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無逢鋼管在線超聲波自動(dòng)測(cè)厚裝置研制

作者：山東坤越金屬制品有限公司 來源： 日期：2015-5-22 13:35:49

 攀鋼集團(tuán)成都鋼鐵有限責(zé)任公司是國內(nèi)無縫鋼管的主要生產(chǎn)廠家，其產(chǎn)品規(guī)格梯度大，產(chǎn)品終端用戶復(fù)雜，主要涉及石油、電力、化工、冶金機(jī)械等行業(yè)，壁厚是無縫鋼管極為重要的特征參數(shù)之一，同時(shí)也是鋼管生產(chǎn)廠家首要控制并給予用戶保證的參數(shù)。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，這些行業(yè)對(duì)無縫鋼管出廠前的壁厚測(cè)量均有不同程度的要求。為了滿足使用需要，應(yīng)該在生產(chǎn)線上配置鋼管壁厚全長全截面自動(dòng)檢測(cè)裝置。對(duì)國內(nèi)外無縫鋼管壁厚檢測(cè)技術(shù)，特別是在線測(cè)厚技術(shù)設(shè)備的研究開發(fā)和使用現(xiàn)狀研究表明：無縫鋼管在線測(cè)厚技術(shù)國內(nèi)研究處于起步階段，但還沒有成型的產(chǎn)品和應(yīng)用，目前少量使用國外進(jìn)口設(shè)備，使用條件和范圍受到限制，而且價(jià)格較高。國外研究開發(fā)和應(yīng)用已相對(duì)較多，其開發(fā)的全長全截面超聲波在線測(cè)厚設(shè)備主要采用鋼管直行與探頭旋轉(zhuǎn)相結(jié)合的方法進(jìn)行測(cè)厚，只有極少數(shù)采用鋼管螺旋前進(jìn)與探頭靜止相結(jié)合的方法進(jìn)行測(cè)厚。優(yōu)點(diǎn)是：測(cè)量儀器探頭和通道數(shù)量少，可以降低測(cè)量部件的成本。缺點(diǎn)是：對(duì)被檢鋼管的規(guī)格、尺寸及形狀精度要求高，機(jī)械設(shè)計(jì)難度大，機(jī)械加工精度要求高，信號(hào)拾取難度大，大大增加了機(jī)械部件的設(shè)計(jì)、制造成本和維護(hù)成本。而國內(nèi)生產(chǎn)的鋼管普遍規(guī)格復(fù)雜、尺寸及形狀精度較差。顯然，直接從國外引進(jìn)全長全截面超聲波在線測(cè)厚設(shè)備，既不經(jīng)濟(jì)也不能滿足使用要求。針對(duì)攀鋼集團(tuán)成都鋼鐵有限責(zé)任公司無縫鋼管實(shí)際生產(chǎn)狀況和要求，自主開發(fā)的無縫鋼管全長全截面在線超聲波自動(dòng)測(cè)厚裝置。特點(diǎn)是采用探頭靜止、鋼管直行的核心技術(shù)方案，使原本復(fù)雜的系統(tǒng)得以簡化，具有制造、安裝方便，使用可靠性高及維護(hù)簡單，在測(cè)量信號(hào)拾取上無需特殊技術(shù)，而且適用鋼管規(guī)格、尺寸及形狀精度范圍較寬，具有新穎性和實(shí)用性。自主開發(fā)的無縫鋼管全長全截面在線超聲波自動(dòng)測(cè)厚裝置主要包括機(jī)械系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)、噴標(biāo)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)和系統(tǒng)軟件等五個(gè)部分。本文著重論述該裝置研制中機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問題。機(jī)械系統(tǒng)主要由底座、導(dǎo)向輸送輥機(jī)構(gòu)、壓緊輥機(jī)構(gòu)、壓緊輥升降機(jī)構(gòu)、測(cè)距輪機(jī)構(gòu)、超聲波測(cè)厚裝置及超聲波測(cè)厚裝置調(diào)整機(jī)構(gòu)組成。所有機(jī)構(gòu)都安裝在底座上，使用時(shí)整體裝在生產(chǎn)線上。在機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，創(chuàng)造了多項(xiàng)簡單實(shí)用的技術(shù)或機(jī)構(gòu)—自適應(yīng)壓下機(jī)構(gòu)、測(cè)厚葙浮動(dòng)機(jī)構(gòu)、同步升降機(jī)構(gòu)、水密封技術(shù)等，設(shè)計(jì)巧妙實(shí)用，提高了裝置工作的可靠性、適應(yīng)性，擴(kuò)大了檢測(cè)范圍，滿足了不同規(guī)格無縫鋼管壁厚檢測(cè)的要求，降低了對(duì)無縫鋼管尺寸及現(xiàn)狀精度要求，使裝置的設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)行維護(hù)成本大為降低。論文還簡單介紹了其它系統(tǒng)的主要組成和工作原理。水循環(huán)系統(tǒng)主要功能是使水中的空氣充分逸出，實(shí)現(xiàn)了低壓大流量的進(jìn)水方式，，保證超聲波信號(hào)拾取準(zhǔn)確；噴標(biāo)系統(tǒng)由噴罐、位置調(diào)整、電動(dòng)壓頭等構(gòu)成，由PLC控制，自動(dòng)手動(dòng)均可，其主要作用是對(duì)超標(biāo)點(diǎn)噴漆標(biāo)識(shí)；控制系統(tǒng)采用PLC為核心的控制方式，由PLC、傳感器、各類輸入／輸出元件以及相關(guān)的驅(qū)動(dòng)單元構(gòu)成；測(cè)量系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為核心，由數(shù)據(jù)采集與信號(hào)分析處理系統(tǒng)(測(cè)量站)、數(shù)據(jù)通訊、監(jiān)測(cè)站(又稱上位機(jī)或服務(wù)器)以及控制系統(tǒng)構(gòu)成。整體控制和顯示系統(tǒng)完全利用了計(jì)算機(jī)，穩(wěn)定、可靠、直觀、先進(jìn)。其中在傳感器設(shè)計(jì)制做、測(cè)量軟件、水密封方式等關(guān)鍵技術(shù)上有突破。所研制的裝置經(jīng)制造、安裝、調(diào)試，然后進(jìn)行空載試車和實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用試驗(yàn)。結(jié)果表明自主開發(fā)的無縫鋼管全長全截面在線超聲波自動(dòng)測(cè)厚性能指標(biāo)達(dá)到技術(shù)協(xié)議和設(shè)計(jì)要求，驗(yàn)收合格。研制是成功的，用戶滿意。所研制的裝置國內(nèi)外均未見主要技術(shù)特點(diǎn)類同的相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，具有新穎性。該裝置是一套集多學(xué)科于一體的綜合檢測(cè)系統(tǒng)，與國內(nèi)外同類技術(shù)相比，具有故障率低可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，在研制、運(yùn)行本和維護(hù)成本上具有明顯優(yōu)勢(shì)。該裝置除在鋼管生產(chǎn)廠家在線使用，也可離線使用，對(duì)于鋼管產(chǎn)品的終端用戶而言，也有較好的使用價(jià)值。同時(shí)與國外設(shè)備相比，該套裝置無論從適應(yīng)性還是價(jià)格上都具有優(yōu)良的競爭優(yōu)勢(shì)，因此本文所開發(fā)的無縫鋼管全長全截面在線超聲波自動(dòng)測(cè)厚裝置具有良好的市場(chǎng)前景。 

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