为了实现不锈钢管的全覆盖检测,应保证多个瓦状或条状探头架的有效检测长度沿直线或螺旋线扫查时,有效检测长度合成的扫查范围应覆盖全钢管,且有重叠覆盖区。从探头布置的数量、信号处理的数据量等角度考虑,螺旋线型扫查轨迹要比直线型扫查轨迹更加简洁和方便;但后者相比于前者在机械结构、占地面积等方面又更具优势。因此在实际的设计生产中,要从检测原理、机械系统、控制系统、数据处理与显示系统等多角度出发,综合选择探头扫查轨迹类型。


  对于直线型扫查轨迹,为实现全覆盖检测,需在不锈钢管轴向上布置若干圈(至少两圈)探头架,互相弥补各自的检测盲区。只要瓦状探头架的有效检测范围在不锈钢管的周向上无盲区,且相邻探头架间有重叠覆盖区域,即可保证全覆盖检测。对于螺旋线型扫查轨迹,需在钢管的截面周向上布置若干个条状探头架,因此就存在一个问题需要解决,即若干个条状探头架在不锈钢管周向上的布置角度问题。


  假设周向需要4个条状探头架,才能满足式(6-2)的要求,4个条状探头架的周向布置有以下两种情况。图6-27a所示为标准多探头架周向均匀,布置方案,4个探头架在钢管周向上均匀布置,相邻探头架间隔角度为90°;图6-27b所示为4个探头架在不锈钢管周向上非均匀布置,只布置在钢管周向的中下部,相邻探头架间隔角度为45°。对这两种布置情况进行对比分析,以观察在螺旋线型扫查轨迹中,多探头架周向布置方式的不同是否会对不锈钢管全覆盖检测的实现带来影响。


27.jpg


  探头架均匀布置方式沿不锈钢管周向展开的多探头架螺旋扫查区域如图6-22所示,图6-28所示为探头架非均匀布置方式沿不锈钢管周向展开的多探头架螺旋扫查区域。


28.jpg


  对比图6-22和图6-28可发现,在扫查螺距P相同的条件下,不同的多探头架布置方式会对螺旋线型扫查轨迹带来较大的影响。探头架均匀布置方式与非均匀布置方式都存在固有的端部检测盲区,但与后者相比,前者端部检测盲区的总面积稍小且长度更短,即检测无效范围更小;从重叠覆盖区来看,后者的重叠率更高。但最为严重的问题在于后者存在着漏检区域,漏检区域的存在说明这种布置方式是不可接受的,将造成检测结果的不准确和不锈钢管检测质量的失控。由此可见,式(6-2)只是不锈钢管全覆盖检测的必要条件,而非充要条件。在满足式(6-2)的前提下,讨论以下问题。


  对于端部检测盲区而言,无法避免,所需要做的是尽量将其减小,尤其是盲区长度,即检测结果不可靠的不锈钢管长度段。决定盲区长度的参数有:钢管扫查螺距P、检测探头架数量N、钢管外径d1。P越小、N越大,端部检测盲区越小。当然,上述变化规律是建立在其他参数不变的前提下的。


  为保证全覆盖检测,覆盖率至少应达到120%。但过大的覆盖率也不可取,因为在相同的条件下,这需要布置更多的检测探头,并且信号处理电路及后续数字处理算法将变得更复杂。


  针对漏检区域,在设计扫查螺距时应该保证完全将其消除。没有漏检区域的前提应是在一个扫查螺距P范围内,相邻探头架扫查区域之间均有重叠覆盖区。图6-28正是因为第一个检测探头架和最后一个检测探头架之间没有重叠覆盖区域,所以在后续扫查中存在漏检区域。这种情况下,可以通过降低扫查螺距P以保证全覆盖检测,但又势必会降低钢管检测效率。


  通过上述分析可知,在满足式(6-2)的前提下,多探头架应在钢管周向上均匀布置。这样,可将不锈钢管端部盲区长度降到最低,同时具有一定的重叠覆盖率,且信号处理较为简单,路径规划也更加清晰。均匀布置方式也有利于探头跟踪机构的设计和系统布局、信号的传输和分类等。


  总而言之,无论是直线型扫查轨迹还是螺旋线型扫查轨迹,钢管全覆盖检测的充分必要条件应是:满足式(6-1)或式(6-2)的前提下,相邻探头架之间还应有重叠覆盖区。当然,在轨迹规划时,应综合考虑探头架有效检测长度、探头架数量、扫查螺距和不锈钢管检测速度等因素,选取最合适的扫查路径、最佳的探头架结构和最优的探头架布置方案,而全覆盖检测则是所有问题考虑的前提和根本。





联系方式.jpg