根據不銹鋼管在線和離線檢測工藝要求,給出如圖6-9所示的不銹鋼管漏磁檢測系統總體布局。檢測流程如下:鋼管經矯直和吹灰后進入待檢臺架,然后由上料機構運送至輸送輥輪,并依次通過橫向和縱向檢測主機;為保證鋼管運行的平穩性,采用夾送輥裝置對鋼管實施壓緊扶正;計算機對檢測數據進行實時處理和分析,如存在缺陷計算機會發出報警信號并控制標記系統對缺陷進行定位標記;之后,利用退磁系統消除不銹鋼管中的剩余磁場;最后,分選系統根據檢測結果對鋼管進行自動分類,經下料機構分別進入成品和疑似品臺架;疑似品進行修復后需進行再檢測,不合格鋼管直接回爐。


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  針對被檢測缺陷的特征,無損檢測方法在實施中應該選用不同的檢測方式和結構。由于檢測時的方向敏感性,為了實現不銹鋼管中軸向、周向缺陷的全覆蓋檢測,無論采用何種檢測方法,均不可避免地需要兩種類型的檢測設備:橫向缺陷檢測主機和縱向缺陷檢測主機,這樣才能實現全方位的檢測。


  在不銹鋼管的自動化檢測中,全方位檢測實現的主要手段,首先是要保證探頭能夠掃查到不銹鋼管的各個部位;其次是要讓檢測探頭感應到缺陷的存在。因此,除了漏磁檢測原理以及傳感器外,這里介紹檢測主機的工作形式,即如何帶動探頭實現100%無遺漏的掃查,這是不同檢測方法實現全覆蓋檢測的共性問題。


  不銹鋼管漏磁檢測系統采用復合磁化方式實現全方位的缺陷檢測。由于軸向磁化場沿鋼管中心線呈軸對稱分布,在鋼管中部易形成均勻的全斷面磁化區域。鋼管縱向缺陷漏磁檢測原理如圖6-10所示,由于采用周向局部磁場作為勵磁源,沿鋼管周向靠近極靴的區域磁化不均勻且背景磁場雜亂,僅在中間DZ1和DZ2區域形成較均勻磁化。為實現鋼管縱向缺陷的全表面覆蓋檢測,需要檢測探頭與不銹鋼管之間形成旋轉掃查,進一步結合鋼管的軸向運動,最終使得縱向檢測探頭在鋼管表面上形成螺旋掃查軌跡。


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  如圖6-11所示,不銹鋼管自動化漏磁檢測主要有基于鋼管直線前進和螺旋前進的兩種實現方法?;诓讳P鋼管直線前進方法中,軸向磁化器和橫向探頭固定不動,從而橫向探頭在鋼管表面形成直線掃查軌跡;周向磁化器和縱向探頭高速旋轉,從而使得縱向探頭在鋼管表面形成螺旋掃查軌跡。當鋼管螺旋前進時,橫向和縱向檢測主機的磁化器和探頭均固定不動,此時橫向和縱向探頭在鋼管表面上形成相同的螺旋掃查軌跡。


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  基于不銹鋼管直線前進的縱向檢測系統在提高運行速度時,面臨的技術難點包括:一方面,考慮到磁化器高速旋轉的失穩,線圈質量不能過大,從而以降低磁化能力為代價;另一方面,高速旋轉時集電環傳輸大電流,觸點處容易產生火花,從而限制了線圈磁化電流的提升。此外,旋轉探頭的檢測信號采用分時復用方式由少量的集電環進行傳輸,受重復頻率的限制,檢測探頭的獨立通道數量拓展受限,難以實現以多通道冗余檢測為基礎的高分辨率和缺陷類型識別。然而,采取如圖6-11b所示的基于鋼管螺旋前進的檢測方案,可實現高速高精度漏磁檢測。由于周向磁化器和探頭固定不動,線圈質量和磁化電流不受限制,可利用超強磁化方式實現不銹鋼厚壁管的高靈敏度檢測,并且因傳感器檢測信號采用并行方式傳輸,可根據需求任意拓展通道數量,這一方式解決了旋轉式探頭的諸多困難。但基于鋼管螺旋前進的漏磁檢測系統也存在輸送輥道較為復雜的不利因素,在選擇漏磁檢測工藝時,需要根據鋼管的生產工藝和檢測要求來選取和設計。


  對于自動化鋼管漏磁檢測系統而言,檢測軌跡規劃決定著鋼管檢測運動方式的選擇,同時也在很大程度上影響著裝備的機械結構。這里,簡要對現今主要存在的4種鋼管檢測運動方式進行分析與比較,歸納總結出兩種不同類型(直線型和螺旋線型)的掃查方式,依次分析不同軌跡類型的探頭布置方案、單探頭架與多探頭架掃查軌跡區域及其影響因素等問題,最后分析了保證鋼管全覆蓋檢測的充要條件。




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