度(du)降到最低,同時具有一(yi)定(ding)的重疊覆蓋率,且信號處理較為簡單,路(lu)徑規劃(hua)也更加清(qing)晰。均(jun)勻(yun)布(bu)置方式(shi)也有利于探(tan)頭跟蹤(zong)機構的設計和系統布(bu)局、信號的傳輸和分(fen)類等。
總而言之,無論(lun)是(shi)直(zhi)線(xian)型掃查(cha)(cha)軌(gui)跡(ji)(ji)還是(shi)螺旋線(xian)型掃查(cha)(cha)軌(gui)跡(ji)(ji),鋼(gang)管全覆(fu)蓋檢(jian)(jian)測的(de)充分必要條件(jian)應是(shi):滿(man)足式(6-1)或(huo)式(6-2)的(de)前(qian)提下,相鄰探(tan)頭架(jia)之間還應有重疊覆(fu)蓋區。當然(ran),在軌(gui)跡(ji)(ji)規(gui)劃(hua)時,應綜合考慮(lv)探(tan)頭架(jia)有效檢(jian)(jian)測長度、探(tan)頭架(jia)數(shu)量、掃查(cha)(cha)螺距(ju)和不銹鋼(gang)管檢(jian)(jian)測速度等因素,選取(qu)最(zui)合適的(de)掃查(cha)(cha)路(lu)徑、最(zui)佳的(de)探(tan)頭架(jia)結(jie)構和最(zui)優的(de)探(tan)頭架(jia)布置方案,而全覆(fu)蓋檢(jian)(jian)測則是(shi)所有問題考慮(lv)的(de)前(qian)提和根本。

