CN101144826B - 大口径无缝钢管超声波和涡流联合自动检测装置和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大口径无缝钢管超声波和涡流联合自动检测设备和应用，它由旋转滚道、三线轨道、探测龙门架、探头跟踪车和随动操作车等构成。通过旋转滚道拖动钢管原地转动，检测龙门架带动探头系统沿被检钢管轴向运动，这样超声波和涡流探头沿钢管表面画出一个螺旋扫查轨迹，调整滚道的转速和龙门架的前进速度，可以实现对整个钢管周身的无泄漏的全覆盖的检查。本发明解决了长期以来直径大于φ180mm的无缝钢管普遍采用手工探伤而不能实现自动化检测的难题，两种探伤同时进行一次完成，既检测钢管表面缺陷也检测内部缺陷，自动化程度和检测效率很高。

Description

大口径无缝钢管超声波和涡流联合自动检测装置和应用

技术领域

本发明属于钢管自动探伤技术领域，特别涉及一种大口径无缝钢管超声波和涡流联合自动检测装置和应用。

背景技术

大口径无缝钢管指直径大于Φ180mm的无缝钢管，是锅炉、压力容器、电力、机械、石油、化工等行业中的重要材料，其中要求耐腐蚀、耐高压的大口径高压锅炉管、天然气输送管、石油输送管等正随着国家对能源基础设施投入的加大而成为需求的热点。这些特殊用途的无缝钢管对质量要求很高，一旦存在缺陷往往引发灾难性事故。

现有的无缝钢管制造技术不可能完全杜绝缺陷的产生，裂纹、折叠、气孔、夹杂等是钢管中常见的缺陷。因此，钢管在出厂前的探伤显得尤为重要。无缝钢管最有效的无损检测方法是涡流探伤和超声波探伤，前者用于钢管表面和近表面缺陷的检测，后者用于钢管内部缺陷的检测。

目前对无缝钢管的自动化探伤主要集中在Φ180mm以下规格，涡流探伤采用穿过式法，超声探伤采用喷水耦合法或水腔旋转法。由于两种探伤方法检测速度不匹配，所以它们一般是分别进行的。

目前，大口径钢管采用手工超声波探伤来检查钢管内部，需要耗费大量的人力和检测仪器才能满足大工业生产检验的需要；对于钢管表面的检测目前仍以人工的目视检查为主，客观上存在影响检测可靠性的人为因素。

水膜法超声波探伤和点探头式涡流探伤作为一项新的无损检测技术，是解决大口径无缝钢管检测的新途径。由于两者对机械设备的要求和检测速度非常相近，所以它们既可以单独构成探伤线对钢管进行探伤，也可组成联合探伤线对钢管进行联合检测。例如，本申请的申请人于2006年10月20日申请的实用新型专利200620134117.x，为“大口径无缝钢管涡流/超声检测用探头跟踪装置”，它提供了一种涡流/超声检测用探头，但是该装置无法实现对大口径无缝钢管的超声波和涡流联合自动检测。

发明内容

本发明的一个目的在于：提供一种大口径无缝钢管超声波和涡流联合自动检测装置，可以实现超声波和涡流两者的高效、自动化检测。

本发明的另一目的在于：提供上述检测装置的应用。

为了实现上述目的，本发明是这样实现的：

一种大口径无缝钢管超声波和涡流联合自动检测装置，它包括至少两个分别用于涡流和超声检测用的探头，该装置还包括：旋转滚道1、三线轨道2、探测龙门架3和随动操作车5，其中旋转滚道1原地转动被检测钢管，探测龙门架3横跨在被检测钢管上方，沿轨道2行进；所述探头可调节的固定在探测龙门架3上。

旋转滚道1由两组或三组滚轮组成，电机6拖动旋转滚轮，在各滚轮之间有千斤顶7。

三线轨道2与旋转滚道1的工作轴线平行，探测龙门架3和随动操作车5连为一体在三线轨道2上行走。

千斤顶7由液压缸带动。

探测龙门架3的高度是可调的，以适应探伤不同直径的钢管。

探测龙门架3经探头跟踪车4带动至少两套探头连接轴装置8。

在探头连接轴装置8下方分别安装超声波探头跟踪车9和涡流探头跟踪车10，其中分别有超声波探头或涡流探头。

探头连接轴装置8上有压力弹簧，使得超声波探头跟踪车9和涡流探头跟踪车10紧贴在被检测钢管表面上。

探头连接轴装置8的上端有气缸11。

一种大口径无缝钢管超声波和涡流联合自动检测装置在直径为Φ180～1200mm的无缝钢管中的应用。

本发明装置的工作原理是：通过旋转滚道拖动钢管原地转动，而检测龙门架带动探头系统沿被检钢管轴向运动，这样超声波和涡流探头沿钢管表面画出一个螺旋检查轨迹，调整滚道的转速和龙门架的前进速度，可以实现对整个钢管周身的无泄漏的全覆盖的检查。通过加快旋转滚道的转速和检测龙门架的前进速度，或者增加超声波和涡流的探头数量，可以加快钢管的检测速度。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明提供Φ180～1200mm无缝钢管的自动化超声波探伤和涡流探伤，解决了长期以来大口径钢管普遍采用手工探伤而不能实现自动化检测的难题。两种探伤同时进行一次完成，既检测钢管表面缺陷也检测内部缺陷，自动化程度和检测效率很高。

附图说明

图1为本发明的大口径无缝钢管超声波和涡流联合自动检测装置的结构示意图。

图2为本发明装置中旋转滚道的结构示意图。

图3为本发明装置中探测龙门架的结构示意图。

附图标记为：

1旋转滚道      2三线轨道  3探测龙门架        4探头跟踪车

5随动操作车    6电机      7千斤顶            8探头连接轴装置

9、超声波探头跟踪车       10涡流探头跟踪车   11汽缸

具体实施方式

下面结合附图介绍本发明的实施例。

本发明的大口径无缝钢管超声波/涡流联合自动检测设备由旋转滚道1、三线轨道2、探测龙门架3、探头跟踪车4和随动操作车5等构成，如图1所示。

旋转滚道1由两组或三组滚轮组成，滚轮由电机6拖动旋转，如图2所示。当钢管置于滚道上时钢管由滚轮带动进行原地转动。钢管的旋转速度可根据钢管直径和探伤要求通过变频器进行调整。钢管通过车间中的天车被吊运至滚道上。为了避免钢管吊运时对滚道造成冲击，在各滚轮之间设置有由液压缸带动的千斤顶7，钢管首先被吊运至液压千斤顶7上，之后千斤顶7徐徐下降，钢管落至旋转滚道上。

三线轨道2与旋转滚道1平行，探测龙门架3和随动操作车5在三线轨道2上行走。

探测龙门架3是带动探头运动对钢管进行扫描检测的主体机械架构，如图3所示。探测龙门架中安装有涡轮蜗杆调节系统，用于调整龙门架的高度，以适应不同直径钢管的探伤。探测龙门架上带有两套用于带动探头跟踪车4运动的探头连接轴装置8，一套用来安装超声波探头跟踪车9，另一套用于安装涡流探头跟踪车10。超声波探头跟踪车9和涡流探头跟踪车10分别安装于探头连接轴装置8的下方。探头连接轴装置8的上端装有气缸11，它与安装于探测龙门架侧面的光电开关相配合，在探测龙门架沿被检钢管移动过程中，在遇到管身时气缸11带动探头连接轴装置8压下，在离开管身时自动抬起。探头连接轴装置8中还装有弹簧，在弹簧的压力下使超声波探头跟踪车9和涡流探头跟踪车10贴服在钢管表面上。探测龙门架3的移动速度根据钢管直径通过变频器进行调整，以保证探头的扫查轨迹能覆盖钢管周身。探测龙门架3的行进速度即为实际探伤检测速度。

超声波探头跟踪车9和涡流探头跟踪车10中分别安装着超声波探头和涡流探头。超声波探头跟踪车9和涡流探头跟踪车10依靠汽缸11和弹簧的下压力紧紧贴服在被检钢管的表面。

随动操作车5与探测龙门架3连为一体，沿三线轨道2一起运动。操作人员坐在随动操作车5中，操作并监视整个钢管的检测过程。

Claims (8)

1.一种大口径无缝钢管超声波和涡流联合自动检测装置，它包括至少两个分别用于涡流和超声检测用的探头，其特征是：

该装置还包括：旋转滚道(1)、三线轨道(2)、探测龙门架(3)和随动操作车(5)，其中旋转滚道(1)原地转动被检测钢管，探测龙门架(3)横跨在被检测钢管上方，沿三线轨道(2)行进；所述探头可调节的固定在探测龙门架(3)上；

其中，旋转滚道(1)由两组或三组滚轮组成，电机(6)拖动旋转滚轮，在各滚轮之间有千斤顶(7)；

三线轨道(2)与旋转滚道(1)的工作轴线平行，探测龙门架(3)和随动操作车(5)连为一体在三线轨道(2)上行走；

大口径无缝钢管直径为180～1200mm。

2.如权利要求1所述的检测装置，其特征是：千斤顶(7)由液压缸带动。

3.如权利要求1所述的检测装置，其特征是：探测龙门架(3)的高度是可调的，以适应探伤不同直径的钢管。

4.如权利要求1所述的检测装置，其特征是：探测龙门架(3)上带有至少两套用于带动探头跟踪车(4)运动的探头连接轴装置(8)。

5.如权利要求4所述的检测装置，其特征是：在探头连接轴装置(8)下方分别安装超声波探头跟踪车(9)和涡流探头跟踪车(10)，其中分别有超声波探头或涡流探头。

6.如权利要求4所述的检测装置，其特征是：探头连接轴装置(8)上有压力弹簧，使得超声波探头跟踪车(9)和涡流探头跟踪车(10)紧贴在被检测钢管表面上。

7.如权利要求4所述的检测装置，其特征是：探头连接轴装置(8)的上端有气缸(11)。

8.如权利要求1所述的检测装置在直径为Ф180～1200mm的无缝钢管中的应用。

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