管端超大盲區(qū)探傷裝置及方法制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)涉及直縫焊管超聲探傷領(lǐng)域，尤其涉及一種管端盲區(qū)探傷裝置及方法。一種管端超大盲區(qū)探傷裝置，包括一行走支架，固定安裝在行走支架上的探頭；對(duì)稱設(shè)置在探頭兩側(cè)的一對(duì)距離控制光柵；對(duì)稱設(shè)置在探頭兩側(cè)的一對(duì)管端探測光柵。一種管端超大盲區(qū)探傷方法，將探頭定位后先保持探頭不動(dòng)，鋼管轉(zhuǎn)動(dòng)一圈；然后探頭向管端盲區(qū)內(nèi)側(cè)邊緣勻速移動(dòng)，同時(shí)鋼管轉(zhuǎn)動(dòng)，直到探頭超出管端盲區(qū)并完全掃描過管端盲區(qū)后，完成整個(gè)管端盲區(qū)的探傷作業(yè)。本發(fā)明專利技術(shù)無需改變現(xiàn)有的探頭結(jié)構(gòu)和探傷儀器的配置，成功解決了高端管材用戶對(duì)超大管端盲區(qū)的超聲波探傷要求。工作狀態(tài)穩(wěn)定，探傷效果良好，不會(huì)影響探傷過程中的聲波和電磁環(huán)境，具有非常良好的經(jīng)濟(jì)與實(shí)用性。

Large side blind detection device and method for pipe end

The invention relates to the field of ultrasonic inspection of longitudinally welded pipes, in particular to a blind detection device and method for a pipe end blind tube. A large pipe end blind testing device, including a bracket is fixed on the walk, walk on the probe bracket; symmetrically arranged in a pair of distance control grating probe on both sides; in a pair of symmetrically arranged on both sides of the grating tube end detection probe. A large blind pipe end inspection method, positioning the probe after the first probe remain motionless, tube rotate a circle; and then head to the pipe end blind area inside edge of moving, and the steel tube to rotate, until the probe beyond the pipe end blind area and completely scanned pipe end blind area, inspection operation to complete the whole pipe end blind area. The invention does not need to change the existing probe structure and the configuration of the flaw detection instrument, and successfully solves the requirement of the ultrasonic inspection for the super large pipe end blind area of the high end pipe user. The working state is stable, the detection effect is good, the sound wave and the electromagnetic environment in the process of flaw detection will not be affected, and the utility model has very good economic and practical performance.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
管端超大盲區(qū)探傷裝置及方法
本專利技術(shù)涉及直縫焊管超聲探傷領(lǐng)域，尤其涉及一種管端盲區(qū)探傷裝置及方法。
技術(shù)介紹
超聲波探傷設(shè)備是檢測和控制中口徑直縫焊管產(chǎn)品質(zhì)量的必經(jīng)工序和必要手段。通常需要同時(shí)具備兩類超聲波探傷能力：管體母材缺陷的超聲波探傷能力和管體焊縫的超聲波探傷能力。由于管體焊縫探傷設(shè)備在探傷過程中，不可避免地在管頭和管尾部分有一定的探傷盲區(qū)。因此通常都通過額外設(shè)立的管端盲區(qū)探傷設(shè)備來對(duì)這部分焊縫盲區(qū)進(jìn)行探傷。此外，在中口徑直縫鋼管生產(chǎn)過程中，往往需要經(jīng)過切割、管端修磨和倒棱等工序。鋼管的管端在經(jīng)過機(jī)械切割、修磨后，不可避免的在管端一定范圍內(nèi)會(huì)產(chǎn)生熱影響區(qū)缺陷。同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定，需要對(duì)管端一定范圍內(nèi)的母材分層缺陷進(jìn)行探傷，以確保產(chǎn)品質(zhì)量。因此在直縫焊管生產(chǎn)過程中，需要另外配置單獨(dú)的管端盲區(qū)探傷設(shè)備對(duì)管端缺陷進(jìn)行檢測。由于焊縫和管端盲區(qū)的探傷要求不同，探頭配置也不一樣。因此管體焊縫探傷與管端盲區(qū)探傷一般都安排在臨近的兩個(gè)不同工位上。常見的管端盲區(qū)焊縫探傷有三種形式：1)端盲區(qū)探傷采用人工探傷方案，盲區(qū)探傷由人工完成。2)鋼管兩端布置兩套盲區(qū)探傷設(shè)備，探傷自動(dòng)完成。3)鋼管兩端盲區(qū)探傷由一套探傷設(shè)備完成。完成一端盲區(qū)探傷后，探傷設(shè)備通過龍門架移動(dòng)到鋼管的另一頭，再完成另一端的管端盲區(qū)探傷操作。以上后兩種自動(dòng)探傷設(shè)備布置中，不論采取兩端同時(shí)探傷，還是兩端分別探傷的布置方式。在鋼管單個(gè)管端盲區(qū)探傷過程中，采取的都是探頭不動(dòng)，鋼管旋轉(zhuǎn)一周的方式進(jìn)行探傷。因此可探傷的盲區(qū)長度受限于配置探頭架和探頭的長度。一旦設(shè)備選型確定是很難進(jìn)行更改的。根據(jù)API標(biāo)準(zhǔn)要求，盲區(qū)探傷長度一般為50~100mm。圖1為現(xiàn)有的管端盲區(qū)探傷設(shè)備示意圖。鋼管1在旋轉(zhuǎn)輥2的作用下旋轉(zhuǎn)一周，不論是兩端兩臺(tái)探傷儀器同時(shí)探傷，還是一臺(tái)探傷儀器通過龍門架移動(dòng)到兩端探傷，都是將探傷儀器的探頭3放置到管端盲區(qū)位置進(jìn)行自動(dòng)探傷，等鋼管旋轉(zhuǎn)一周后結(jié)束。根據(jù)不同產(chǎn)品和標(biāo)準(zhǔn)要求，管端盲區(qū)和探頭的長度可以在50~100mm之間選擇。通常在做設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)就固定下來。隨著中口徑焊管用戶特殊要求的增多，部分用戶提出需要在管端150mm范圍內(nèi)進(jìn)行分層和熱影響區(qū)檢驗(yàn)。這對(duì)于現(xiàn)有的探傷設(shè)備是無法滿足的。除了使用手工進(jìn)行管端大盲區(qū)探傷的解決方法外，另一種常見的解決方案是更換探頭架和更大的探頭。但是增大探頭尺寸，就需要增加探頭內(nèi)部的壓電晶片數(shù)量，同時(shí)也要增加探傷儀器的通道數(shù)。除了設(shè)備更大更復(fù)雜外，還面臨三個(gè)問題：1)探頭多個(gè)壓電晶片之間，會(huì)產(chǎn)生聲波干擾。如果探頭形式設(shè)計(jì)不當(dāng)，在管體表面或內(nèi)部形成聲波干涉，會(huì)產(chǎn)生檢不出或誤報(bào)問題。2)由于探傷儀器是根據(jù)一定模式依次對(duì)探頭內(nèi)部的壓電晶片進(jìn)行分時(shí)激發(fā)，形成特定的超聲波線路對(duì)管體缺陷進(jìn)行探傷。探頭內(nèi)部壓電晶片數(shù)量的增多，會(huì)導(dǎo)致探頭分時(shí)激發(fā)控制模式的復(fù)雜化，更容易產(chǎn)生信號(hào)串?dāng)_，影響探傷效果。3)由于探頭壓電晶片的增加，現(xiàn)場探傷儀器通道數(shù)增多，傳輸電纜增加，再加上探頭激發(fā)時(shí)的能量很大，無形中增加了探傷通道間電氣干擾的可能。也會(huì)影響到探傷效果。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是提供一種管端超大盲區(qū)探傷裝置及方法，為了避免因?yàn)樵黾犹筋^尺寸而導(dǎo)致的聲波和電磁干擾，以及避免使探傷控制時(shí)序邏輯過于復(fù)雜化。采取鋼管旋轉(zhuǎn)，探頭同時(shí)前進(jìn)的螺旋式探傷方案。利用鋼管旋轉(zhuǎn)兩周之間探傷區(qū)域的重疊，來解決螺旋式探傷盲區(qū)全覆蓋問題，只需要要增加幾個(gè)探頭即可完成現(xiàn)場設(shè)備的改動(dòng)，降低了探傷設(shè)備的改造成本。本專利技術(shù)是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種管端超大盲區(qū)探傷裝置，包括：一行走支架，所述行走支架沿鋼管的軸向移動(dòng)；固定安裝在行走支架上的探頭；對(duì)稱設(shè)置在探頭兩側(cè)的一對(duì)距離控制光柵；對(duì)稱設(shè)置在探頭兩側(cè)的一對(duì)管端探測光柵；一對(duì)所述距離控制光柵位于一對(duì)所述管端探測光柵之間。所述行走支架上還設(shè)置有一對(duì)激光焊縫傳感器，一對(duì)所述激光焊縫傳感器對(duì)稱設(shè)置在探頭的兩側(cè)。一種管端超大盲區(qū)探傷方法，包括以下步驟：S1：將探頭定位，使得探頭正對(duì)管端盲區(qū)的外側(cè)邊緣處；S2：打開探頭開始探傷，保持探頭不動(dòng)，鋼管轉(zhuǎn)動(dòng)一圈完成初始探傷；S3：探頭向管端盲區(qū)內(nèi)側(cè)邊緣勻速移動(dòng)，同時(shí)鋼管轉(zhuǎn)動(dòng)，直到探頭超出管端盲區(qū)并完全掃描過管端盲區(qū)后，完成整個(gè)管端盲區(qū)的探傷作業(yè)。所述步驟S1中對(duì)探頭定位的具體方式為，設(shè)定定位距離S后，步驟一、將探頭移動(dòng)到遠(yuǎn)離鋼管的基準(zhǔn)位置；步驟二、然后控制探頭向鋼管中心方向移動(dòng)，直到管端探測光柵探測到鋼管的邊沿；步驟三、繼續(xù)使探頭向鋼管中心方向移動(dòng)，直到距離控制光柵探測到鋼管；步驟四、最后探頭向鋼管中心方向移動(dòng)定位距離S，使探頭正對(duì)管端盲區(qū)的外側(cè)邊緣處，完成探頭的定位作業(yè)。所述步驟二中探頭向鋼管中心方向移動(dòng)的速度大于步驟三中探頭向鋼管中心方向移動(dòng)的速度。所述步驟S3中，探頭向管端盲區(qū)內(nèi)側(cè)邊緣勻速移動(dòng)的速度V通過公式1計(jì)算得到，V=（1-U）*L/T(1)式中：U為覆蓋系數(shù)由設(shè)定取得，U∈[0,1）L為探頭的測量寬度；T為鋼管轉(zhuǎn)動(dòng)一周所需要的時(shí)間。所述步驟S3中還包括竄動(dòng)報(bào)警步驟，當(dāng)進(jìn)行步驟S3的探傷作業(yè)，出現(xiàn)如下兩種情況時(shí)，報(bào)警結(jié)束本次探傷，探傷結(jié)果作廢：1)位于鋼管外側(cè)的距離控制光柵探測到管端信號(hào)；2)位于鋼管內(nèi)側(cè)的距離控制光柵失去管端信號(hào)。本專利技術(shù)管端超大盲區(qū)探傷裝置及方法采取管體旋轉(zhuǎn)同時(shí)探頭移動(dòng)的管端超大盲區(qū)超聲波探傷方法。無需改變現(xiàn)有的探頭結(jié)構(gòu)和探傷儀器的配置，成功解決了高端管材用戶對(duì)超大管端盲區(qū)的超聲波探傷要求。工作狀態(tài)穩(wěn)定，探傷效果良好，不會(huì)影響探傷過程中的聲波和電磁環(huán)境，對(duì)探傷結(jié)果的準(zhǔn)確性和精度沒有任何影響，具有非常良好的經(jīng)濟(jì)與實(shí)用性。附圖說明圖1為現(xiàn)有的管端盲區(qū)探傷設(shè)備示意圖圖2為本專利技術(shù)管端超大盲區(qū)探傷裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本專利技術(shù)管端超大盲區(qū)探傷方法中步驟S3的探傷軌跡示意圖。圖中：1鋼管、2旋轉(zhuǎn)輥、3探頭、4管端盲區(qū)、5行走支架、6距離控制光柵、7管端探測光柵、8激光焊縫傳感器。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本專利技術(shù)。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本專利技術(shù)而不用于限制本專利技術(shù)的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本專利技術(shù)表述的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本專利技術(shù)作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。實(shí)施例1如圖2所示,一種管端超大盲區(qū)探傷裝置，包括一探頭3、一行走支架5、一對(duì)距離控制光柵6和一對(duì)管端探測光柵7，所述行走支架5在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下沿鋼管1的軸向自由移動(dòng)；所述探頭3固定安裝在行走支架5上；一對(duì)所述距離控制光柵6和一對(duì)所述管端探測光柵7固定安裝在行走支架5分別對(duì)稱設(shè)置在探頭3兩側(cè)，并有一對(duì)所述距離控制光柵6位于一對(duì)所述管端探測光柵7之間，使得距離控制光柵6相對(duì)于管端探測光柵7更加接近探頭3。一種管端超大盲區(qū)探傷方法，包括以下步驟：S1：將探頭3定位，使得探頭3正對(duì)管端盲區(qū)4的外側(cè)邊緣處；在定位過程中為了同時(shí)兼顧定位的速度與定位的準(zhǔn)確性，將探頭3的定位過程分為三個(gè)階段，快速接近階段->慢速準(zhǔn)備階段->定值移動(dòng)階段，其中在快速接近階段時(shí)探頭3的移動(dòng)速度大于慢速準(zhǔn)備階段，定值移動(dòng)階段中定位距離S根據(jù)探頭3與距離控制光柵6的間距以及探頭3本身的測量寬度決定，通常情況下，定位距離S=S3+H，H為探頭3的測量寬度，S3為探頭3與距離控制光柵6本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種管端超大盲區(qū)探傷裝置，其特征是，包括：一行走支架(5)，所述行走支架(5)沿鋼管(1)的軸向移動(dòng)；固定安裝在行走支架(5)上的探頭(3)；對(duì)稱設(shè)置在探頭(3)兩側(cè)的一對(duì)距離控制光柵(6)；對(duì)稱設(shè)置在探頭(3)兩側(cè)的一對(duì)管端探測光柵(7)；一對(duì)所述距離控制光柵(6)位于一對(duì)所述管端探測光柵(7)之間。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種管端超大盲區(qū)探傷裝置，其特征是，包括：一行走支架(5)，所述行走支架(5)沿鋼管(1)的軸向移動(dòng)；固定安裝在行走支架(5)上的探頭(3)；對(duì)稱設(shè)置在探頭(3)兩側(cè)的一對(duì)距離控制光柵(6)；對(duì)稱設(shè)置在探頭(3)兩側(cè)的一對(duì)管端探測光柵(7)；一對(duì)所述距離控制光柵(6)位于一對(duì)所述管端探測光柵(7)之間。2.如權(quán)利要求1所述的管端超大盲區(qū)探傷裝置，其特征是：所述行走支架(5)上還設(shè)置有一對(duì)激光焊縫傳感器(8)，一對(duì)所述激光焊縫傳感器(8)對(duì)稱設(shè)置在探頭(3)的兩側(cè)。3.一種管端超大盲區(qū)探傷方法，其特征是，包括以下步驟：S1：將探頭(3)定位，使得探頭(3)正對(duì)管端盲區(qū)(4)的外側(cè)邊緣處；S2：打開探頭(3)開始探傷，保持探頭(3)不動(dòng)，鋼管(1)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈完成初始探傷；S3：探頭(3)向管端盲區(qū)(4)內(nèi)側(cè)邊緣勻速移動(dòng)，同時(shí)鋼管(1)轉(zhuǎn)動(dòng)，直到探頭(3)超出管端盲區(qū)(4)并完全掃描過管端盲區(qū)(4)后，完成整個(gè)管端盲區(qū)(4)的探傷作業(yè)。4.如權(quán)利要求3所述的管端超大盲區(qū)探傷方法，其特征是：所述步驟S1中對(duì)探頭(3)定位的具體方式為，設(shè)定定位距離S后，步驟一、將探頭(3)移動(dòng)到遠(yuǎn)離鋼管(1)的基準(zhǔn)位置；步...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：林海，王洪，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：寶山鋼鐵股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：上海,31