CN117054522A - 一种水平连铸铜管坯在线超声检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水平连铸铜管坯在线超声检测装置，包括：进料组件、支撑组件、水循环组件、水平移动组件、检测组件及上位机，所述支撑组件的一侧设置所述进料组件，所述进料组件上设置铜管坯，所述支撑组件的顶部设置水平移动组件，所述水平移动组件的顶部设置所述检测组件，所述铜管坯穿过所述检测组件，进行超声检测，所述支撑组件的内部设置所述水循环组件，所述水循环组件连接所述检测组件，用于给检测组件供水，所述水循环组件、水平移动组件及检测组件连接所述上位机。本发明提供的水平连铸铜管坯在线超声检测装置，能够在水平连铸阶段实现铜管坯的探伤及测厚，根据检测结果判断是否进行下一道工序，便于使用。

Description

一种水平连铸铜管坯在线超声检测装置

技术领域

本发明涉及铜管坯检测技术领域，特别是涉及一种水平连铸铜管坯在线超声检测装置。

背景技术

TP2铜管具有良好的导电导热性、焊接性、抗腐蚀性，被广泛应用于空调等制冷行业的冷凝器、蒸发器与制冷管件中。在TP2铜管的生产过程中，水平连铸是生产铜管的第一道工序，也是整个工艺流程的关键，连铸管坯的质量直接决定了后续管坯加工性能。然而在水平连铸工序中铸坯缺陷经常出现，导致经过多道工序加工后的成品管报废，例如，铜管坯中出现的气孔缺陷在后续加工阶段难以愈合的部分会一定程度上造成铜管的扩口开裂，使得成品报废。但因水平连铸涉及众多环节，想在根本上避免缺陷十分困难，在水平连铸阶段将缺陷检测出来根据缺陷性质决定是否进行下一道工序就变得切实可行。因此，设计一种水平连铸铜管坯在线超声检测装置是十分有必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种水平连铸铜管坯在线超声检测装置，能够在水平连铸阶段实现铜管坯的探伤及测厚，根据检测结果判断是否进行下一道工序，便于使用。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种水平连铸铜管坯在线超声检测装置，包括：进料组件、支撑组件、水循环组件、水平移动组件、检测组件及上位机，所述支撑组件的一侧设置所述进料组件，所述进料组件上设置铜管坯，所述支撑组件的顶部设置水平移动组件，所述水平移动组件的顶部设置所述检测组件，所述铜管坯穿过所述检测组件，进行超声检测，所述支撑组件的内部设置所述水循环组件，所述水循环组件连接所述检测组件，用于给检测组件供水，所述水循环组件、水平移动组件及检测组件连接所述上位机。

可选的，所述检测组件包括第一检测水箱、第一扫描探头盒、第二扫描探头盒、第一探伤探头、第二探伤探头、测厚探头、对射光电组件、接水盒及喷标装置，所述水平移动组件的顶部设置所述第一检测水箱，所述第一检测水箱的两侧对应所述铜管坯设置有输入端及输出端，所述铜管坯经输入端进入所述第一检测水箱的内部，经输出端输出所述第一检测水箱，所述第一检测水箱的内部靠近输入端的一侧设置所述第一扫描探头盒，靠近输出端的一侧固定设置所述第二扫描探头盒，所述第一检测水箱的外部设置有检测组件往复旋转电机，所述检测组件往复旋转电机驱动连接所述第一扫描探头盒，用于带动所述第一扫描探头盒旋转，所述第一扫描探头盒的周向均匀设置4个第一探伤探头，用于检测体积状缺陷，所述第一扫描探头盒沿轴向及周向各布置8个第二探伤探头，用于检测条状缺陷，所述第二扫描探头盒的周向均匀布置8个测厚探头，所述第一检测水箱的输入端及输出端处均设置一组对射光电组件，所述第一检测水箱的输出端设置所述接水盒及喷标装置，所述第一探伤探头、第二探伤探头及测厚探头连接所述超声波探伤测厚仪，所述超声波探伤测厚仪、对射光电组件、检测组件往复旋转电机、喷标装置电性连接所述上位机。

可选的，所述水循环组件包括第二水箱、第三水箱、水泵及过滤器，所述接水盒连接所述第二水箱，所述接水盒与所述第二水箱之间设置有过滤网及水电磁阀，所述第二水箱连接所述第三水箱，所述第三水箱的内部设置有水泵及过滤器，所述水泵连接所述第一检测水箱，所述水电磁阀、水泵及过滤器电性连接所述上位机。

可选的，所述水平移动组件包括电动换线装置、精准定位销、第一支撑板、升降组件及第二支撑板，所述支撑组件的顶部设置所述电动换线装置，所述支撑组件的一侧对应所述电动换线装置设置所述精准定位销，所述电动换线装置的顶部设置所述第一支撑板，所述第一支撑板的顶部设置所述升降组件，所述升降组件的顶部设置所述第二支撑板，所述第二支撑板的顶部设置所述第一检测水箱，所述电动换线装置及升降组件电性连接所述上位机。

可选的，所述进料组件包括进料架及进料托辊，所述支撑组件的一侧设置所述进料架，所述进料架上设置所述进料托辊，所述进料托辊上设置铜管坯，所述支撑组件远离进料架的一侧设置所述出料托辊。

可选的，所述第一检测水箱的输入端及输出端均设置有支撑轮，用于对铜管坯进行支撑。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的水平连铸铜管坯在线超声检测装置，该装置包括进料组件、支撑组件、水循环组件、水平移动组件、检测组件及上位机，通过水浸法实现对铜管坯的探伤及测厚检测，通过水循环组件向第一检测水箱注水以及回收过滤排出的水，实现循环使用，节约水资源，通过检测组件在水循环组件的辅助下实现超声波探伤及测厚，通过水平移动组件能够实现检测组件的水平移动，使其对不同的铜管坯进行检测，该装置能够能在水平连铸阶段实现铜管坯的在线探伤及测厚，根据检测结果判断是否进行下一道工序，便于使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例水平连铸铜管坯在线超声检测装置结构示意图；

图2为第一检测水箱内部结构示意图；

图3为超声波探伤原理示意图；

图4为超声波测厚原理示意图。

附图标记：1、铜管坯；2、支撑组件；3、第一检测水箱；4、水平移动组件；5、精准定位销；6、第二水箱；7、出料托辊；8、第一探伤探头；9、第二探伤探头；10、测厚探头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种水平连铸铜管坯在线超声检测装置，能够在水平连铸阶段实现铜管坯的探伤及测厚，根据检测结果判断是否进行下一道工序，便于使用。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明实施例提供的水平连铸铜管坯在线超声检测装置，包括：进料组件、支撑组件2、水循环组件、水平移动组件4、检测组件及上位机，所述支撑组件2的一侧设置所述进料组件，所述进料组件上设置铜管坯1，所述支撑组件2的顶部设置水平移动组件4，所述水平移动组件4的顶部设置所述检测组件，所述铜管坯1穿过所述检测组件，进行超声检测，所述支撑组件2的内部设置所述水循环组件，所述水循环组件连接所述检测组件，用于给检测组件供水，所述水循环组件、水平移动组件及检测组件连接所述上位机。

如图2所示，所述检测组件包括第一检测水箱3、第一扫描探头盒、第二扫描探头盒、第一探伤探头8、第二探伤探头9、测厚探头10、对射光电组件、接水盒及喷标装置，所述水平移动组件4的顶部设置所述第一检测水箱3，所述第一检测水箱3的两侧对应所述铜管坯1设置有输入端及输出端，所述铜管坯1经输入端进入所述第一检测水箱3的内部，经输出端输出所述第一检测水箱3，所述第一检测水箱3的内部靠近输入端的一侧设置所述第一扫描探头盒，靠近输出端的一侧固定设置所述第二扫描探头盒，所述第一检测水箱3的外部设置有检测组件往复旋转电机，所述检测组件往复旋转电机驱动连接所述第一扫描探头盒，用于带动所述第一扫描探头盒旋转，所述第一扫描探头盒的周向均匀设置4个第一探伤探头8，用于检测体积状缺陷，在使用时，检测组件往复旋转电机控制第一扫描探头盒沿周向反复快速运动，移动距离大于铜管周长的1/4，探头有效声束至少有10％的重叠，保证扫描范围全覆盖，所述第一扫描探头盒沿轴向及周各布置8个第二探伤探头9，用于检测条状缺陷，在使用时，检测组件往复旋转电机控制第一扫描探头盒沿周向反复快速运动，移动距离大于铜管周长的1/4，探头有效声束至少有10％的重叠，保证扫描范围全覆盖，能够自动区分轴向缺陷及周向缺陷，并记录缺陷位置，所述第二扫描探头盒的周向均匀布置8个测厚探头10，每个探头之间的距离为铜管周长的1/8，所述第一检测水箱3的输入端及输出端处均设置一组对射光电组件，所述第一检测水箱3的输出端设置所述接水盒及喷标装置，所述第一探伤探头8、第二探伤探头9及测厚探头10连接所述超声波探伤测厚仪，所述超声波探伤测厚仪、对射光电组件、检测组件往复旋转电机、喷标装置电性连接所述上位机；

需要说明的是，探头采用探头线缆连接超声波探伤测厚仪，探头线缆做多层屏蔽处理，防止电磁干扰；

对射光电组件用于检测铜管坯1是否到位或者离开，进而控制水泵及水电磁阀；

喷码标志用于在探伤及测厚发生异常时，对异常的铜管坯1进行标记。

所述水循环组件包括第二水箱6、第三水箱、水泵及过滤器，所述接水盒连接所述第二水箱6，所述接水盒与所述第二水箱6之间设置有过滤网及水电磁阀，所述第二水箱6连接所述第三水箱，所述第三水箱的内部设置有水泵及过滤器，所述水泵连接所述第一检测水箱3，所述水电磁阀、水泵及过滤器电性连接所述上位机；

接水盒用于承接第一检测水箱3流出的水流；

所述水平移动组件4包括电动换线装置、精准定位销5、第一支撑板、升降组件及第二支撑板，所述支撑组件2的顶部设置所述电动换线装置，所述支撑组件2的一侧对应所述电动换线装置设置所述精准定位销5，所述电动换线装置的顶部设置所述第一支撑板，所述第一支撑板的顶部设置所述升降组件，所述升降组件的顶部设置所述第二支撑板，所述第二支撑板的顶部设置所述第一检测水箱，所述电动换线装置及升降组件电性连接所述上位机；

升降组件用于进行升降操作，根据不同产品的中心适当升降，调节范围为40mm；

精准定位销5用于与电动换线装置配合使用，确保第一检测水箱3的中心与铜管坯同心，具体说明，第一检测水箱3的底部设置有定位孔，将精准定位销5插入定位孔中进行定位；

详细说明使用前的定位过程：首先根据不同的铜管坯1对进料架、进料托辊、出料托辊7以及第一检测水箱3的高度进行调节，调节至合适位置，接着，通过电动换线装置实现换线，通过精准定位销5实现定位，确保第一检测水箱3与铜管坯1同心，实现定位调节，其中，需要说明的是，电动换线装置可采用常规的滚珠丝杠换线装置即可。

所述进料组件包括进料架及进料托辊，所述支撑组件2的一侧设置所述进料架，所述进料架上设置所述进料托辊，所述进料托辊上设置铜管坯1，所述支撑组件2远离进料架的一侧设置所述出料托辊7。

所述第一检测水箱3的输入端及输出端均设置有支撑轮，用于对铜管坯1进行支撑。

检测运行过程具体为：位置调整完毕后，对射光电组件检测是否有铜管坯1通过，若没有，则不做处理，若有，则控制水泵开启，向第一检测水箱3供水，其中，需要说明的是，第一检测水箱3的内部设置水位计，水位计连接上位机，当水位计到达指定高度，控制水泵关闭，向超声波探伤测厚仪发送开始检测的信号，超声波探伤测厚仪通过探伤探头及测厚探头进行检测，其中，在此过程中，水位计实时监测，若高度低于预设阈值，则控制水泵开启进行补水，等检测完毕后，记录检测结果，并控制水电磁阀开启，将第一检测水箱3内部的水排放至第二水箱6，再排放至第三水箱，并进行过滤，循环使用。

此处需要说明，三个水箱的顶部均设置上盖及防尘罩，水循环采用管道实现，此处为常规技术手段，因此不再详细说明。

本发明提供一个实施例为：将检测工序放在锯切机之后，管坯在常温状态时采用直通式，检测速度为＜600mm/min，铜管外径：Φ92mm，壁厚：25mm，表面温度：＜50度，参考相关国家标准为YS-T 1000-2014铜及铜合金管材超声波(纵波)探伤方法及YS-T 1103-2016铜及铜合金管材超声波(横波)检测方法；

首先，需要介绍超声波探伤的原理，具体如图3所示，脉冲反射式超声波探伤仪产生高频电脉冲，经过探头(晶片)的电声转换传入弹性介质(工件)中进行声波的传播，声波遇到声阻抗相异(如缺陷)界面时，将发生声波的反射；

其次，介绍超声波测厚的原理，具体如图4所示，根据超声波脉冲反射原理来进行厚度测量的，当探头发射的超声波脉冲通过被测物体到达材料分界面时，脉冲被反射回探头。通过精确测量超声波在材料中传播的时间来确定被测材料的厚度；

本发明采用水浸法，第一探伤探头及第二探伤探头选用多通道旋转探头和单晶斜探头进行直通式的快速扫描，显示多通道B扫描条形图或者多通道C扫描图，进行100％的自动扫查；

需要对上位机进行说明，本实施例上位机设置有两台，还设置有三台下位机，其中，上位机和下位机均由多块UTR4A(脉冲发射接收板)板、USS8A(同步信号驱动滤波板)板、AD100A卡、EC4A(编码器驱动板)板等组成。所有探伤板卡均已做老化试验、震动实验和三防处理，性能稳定，有效防止氧化和电磁干扰。

超声波探伤测厚仪，仪器型号为BSA129型，满足ASTM E317标准要求；抗干扰能力强，作业过程中采用多通道C扫描实时成像和多通道网络式开关量峰值图等，可以自动区分轴向缺陷和周向缺陷，并自动添加到报告中，可以实时显示测厚数据，可按客户要求定制报告格式，数据存储量为30000条数据，软件具有界面跟踪、底波监控、TCG曲线等功能。

28个探头均为铸造粗晶铜管检测专用的低频水浸聚焦探头，探头均符合ASTM E1065标准，并附有测试报告(包括灵敏度、分辨率、信噪比等指标)，保证性能一致。所有探头线缆均做多层屏蔽处理，防止电磁干扰。

本实施例还设置有操作台、控制柜、检测机台及对比试块，便于使用，此部分不是本发明的重点，因此简单说明，操作台带三个显示屏(一个为多通道C扫描成像显示，一个为多通道B扫描开关量峰值图显示，一个为电气触摸屏)；所有机械动作均由触摸屏自动或手动控制，背板安装西门子PLC、驱动器等电气控制元件，并与主控上位机控制接口连接通讯；控制柜放置2台上位机、3台下位机和1台交换机等仪器主机部分；对比试块用于校准仪器和探头的相关参数，试块的材质、工艺等参数与实际工件相同，按选定的质量验收等级钻平底孔，并在轴向、周向、上表面、下表面分别刻平底槽。

本发明提供的水平连铸铜管坯在线超声检测装置，该装置包括进料组件、支撑组件、水循环组件、水平移动组件、检测组件及上位机，通过水浸法实现对铜管坯的探伤及测厚检测，通过水循环组件向第一检测水箱注水以及回收过滤排出的水，实现循环使用，节约水资源，通过检测组件在水循环组件的辅助下实现超声波探伤及测厚，通过水平移动组件能够实现检测组件的水平移动，使其对不同的铜管坯进行检测，该装置能够能在水平连铸阶段实现铜管坯的在线探伤及测厚，根据检测结果判断是否进行下一道工序，便于使用。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种水平连铸铜管坯在线超声检测装置，其特征在于，包括：进料组件、支撑组件、水循环组件、水平移动组件、检测组件及上位机，所述支撑组件的一侧设置所述进料组件，所述进料组件上设置铜管坯，所述支撑组件的顶部设置水平移动组件，所述水平移动组件的顶部设置所述检测组件，所述铜管坯穿过所述检测组件，进行超声检测，所述支撑组件的内部设置所述水循环组件，所述水循环组件连接所述检测组件，用于给检测组件供水，所述水循环组件、水平移动组件及检测组件连接所述上位机。

2.根据权利要求1所述的水平连铸铜管坯在线超声检测装置，其特征在于，所述检测组件包括第一检测水箱、第一扫描探头盒、第二扫描探头盒、第一探伤探头、第二探伤探头、测厚探头、对射光电组件、接水盒及喷标装置，所述水平移动组件的顶部设置所述第一检测水箱，所述第一检测水箱的两侧对应所述铜管坯设置有输入端及输出端，所述铜管坯经输入端进入所述第一检测水箱的内部，经输出端输出所述第一检测水箱，所述第一检测水箱的内部靠近输入端的一侧设置所述第一扫描探头盒，靠近输出端的一侧固定设置所述第二扫描探头盒，所述第一检测水箱的外部设置有检测组件往复旋转电机，所述检测组件往复旋转电机驱动连接所述第一扫描探头盒，用于带动所述第一扫描探头盒旋转，所述第一扫描探头盒的周向均匀设置4个第一探伤探头，用于检测体积状缺陷，所述第一扫描探头盒沿轴向及周向各布置8个第二探伤探头，用于检测条状缺陷，所述第二扫描探头盒的周向均匀布置8个测厚探头，所述第一检测水箱的输入端及输出端处均设置一组对射光电组件，所述第一检测水箱的输出端设置所述接水盒及喷标装置，所述第一探伤探头、第二探伤探头及测厚探头连接所述超声波探伤测厚仪，所述超声波探伤测厚仪、对射光电组件、检测组件往复旋转电机、喷标装置电性连接所述上位机。

3.根据权利要求2所述的水平连铸铜管坯在线超声检测装置，其特征在于，所述水循环组件包括第二水箱、第三水箱、水泵及过滤器，所述接水盒连接所述第二水箱，所述接水盒与所述第二水箱之间设置有过滤网及水电磁阀，所述第二水箱连接所述第三水箱，所述第三水箱的内部设置有水泵及过滤器，所述水泵连接所述第一检测水箱，所述水电磁阀、水泵及过滤器电性连接所述上位机。

4.根据权利要求2所述的水平连铸铜管坯在线超声检测装置，其特征在于，所述水平移动组件包括电动换线装置、精准定位销、第一支撑板、升降组件及第二支撑板，所述支撑组件的顶部设置所述电动换线装置，所述支撑组件的一侧对应所述电动换线装置设置所述精准定位销，所述电动换线装置的顶部设置所述第一支撑板，所述第一支撑板的顶部设置所述升降组件，所述升降组件的顶部设置所述第二支撑板，所述第二支撑板的顶部设置所述第一检测水箱，所述电动换线装置及升降组件电性连接所述上位机。

5.根据权利要求1所述的水平连铸铜管坯在线超声检测装置，其特征在于，所述进料组件包括进料架及进料托辊，所述支撑组件的一侧设置所述进料架，所述进料架上设置所述进料托辊，所述进料托辊上设置铜管坯，所述支撑组件远离进料架的一侧设置所述出料托辊。

6.根据权利要求2所述的水平连铸铜管坯在线超声检测装置，其特征在于，所述第一检测水箱的输入端及输出端均设置有支撑轮，用于对铜管坯进行支撑。