CN205538850U - 一种钢管水浸超声探伤的两级跟踪装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种钢管水浸超声探伤的两级跟踪装置。包括水槽1、水槽垂向跟踪组件2、瓦转动跟踪组件3，超声探头装置4，所述水槽1为第一级跟踪，瓦转动跟踪组件3为第二级跟踪；所述水槽1安装在水槽垂向跟踪组件2的中间；所述瓦转动跟踪组件3安装在水槽1中，所述超声探头装置4包括超声探头41、超声探头盒42，所述超声探头41成对安装在所述瓦转动跟踪组件3上，成对超声探头41的聚焦线所在的平面为中心对准面；所述瓦转动跟踪组件3使超声探头41的聚焦线在水平方向上浮动对准。本装置能使探头的聚焦线对钢管5母线实现水槽垂向跟踪和瓦转动带动探头跟踪，保证了探头超声波始终聚焦在钢管母线上，能提高探头检测的灵敏度，以及检测缺陷的可靠性和稳定性。

Description

一种钢管水浸超声探伤的两级跟踪装置

技术领域

本实用新型涉及一种无损检测设备，更具体地，涉及一种钢管水浸超声探伤的两级跟踪装置。

背景技术

无缝钢管主要应用于石油、化工、汽车、船舶等行业，被称作“现代工业的血管”，在工业中具有举足轻重的地位。无缝钢管一般经过冶炼、浇注、开坯、轧制和拉拔等工序，在各阶段生产过程中会因各种原因而在钢管表面和内部造成裂纹、翘皮、划伤等缺陷。为了保证无缝钢管的质量，根据相关的技术标准，在无缝钢管生产线上必须进行表面和内部无损探伤。

超声波具有良好的方向性及穿透性，检测精度较高，可以检测表面及内部缺陷，实现缺陷的精确定位。对于钢管的在线检测生产线而言，钢管螺旋进给，超声探头固定不动的系统具有结构简单，所需超声换能器数目较少，机械本体设计制造相对较容易等特点。然而由于实际检测生产线中，钢管高速螺旋前进时会产生较大的垂向跳动及左右摆动，为了保证检测过程不出现缺陷漏检，对信号的采集和缺陷的诊断提出了很大挑战。

由于国内在工业化无损检测设备方面起步较晚，很多钢管厂家使用的钢管超声探伤设备都是从国外引进的设备，这些进口设备价格非常昂贵，并且一些关键技术国内无法掌握，处处受制。在这种情况下，研制开发出适合我国国情的钢管超声高速检测系统，对节约资源、降低生产成本、保证生产安全方面来说至关重要。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有钢管检测过程中存在的缺陷漏检、设备昂贵的问题，提供一种钢管水浸超声探伤的两级跟踪装置，稳定可靠地将超声探伤探头的聚焦线对准于钢管母线上，保证了超声探伤的可靠性和稳定性，尤其适用于钢管螺旋运动时的水浸超声探伤。

本实用新型的技术解决方案是：一种钢管水浸超声探伤的两级跟踪装置，包括水槽、水槽垂向跟踪组件、瓦转动跟踪组件，超声探头装置，所述水槽为第一级跟踪，瓦转动跟踪组件为第二级跟踪；所述水槽安装在水槽垂向跟踪组件的中间，通过水槽垂向跟踪组件跟踪钢管下母线在垂直方向上的变动，同时实现水槽中耦合用介质水的闭水；所述瓦转动跟踪组件安装在水槽中，所述超声探头装置包括超声探头、超声探头盒，所述超声探头成对安装在所述瓦转动跟踪组件上，成对超声探头的聚焦线所在的平面为中心对准面；所述瓦转动跟踪组件包括半闭合式的耐磨瓦，半闭合式的耐磨瓦与钢管下部贴合，使超声探头的聚焦线在水平方向上浮动对准。

优选地，所述水槽垂向跟踪组件包括支撑架、直线导轨、滑块、气缸；所述支撑架为一个整体，由两块支撑板焊接在底板上组成，每块支撑板上方设置倾斜的支撑斜板，所述支撑斜板上安装直线导轨和气缸；所述滑块安装在直线导轨上，与水槽固定连接以带动水槽远离或靠近钢管母线，实现超声探头装置垂向跟踪。

优选地，所述水槽垂向跟踪组件还包括气缸转接板、滑块转接板；所述气缸通过气缸转接板连接在支撑架上，所述水槽和滑块通过滑块转接板固定连接。

进一步地，所述水槽两侧有直角楔形槽，用于滑块转接板的定位及与水槽的连接。

进一步地，所述水槽上的两侧分别安装直角折弯形耐磨块，直角折弯形耐磨块贴紧钢管下母线，配合水槽实现垂向跟踪。

优选地，所述瓦转动跟踪组件还包括耐磨瓦支撑板、探头安装槽；所述半闭合式的耐磨瓦安装在耐磨瓦支撑板上；所述耐磨瓦支撑板下方安装有探头安装槽；所述超声探头盒安装在探头安装槽上。

进一步地，所述半闭合式的耐磨瓦由两块相对安装的耐磨瓦组成，耐磨瓦上表面为弧形面，所述弧形面与钢管下部贴合，根据不同规格的钢管，弧形面的半径不同，耐磨瓦与钢管外径规格配对使用。

进一步地，所述瓦转动跟踪组件还包括限位板、铰轴安装板、摇臂框架，所述限位板和铰轴安装板分别安装在水槽的左右两侧壁上；所述摇臂框架一端通过铰接轴与铰轴安装板铰接，实现摇臂框架的摆动；所述摇臂框架另一端有弹簧安装孔，弹簧安装在限位板与摇臂框架之间；所述摇臂框架与耐磨瓦支撑板通过销轴铰接，最终使所述耐磨瓦与钢管下表面贴紧。

进一步地，所述探头安装槽两边有出线口，方便探头出线；底面为方形通槽，方便安装。

优选地，所述超声探头装置还包括探头压板，所述超声探头通过探头压板成对斜向安装在探头安装盒上，所述探头压板上设置有长条孔，方便探头出线。

通过本实用新型的技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1)本超声探伤的两级跟踪装置中能使探头的聚焦线对钢管母线实现水槽垂向跟踪和瓦转动带动探头跟踪，保证了探头超声波始终聚焦在钢管母线上，能提高探头检测的灵敏度，以及检测缺陷的可靠性和稳定性；

2)本超声探伤的两级跟踪装置结合钢管检测生产线实际检测流程，该装置在钢管未进入检测位置时水槽处于起始位置，钢管进入检测位置时水槽带动超声探头装置进入检测工位，可实现钢管高速移动时的高速检测；

3)本超声探伤的两级跟踪装置中的耐磨瓦的规格相对不同管径的钢管可调整，可适用不同管径规格的钢管，通用性强；

4)本超声探伤的两级跟踪装置检测过程操作简便，易于实现高速自动化，降低了检测系统的造价,具有较广阔的应用前景。

附图说明

图1为本实用新型实施实例中超声探伤原理示意图。

图2为本实用新型装置的结构示意图。

图3为本实用新型装置水槽垂向跟踪组件示意图。

图4为本实用新型装置瓦转动跟踪组件示意图。

图5为本实用新型装置超声探头装置示意图。

图中：1-水槽；2-水槽垂向跟踪组件；3-瓦转动跟踪组件；4-超声探头装置；5-钢管；21-支撑架；22-滑块；23-支撑斜板；24-直线导轨；25-滑块转接板；26-气缸；27-气缸转接板；28-直角折弯形耐磨块；31-半闭合式的耐磨瓦；32-限位板；33-铰轴安装板；34-耐磨瓦支撑板；35-摇臂框架；36-探头安装槽；37-弹簧；41-超声探头；42-超声探头盒；43-探头压板。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

图1是本实用新型超声探伤的原理示意图，本实用新型中超声探头41采用线聚焦探头，可以用较小的焦点获得更大的侧向声束，可以提高检测效率；两个超声探头41对称安装超声探头装置4中；发射探头在激励源作用下产生超声波，超声波声束以水为介质传播，当声束进入钢管5后，在钢管5中超声波遇到缺陷后会发生反射，反射波经探头接收再转换成电信号，经接收电路放大、滤波和A/D转换后在计算机数据处理系统上显示；在钢管探伤过程中，保证超声探头的聚焦线与钢管5的母线共面，可提高检测的灵敏度，同时提高检测缺陷的可靠性和稳定性。

如图2所示，一种钢管水浸超声探伤的两级跟踪装置，包括水槽1、水槽垂向跟踪组件2、瓦转动跟踪组件3，超声探头装置4，水槽1安装在水槽垂向跟踪组件2中间，通过水槽垂向跟踪组件2确保钢管5下母线在垂直方向上的浮动跟踪，同时实现介质水的闭水；瓦转动跟踪组件3安装在水槽1中，由半闭合式的耐磨瓦31与钢管5下部贴合确保探伤聚焦线在水平方向上的浮动对准；超声探头装置4，成对安装在瓦转动跟踪组件3上，所有成对超声探头41的聚焦线所在的平面为中心对准面。

图3是本实用新型装置水槽垂向跟踪组件2的示意图，所述的水槽垂向跟踪组件2，包括支撑架21、直线导轨24、滑块22、气缸26，所述直线导轨24和气缸26均安装在支撑架21上，所述滑块22安装在直线导轨24上，与水槽1固定连接以带动水槽1远离或靠近钢管5母线，实现超声探头装置4垂向跟踪。

进一步，所述支撑架21为一个整体，通过四个安装孔安装到机架上,由两块支撑板焊接在底板上组成，支撑板上方设置倾斜的支撑斜板23，所述直线导轨24和气缸26均安装在该支撑斜板23上,支撑板前后分别有筋板连接，以增强支撑架的刚度，避免变形。

进一步，所述的水槽垂向跟踪组件2还包括气缸转接板27、滑块转接板25，所述气缸26通过气缸转接板27连接在支撑架21上，所述水槽1和滑块22通过滑块转接板25固定连接，所述水槽1两侧有直角楔形槽，用于滑块转接板25的定位及与水槽1的连接，所述气缸26的活塞杆固定连接在滑块转接板25上；所述水槽1上安装两个直角折弯形耐磨块28，直角折弯形耐磨块28贴紧钢管5下母线，避免钢管5与水槽1直接摩擦，增加水槽1的寿命；直角折弯形耐磨块28通过螺纹连接在水槽1两侧，方便直角折弯形耐磨块28的更换。

图4是本实用新型装置瓦转动跟踪组件3的示意图，所述瓦转动跟踪组件3包括半闭合式的耐磨瓦31、耐磨瓦支撑板34和探头安装槽36，所述半闭合式的耐磨瓦31由两块相对安装的耐磨瓦组成，耐磨瓦上表面为弧形面，根据不同规格的钢管5，弧形面的半径不同，耐磨瓦与钢管5外径规格配对使用；所述半闭合式的耐磨瓦31安装在耐磨瓦支撑板34上，耐磨瓦支撑板34有定位轴肩，两个耐磨瓦靠定位轴肩定位，能使弧形面的下母线与中心对准面对齐；所述耐磨瓦支撑板34下方有用来对探头安装槽36定位的定位轴肩，使探头安装槽36的中心面与中心对准面重合；所述探头安装槽36两边有出线口，方便探头出线，同时底面为方形通槽，方便安装。

进一步，所述瓦转动跟踪组件3还包括限位板32、铰轴安装板33和摇臂框架35，所述限位板32和铰轴安装板33分别安装在水槽1的左右两侧壁上；所述摇臂框架35一端通过铰接轴与铰轴安装板33铰接，实现摇臂框架35的摆动；所述摇臂框架35另一端有弹簧安装孔，弹簧37安装在限位板32与摇臂框架35之间，使摇臂框架35受到向上的作用力，最终使所述耐磨瓦与钢管5下表面贴紧。

进一步，所述摇臂框架35与耐磨瓦支撑板34通过销轴铰接，销轴通过限位螺钉进行轴向限位，周向可转动；钢管5横向摆动时，半闭合式的耐磨瓦31转动，始终紧贴钢管5表面，此时超声探头装置4的聚焦线始终对准钢管5母线。

进一步，如图5所示，所述超声探头装置4通过探头安装盒42安装在探头安装槽36上，还包括探头压板43，所述超声探头41对称斜向安装在探头安装盒42上，所述探头压板43通过螺纹连接在探头安装盒42上，用于压紧超声探头41；所述探头压板43上设置有多个长条孔，方便探头出线。

如图2所示，本实用新型装置实际检测过程中，钢管5未进入检测工位时，气缸26处于起始位置，水槽1不动；钢管5进入检测工位时，气缸26动作，带动水槽1实现垂向跟踪，同时半闭合式的耐磨瓦31带动超声探头41转动跟踪，超声探头41检测信号，进入计算机分析；钢管5管尾离开检测工位后，气缸26停止动作，回到起始状态，等待下一根待检管。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钢管水浸超声探伤的两级跟踪装置，包括水槽(1)、水槽垂向跟踪组件(2)、瓦转动跟踪组件(3)，超声探头装置(4)，其特征在于所述水槽(1)为第一级跟踪，瓦转动跟踪组件(3)为第二级跟踪；所述水槽(1)安装在水槽垂向跟踪组件(2)的中间，通过水槽垂向跟踪组件(2)跟踪钢管(5)下母线在垂直方向上的变动，同时实现水槽(1)中耦合用介质水的闭水；所述瓦转动跟踪组件(3)安装在水槽(1)中，所述超声探头装置(4)包括超声探头(41)、超声探头盒(42)，所述超声探头(41)成对安装在所述瓦转动跟踪组件(3)上，成对超声探头(41)的聚焦线所在的平面为中心对准面；所述瓦转动跟踪组件(3)包括半闭合式的耐磨瓦(31)，半闭合式的耐磨瓦(31)与钢管(5)下部贴合，使超声探头(41)的聚焦线在水平方向上浮动对准。

2.根据权利要求1所述的一种钢管水浸超声探伤的两级跟踪装置，其特征在于所述水槽垂向跟踪组件(2)包括支撑架(21)、直线导轨(24)、滑块(22)、气缸(26)；所述支撑架(21)为一个整体，由两块支撑板焊接在底板上组成，每块支撑板上方设置倾斜的支撑斜板(23)，所述支撑斜板(23)上安装直线导轨(24)和气缸(26)；所述滑块(22)安装在直线导轨(24)上。

3.根据权利要求2所述的一种钢管水浸超声探伤的两级跟踪装置，其特征在于所述水槽垂向跟踪组件(2)还包括气缸转接板(27)、滑块转接板(25)；所述气缸(26)通过气缸转接板(27)连接在支撑架(21)上，所述水槽(1)和滑块(22)通过滑块转接板(25)固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种钢管水浸超声探伤的两级跟踪装置，其特征在于所述水槽(1)两侧有直角楔形槽，用于滑块转接板(25)的定位及与水槽(1)的连接。

5.根据权利要求1所述的一种钢管水浸超声探伤的两级跟踪装置，其特征在于所述水槽(1)上的两侧分别安装直角折弯形耐磨块(28)，直角折弯形耐磨块(28)贴紧钢管(5)下母线。

6.根据权利要求1所述的一种钢管水浸超声探伤的两级跟踪装置，其特征在于所述瓦转动跟踪组件(3)还包括耐磨瓦支撑板(34)、探头安装槽(36)；所述半闭合式的耐磨瓦(31)安装在耐磨瓦支撑板(34)上；所述耐磨瓦支撑板(34)下方安装有探头安装槽(36)；所述超声探头盒(42)安装在探头安装槽(36)上。

7.根据权利要求6所述的一种钢管水浸超声探伤的两级跟踪装置，其特征在于所述半闭合式的耐磨瓦(31)由两块相对安装的耐磨瓦组成，耐磨瓦上表面为弧形面，所述弧形面与钢管(5)下部贴合。

8.根据权利要求6所述的一种钢管水浸超声探伤的两级跟踪装置，其特征在于所述瓦转动跟踪组件(3)还包括限位板(32)、铰轴安装板(33)、摇臂框架(35)，所述限位板(32)和铰轴安装板(33)分别安装在水槽(1)的左右两侧壁上；所述摇臂框架(35)一端通过铰接轴与铰轴安装板(33)铰接，所述摇臂框架(35)另一端有弹簧安装孔，弹簧(37)安装在限位板(32)与摇臂框架(35)之间；所述摇臂框架(35)与耐磨瓦支撑板(34)通过销轴铰接。

9.根据权利要求6所述的一种钢管水浸超声探伤的两级跟踪装置，其特征在于所述探头安装槽(36)两边有出线口，底面为方形通槽。

10.根据权利要求1所述的一种钢管水浸超声探伤的两级跟踪装置，其特征在于所述超声探头装置(4)还包括探头压板(43)，所述超声探头(41)通过探头压板(43)成对斜向安装在探头安装盒上(42)，所述探头压板(43)上。