CN103645244A

CN103645244A - 连铸连轧生产线的无损探伤装置及其探伤方法

Info

Publication number: CN103645244A
Application number: CN201310716559.XA
Authority: CN
Inventors: 张大海; 叶建辉
Original assignee: DEYANG DEDONG ELECTROMECHNICAL MACHINERY MANUFACTURE Co Ltd
Current assignee: DEYANG DEDONG ELECTROMECHNICAL MACHINERY MANUFACTURE Co Ltd
Priority date: 2013-12-23
Filing date: 2013-12-23
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2033-12-23
Also published as: CN103645244B

Abstract

本发明公开了一种连铸连轧生产线的无损探伤装置，其用于待测铸件的检测，且其包括涡流探伤仪、超声波探伤仪、电源、涡流探头、超声波探头、滑车、轨道、连接线缆及计算机，所述涡流探伤仪、超声波探伤仪及电源设置在滑车内，所述涡流探头自涡流探伤仪向下延伸超出滑车，所述超声波探头自超声波探伤仪向下延伸超出滑车，所述电源分别设有与涡流探伤仪和超声波探伤仪连接的电缆，所述连接线缆连接在超声波探伤仪与计算机之间，所述滑车设置在轨道上，且滑车可以沿着轨道滑动。另外，涉及连铸连轧生产线的无损探伤方法也一并公开。

Description

连铸连轧生产线的无损探伤装置及其探伤方法

技术领域

本发明涉及一种铝、铜铸件无损探伤技术，尤其涉及一种利用计算机控制的涡流探伤辅以超声波探伤设备。

背景技术

连铸连轧生产线上世纪80年代晚期被引入我国以来，它以不需要对金属材料二次重熔工序、能够实现连续生产、降低能耗和生产成本等诸多优点在国内迅速的得以普及。连铸连轧因为其加工的特殊性，造成在连铸或是连轧的过程中，影响产品质量的因素比较多。比如电线电缆使用的电工铝，其纯度一般要求不低于99.7%，并符合GB/T1196-93的规定；同时电解铝液内部的Fe的含量要大于Si的含量，铜的含量更低，三者的比例要控制在一个非常苛刻的范围内；而且铝锭通过加热炉化成铝液以后，其温度必须要控制在720℃-740℃之间，不能超过760℃，否则铝液就会大量吸气，气体与铝液在高温下产生反应形成铝液中夹渣，这肯定会影响铝杆的质量；在浇铸工艺流程，所需要控制的温度更有严格要求，而且还有起润滑作用的乳化液、润滑油参与其中，情况更显复杂；特别是经检验合格的铝液刚开始进行连续的浇铸工序，设备包括过滤器、中间煲、结晶轮、压轮、内外冷却装置等都处于不稳定状态，所以设置有专门的剪切装置，对刚开始生产出来的头10米左右的铸条都需要剪切掉，至于10米是被剪切多了还是少了，操作者无法得知。更严重的是，在连续的浇铸和轧制过程中，由于众多因素的影响，铸件免不了会有夹渣、软点等缺陷产生，但是在连铸连轧的生产过程中一直以来对这些缺陷都无法早期发现并对其进行控制处理，致使这些有缺陷的铸件最后流入生产线被生产成铝丝或是铜丝，形成大批量的不合格产品，造成人力和物力的大量浪费。

鉴于上述缺陷，实有必要设计一种改进的连铸连轧生产线的无损探伤装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：提供一种连铸连轧生产线的无损探伤装置，它能对铝、铜杆连铸连轧生产线的铸件进行快速全面的无损探伤，达到早期发现早期处理内部有缺陷铸件，从而提高铝、铜杆生产的合格率和生产率，避免人力和物力的浪费。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种连铸连轧生产线的无损探伤装置，其用于待测铸件的检测，且其包括涡流探伤仪、超声波探伤仪、电源、涡流探头、超声波探头、滑车、轨道、连接线缆及计算机，所述涡流探伤仪、超声波探伤仪及电源设置在滑车内，所述涡流探头自涡流探伤仪向下延伸超出滑车，所述超声波探头自超声波探伤仪向下延伸超出滑车，所述电源分别设有与涡流探伤仪和超声波探伤仪连接的电缆，所述连接线缆连接在超声波探伤仪与计算机之间，所述滑车设置在轨道上面，且滑车可以沿着轨道滑动。

本发明所要解决的另一技术问题在于：提供一种连铸连轧生产线的无损探伤方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种连铸连轧生产线的无损探伤方法，其包括如下步骤：

1) 提供涡流探伤仪、超声波探伤仪、电源、涡流探头、超声波探头、滑车、轨道、连接线缆及计算机组成的无损探伤装置；

2) 提供待测铸件，待测铸件以每分钟0.5米至每分钟6米的速度在连铸连轧生产线移动，随着铸件的移动无损探伤装置不断工作，一旦涡流探伤仪探测到铸件中的软点或是夹渣超过预定值，计算机报警；

3)随即滑车启动超声波探伤仪开始工作，进一步甄别确定故障的大小和位置。

采用了上述技术方案，本发明有益效果为：1）采用两种无损探伤方法，解决了长久困扰连铸连轧生产线产品质量一直无法提高的难题，使生产成本大幅降低，堵住了最大的浪费漏洞；2）以涡流探伤为主，以超声波探伤为辅，当涡流探伤发现有缺陷的铸件以后，就立即启动超声波探伤仪做进一步的甄别和确认，既满足了生产线对铸件移动速度的要求，也确保了探测的可靠性和准确度；3）使浇铸刚开始时的铸条头剪切，可以精确定位到0.1米的范围，既不会放过有缺陷的铸件，也使没有缺陷的铸件免于被无辜剪切掉造成白白浪费；4）把金属无损探伤设备设置在浇铸点处，这里是连铸连轧生产线流程工艺中产品容易出问题的要害点处，易出现夹渣、软点和其它故障缺陷就是在这里，控制好了这里，产品质量就完全能得以保证。

附图说明

图1为本发明探伤装置在线构成示意图。

图2为本发明两种探伤仪的工作连接示意图。

图3是涡流探伤仪的工作信号流程图。

图4是探头与内部开尔文电桥电路连接简易示意图。

其中：1.涡流探伤仪，2.超声波探伤仪，3.电源, 4.涡流探头, 5.超声波探头, 6.滑车，7.轨道，8.连接线缆，9.计算机，10.铸件，11.超声波收发电路，12. 采集卡, 14.显示器, 15.振荡器, 16.电桥，17.放大器，18. 滤波器, 19.检波器, 20.移相器, 21.涡流信号通道，22.匹配电容，23.匹配电阻。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1所示为符合本发明的连铸连轧生产线的无损探伤装置，其包括涡流探伤仪1、超声波探伤仪2、电源3、涡流探头4、超声波探头5、滑车6、轨道7、连接线缆8及计算机9。流探伤仪1、超声波探伤仪2、电源3设置在滑车6内。涡流探头4自涡流探伤仪1向下延伸超出滑车6，超声波探头5自超声波探伤仪2向下延伸超出滑车6。电源3分别设有与涡流探伤仪1和超声波探伤仪2连接的电缆（未标号）。连接线缆8连接在超声波探伤仪2与计算机9之间。滑车6设置在轨道7上，且滑车6可以沿着轨道7滑动。

当待测铸件10经过无损探伤装置旁边，涡流探伤仪1已经启动在工作。涡流探伤仪1设有四套涡流探头4同时在工作，每套都是由一个激励头和三个接收头构成，从而可以获得更加精确的检测结果，激励头是以垂直90度对准待测铸件，接收头是中间一个以垂直90度对准待测铸件，其余两个以45度角对准待测铸件，且其余两个设置在激励头两边，四套涡流探头4稍有错位，达到不漏测任一部位的效果。

如图2所示，两种探伤仪的信号传输通道。涡流探头4将信号传输至涡流收发电路10，超声波探头5将信号传输至超声波收发电路11。涡流收发电路10和超声波收发电路11将信号传输至采集卡12，采集卡12则将信号传输至计算机9。计算机9通过显示器14显示出探测结果。

图3说明了涡流探伤仪的信号通道流程。涡流探头4将信号传输至电桥16，经过振荡器15、放大器17处理后将信号传输至检波器19。移相器20处理检波器19的信号后传输至滤波器18。滤波器18将信号传输至涡流信号通道21处理后至采集卡12。

图4是涡流探伤仪的工作原理简易示意。涡流探头4在待测铸件10表面探测，涡流探头4的信号与并联的匹配电阻23和匹配电容22串联。匹配电容22的两端经过电桥16后与振荡器15连接。

一种连铸连轧生产线的无损探伤方法，其包括如下步骤：1) 提供涡流探伤仪1、超声波探伤仪2、电源3、涡流探头4、超声波探头5、滑车6、轨道7、连接线缆8及计算机9组成的无损探伤装置；2) 提供待测铸件10，待测铸件10以每分钟0.5米至每分钟6米的速度在连铸连轧生产线移动，随着铸件10的移动无损探伤装置不断工作，一旦涡流探伤仪探测到铸件10中的软点或是夹渣超过预定值，计算机9报警；3)随即滑车6启动超声波探伤仪开始工作，进一步甄别确定故障的大小和位置。涡流探伤仪2的涡流探伤为主，所述超声波探伤仪5的超声波探伤为辅。超声波探伤探头5利用对铸件10进行冷却的乳化液或冷却油作为超声波探伤探头的耦合剂。超声波探头5和涡流探头4均不与铸件10接触。

探头每天工作流程中都需要在固定时间做检测和校正，校正的时间很短很容易完成。电桥16平衡后，如果测试铸件10内部存在缺陷，电桥16将失衡会产生一个微小信号输出，经过放大器17放大后被送入收发电路，后端电路将对该信号进行移相、检波、滤波处理，最后送进采集卡12的涡流信号通道21由主控计算机9进行处理、显示或是报警。计算机9预先设存有缺陷大小类型的报警值，全部涡流探头4所有获得的数据都要被送进计算机9与这些设定值做比对，任一个数值被超过报警信号就会启动；在报警的同时，超声波探伤仪2也同时被启动，滑车6会带动超声波探伤仪2到先前的同一位置用超声波探伤仪2对报警铸件10部位进行探测，工作人员这时选择手动方式对铸件10进行仔细的检测和判断，滑车6会和铸件10同步移动，会在保温工段位停留时间长一些，但不影响连铸连轧生产线的正常工作流程。所有涡流探头4设置在铸件10表面0.4~0.5米处，在保证了探测精度要求的前提下，较远的离开了铸件10，铸件10的高温、润滑液散发的烟雾潮气对涡流探头4的伤害已微乎其微。超声波探伤仪2启动以后，其超声波探头5距铸件10表面0.2~0.3米，借助润滑液作为探测的耦合剂，既确保了探测精度也保护了超声波探头5，还物尽所用节约了资源。一旦缺陷被确认，剪切装置将这段有问题的铸件剪切掉，重新送回熔解炉熔化。

本发明不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种连铸连轧生产线的无损探伤装置，其用于待测铸件的检测，且其包括涡流探伤仪、超声波探伤仪、电源、涡流探头、超声波探头、滑车、轨道、连接线缆及计算机，其特征在于：所述涡流探伤仪、超声波探伤仪及电源设置在滑车内，所述涡流探头自涡流探伤仪向下延伸超出滑车，所述超声波探头自超声波探伤仪向下延伸超出滑车，所述电源分别设有与涡流探伤仪和超声波探伤仪连接的电缆，所述连接线缆连接在超声波探伤仪与计算机之间，所述滑车设置在轨道上面，且滑车可以沿着轨道滑动。

2.如权利要求1所述的连铸连轧生产线的无损探伤装置，其特征在于：所述涡流探伤仪设有四套涡流探头，每套涡流探头都是由一个激励头和三个接收头构成。

3.如权利要求2所述的连铸连轧生产线的无损探伤装置，其特征在于：所述激励头是以垂直90度对准待测铸件，所述三个接收头是中间一个以垂直90度对准待测铸件，其余两个以45度角对准待测铸件，且其余两个设置在激励头两边。

4.如权利要求3所述的连铸连轧生产线的无损探伤装置，其特征在于：所述超声波探伤探头利用对铸件进行冷却的乳化液或冷却油作为超声波探伤探头的耦合剂。

5.如权利要求4所述的连铸连轧生产线的无损探伤装置，其特征在于：所述涡流探头设置在铸件表面0.4~0.5米上方，所述超声波探头设置在铸件表面0.2~0.3米上方。

6.一种连铸连轧生产线的无损探伤方法，其包括如下步骤：

7.如权利要求6所述的连铸连轧生产线的无损探伤方法，其特征在于：步骤3）后还包括如下步骤4），一旦缺陷被确认，剪切装置将这段有问题的铸件剪切掉，重新送回熔解炉熔化。

8.如权利要求7所述的连铸连轧生产线的无损探伤方法，其特征在于：所述涡流探伤仪的涡流探伤为主，所述超声波探伤仪的超声波探伤为辅。

9.如权利要求8所述的连铸连轧生产线的无损探伤方法，其特征在于：所述超声波探伤探头利用对铸件进行冷却的乳化液或冷却油作为超声波探伤探头的耦合剂。

10.如权利要求9所述的连铸连轧生产线的无损探伤方法，其特征在于：所述超声波探头和涡流探头均不接触铸件。