(水浸式)檢測方案

1、鋁棒旋轉(zhuǎn)探頭前進超聲探傷設備技術方案200mm-600mm鋁棒方案設計書南通歐能達機電科技有限公司2011年12月20日鋁棒在線超聲波探傷方案技術介紹鋁棒在線超聲波探傷裝置：2400000.00（包含全部裝置）16通道鋁棒在線超聲波探傷系統(tǒng)裝置.包含:全數(shù)字電腦型16通道超聲波探傷裝置（含16只超聲波探頭）機械系統(tǒng)1套，含上下料裝置、壓輪調(diào)節(jié)系統(tǒng)、水浸水箱系統(tǒng)等全部探傷需要的機械裝置電氣系統(tǒng)1套，在線探傷需要的全部電氣系統(tǒng)，含自動報警噴標系統(tǒng)機柜方案設計說明概述 本方案設計書系根據(jù)*制管有限公司要求研發(fā)設計編制而成.在編制過程中可能具體條款項目與買方要求內(nèi)容有所不同,有關技術功能根據(jù)賣方的理解

2、汲觀點對部分技術功能做出部分調(diào)整或增加,請諒解.主要性能指標在本設計書中都能找到具體文字、圖表或數(shù)據(jù)形式的描述.本方案設計書作為項目實施的依據(jù), 設計書中由買方給出的內(nèi)容解釋權歸買方,其余解釋權歸賣方.本方案設計書所包含的由賣方給出的所有功能設計、實施方法、技術路線、選型參數(shù)、設計圖形和參數(shù)等全部知識產(chǎn)權由賣方保留,如不能采用此設計書,謝絕各種形式的全部或局部直接或間接的參考、引用、應用.買方提供給賣方的一系列數(shù)據(jù)、參數(shù)賣方同樣有義務保密.系統(tǒng)構成鋁棒超聲探傷設備系統(tǒng)結構如下示意圖,主要包含機械系統(tǒng)、探傷現(xiàn)場控制系統(tǒng)、超聲探傷系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)及水氣等輔助系統(tǒng).系統(tǒng)結構水控制裝置鋁棒上線區(qū)鋁棒分選

3、卸料區(qū)來料輸送裝置出料輸送裝置水循環(huán)系統(tǒng)（賣方可免費提供設計）探頭行走機構控制室電源供應水供應壓縮空氣鋁棒探傷區(qū)鋁棒旋轉(zhuǎn)機構鋁棒操作臺WGUT-16超聲儀器系統(tǒng)電氣控制注： 賣方范圍； 買方范圍； 賣方或買方范圍本方案執(zhí)行GB/T5777-2008、ASTME213-2004標準,采用WGUT-32型多通道超聲探傷儀,32個獨立檢測通道分為兩組(機械臂),各檢測半根鋁棒,每組中設有雙向縱向探測、雙向橫向探測、折疊缺陷的探測等.可實現(xiàn)自動/手動操作.機械系統(tǒng)構成超聲探傷檢測設備機械部分包含: 鋁棒待檢測區(qū), 鋁棒直線進給上線系統(tǒng), 鋁棒到位裝置, 鋁棒旋轉(zhuǎn)驅(qū)動系統(tǒng),探頭直線行走系統(tǒng),供水排水機構

4、,以及下線系統(tǒng). 鋁棒超聲探傷檢測設備機械系統(tǒng)構成示意圖:設備探傷工藝簡介整個工藝過程大致分為三個部分：第一部分：進料區(qū)域待測的鋁棒依次排列在待測平臺，當檢測區(qū)域出于空載狀態(tài)時，同時檢測區(qū)域的限位氣缸和下端氣缸到位，上料氣缸運作，將一根鋁棒裝入進料區(qū)域，由電機驅(qū)動，進給輥傳動進入檢測區(qū)域。第二部分：檢測區(qū)域鋁棒進入檢測區(qū)域前，限制鋁棒定位的阻擋氣缸運作，鋁棒由電機和進給輥驅(qū)動到位，給出一個到位信號，這時驅(qū)動前進的電機停止運作，接著，底部支撐氣缸和上端探頭氣缸同時下降，鋁棒落在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輪上的同時，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輪和探頭機構被各自的驅(qū)動電機驅(qū)動運作。當探頭機構前進一定距離，此距離為鋁棒長度的一半，給出到

5、位信號，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輪和探頭機構同時停止運作，接著限位氣缸下降，底部支撐氣缸和上端探頭氣缸上升，氣缸的到位信號接收到后，此區(qū)域的進給輥工作，鋁棒進入卸料區(qū)。第三部分：卸料區(qū)域鋁棒在檢測區(qū)域的限位氣缸落下時，得到主機給出的一個關于此鋁棒是否合格的信號，如果是合格鋁棒，卸料區(qū)的限位氣缸不運作，如果是不合格的鋁棒，卸料區(qū)域的限位氣缸工作，且當鋁棒到位，給出一個到位信號后，卸料氣缸運作，將鋁棒搬離卸料區(qū)，放到缺陷區(qū)域，等待處理。探傷線說明一套探傷線包括進料區(qū)，檢測區(qū)域及卸料區(qū),如下示意圖:各區(qū)域所包含的內(nèi)容及流程如下表所示:鋁棒檢測三個機構的說明表區(qū)域區(qū)域1區(qū)域2區(qū)域3名稱進料區(qū)域檢測區(qū)域卸料區(qū)域包含工序

6、流程情況1， 上料氣缸運作，將檢測平臺上的一個鋁棒放到進料區(qū)；2， 接收區(qū)域2的限位和下端氣缸是否到位的信號；然后進料電機將工件送到檢測區(qū)域1， 鋁棒到位后發(fā)出到位信號；2， 下端氣缸退位，探頭氣缸進位，得到到位信號后，探頭電機和驅(qū)動旋轉(zhuǎn)電機運作；3， 探頭機構運動到限位開關給出到位信號時，電機停止；4， 限位氣缸和探頭氣缸退位，下端氣缸進位，收到到位信號時進給輥的電機工作。5， 同時給出信號，說明鋁棒是否合格。1， 接受鋁棒是否為合格鋁棒的信號；2， 若鋁棒合格，一直進給到下個工位，并給出 到位信號；3， 若不合格，限位氣缸運作，結合到位信號，卸料氣缸運作，放到缺陷區(qū)。主要配置情況區(qū)域長度：

7、11m上料氣缸兩個三相電機一個區(qū)域長度：11.5m上端探頭氣缸一個；下端氣缸一個；限位氣缸一個；壓緊氣缸一個備用；三相電機兩個，步進電機一個；到位開關兩組。區(qū)域長度：11m限位氣缸兩個卸料氣缸一個到位開關一組三相電機一個機械系統(tǒng)說明機械系統(tǒng)中主要的內(nèi)容是驅(qū)動鋁棒前進、驅(qū)動鋁棒旋轉(zhuǎn)和驅(qū)動探頭前進三大部分,這里主要說明驅(qū)動鋁棒前進和驅(qū)動鋁棒旋轉(zhuǎn)部分, 驅(qū)動探頭前進只需要簡單的傳動機構.驅(qū)動鋁棒前進驅(qū)動鋁棒前進的驅(qū)動輥采用特殊的設計計算,能夠讓各種不同鋁棒平穩(wěn)的運行, 前進驅(qū)動和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動分開,互不干涉,各自由各自的電機帶動.前進驅(qū)動輥的示意圖驅(qū)動鋁棒旋轉(zhuǎn)鋁棒的旋轉(zhuǎn)同樣由電機驅(qū)動, 驅(qū)動輪為園盤,在未

8、開始檢測時, 前進驅(qū)動輥承載鋁棒,略高于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輪,當?shù)玫介_始檢測的信號時, 前進驅(qū)動輥下降,由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輪承載鋁棒.如下示意圖:在設計前進驅(qū)動輥和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輪時,考慮到適用于不同直徑的鋁棒管徑,選擇了合適的尺寸既滿足全部要求,又使整體設計最為簡單,如下示意圖:系統(tǒng)的主要特點原理先進而系統(tǒng)結構簡單系統(tǒng)采用超聲電子技術和自動化現(xiàn)場控制技術實現(xiàn)自動鋁棒檢測.同時選用最成熟、簡單的實現(xiàn)方案、結構和器件.操作簡易性、安全性高只需要操作人員控制按鈕便可完成全部工作.操作現(xiàn)場布置一個操作面板,可以在手動模式下對設備進行操作.探傷軟件功能強大各種參數(shù)、合格性指標可以在軟件上加以設置,除了可以滿足對現(xiàn)有產(chǎn)品的不同

9、檢測要求外,還可以適應一定規(guī)格的新產(chǎn)品使用要求.系統(tǒng)的可維護性好系統(tǒng)采用標準部件,互換性好,機械主機設計時充分考慮裝拆、換件的方便性,并執(zhí)行相關的工程標準,使得維護更加簡單化,通過合理的設計和材料選擇,使得系統(tǒng)維護需求顯著降低.新一代數(shù)字化多通道超聲波探傷儀器新一代WGUT-32多通道無縫鋁棒超聲波測厚探傷系統(tǒng)是基于PC機工作平臺的多通道超聲無損檢測設備。能夠快速便捷、無損傷、精確地進行無縫鋁棒內(nèi)部多種缺陷的檢測、定位、評估和診斷。設備使用Windows 98/2000/XP操作系統(tǒng)，運行Windows應用程序。 設備包括工業(yè)計算機及操作系統(tǒng)、超聲探頭、超聲檢測模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、多通道控制卡

10、和超聲檢測軟件。超聲波發(fā)射接收模塊具有32路獨立發(fā)射、32路獨立接收功能。各通道可根據(jù)現(xiàn)場情況隨意設置成測厚或探傷通道；模數(shù)轉(zhuǎn)換單元完成探頭傳回的超聲信號數(shù)字化，再由超聲檢測軟件進行數(shù)據(jù)處理，予以顯示、保存以及控制外部設備進行標記、報警和分選軟件界面介紹（1 單路檢測 （單路檢測界面）（2多路檢測 （多路檢測界面） （3.參數(shù)設置界面 （ 參數(shù)設置界面） （4報告（可根據(jù)用戶需求設置用戶探傷報告） （5網(wǎng)絡（此軟件無網(wǎng)絡項，但可根據(jù)現(xiàn)場要求設置成網(wǎng)絡模式，進行遠端控制） 狀態(tài)下，等待檢測結束后再延遲“持續(xù)時間”ms，在1761多功能控制卡的7、8針腳輸出信號。 （6執(zhí)行機構動作參數(shù) （ 執(zhí)行機

11、構動作參數(shù)窗口） 執(zhí)行機構動作參數(shù)，是完成機構動作與探傷軟件之間的時間統(tǒng)一的工作，分為管頭開始探傷延遲、管尾停止探傷延遲、發(fā)現(xiàn)缺陷打標延遲、管尾分選延遲。如果設置完成后可以進行自動探傷（進出管）、發(fā)現(xiàn)缺陷自動噴標、自動分選功能。 a)管頭進入探傷延遲：指的是啟動探傷控制通道輸入信號后，軟件延時*ms后再開始檢測。 b)管尾到達延遲停止探傷：指的是啟動探傷控制通道從有信號到?jīng)]信號后延遲*ms后再停止探傷。 c)發(fā)現(xiàn)缺陷打標延遲：是軟件發(fā)現(xiàn)缺陷后延遲*ms，再給打標控制通道輸出 信號。 d)管尾端通過后分選延遲：軟件停止探傷后延遲*ms，再給分選控制通道輸出信號。 （7產(chǎn)品規(guī)格 （ 產(chǎn)品規(guī)格窗口）

12、 產(chǎn)品規(guī)格，是輸入無縫鋁棒基本信息窗口，包括鋼號、爐號、探傷時間、鋁棒直徑、長度、壁厚、檢測最小壁厚、最大壁厚，以及鋼中縱波、鋼中橫波、水中縱波的聲速。此項的鋁棒信息都是報告中的信息顯示、壁厚信息則是測厚的判定標準、聲速信息則是軟件計算聲程和厚度的標準，所以這些參數(shù)需要如實填寫。 （8參數(shù)保存與打開 （參數(shù)存取應用窗口） 軟件可以對參數(shù)頁面的所有參數(shù)進行保存和調(diào)用，以方便操作?！皯谩眲t是應用當前所有的參數(shù)。 ！注意：每次更改參數(shù)后都需要點應用才能被更改，否則軟件將視為無更改。（9.通道選擇 （通道選擇窗口） 可以從檢測窗口的快捷選項方便的進行各通道之間的切換。 （10增益調(diào)節(jié)（ “檢測”界面

13、增益調(diào)節(jié)） （“多路”界面增益調(diào)節(jié)） 增益調(diào)節(jié)，即靈敏度調(diào)節(jié)，可以在“檢測”界面下調(diào)節(jié)單通道增益（“檢測”界面增益調(diào)節(jié)），也可以在“多路”界面下多通道同時調(diào)節(jié)（ “多路”界面增益調(diào)節(jié)）。單通道調(diào)節(jié)下有兩種步進選擇，“”、“”是以6dB為一步進調(diào)節(jié)，“”“ ”是以1dB為一步進調(diào)節(jié)；而多通道調(diào)節(jié)下只能以1dB的步進來調(diào)節(jié)。 （當步進為1dB時，也可在調(diào)節(jié)時點住鼠標左鍵不放，來完成連續(xù)調(diào)節(jié)）。 增益調(diào)節(jié)也可使用鍵盤調(diào)節(jié)，直接點擊鍵盤“A”鍵（Amplitude 振幅）激活鍵盤控制，屏幕右上角會出現(xiàn)鍵盤調(diào)節(jié)衰減X1或X6（“S”鍵切換），這時可以使用“+、-”鍵調(diào)節(jié)增益值?！癊sc”可退出激活狀態(tài)（

14、“多路”界面下不可激活鍵盤控制）。 (11閘門選擇、調(diào)節(jié)、信息顯示 ( 圖像顯示界面) （ 閘門選擇、信息顯示窗口） 閘門的選擇、調(diào)節(jié)、信息顯示只能在“檢測”界面調(diào)節(jié)和顯示。 a)閘門的選擇，閘門的選擇直接從圖（圖26圖像顯示界面）上用鼠標來選擇。也可以使用鍵盤“G”（Gate閘門）鍵來激活鍵盤控制，這時可以使用“1、2、3”鍵來切換界面波閘門、內(nèi)傷閘門和外傷閘門?！癊sc”可退出激活狀態(tài)。 ！注意：在當前已選擇一個閘門的時候，不能直接選擇另一個閘門，需要點擊一下閘門以外的地方來取消選擇，之后再選擇您想選擇的另一個閘門。 b)閘門的調(diào)節(jié)，軟件可以使用鼠標在界面上直接操作來調(diào)節(jié)閘門參數(shù)。當選擇想

15、要調(diào)節(jié)的閘門后，閘門會如圖（圖24圖像顯示界面）在閘門上顯示三個小圓點，這時在點擊左邊的小圓點可以左右調(diào)節(jié)閘門的位置，點擊中間的小圓點可以上下調(diào)節(jié)閘門的高度（最小為5），點擊右面的小圓點可以調(diào)節(jié)閘門的寬度。也可以使用鍵盤“G”鍵來激活鍵盤控制，屏幕右上角會出現(xiàn)鍵盤調(diào)節(jié)閘門X1或X10（“S”鍵切換），這時可以使用“Home、End”鍵來調(diào)節(jié)閘門起始位置；“Page Up、Page Dn”鍵可以調(diào)節(jié)閘門高度；“+、-”鍵可以控制閘門寬度?！癊sc”退出激活狀態(tài)。 c)閘門的信息顯示，閘門的信息顯示是在“檢測”界面圖（圖25 閘門選擇、信息顯示窗口）上顯示，可以從“界面波”、“內(nèi)傷門”、“外傷門”

16、來切換參數(shù)的顯示，閘門信息包括，閘門起始位置（門位）、閘門寬度（門寬）、閘門高度（門高）、閘門內(nèi)最高波起始位置（波位）、最高波的波高值（波高）。 (12聲時調(diào)節(jié) （ 圖形顯示窗口） 聲時調(diào)節(jié)，也是在顯示界面上直接調(diào)節(jié)的，先在界面上點擊任何一條豎線，會出現(xiàn)上圖（圖26 圖形顯示窗口）中的豎線，在左右移動豎線來調(diào)節(jié)聲時范圍，也可以使用鍵盤“R”（range范圍）鍵來激活鍵盤控制，屏幕右上角會出現(xiàn)鍵盤調(diào)節(jié)波形X10或X1（“S”鍵可切換），這時可以使用“Page Up、Page Dn”鍵來調(diào)節(jié)范圍（“Esc”可退出激活狀態(tài)）。范圍從19us軟件設置的檢測時間（檢測時間在“參數(shù)”檢測節(jié)拍設置中修改）。

17、屏幕右上角會顯示us/div（秒/格）。 如果想將坐標系平移，將鼠標移到?jīng)]有豎線和閘門的地方，點住鼠標左鍵左右移動。也可使用鍵盤“R”鍵來激活鍵盤控制， “Home、End” 鍵來左右平移坐標系(“Esc”退出激活狀態(tài))。 (13抑制調(diào)節(jié)、顯示 （ 圖像顯示窗口） （ 抑制顯示） 抑制調(diào)節(jié)，和聲時調(diào)節(jié)類似也是在顯示界面上直接調(diào)節(jié)的，先在界面上點擊最下方的水平基線，會出現(xiàn)上圖（圖27 圖像顯示窗口）中的橫線，在上下移動橫線來調(diào)節(jié)抑制范圍，范圍從0%100%。抑制的多少會在右側(cè)增益調(diào)節(jié)邊顯示如圖（抑制顯示）。 本軟件的抑制功能和其他軟件上的抑制有所不同，不是在抑制閘門下的波形全部不顯示，超出抑制閘

18、門的部分再線型連接零點予以顯示。而是在閘門以下的波形以一種非線性衰減顯示。這樣可以即減小閘門內(nèi)的雜波干擾，也不會使抑制以下的波形消失，直觀觀察所有波形。 (14波形選擇 （波形選側(cè)下拉菜單） 波形選擇，軟件可以以全檢波、正檢波、負檢波、射頻多種方式顯示波形，以方便使用。如圖（ 波形選側(cè)下拉菜單） 全檢波顯示，顯示所有檢波，將所有波形以絕對值的方式顯示。 正檢波顯示，只顯示正半軸的檢波。 負檢波顯示，只顯示負半軸的檢波。 射頻顯示，以射頻模式顯示波形。 (15標度設置 （ 標度設置下拉菜單 ） 標度設置，軟件可以使用時間標度、厚度標度、水層標度，以方便操作者使用。 時間標度，即聲時，以聲音傳播的

19、時間來顯示橫坐標系（us/div） 厚度標度，在測厚狀態(tài)下使用，用厚度值來顯示橫坐標系（mm/div） 水層標度，以水聲程來顯示橫坐標系(mm/div) 當選擇好標度設置后，即可在“多路”界面下勾選“標示”選項，選擇后會在每個窗口的右上角顯示所選標度。 (16參數(shù)歸一化設置 （ 參數(shù)歸一化設置窗口） 當各個探頭一致，且調(diào)好其中一個探頭參數(shù)時，可以用參數(shù)歸一化設置來設置其他同種探頭（或所有的探頭）的閘門參數(shù)、聲時參數(shù)、抑制和增益值。這樣可以大大的減少其他探頭的設置時間，使調(diào)試更為方便簡單。 (17啟動探傷 （“檢測”界面的探傷條） （“多路”界面的探傷條） （啟動掃描窗口） 在“檢測”界面或者“

20、多路”界面都可以啟動探傷，點擊啟動掃描如圖（ 啟動掃描窗口），圖上可以選擇自動保存結果，當選擇后計算機會根據(jù)觸發(fā)信號自己保存數(shù)據(jù)，以“文件名-起始編號”為文件名保存，如第一根管為ABC-3，下一根管就會自動保存為ABC-4。兩種啟動方式唯一的不同只是顯示的方式不同，“多路”界面下能將各個通道的探傷結果條分別顯示在各個通道上，而“檢測”界面下是將各個通道的圖像經(jīng)過計算比較，顯示比較中的最大值。這兩種顯示采集的數(shù)據(jù)都是一樣的，只是顯示的方式不同罷了。 啟動探傷分為手動和自動兩種（在“參數(shù)”界面有手動開啟選項）。自動時的開始信號由啟動探傷控制通道輸入（在“參數(shù)”啟動探傷控制通道設置），而手動時的開始

21、信號由鍵盤的回車鍵充當。 (18調(diào)入/保存數(shù)據(jù) （ 保存圖像數(shù)據(jù)文件） （ 打開波形數(shù)據(jù)文件） 軟件可以保存每個通道每次探傷的全波數(shù)據(jù)，無論是在“檢測”界面還是“多路”界面都可以進行保存或調(diào)用圖像。只需在探傷結束后點擊“保存數(shù)據(jù)”/“保存”即可打開保存界面如圖（保存圖像數(shù)據(jù)文件），輸入文件名，保存即可；想查看其他參數(shù)時，點擊“調(diào)入數(shù)據(jù)”/“打開”即可打開打開界面如圖（打開波形數(shù)據(jù)文件），選擇想要打開的文件，打開即可。 因為軟件保存的只是采集數(shù)據(jù)，所以無論是在“檢測”界面還是“多路”界面保存的數(shù)據(jù)都可在任何界面打開。并且可以查看各點的探傷參數(shù)。 ！注意：因為打開參數(shù)后圖像會保留在屏幕上，在“檢測”界面下可以使用“Esc”鍵或改變增益值即可退出打開圖像狀態(tài)。在“多路”界面下可以使用“啟動探傷”鍵來退出打開圖像狀態(tài)。 (19探傷條圖像壓縮 啟動探傷時圖像可以超出下圖（圖45 檢測探傷波形圖）坐標的最大值，但最多只能超出2倍，并且將超出的部分按比例自動壓縮成一個窗口大小，壓縮時自動進