螺旋焊管焊縫超聲波自動探傷系統說明

超聲波探傷是焊管焊縫質量檢測的重要手段，焊縫超聲波探傷時 , 為了對焊縫的軌跡自動跟蹤 , 探頭架始終處于焊縫的正上方。該系統利用激光視覺技術對焊縫軌跡進行檢測 , 采用工控機和運動控制部件協同工作 , 可達到脫離人工控制、自動跟蹤焊縫、調整探頭架到達正確位置的目的。

焊縫超聲波探傷激光自動跟蹤系統由激光視覺傳感器、數據處理機構、控制機構和執行機構組成。激光視覺傳感器包括一個 CCD 攝像機和一個半導體激光器 ; 數據處理機構包括圖像采集卡和工業控制計算機 ; 控制機構包括 PLC 和步進電機驅動器等 ; 執行機構包括一套定位滑板、一臺步進電機和連接機構。系統利用激光視覺傳感器實時獲得焊縫圖像 ; 工業控制計算機通過專用軟件處理求得圖像特征點 , 從而計算出焊縫偏差、寬度、錯邊等參數 , 然后通過 PLC 發出控制指令 , 使驅動器驅動步進電機 , 帶動滑板和探頭架回到正確位置。

焊縫超聲波探傷激光自動跟蹤系統在設計制造過程中充分考慮了現場情況 , 激光視覺傳感器采用的設備抗干擾性高 , 工作穩定可靠 ; 數據處理機構和控制機構均采用工業專用設備 , 通用性好 ,故障率低 , 維護方便 ; 執行機構采用進口滾珠絲杠和直線導軌 , 精度高 , 堅固耐用 , 防塵性能良好。

超聲波探頭架

(1) 探頭調整裝置采用機床轉臺旋轉方式 ,控制精度可達 0.1° , 可以根據成型角的不同旋轉整個探頭架 , 以適應不同成型角的焊管檢測。

(2) 每個探頭的拐臂采用滾珠絲杠來調節前后距離 , 且有標尺 , 使距離調節重復精度達到了0.1mm, 實現了探頭與焊縫距離的連續調節 , 確保探頭調節到最佳的位置 , 有效地減少了操作人員的調節時間和勞動強度。

(3) 這套探頭架最多可以攜帶8個通道的探頭 , 各通道分別由單獨氣缸控制 , 可以使探頭根據焊管的弧度有不同的下壓高度和力度 , 保證了探頭與焊管的良好耦合。

(4) 通過氣路系統單獨控制每組探頭的下壓力和起落距離 , 可以保證探傷盲區小于 200mm 。

超聲波探傷儀器

探傷儀器和探頭是超聲波探傷的核心 , 目前國內普遍使用的探傷儀器是數字化探傷儀。

(1) 儀器探傷重復頻率能達到2KHz, 可以保持探傷儀在高速探傷時充足的聲束覆蓋率 , 保持探傷波形連續性 , 避免缺陷漏檢。數據傳輸速度每秒30兆以上 , 可以保證波形傳輸在高重復頻率和高采樣頻率下順暢進行。

(2) 探傷儀界面左半部可以查看各個通道工作時的波形及參數 ,右半部可以記錄所有通道的波形。使用這種方式結合編碼器可以對缺陷的位置準確定位 , 保證探傷準確定性。

(3) 能較好地記錄探傷曲線圖 , 便于缺陷判斷及分析研究。

(4) 具備波形分析系統 , 探測樣管的探傷儀界面圖錄超聲波在焊管焊縫內的反射波形 , 可以在檢驗完成以后進行離線分析。通過移動鼠標可以查看任意時刻的探傷波形 , 便于操作人員根據波形進行分析定性。

(5) 具備探傷曲線報告打印功能。

由于超聲波探傷儀器內部信號較弱 , 故需進行抗干擾設計。首先 , 該探傷儀器與自動跟蹤系統的電源要獨立 , 而且在電源的輸入端都加合適的濾波器 , 這樣能有效地解決因共用 1 個電源系統而使伺服電機產生的電源高諧波對探傷儀器的干擾 ; 其次 , 專門制作地極 , 系統設備都要可靠接地 , 并要使設備對地電阻小于 4 Ω ; 再者 , 在電路設計上應充分考慮到抗干擾能力 , 所使用的電纜電線盡可能都使用屏蔽線。有了以上抗干擾措施 , 儀器能很好的運行。