[发明专利]一种基于移动龙门架式的弯曲钢管超声波自动探伤系统

说明书

技术领域

    本发明涉及一种弯曲钢管超声波自动探伤系统，尤其涉及一种基于移动龙门架式的弯曲钢管超声波自动探伤系统。

背景技术

弯曲钢管是油气长输送管道的重要组成部分，长输管道通过许多地形复杂、气候条件恶劣的地区， 因此，在管道敷设中需要使用大口径热煨弯管。近20年来，弯管在国内外大直径、高压油气输送管线中得到越来越广泛的使用。适用于不同工况环境的大直径、厚壁、低温、高压弯管的应用研究也在不断深入，并且取得了一些工程应用成果，弯管的应用领域也越来越广泛。

弯管在使用中受力状态复杂，且在弯制过程中工艺难度大，影响质量性能的因素多，弯管的制造及其质量（包括力学性能和尺寸极限偏差等方面）的优劣，直接影响到油气输送管道的安全、可靠性和投资经济效益。如果安全可靠性差，管道将会发生爆炸破裂，导致生命财产严重受损。造成恶劣的社会影响也是难以估计的；如在弯管制作中产生废品，也将会造成重大的经济损失。因此，对弯管在生产制造过程中采用合理的无损检测方法进行产品质量控制是十分必要的。

无损检测作为弯管生产中必不可少的一个环节，对于在弯管生产过程中及时发现缺陷，保证弯管的生产质量有着重要作用，国家有关部门要求生产企业必须按照产品标准开展高压弯管的检测。目前的检测系统可对直管进行自动连续和点动探伤检测，但是长期以来，在国内相关石油管道生产行业内，弯管无损检测基本都采用人工作业方式进行检测，在工人用手工方式完成磁粉检测后再使用便携式超声检测仪进行检测，对弯管的检测结果仍然停留在经验和各种图表上，不仅过程繁琐，工作量大，检测效率低，而且受制于人的主观性影响，对于检测缺陷的及时发现也存在一定的误判。传统的弯管手动检测方法和检测仪器无论在检测速度还是检测精度上都无法满足企业大批量的弯管生产要求，而大口径弯管的自动检测系统的研发在国内外却依然处于空白状态，因此，十分有必要开发一套大型弯管超声波自动化无损检测系统。

发明内容

针对弯曲钢管检测中普遍使用便携式超声检测仪进行人工无损检测的现状，本发明的目的在于提供一种基于移动龙门架式的弯曲钢管超声波自动探伤系统。

本发明采用的技术方案是：

本发明包括移动龙门架式进给机构，两套结构相同的弯管超声波检测机构以及弯管保持底座；

移动龙门架式进给机构：包括移动式龙门架、进给气动伸缩杆、传动蜗杆、传动蜗轮、传动杆、电机安装板、调整轨道和进给伺服电机；移动式龙门架关于待检测弯管中心轴线对称放置，移动式龙门架的一侧通过定位销和进给气动伸缩杆的一端连接，传动杆的一端垂直固连在进给气动伸缩杆的另一端，传动杆的另一端能绕电机安装板上的孔转动，传动蜗轮安装在传动杆上，进给伺服电机安装在电机安装板上，传动蜗轮与安装在进给伺服电机上的传动蜗杆啮合，电机安装板安装在调整轨道上，移动式龙门架两侧底部各装有绕竖直方向无限旋转的滚轮；

两套结构相同的弯管超声波检测机构：均包括检测滑块、梯形丝杠、检测伺服电机、检测气动伸缩杆、超声探头架绕管材回转机构和链式超声探头架；检测滑块分别安装在移动式龙门架两内侧的竖直滑动轨道上，嵌入龙门架立柱内的检测滑块部分的螺纹孔与梯形丝杠形成螺旋副，梯形丝杠与安装在移动式龙门架立柱下部的检测伺服电机连接，检测气动伸缩杆的一端安装在检测滑块上，检测气动伸缩杆的另一端与超声探头架绕管材回转机构形成转动副，链式超声探头架两端分别通过弹性皮筋与超声探头架绕管材回转机构连接；

弯管保持底座：包括一组均由液压缸、液压活塞杆以及安装在液压活塞杆上的V型支撑架构成的液压支撑架。

所述的链式超声探头架由多个探头安装架通过弹性皮筋串接而成，每个探头安装架内均安装一个四通道的超声波检测探头。

本发明的有益效果是：

1、能够实现对弯管曲率半径为6D（D为弯管外壁直径），弯管外壁直径为600~1200mm，管长为2~5m的大型弯曲钢管进行超声波自动检测。

2、链式超声探头架通过配置使用横波斜探头和纵波直探头可实现对管材的轴向缺陷、周向缺陷和分层缺陷进行无损检测。

3、采用移动式龙门架沿弯管轴向进给，链式超声探头架在弯管表面作周向运动进行检测的方法，探伤系统的进给和检测运动相互独立，运动控制实现较简单。

4、在将待检测弯管放置到弯管保持底座上之后，探伤系统的进给和检测过程均在计算机控制下自动进行，检测软件可根据接收的超声回波信号自动发现和定位缺陷，从而大大提高了弯管超声波检测效率，降低了工人的劳动强度。

附图说明