螺旋焊管焊缝超声波自动探伤系统说明

超声波探伤是焊管焊缝质量检测的重要手段，焊缝超声波探伤时 , 为了对焊缝的轨迹自动跟踪 , 探头架始终处于焊缝的正上方。该系统利用激光视觉技术对焊缝轨迹进行检测 , 采用工控机和运动控制部件协同工作 , 可达到脱离人工控制、自动跟踪焊缝、调整探头架到达正确位置的目的。

焊缝超声波探伤激光自动跟踪系统由激光视觉传感器、数据处理机构、控制机构和执行机构组成。激光视觉传感器包括一个 CCD 摄像机和一个半导体激光器 ; 数据处理机构包括图像采集卡和工业控制计算机 ; 控制机构包括 PLC 和步进电机驱动器等 ; 执行机构包括一套定位滑板、一台步进电机和连接机构。系统利用激光视觉传感器实时获得焊缝图像 ; 工业控制计算机通过专用软件处理求得图像特征点 , 从而计算出焊缝偏差、宽度、错边等参数 , 然后通过 PLC 发出控制指令 , 使驱动器驱动步进电机 , 带动滑板和探头架回到正确位置。

焊缝超声波探伤激光自动跟踪系统在设计制造过程中充分考虑了现场情况 , 激光视觉传感器采用的设备抗干扰性高 , 工作稳定可靠 ; 数据处理机构和控制机构均采用工业专用设备 , 通用性好 ,故障率低 , 维护方便 ; 执行机构采用进口滚珠丝杠和直线导轨 , 精度高 , 坚固耐用 , 防尘性能良好。

超声波探头架

(1) 探头调整装置采用机床转台旋转方式 ,控制精度可达 0.1° , 可以根据成型角的不同旋转整个探头架 , 以适应不同成型角的焊管检测。

(2) 每个探头的拐臂采用滚珠丝杠来调节前后距离 , 且有标尺 , 使距离调节重复精度达到了0.1mm, 实现了探头与焊缝距离的连续调节 , 确保探头调节到最佳的位置 , 有效地减少了操作人员的调节时间和劳动强度。

(3) 这套探头架最多可以携带8个通道的探头 , 各通道分别由单独气缸控制 , 可以使探头根据焊管的弧度有不同的下压高度和力度 , 保证了探头与焊管的良好耦合。

(4) 通过气路系统单独控制每组探头的下压力和起落距离 , 可以保证探伤盲区小于 200mm 。

超声波探伤仪器

探伤仪器和探头是超声波探伤的核心 , 目前国内普遍使用的探伤仪器是数字化探伤仪。

(1) 仪器探伤重复频率能达到2KHz, 可以保持探伤仪在高速探伤时充足的声束覆盖率 , 保持探伤波形连续性 , 避免缺陷漏检。数据传输速度每秒30兆以上 , 可以保证波形传输在高重复频率和高采样频率下顺畅进行。

(2) 探伤仪界面左半部可以查看各个通道工作时的波形及参数 ,右半部可以记录所有通道的波形。使用这种方式结合编码器可以对缺陷的位置准确定位 , 保证探伤准确定性。

(3) 能较好地记录探伤曲线图 , 便于缺陷判断及分析研究。

(4) 具备波形分析系统 , 探测样管的探伤仪界面图录超声波在焊管焊缝内的反射波形 , 可以在检验完成以后进行离线分析。通过移动鼠标可以查看任意时刻的探伤波形 , 便于操作人员根据波形进行分析定性。

(5) 具备探伤曲线报告打印功能。

由于超声波探伤仪器内部信号较弱 , 故需进行抗干扰设计。首先 , 该探伤仪器与自动跟踪系统的电源要独立 , 而且在电源的输入端都加合适的滤波器 , 这样能有效地解决因共用 1 个电源系统而使伺服电机产生的电源高谐波对探伤仪器的干扰 ; 其次 , 专门制作地极 , 系统设备都要可靠接地 , 并要使设备对地电阻小于 4 Ω ; 再者 , 在电路设计上应充分考虑到抗干扰能力 , 所使用的电缆电线尽可能都使用屏蔽线。有了以上抗干扰措施 , 仪器能很好的运行。