寬厚板超聲波自動(dòng)探傷系統(tǒng)溫度檢測(cè)的改進(jìn)

仝強(qiáng) 王志春

摘 要：本文介紹了包鋼薄板廠寬厚板生產(chǎn)線超聲波自動(dòng)探傷系統(tǒng)的組成、工藝與問(wèn)題。針對(duì)溫度檢測(cè)導(dǎo)致的探傷結(jié)果的誤差，通過(guò)對(duì)硬件、軟件方面的改進(jìn)，最后達(dá)到解決問(wèn)題的目的。

關(guān)鍵詞：超聲波探傷 溫度 檢測(cè) 改進(jìn)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU834 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）02（a）-0020-01

超聲波探傷作為一種重要的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，是目前對(duì)中厚鋼板內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)判定的主要手段，它也是代表中厚鋼板廠技術(shù)裝備水平先進(jìn)程度的重要標(biāo)志之一。包鋼薄板廠寬厚板超聲波自動(dòng)探傷系統(tǒng)自投入使用以來(lái)，已經(jīng)成為我廠生產(chǎn)線上不可缺少的一道工序，但由于受到我廠環(huán)境等因素的影響，原有測(cè)溫系統(tǒng)誤差很大，這樣給探傷結(jié)果帶來(lái)了較大的干擾，因此，超聲波自動(dòng)探傷系統(tǒng)溫度檢測(cè)的改進(jìn)對(duì)我廠產(chǎn)品質(zhì)量的認(rèn)定具有十分重要的意義。

1 寬厚板超聲波自動(dòng)探傷系統(tǒng)組成

整個(gè)超聲波自動(dòng)探傷系統(tǒng)由PLC、儀表、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)三部分組成。

PLC系統(tǒng)采用西門(mén)子S7-300，用于對(duì)探傷設(shè)備本體進(jìn)行自動(dòng)順序控制、位置控制和速度控制，同時(shí)通過(guò)與輥道PLC的通訊，可實(shí)現(xiàn)與輥道的連鎖控制。

儀表系統(tǒng)具有信號(hào)的采集，A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)字信號(hào)處理等功能。

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)用于對(duì)從儀表系統(tǒng)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)一步評(píng)判并顯示探傷結(jié)果、保存設(shè)備校準(zhǔn)結(jié)果、保存設(shè)備設(shè)定參數(shù)、生成探傷報(bào)告等，同時(shí)它還具有探傷標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)管理、探傷結(jié)果數(shù)據(jù)保存等功能。

2 寬厚板超聲波自動(dòng)探傷工藝

當(dāng)鋼板經(jīng)過(guò)前道工序切頭切邊后進(jìn)入超聲波探傷區(qū)域，在入口識(shí)別處停止。經(jīng)入口高溫計(jì)的溫度檢測(cè)并送入系統(tǒng)比較，若符合系統(tǒng)要求則輥道傳送鋼板進(jìn)行探傷。鋼板依次經(jīng)過(guò)入口測(cè)長(zhǎng)裝置，板體探傷小車(chē)A，板體探傷小車(chē)B，邊部探傷小車(chē)，出口測(cè)長(zhǎng)裝置，出口光柵，完成對(duì)鋼板的探傷。

3 寬厚板超聲波自動(dòng)探傷系統(tǒng)存在的問(wèn)題

在三年多的生產(chǎn)實(shí)踐中，超聲波自動(dòng)探傷系統(tǒng)存在漏檢的現(xiàn)象。同一塊鋼板，若板溫在100℃時(shí)探傷板溫在環(huán)境溫度下的探傷結(jié)果相比較，這說(shuō)明溫度對(duì)探傷結(jié)果有很大的影響。

4 寬厚板超聲波自動(dòng)探傷系統(tǒng)溫度檢測(cè)的改進(jìn)

原系統(tǒng)入口處安裝一臺(tái)紅外測(cè)溫計(jì)測(cè)量鋼板表面溫度。由于我廠環(huán)境惡劣，受到現(xiàn)場(chǎng)水蒸氣、板坯表面的氧化鐵皮與油污等不確定因素對(duì)測(cè)溫高溫計(jì)的影響，導(dǎo)致測(cè)溫裝置的誤差很大，因此，急需對(duì)原系統(tǒng)的測(cè)溫裝置進(jìn)行改進(jìn)。

4.1 改進(jìn)方案描述

原系統(tǒng)采用一臺(tái)高溫計(jì)測(cè)量板坯溫度。現(xiàn)再加高溫計(jì)，分別對(duì)板坯上表面三個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)溫。增加的檢測(cè)元件關(guān)鍵在于，三臺(tái)測(cè)溫儀能夠真實(shí)，穩(wěn)定測(cè)溫，同時(shí)減少維護(hù)量甚至達(dá)到免維護(hù)狀態(tài)。因此，我們選用德國(guó)HEITRONICS公司的CT09高溫計(jì)。該高溫計(jì)具有精度高、采樣速度快、環(huán)境溫度要求低、防護(hù)等級(jí)高、可靠性好、體積小易于安裝的優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)場(chǎng)采取不銹鋼護(hù)套固定在鋼結(jié)構(gòu)支架上，護(hù)套全密封，壓縮空氣吹掃，使高溫計(jì)測(cè)溫端避免污染，增加維護(hù)周期，降低維護(hù)量，以及有效的將高溫計(jì)探頭前的水蒸氣吹掃掉。信號(hào)采集是在原有ET200站基礎(chǔ)上擴(kuò)展模擬量輸入模塊，現(xiàn)場(chǎng)電纜敷設(shè)，將增加的高溫計(jì)信號(hào)采集回PLC，軟件上增加數(shù)據(jù)處理功能。

4.2 改進(jìn)方案組成

硬件組成：紅外式高溫計(jì)，不銹鋼探頭保護(hù)套，鋼結(jié)構(gòu)支架，模擬量輸入模塊，屏蔽電纜，氣管、閥組等附件。

軟件設(shè)計(jì)：原系統(tǒng)采用西門(mén)子模擬量輸入模板，接收測(cè)量鋼板的溫度信號(hào)，經(jīng)過(guò)量程轉(zhuǎn)換后，得出實(shí)測(cè)溫度數(shù)據(jù)。目前增加兩個(gè)高溫計(jì)，增加一個(gè)西門(mén)子6ES7 134-4GB11-0AB0模擬量輸入模板，這樣就可以采集到三個(gè)高溫計(jì)不同點(diǎn)所測(cè)的溫度信號(hào)。

當(dāng)板坯進(jìn)入超聲波探傷入口時(shí)，PLC開(kāi)始實(shí)時(shí)采集模擬量通道的數(shù)據(jù)。當(dāng)產(chǎn)生溫度的信號(hào)大于門(mén)檻值開(kāi)始正跳變并且持續(xù)一段時(shí)間，發(fā)出鋼坯來(lái)臨的信號(hào)時(shí)PLC開(kāi)始進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取和保存的任務(wù)，記錄規(guī)定時(shí)間段內(nèi)的溫度數(shù)據(jù)。同時(shí)PLC轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)分析和處理任務(wù)，其中包括數(shù)據(jù)篩選、大小排序、計(jì)算溫度平均值。最后進(jìn)行溫度比較，如果數(shù)值大于規(guī)定數(shù)值，則在WINCC上產(chǎn)生報(bào)警，停止探傷工序，提醒操作人員進(jìn)行處理，如圖1PLC順序控制圖所示。

5 結(jié)語(yǔ)

寬厚板超聲波自動(dòng)探傷的測(cè)溫系統(tǒng)自2013年改進(jìn)完成運(yùn)行至今，表現(xiàn)了強(qiáng)大的穩(wěn)定性、可靠性、準(zhǔn)確性，有效的解決了由于我廠的環(huán)境惡劣造成的測(cè)溫誤差而導(dǎo)致的對(duì)探傷結(jié)果的影響和產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)定準(zhǔn)確性的偏差，提高了生產(chǎn)的穩(wěn)定性和設(shè)備精度。

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