CN103278559B - 一种无缝钢管涡流检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无缝钢管涡流检测装置，属于管材检测技术领域，包括依次安装在机架上的上料台、输送辊道、第一定位压轮、探伤辊道、涡流探伤装置、第二定位压轮、退磁装置、打标座和下料台，还包括一个用于控制上、下料，钢管传输、分选、缺陷报警的电控装置，其特征在于：所述涡流探伤装置包括高频探伤装置和低频探伤装置，所述高频探伤装置和低频探伤装置分别包括高频磁饱和装置A、探伤探头A、和升降装置A，以及低频磁饱和装置B、探伤探头B和升降装置B，在所述高频磁饱和装置A和低频磁饱和装置B的两外侧设置有三辊定心装置，所述输送辊道、探伤辊道的每个传动辊的外表面均包裹有一层聚氨酯层，所述退磁装置包括直流退磁装置和交流退磁装置。本发明可同时对管材内、外表面的瑕疵进行检测，提高瑕疵钢管的检出率，从而保证无缝钢管的良好质量。

Description

一种无缝钢管涡流检测装置

技术领域

本发明涉及一种检测装置，尤其涉及一种无缝钢管涡流检测装置，属于管材检测技术领域。

背景技术

我国是世界轴承生产大国之一，生产的轴承产品可以满足国内所需品种的70％以上，数量达90％以上。但是，对质量要求严、技术附加值高的轴承，例如轿车轴承，高速、准高速铁路轴承，各种进口设备维修用轴承，部分高精度、高附加值和在特殊工况条件下使用的专用轴承则对进口的依赖程度较高。造成这一现象的原因之一是轴承钢材料的表面质量难以达到要求，直接影响到轴承材料的利用率和产品质量。

涡流探伤技术是一种常用的非破坏性金属损伤检查手段，它利用交流电磁线圈在金属构件表面感应产生的涡流遇到缺陷会产生变化的原理，来检测构件的缺陷。当钢管从通有交流电的线圈(探头)穿过时，将在钢管表面和近表面产生涡流磁场。如果钢管表面或近表面有缺陷，涡流磁场将发生变化。导致检测线圈(探头)的阻抗或感应电压发生变化。经过仪器对信号的处理，从而得到缺陷的信息。根据信号的幅值及相位等信号的变化，可以对缺陷进行判断。涡流探伤结果的判定是当量比较法。依据标准试样上的人工伤的等级对钢管上的缺陷的信号幅度进行比较，从而判定钢管上有无缺陷和缺陷的大小。

穿过式涡流探伤设备对缺陷方向与涡流方向垂直的缺陷检测效果最好。当缺陷方向平行于涡流方向时，检测灵敏度较低甚至难以发现缺陷。此外，由于涡流的趋肤效应，频率越高，表面灵敏度越高，而对内壁缺陷或近表面缺陷灵敏度低。目前使用的常规涡流检测设备只能对钢管外表面的不连续缺陷比较敏感，对内表面的不连续缺陷并不敏感，特别是壁厚4.0mm以上的钢管内表面缺陷更加难以识别。这成为阻碍我国高质量、高要求的轴承生产中面临的主要技术问题之一。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的无缝钢管生产中存在的难以同时对其进行内、外表面探伤的技术问题，提供一种无缝钢管涡流检测装置，对钢管的内、进行内、外表面探伤的技术问题，提供一种无缝钢管涡流检测装置，对钢管的内、外表面提供同时连线复合探伤，且具有结构简单、调整精确高、响应速度快等优点。

为此，本发明采用如下技术方案：

一种无缝钢管涡流检测装置，包括依次安装在机架上的上料台、输送辊道、上料压轮、探伤辊道、涡流探伤装置、下料压轮、退磁装置、打标座和下料台，还包括一个用于控制上、下料，钢管传输、分选、缺陷报警的电控装置，其特征在于：所述涡流探伤装置包括高频探伤装置和低频探伤装置，所述高频探伤装置和低频探伤装置分别包括高频磁饱和装置A、探伤探头A、和升降装置A，以及低频磁饱和装置B、探伤探头B和升降装置B，在所述高频磁饱和装置A和低频磁饱和装置B的两外侧设置有三辊定心装置，所述输送辊道、探伤辊道的每个传动辊的外表面均包裹有一层聚氨酯层，所述退磁装置包括直流退磁装置和交流退磁装置。

进一步地，所述上料、下料压轮包括底座平台、电机减速机、定心驱动辊、弹簧压紧机构以及传感器。

进一步地，所述升降装置包括底座、上平台、内外套筒以及升降机构。

进一步地，所述升降机构为涡轮蜗杆结构。

进一步地，所述电控系统设有手动控制和自动控制模式。

进一步地，所述下料架采用方管制作，在下料架的台面上铺设有尼龙板。

本发明的无缝钢管涡流检测装置，采用高频探伤与低频探伤组合的复合涡流探伤技术，可有效地对钢管的内、外表面同时进行连线探伤，提高对具有瑕疵的无缝钢管的检出率，从而保证无缝钢管的良好质量。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3本发明实施例涡流探伤装置的结构示意图；

图4为本发明实施例上料压轮和下料压轮的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的结构做进一步详细的说明，本发明中与现有技术相同的部分将参考现有技术。

如图1-4所示，无缝钢管涡流检测装置，包括依次安装在机架1上的上料台2、输送辊道3、上料压轮4、探伤辊道5、涡流探伤装置6、下料压轮7、退磁装置8、打标座9和下料台10，还包括一个用于控制上、下料，钢管传输、分选、缺陷报警的电控装置，涡流探伤装置6包括高频探伤装置12和低频探伤装置13，所述高频探伤装置12和低频探伤装置13分别包括高频磁饱和装置A14、探伤探头A、和升降装置A15，以及低频磁饱和装置B16、探伤探头B和升降装置B17。磁饱和装置主要由线圈、壳体等构成，此为现有技术，在此不赘述。当线圈通电时，形成磁场，钢管通过时被磁化，达到探伤之目的。可满足探伤时强磁化的需要，长时间运行不发热。电控装置安装在单独的电气柜中,用于控制探伤设备的钢管传送，实现钢管自动上下料、分选、缺陷信号报警、使设备完成自动探伤。为方便操作设有手动和自动控制。主要电器件选用市场上品质优良的变频器和可编程序控制器，并采用滤波器组合来进行抗干扰措施。

所述输送辊道3、探伤辊道5包括多个传动辊11，每一传动辊11的轮面上都设置有凹槽，如图1、2、3所示，多个传动辊11轮面的凹槽共同构成输送辊道3和探伤辊道5。每个传动辊的外表面均包裹有一层聚氨酯层，可保护钢管表面不受损伤，同时，钢管运行平稳，噪音小。在本实施例中，各辊道的辊轮间距为0.8米。探伤速度：40-60米/分，变频调速。输送辊道3和探伤辊道5共用一个变频器控制。辊道架由箱体焊接，上下两平面、各孔距均由数控加工中心加工，使之两平面平行，保证整套设备的同心度，有效的保证设备同心度，大大降低漏、误报率。本发明中，上料台、输送辊道以及下料台可根据实际产生需要相应的数量，为方便描述，在图1及图2中，采用了省略画法。

在所述高频磁饱和装置A和低频磁饱和装置B的两外侧设置有三辊定心装置20。三辊定心装置20由3个传动辊11组成，该三辊定心装置20可大大提高钢管与磁化装置的同心度。三辊定心装置各孔距均由数控加工中心加工，各零部件加工采用6、7级精度，保证整套设备的同心度。

如图3所示，上、下料压轮4和7包括底座平台、电机减速机、定心驱动辊、弹簧压紧机构以及传感器。使用时，钢管被输送进入定位驱动装置后，驱动钢管恒速、稳定送入、穿过主机头，经磁饱和装置、探伤探头，实现对钢管的检测。保证钢管从磁饱和区内顺利通过，可正反转运行。

所述升降装置A15、升降装置B17包括底座、上平台、内外套筒以及升降机构，所述升降机构为涡轮蜗杆结构。当探伤管径不同引起中心高变化时，由电机调节主机磁化装置的升降，达到预设直径高度。为保证加工精度，各孔距采用数控加工中心制造，提高耐磨性。升降机采用蜗轮蜗杆结构,自锁性好。

所述电控系统设有手动控制和自动控制模式。操作方便。

所述退磁装置8包括直流退磁装置8a和交流退磁装置8b。退磁装置8位于下料压轮7的出口端。直流退磁器由退磁仪调节控制,钢管进入交流退磁器前工作，管尾离开后停止，防止退磁器发热，并配一台量程30Gs的磁强计。

所述下料台10采用方管制作，在下料架的台面上铺设有尼龙板。本实施例中下料台长度为8米，宽为2.2米，全部采用100*100*5mm的方管制作，具有自动分选功能，使成品管和废品管分开。并使用软着落，钢管下料时避免钢管相互碰撞，造成损坏和噪音。台面上敷设尼龙板防止钢管划伤。

本发明的探伤探头采用现有技术中的产品，如中国钢研科技集团有限公司8B系列产品，主要参数如下：

1.检测频率：1kHz～990kHz可调，以1kHz步长调整；

2.匹配：正常和匹配两种模式(推荐使用“正常模式”)；

3.增益：0～69dB，以1dB步长调整；

4.相位：0～360°，以5°步长调整；

5.滤波：分11档可调，适应于不同的探伤速度；。

6.显示方式：矢量光点显示和线性时基显示；

7.报警方式：幅度报警方式和扇区报警方式；

8.报警门限：0～100％，以10％步长调整；

9.扫描时间：线性时基显示的扫描时间分6挡可调；

10.头尾切除：头信号切除延迟时间0～3秒，以10ms步长调整。尾信号切除延迟时间0～3秒，以10ms步长调整；

11.延时打标：0～10秒，以10ms步长调整。

本发明的主要技术指标和调试参数如下：

(一)技术指标：

①检测钢管规格：直径：φ14mm-φ89mm长度：小于9m壁厚：2.5-12mm；

②探伤速度：30m/min-50m/min，连续可调；

③检测标准：GB/T7735-2004(钢管涡流探伤方法)中规定的质量等级；

④周向灵敏度：≤3dB；

⑤信噪比：≥10dB；

⑥端部不可探区：≤200mm；

⑦漏检率：≤0％；

⑧误报率：≤2％；

⑨稳定性：2小时后测：灵敏度波动≤1dB，信噪比≤1dB。

(二)技术参数：

1.频率的选择：探伤频率应根据钢管的材质，表面状况及探伤要求进行选择。表面较粗糙的钢管应选用较低的频率，由于涡流的趋肤效应，频率越高，表面灵敏度越高，而对内壁缺陷或近表面缺陷灵敏度低。

2.匹配的调节：探头与仪器连接好后如果没有匹配不当显示，说明探头与仪器的匹配良好。有匹配不当显示则说明探头零电大，这时打开匹配开关，如显示消除则关掉匹配开关。若显示没有消除则说明探头零电过大，需更换探头。探头制作时，零电应小于20mV。

3.增益调节：应根据探伤等级和仪器参数配合调节来确定。

4.相位调整：目的是使缺陷信号处于合理相位。一般矢量显示时将缺陷信号调整在1、4相位区,角度在10-60°之间(内伤信号相位较大)，而噪声信号尽量调整在X方向上。时基显示则将缺陷信号调整到Y轴方向上。

5.滤波的调整：将辊道速度调整到探伤速度上，调整滤波使检测信号的信噪比达到最大。

6.报警方式选择：幅度报警和扇区报警方式可根据调试要求或探伤需要进行选择。

7.报警门限的调整：报警门限的设置应与增益协调进行，根据探伤人员的习惯设置报警门限的位置。

8.扫描调整：在线性时基显示方式时，调整扫描时间参数使被检钢管的整个工件检测信。

9.延时的调整：延时调整主要是对钢管头尾信号的切除，根据钢管的探伤速度的快慢来确定。一般头部延时时间长，尾部延时时间短。打标延时则根据探伤速度和探头距打标装置的距离确定。

10.磁化电流的调整：磁饱和装置的作用主要是消除钢管的磁导率对涡流信号的影响，磁饱和电流的大小决定了局部磁场的强弱，调整时应根据钢管的直径和壁厚进行随机调整。使探伤的信噪比增大到满足探伤信噪比要求即可。

当然，本发明还可以有其他的实施方式，上文所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

Claims (5)

1.一种无缝钢管涡流检测装置，包括依次安装在机架上的上料台、输送辊道、上料压轮、探伤辊道、涡流探伤装置、下料压轮、退磁装置、打标座和下料台，还包括一个用于控制上、下料，钢管传输、分选、缺陷报警的电控装置，其特征在于：所述涡流探伤装置包括高频探伤装置和低频探伤装置，所述高频探伤装置和低频探伤装置分别包括高频磁饱和装置A、探伤探头A、和升降装置A，以及低频磁饱和装置B、探伤探头B和升降装置B；在所述高频磁饱和装置A和低频磁饱和装置B的两外侧设置有三辊定心装置；所述输送辊道、探伤辊道的每个传动辊的外表面均包裹有一层聚氨酯层；所述每个传动辊的轮面上都设置有凹槽，多个传动辊轮面的凹槽共同构成输送辊道和探伤辊道；输送辊道和探伤辊道共用一个变频器控制；所述升降装置A和升降装置B包括底座、上平台、内外套筒以及升降机构；所述退磁装置包括直流退磁装置和交流退磁装置。

2.如权利要求1所述的无缝钢管涡流检测装置，其特征在于：所述上料、下料压轮包括底座平台、电机减速机、定心驱动辊、弹簧压紧机构以及传感器。

3.如权利要求1所述的无缝钢管涡流检测装置，其特征在于：所述升降机构为蜗轮蜗杆结构。

4.如权利要求1所述的无缝钢管涡流检测装置，其特征在于：所述电控装置设有手动控制和自动控制模式。

5.如权利要求1所述的无缝钢管涡流检测装置，其特征在于：所述下料台采用方管制作。