一種鋼管自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備的快速校驗(yàn)方法

蘇景富，成 蕾，馬 謙，汪 超

（渤海裝備南京巨龍鋼管有限公司，江蘇南京 210061）

1 設(shè)備介紹

德國(guó)KD 超聲波串列式焊縫探傷裝置，24 通道數(shù)字全自動(dòng)超聲波自動(dòng)探傷系統(tǒng)，探頭耦合方式采用水柱式，不受焊縫形貌、鋼管表面質(zhì)量狀況影響，干擾少、靈敏度高。不同的探頭布置方式，可實(shí)現(xiàn)100%全焊縫的縱向缺陷、橫向缺陷和焊縫兩側(cè)熱影響區(qū)分層缺陷的檢測(cè)；管端盲區(qū)小于100 mm，尤其對(duì)焊縫微裂紋具有很高的檢出靈敏度，能顯示每個(gè)通道對(duì)樣管的校驗(yàn)記錄和生產(chǎn)檢驗(yàn)中各通道對(duì)每根鋼管的探傷結(jié)果；大壁厚鋼管探傷時(shí)采用串列式探頭，可對(duì)焊縫中心未焊透缺陷進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)外全壁厚和熱影響區(qū)范圍的檢測(cè)。該設(shè)備具有激光自動(dòng)跟蹤、探傷準(zhǔn)確率高、缺陷定位精度高、穩(wěn)定性好、實(shí)時(shí)存儲(chǔ)探傷記錄、打印探傷曲線、缺陷自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)噴標(biāo)定位等特點(diǎn)，可加裝特定探頭進(jìn)行相控陣探傷，實(shí)現(xiàn)C 掃描等更高精度更精細(xì)的斷面逐層探傷。該探傷系統(tǒng)通過(guò)軟件智能可實(shí)現(xiàn)對(duì)每一支鋼管探傷曲線實(shí)時(shí)記錄、保存和出具報(bào)告功能，圖1 為24 通道數(shù)字全自動(dòng)超聲波探傷系統(tǒng)。

圖1 24 通道數(shù)字全自動(dòng)超聲波探傷系統(tǒng)

2 標(biāo)準(zhǔn)要求

API 標(biāo)準(zhǔn)要求，利用超聲波或電磁原理，并能夠連續(xù)不斷地檢測(cè)鋼管的焊縫外表面和/或內(nèi)表面的設(shè)備均可使用，所使用的超聲波或電磁設(shè)備應(yīng)完好，自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)配有噴標(biāo)及自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，用以發(fā)現(xiàn)缺陷及監(jiān)視探頭與鋼管表面之間的耦合情況，并具備記錄功能。作為對(duì)比刻槽或鉆孔的對(duì)比標(biāo)樣應(yīng)按表1 和圖2規(guī)定有一個(gè)或多個(gè)機(jī)械加工刻槽或一個(gè)或多個(gè)徑向鉆孔。

表1 對(duì)比用刻槽和鉆孔

3 設(shè)備快速校驗(yàn)方法

（1）調(diào)試開始前必須檢查壓縮空氣、PLC、水循環(huán)泵、工控機(jī)工作是否正常。確認(rèn)正常后把所有探頭落下，檢查各探頭擰緊旋鈕是否松動(dòng)，探頭角度是否變動(dòng)，如有變化及時(shí)恢復(fù)，以免給調(diào)試帶來(lái)不必要的阻礙，探頭角度調(diào)整見圖3，探頭角度調(diào)整原理見圖4。

圖3 探頭角度調(diào)整查詢表

圖4 探頭角度調(diào)整原理

（2）準(zhǔn)備工作完成后，將樣管行駛至連探機(jī)架下方進(jìn)行管徑識(shí)別（不同管徑的鋼管都必須重新識(shí)別管徑）。

（3）打開水閥后，先將水管內(nèi)的空氣排空，再檢查水表壓力是否正常，壓力過(guò)小是因?yàn)樗^(guò)濾器被污垢堵塞，應(yīng)及時(shí)將過(guò)濾器拆下清洗，保持水循環(huán)暢通。壓力過(guò)大是因?yàn)楦魈筋^水閥調(diào)節(jié)器數(shù)值調(diào)節(jié)過(guò)大，影響探傷信噪比，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)。

（4）將探頭落至人工刻傷處，打開示波器，對(duì)樣管進(jìn)行調(diào)校。先轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，找到傷波位置；操控小車前后勻速移動(dòng)，確認(rèn)是否為缺陷波；確認(rèn)無(wú)誤后將傷波框入閘門內(nèi)。按照該方法逐個(gè)對(duì)每個(gè)探頭進(jìn)行調(diào)校，完成初調(diào)。

（5）使用氣閥調(diào)節(jié)器調(diào)校，左右兩邊為探頭吹氣閥，中間為焊縫吹氣閥。調(diào)節(jié)儀器時(shí)，氣閥的調(diào)節(jié)十分重要，在探傷過(guò)程中氣的大小決定信噪比的好壞，氣開的過(guò)大信噪比未必好，調(diào)節(jié)氣閥時(shí)應(yīng)在樣管進(jìn)行自動(dòng)探傷時(shí)打開示波器進(jìn)行調(diào)校（小車無(wú)需停止，確保勻速探傷狀態(tài)），如氣閥調(diào)節(jié)過(guò)大會(huì)造成波形抖動(dòng)厲害，虛虛實(shí)實(shí)（有時(shí)在靜止?fàn)顟B(tài)下調(diào)校好樣管，報(bào)傷十分正常，但進(jìn)入自動(dòng)探傷狀態(tài)后發(fā)現(xiàn)先前調(diào)校好的傷波過(guò)低或不見了，此時(shí)表明氣閥打開過(guò)大。如傷波報(bào)警正常，但信噪比較差，雜波跟傷波相差不大，表明氣閥打開過(guò)?。┲虚g焊縫吹氣閥只對(duì)外傷信噪比有影響。

（6）中間焊縫吹氣閥對(duì)焊縫內(nèi)外傷的信噪比調(diào)節(jié)起作用，確保吹氣頭垂直于焊縫。

（7）檢查探頭分水套高度是否合適，分水套與鋼管之間必須有1 mm 的水柱耦合間隙，確保探頭不會(huì)遭到磨損，雜波也相對(duì)較少。如分水套緊貼鋼管，造成分水套磨損過(guò)大，會(huì)對(duì)探頭造成不必要的損傷，且整個(gè)機(jī)架都會(huì)受到影響，長(zhǎng)久下去會(huì)造成機(jī)架和導(dǎo)向桿變形，探頭架無(wú)法正常升起。

（8）調(diào)節(jié)探頭架升降力度，靠前的為探頭架升起力度調(diào)節(jié)器（探頭架升起力度不宜過(guò)大，過(guò)大會(huì)造成探頭架過(guò)早升起，探傷盲區(qū)增大；探頭架升起力度也不宜過(guò)小，過(guò)小會(huì)造成管端雜物刮傷探頭）?？亢鬄樘筋^架下落力度調(diào)節(jié)器，探頭架下落力度過(guò)大會(huì)造成探頭受到強(qiáng)烈撞擊導(dǎo)致角度改變，大大降低探傷準(zhǔn)確度；探頭架下落力度過(guò)小會(huì)造成探頭架落不到位，使探頭與鋼管無(wú)法正常耦合，也會(huì)大大降低探傷準(zhǔn)確度。總之，這兩種調(diào)節(jié)器必須慎重調(diào)節(jié)。氣缸壓力調(diào)節(jié)器一般無(wú)需調(diào)節(jié)，請(qǐng)勿將它與探頭架力度調(diào)節(jié)器混淆。

（9）連接探頭的小導(dǎo)向桿由于靠鋼管探傷面比較近，所以時(shí)常會(huì)有水滴濺入，長(zhǎng)久下去會(huì)造成導(dǎo)向桿生銹，無(wú)法正?；顒?dòng)，必須定期拆卸下清洗、潤(rùn)滑。

（10）光電開關(guān)。當(dāng)鋼管進(jìn)入探傷儀下方時(shí)，兩側(cè)的光電開關(guān)應(yīng)同時(shí)亮起。如有一側(cè)未亮，則表明該側(cè)未檢測(cè)到鋼管，此時(shí)探傷無(wú)法進(jìn)行，設(shè)備會(huì)發(fā)出報(bào)警。應(yīng)適當(dāng)調(diào)節(jié)光電開關(guān)的感應(yīng)距離，同時(shí)檢查鋼管管端是否平行。

4 應(yīng)用效果

在日常生產(chǎn)中，只要按以上要求調(diào)節(jié)保養(yǎng)設(shè)備，無(wú)論檢測(cè)任何管徑的鋼管，都可在0.5 h 內(nèi)完成樣管調(diào)校，并能很好地保持設(shè)備的操控性和穩(wěn)定性。與普通的調(diào)試方法相比，該方法每次節(jié)省校驗(yàn)設(shè)備時(shí)間8 min。按照4 h 校驗(yàn)設(shè)備的規(guī)定，每天可節(jié)省8 min，一根鋼管完成檢測(cè)的時(shí)間約為6 min，每天可以多檢測(cè)8根鋼管，效益可觀。

該樣管調(diào)節(jié)方法的使用，即減少了不必要的調(diào)整時(shí)間，又大大降低了設(shè)備的配件損耗，同時(shí)大幅度提高生產(chǎn)效率，符合公司降本增效的理念。