不锈钢管直线前进自动探伤系统是目前主流的不锈钢无缝管超声探伤设备。该设备与不锈钢管螺旋前进式探伤设备相比优势明显,最显著的特点是检测速度快、可达30~40m/min,检测精度高,钢管更换类型时设备参数调整方便等。
不锈钢管前进式超声探伤设备的料架、上料机构、下料机构、分拣机构、料池等和钢管螺旋前进式探伤设备相同。
1. 钢管直线运动驱动机构
不锈钢管直线前进辊道相对简单,利用钢管自身重力在钢管与驱动轮之间产生摩擦力,通过摩擦力驱动钢管在辊道上快速运动。当钢管进入检测位置时,因钢管与检测机构密封套之间会产生摩擦,必须在检测机构前后两端增加压紧轮,增加钢管驱动摩擦力。钢管直线前进驱动轮如图5.8所示,前进辊道由两段组成,检测机构位于两段前进辊道中间,每段前进辊道上均匀布置若干驱动轮,电机通过带传动或链传动驱动所有驱动轮同速转动,实现钢管的匀速前进。
2. 超声探头旋转机构
不锈钢管直线前进意味着钢管快速直线运动的同时,探头高速旋转。目前,国外该类型的检测设备探头转速可以达到每分钟上万转,国内主流的检测设备探头转速基本在1000~3000 r/min.如此高的转动速度,对探头旋转机构的动平衡要求极高,动平衡不满足要求容易引起检测机构的抖动,一方面影响检测结果,另一方面会导致检测机构在短时间内损坏。
不锈钢管前进式超声探伤设备中检测机构通常沿圆周分布4只、6只、8只超声探头,探头信号耦合可采用碳刷或变压器,本书以碳刷耦合为例加以介绍。钢管直线前进式超声探伤设备所需的耦合水集中在一个高速旋转的腔体内,通过高压储水罐将循环水送进耦合腔,高压储水罐的作用有两个,一是增加循环水输水压力,二是过滤水中气泡,防止气泡对超声检测信号的干扰。
不锈钢管直线前进式超声探伤设备与钢管螺旋前进式超声探伤设备相同,为保证探伤的全面性,要求钢管前进的虚拟螺距不能超过检测超声探头有效覆盖范围的80%,也就是说钢管直线前进的速度与探头旋转的速度相匹配。
图5.9所示为一种典型的钢管直线前进式超声探伤设备探头旋转机构。
3. 电气控制机构
不锈钢管直线前进超声自动探伤设备的电气控制机构主要功能是实现钢管自动上下料、驱动钢管前进、超声探头旋转、分拣等功能,检测过程中钢管直线前进辊道的驱动轮可一直处于运转状态。整个控制过程同样需要钢管感应传感器,主要的感应传感器包括:
a. 钢管上料传感器
感应待检测钢管,上料机构动作。
b. 探头旋转检测机构前端压紧轮感应传感器
感应到钢管后压紧轮下降,压紧钢管增加钢管直线运动的驱动摩擦力,当脱离感应时,压紧轮提起;钢管检测传感器,感应到钢管意味着探伤即将开始,从一直感应到脱离感应,意味着探伤即将结束。
c. 探头旋转检测机构后端压紧轮
感应传感器。感应到钢管后压紧轮下降,压紧增加钢管直线运动的驱动摩擦力,当脱离感应时,压紧轮提起。
d. 下料传感器
安装在钢管前进辊道末端,当感应到钢管时,下料机构动作,将钢管送入分拣。
e. 分拣传感器
分别安装在合格品料池与不合格品料池,感应钢管的分拣完成。
不锈钢无缝管直线前进自动探伤系统的超声探伤流程图如图5.10所示。
图5.11是上海某汽车零部件公司使用的不锈钢无缝管离线超声探伤设备。该设备采用4通道超声探伤,探头转速1400r/min,钢管前进速度20m/min,钢管端部盲区150mm,缺陷分辨率纵向人工缺陷10mm×0.1mm×0.1mm(长x宽x深)。该设备性能及探伤结果通过宝马汽车的严格认证。