CN202101973U - 大口径无缝钢管超声波自动化探伤设备 - Google Patents

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许纯昕
季肖枫
顾娜
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Abstract

本实用新型公开了一种大口径无缝钢管超声波自动化探伤设备，包括探头机构组、位于所述探头机构组下方的传动轮、设在所述传动轮下方的水槽和上下料平台，所述探头机构组包括移动装置和安装在所述移动装置下方的整板，所述整板下方装有探头组，所述探头组上设有多个探头夹具和套在所述探头夹具端口处的水套，所述水套底端设有弧度，所述整板和移动装置中间通过导向柱相连。本实用新型大口径无缝钢管超声波自动化探伤设备，可以适用于多种大口径无缝钢管的探伤检测；探伤速度连续可调，满足各种生产线对于探伤时间的控制要求；可以同时检测轴向与径向缺陷，并且兼有测厚功能。

Description

大口径无缝钢管超声波自动化探伤设备
技术领域
本实用新型涉及钢管自动探伤领域，具体涉及一种用于大口径无缝钢管的超声波自动化探伤设备。
背景技术
现有技术中，人们习惯上将外径大于Φ180mm的无缝钢管称为大口径无缝钢管。目前我国对于超过Φ180mm的无缝钢管，多采用漏磁和水压实验的检测方法。漏磁探伤设备需要进口，非常昂贵，大多数企业难以承受；水压试验操作麻烦、检测效率低，且往往由于操作者的责任心问题而使检测达不到应有的检测效果。对于超过Φ180mm的无缝钢管，超声有采用钢管全部浸入水槽内进行探伤的方法，这种方法自动化程度低，耗水量大，耦合液不能实现循环过滤，一旦水质不好影响检测灵敏度。
水膜法超声波探伤和点探头涡流探伤，是目前解决大口径无缝钢管检测的新途径。但操作过程中普遍采用上述两种方法单独对钢管进行探伤或者两种设备复合检测，工序复杂、检测速度慢、效率低、检测效果差。而且检测过程中不会检测径向缺陷。
实用新型内容
实用新型目的：本实用新型的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种可实时调节检测速度、可同时检测轴向与径向缺陷的大口径无缝钢管超声波自动化探伤设备。
本实用新型采用的技术方案：一种大口径无缝钢管超声波自动化探伤设备，包括探头机构组、位于所述探头机构组下方的传动轮、设在所述传动轮下方的水槽和上下料平台，所述探头机构组包括移动装置和安装在所述移动装置下方的整板，所述整板下方装有探头组，所述探头组上设有多个探头夹具和套在所述探头夹具端口处的水套，所述水套底端设有弧度，所述整板和移动装置中间通过导向柱相连，所述探头夹具中可以装测径向缺陷、轴向缺陷和测钢管厚度的探头，实现同时对径向缺陷、轴向缺陷和钢管厚度探测。
作为本实用新型进一步改进，所述探头组上设有五个探头夹具和五个底端设有弧度的水套，所述五个水套分别套在所述五个探头夹具端口处。五个探头夹具，每个都可以独立替换，偏心距探头夹具之间的距离根据不同口径的工件可调。
作为本实用新型进一步改进，所述五个探头夹具中装有两个测轴线缺陷的探头、两个测径向缺陷的探头和一个测钢管厚度的探头，所述测轴向缺陷的两个探头和测径向缺陷的两个探头分别两两对应排列，可以达到检测全面、检测效果佳。
作为本实用新型进一步改进，所述移动装置包括移动板和安装于所述移动板下方的滑轨，所述移动板和滑轨之间设有滑块。移动总板可在滑轨上左右滑动，用于探伤行走。
作为本实用新型进一步改进，所述移动板上方设有滑块驱动，可以根据工作需要控制移动总板的滑动，便于探伤设备的行走探伤。
作为本实用新型进一步改进，所述滑块驱动由工控机集中控制。考虑到与生产线同步，可以通过自动化设施实时调节检测速度。
作为本实用新型进一步改进，所述探头组设有两组，分别活动安装于所述整板下方的两端。采用两组探头同时进行检测，根据不同长度的工件调节两探头组之间的距离，缩短检测时间，提高检测效率与覆盖率。
作为本实用新型进一步改进，所述导向柱的柱芯为丝杆，所述丝杆下端设有气缸，所述丝杆与气缸之间设有丝杆连接板，连接探头组的整板通过气缸控制相对丝杆连接板上下运动。
作为本实用新型进一步改进，所述丝杆为螺纹丝杆。螺纹丝杆与移动板相连，通过工控机控制移动板使丝杆连接板相对移动板上下运动调节，使其适应不同口径的被测钢管。
本设备超声波探伤工艺采用喷水检测。喷水耦合探伤是将探头放置在被检测对象上方一定的高度，喷水形成水层，利用纵波倾斜入射到水和钢的界面，当入射角适当时，可在气瓶内实现纯横波检测，高度即水层厚度的选择应为钢中横波全声程的一半以上，例如，对于外径为425mm的钢管，经计算水层应选择为30mm。
有益效果：本实用新型大口径无缝钢管超声波自动化探伤设备，可以适用于多种大口径无缝钢管的探伤检测；探伤速度连续可调，满足各种生产线对于探伤时间的控制要求；可以同时检测轴向与径向缺陷，并且兼有测厚功能。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型探头机构组结构示意图。
具体实施方式
如附图所示，一种大口径无缝钢管超声波自动化探伤设备，包括探头机构组1、位于所述探头机构组1下方的传动轮2、设在所述传动轮2下方的水槽3和上下料平台4，所述探头机构组1包括移动装置5和安装在所述移动装置5下方的整板6，所述整板6下方装有探头组，所述探头组上设有多个探头夹具7和套在所述探头夹具7端口处的水套8，所述水套8底端设有弧度，所述整板6和移动装置5中间通过导向柱9相连。
所述探头组上设有五个探头夹具7和五个底端设有弧度的水套8，所述五个水套分别套在所述五个探头夹具7端口处，所述五个探头夹具7中装有两个测轴向缺陷的探头、两个测径向缺陷的探头和一个测钢管厚度的探头，所述测轴向缺陷的两个探头和测径向缺陷的两个探头分别两两对应排列，所述移动装置5包括移动板10和安装于所述移动板10下方的滑轨11，所述移动板10和滑轨11之间设有滑块12，所述移动板10上方设有滑块驱动13，所述滑块驱动13由工控机集中控制，所述探头组设有两组，分别活动安装于所述整板6下方的两端，所述导向柱9的柱芯为螺纹丝杆14，所述螺纹丝杆14下端设有气缸15，所述螺纹丝杆14与气缸15之间设有丝杆连接板16。
径向缺陷的检测使探头与钢管的轴线成一定角度斜入射，波形转换后，使横波延轴线方向传播，检测径向缺陷。考虑水和钢的界面声压往复投射率，使入射角为16°，透射率最高接近17％。
轴向缺陷的检测采用偏心入射的方式，波形转换为横波周向扫查。偏心距离x的计算符合0.251R≤x≤0.458r，一般取平均值(0.251R+0.458r)/2。其中R为外半径，r为内半径。例如，对于外径425mm，厚度15mm，其偏心距为71.9mm。
本设备选用探头类型为，线聚焦探头；探头晶片尺寸为Φ20mm；探头频率为5MHz；功能指标为可发现当量不大于宽0.4mm长40mm的缺陷。
参照GB4730-2005标准中最大线速度200mm/s，15％的覆盖率计算，若工件外径为219mm，长度700mm，则完成检测需要时间为71s(理论最小时间)。

Claims (10)

1.一种大口径无缝钢管超声波自动化探伤设备，其特征在于：包括探头机构组(1)、位于所述探头机构组(1)下方的传动轮(2)、设在所述传动轮(2)下方的水槽(3)和上下料平台(4)，所述探头机构组(1)包括移动装置(5)和安装在所述移动装置(5)下方的整板(6)，所述整板(6)下方装有探头组，所述探头组上设有多个探头夹具(7)和套在所述探头夹具(7)端口处的水套(8)，所述水套(8)底端设有弧度，所述整板(6)和移动装置(5)中间通过导向柱(9)相连。
2.根据权利要求1所述大口径无缝钢管超声波自动化探伤设备，其特征在于：所述探头组上设有五个探头夹具(7)和五个底端设有弧度的水套(8)，所述五个水套分别套在所述五个探头夹具(7)端口处。
3.根据权利要求2所述大口径无缝钢管超声波自动化探伤设备，其特征在于：所述五个探头夹具(7)中装有两个测轴向缺陷的探头、两个测径向缺陷的探头和一个测钢管厚度的探头。
4.根据权利要求3所述大口径无缝钢管超声波自动化探伤设备，其特征在于：所述测轴向缺陷的两个探头和测径向缺陷的两个探头分别两两对应排列。
5.根据权利要求1所述大口径无缝钢管超声波自动化探伤设备，其特征在于：所述移动装置(5)包括移动板(10)和安装于所述移动板(10)下方的滑轨(11)，所述移动板(10)和滑轨(11)之间设有滑块(12)。
6.根据权利要求5所述大口径无缝钢管超声波自动化探伤设备，其特征在于：所述移动板(10)上方设有滑块驱动(13)。
7.根据权利要求6所述大口径无缝钢管超声波自动化探伤设备，其特征在于：所述滑块驱动(13)由工控机集中控制。
8.根据权利要求1所述大口径无缝钢管超声波自动化探伤设备，其特征在于：所述探头组设有两组，分别活动安装于所述整板(6)下方的两端。
9.根据权利要求1所述大口径无缝钢管超声波自动化探伤设备，其特征在于：所述导向柱(9)的柱芯为丝杆(14)，所述丝杆(14)下端设有气缸(15)，所述丝杆(14)与气缸(15)之间设有丝杆连接板(16)。
10.根据权利要求9所述大口径无缝钢管超声波自动化探伤设备，其特征在于：所述丝杆(14)为螺纹丝杆。
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