一種新式鋼管的X射線檢測系統(tǒng)

張歡 ，田冰

（1.亞泰集團(tuán)丹東交通水泥有限公司，遼寧 丹東 118000；2.沈陽工業(yè)大學(xué)，遼寧 沈陽 110000）

傳統(tǒng)X射線檢測膠片損耗高，效率低本設(shè)計(jì)能夠?qū)Ζ?5～φ102mm范圍直焊縫鋼管不同管徑進(jìn)行缺陷的檢測，該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)功能多、移動(dòng)定位精度高、智能性高、適用性強(qiáng)及高效率等優(yōu)點(diǎn)。采用《固定式和移動(dòng)式工業(yè)X射線探傷機(jī)》《電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)》《工業(yè)X射線探傷放射衛(wèi)生防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)》《500kV以下工業(yè)X射線探傷機(jī)防護(hù)規(guī)則》《機(jī)電產(chǎn)品包裝通用技術(shù)條件》最新國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，使無損檢測設(shè)備的設(shè)計(jì)符合系列化、通用化、模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化等原則，以滿足對設(shè)備快速、靈敏、精確和適應(yīng)惡劣環(huán)境條件下的檢測工作需要。

1 設(shè)備總體技術(shù)指標(biāo)

（1）適用檢測范圍：直徑φ25～φ102mm；壁厚2mm，長度6.2m。

（2）檢測速度：2～4m/min可調(diào)；系統(tǒng)靜態(tài)靈敏度：2.0%。

（3）圖像質(zhì)量：滿足《工業(yè)X射線圖像增強(qiáng)器電視系統(tǒng)技術(shù)條件JBT 5453-2004》的要求。

（4）X射線探傷機(jī)容量：160kV，10mA;X射線探傷機(jī)頻率：40kHz。

（5）最大穿透能力（標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)拍片法）：29mm Fe;工業(yè)電視最大穿透：20mm Fe。

（6）冷卻方式：采用封閉式循環(huán)，強(qiáng)制風(fēng)冷卻油方式，外設(shè)溫度顯示，連續(xù)工作。

1.1 高頻X射線機(jī)系統(tǒng)

X射線機(jī)主要配置如圖1、表1所示。

2 機(jī)械方案概述

機(jī)械設(shè)備由160KV射線機(jī)、6寸圖像增強(qiáng)器鉛房、鋼管輸送線組成。整套方案為完成外徑φ25～φ102mm，厚度0.6～2mm。主射線方向，鉛房的鉛厚7mm。散射線方向，鉛厚5mm。鋼管輸送線與鉛房連接部分采用護(hù)板形式，保證阻擋散射線在鉛房內(nèi)。射線管采用管頭光柵形式。射線管、圖像增強(qiáng)器均有鉛板的防護(hù)罩。以上防護(hù)符合《GBZ117-2006 無損檢測儀器 工業(yè)X射線探傷放射衛(wèi)生防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)》。

表1 X射線機(jī)主要配置表

圖1 X射線機(jī)主要配置圖

2.1 設(shè)備參數(shù)及檢測流程

2.1.1 技術(shù)參數(shù)

鉛房尺寸：長1120mm，寬920mm（最寬處1380mm）高1740mm（地腳高600mm）門口尺寸：700mm×1400mm。

2.1.2 檢測說明

（1）被檢測鋼管通過鉛房鋼管輸送線沿圖2,3所示X向進(jìn)入鉛房，鋼管的焊縫經(jīng)過射線源與圖像增強(qiáng)器進(jìn)行檢測，被檢測的鋼管通過鋼管輸送線輸出鉛房。

圖2

圖3

（2）通過調(diào)整旋轉(zhuǎn)滾的間距，使得設(shè)備能適應(yīng)φ25～φ102mm范圍直焊縫鋼管檢測。

（3）鋼管輸送線配備多個(gè)電機(jī)，用于傳輸。

（4）鋼管通過檢測線檢測，合格鋼管由輸出線的轉(zhuǎn)動(dòng)推動(dòng)進(jìn)入輸送線左側(cè)合格品區(qū)。不合格鋼管被輸出線的轉(zhuǎn)推向右側(cè)，進(jìn)入不合格品區(qū)，完成檢測。

（5）根據(jù)被檢測的鋼管直徑不同，射線管和圖像增強(qiáng)器可上下移動(dòng)調(diào)整，鋼管行進(jìn)方向的中心線與射線管的中心線垂直。

2.2 設(shè)備細(xì)節(jié)展示

圖4

設(shè)備鉛房門打開時(shí)如圖6示。射線管安裝在鉛門上，使得設(shè)備更加精巧。

圖5 圖像增強(qiáng)器與射線管的間距調(diào)整

圖6

2.3 進(jìn)料、出料輸送線

（1）輸送線的旋轉(zhuǎn)滾采用可調(diào)整間距形式，能適應(yīng)φ25mm、φ102的鋼管檢測，如圖7。

（2）進(jìn)料流水線的采用多組旋轉(zhuǎn)滾，多個(gè)電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)滾旋轉(zhuǎn)保證被檢測工件穩(wěn)定、順暢進(jìn)入檢測室，如圖8。

圖7

（3）出料流水線可實(shí)現(xiàn)合格的鋼管推動(dòng)到合格品區(qū)，不合格鋼管被推移到不合格工位的功能，如圖9。

圖8

圖9

輸出線如圖10所示,當(dāng)鋼管檢測完畢，完全被推到輸出線上，判定為合格品的鋼管被推動(dòng)到輸送線左側(cè)的合格品區(qū)。判定不合格的鋼管，由氣缸推動(dòng)輸送線翻轉(zhuǎn)板升起，將鋼管推到檢測線右側(cè)的不合格品區(qū)。

圖10

①當(dāng)鋼管檢測完畢后，鋼管電動(dòng)推出鉛房進(jìn)入輸送線，判定檢測合格的鋼管被氣缸推動(dòng)的翻轉(zhuǎn)板推進(jìn)輸送線左側(cè)合格品區(qū)。

②當(dāng)判定為不合格鋼管進(jìn)入輸送線后，氣缸推動(dòng)翻轉(zhuǎn)板運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)不合格的鋼管進(jìn)入輸送線右側(cè)的不合格區(qū)。

③鋼管輸送線的固定板與翻轉(zhuǎn)板呈一定角度，保證鋼管進(jìn)入輸送線后，不會(huì)自行滾落，保證安全。

3 電氣控制系統(tǒng)

（1）控制核心采用可編程控制器（PLC）來作系統(tǒng)控制。

（2）控制程序設(shè)計(jì)時(shí)，首先是滿足基本的檢測要求，系統(tǒng)控制可作獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)；流水線上下料的控制，采用操作面板按鈕，正反向均可手動(dòng)控制。

圖11

（3）由于采用的自動(dòng)控制檢測的方法，為防止發(fā)生失控，設(shè)備還配有緊急急停按鈕，若有意外發(fā)生，及時(shí)按下。另外，針對X射線探傷檢測的特殊要求，在檢測室的防護(hù)門上安裝與X射線互鎖的保護(hù)開關(guān)，如果鉛門打開則無法開啟高壓射線機(jī)，對使用設(shè)備的用戶提供安全可靠的保護(hù)。此外，配有射線指示燈。

圖12

4 結(jié)語

此系統(tǒng)可以在繁雜工況下，對直焊縫鋼管不同管徑高效率進(jìn)行缺陷的實(shí)時(shí)成像檢測,自動(dòng)化程度高,可廣泛推廣使用。