不銹鋼無縫鋼管超聲自動檢測技術(shù)的研究現(xiàn)狀
不銹鋼無縫鋼管的缺陷種類比較多,不同的生產(chǎn)工藝產(chǎn)生的缺陷種類又有所區(qū)別。實際中,根據(jù)應(yīng)用場合的不同,在不銹鋼無縫鋼管對缺陷的敏感程度有所差異,使得檢測缺陷種類的側(cè)重點不同。目前,國內(nèi)無縫鋼管生產(chǎn)線上,一般主要檢測三類缺陷:縱向缺陷、橫向缺陷,壁厚缺陷,相應(yīng)的在線自動檢測設(shè)備,根據(jù)生產(chǎn)線的傳輸特點和無縫鋼管自身的外形特征,主要有三種形式:
1. 超聲換能器按圓周方向布置,檢測時探頭周向旋轉(zhuǎn),鋼管直線進給。
2. 換能器固定,鋼管螺旋運動進給,如圖所示。
3. 鋼管周向旋轉(zhuǎn),換能器沿鋼管軸線直線運動 。
圖所示的自動檢測系統(tǒng)對無縫鋼管的傳動要求較低,銅管只需要直線進給,檢測速度高,如GE公司研制的ROT系列無縫銅管自動檢測系統(tǒng),檢測速度可達30-120m/min.但是,這種檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,所需的換能器數(shù)目較多,由于換能器旋轉(zhuǎn)使得超聲信號的傳輸難度大,目前主要有兩種信號傳輸方式:碳刷接觸式和電容禍合式,其中電容耦合武的效果良好,但是結(jié)構(gòu)尤為復(fù)雜,對機械加工的精度要求高。相比較于超聲換能器旋轉(zhuǎn)武系統(tǒng)而言,圖所示的系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)精巧簡單,所需超聲換能器數(shù)目較少,機械本體設(shè)計制造相對較容易。典型的如德國Karl Deutsch研制的系統(tǒng),管徑檢測范圍可達20-170mm,最高檢測速度可達到。但是,這種系統(tǒng)對無縫鋼管的傳動要求較高,因為鋼管進給的速度與螺距有關(guān),這就要求傳動機構(gòu)要保證較高的傳動精度,才能保證檢測過程中不出現(xiàn)缺陷漏檢.由于鋼管的螺旋進給,使得傳動過程中難免出現(xiàn)跳動,尤其是當(dāng)速度較高的時候,鋼管傳輸中的跳動對信號的采集和缺陷的診斷也提出了挑戰(zhàn)。
圖所示的系統(tǒng)與前兩種檢測系統(tǒng)相比較有很大的區(qū)別,這種系統(tǒng)實質(zhì)上是一種接觸式檢測,如Applus R,ID研制的管道檢測系統(tǒng),探頭直線運動,鋼管作圓周運動,結(jié)構(gòu)最簡單.但是這種檢測系統(tǒng)用于無縫鋼管在線檢測的很少,原因是顯而易見的,因為換能器與鋼管表面接觸,導(dǎo)致探頭磨損比較嚴重,檢測速度高磨損就越快。因此,工業(yè)中主要采用前兩種自動檢測系統(tǒng)用于在線檢測。
目前,上述提及的前兩種超聲自動檢測系統(tǒng),國外都處于絕對領(lǐng)先地位,各知名超聲無損檢測設(shè)備開發(fā)商都爭相推出不同系列的管材超聲自動檢測設(shè)備,美國Tuboscope公司研制的Truscope系列旋轉(zhuǎn)探頭金自動的無縫鋼管超聲探傷系統(tǒng),以及鋼管螺旋式進給的Truscan系列,可用來檢測大管徑鋼管:德國KarlDcutsch公司研制的RPS.R系列無縫鋼管自動檢測系統(tǒng),檢測管徑范圍可達20-610mm,除了常規(guī)探傷外,還可以進行壁厚和直徑測量;日本Olympus的RBIS系列,其檢測管徑范圍可達50-850mm,值得關(guān)注的是該系統(tǒng)集超聲相控陣和渦流檢測技術(shù)予一體,從而具備近表面缺陷檢測功能;英國USL研制的自動超聲檢測系統(tǒng)可用于檢測無縫鋼管和焊接管,檢測過程中可以對缺陷進行自動分類.以色列Scanmaster推出的AS-280,檢測管徑范圍為150-1200mm,最大檢測厚度可達250mm。總體而言,國外的超聲檢測系統(tǒng)具有多功能、智能化、高速數(shù)據(jù)處理、實時顯示、用戶操作友好型等特點,滿足當(dāng)前鋼管生產(chǎn)線對在線實時檢測的要求,
我國不銹鋼無縫鋼管生產(chǎn)的歷史僅僅幾十年,利用超聲對不銹鋼無縫鋼管進行檢測的研究起步更是晚之又晚.到目前為止,國內(nèi)的超聲檢測研制成果還主要集中在手持式探傷儀,以及功能較為簡單的多通道自動檢測系統(tǒng),還沒有研制出擁有自主核心技術(shù)、高可靠,高速處理、能用于不銹鋼無縫鋼管生產(chǎn)的在線實時全自動超聲檢測系統(tǒng),為此,我國主要的大型無縫鋼管廠至今還依賴于進口的超聲檢測設(shè)備。
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