一种直缝焊管线焊缝超声波探伤设备及其探伤方法技术

本发明专利技术公开了一种直缝焊管线焊缝超声波探伤设备及探伤方法，设备包括调教工作台、成品管支撑台、超声波探伤组件和操作台；成品管支撑台设在调教工作台一侧，成品管支撑台上设有编码器测距装置和管材推送组件；超声波探伤组件包括智能机械手、探头支架，智能机械手设在调教工作台和成品管支撑台之间，探头支架设在智能机械手端部，探头支架内设有超声波探头和水耦合装置；操作台内设有PLC控制器和电源装置，PLC控制器与各电器元件电性连接，电源装置为各电器元件提供电源；本发明专利技术的设备结构设计合理，能够实现成品钢管的自动化精准探伤操作，适宜推广使用。适宜推广使用。适宜推广使用。

【技术实现步骤摘要】
一种直缝焊管线焊缝超声波探伤设备及其探伤方法


[0001]本专利技术涉及探伤设备
，具体涉及一种直缝焊管线焊缝超声波探伤设备及其探伤方法。

技术介绍

[0002]直缝焊管是用热轧或冷轧钢板或钢带卷焊制成的钢管在焊接设备上进行直缝焊接得到的管子都叫直缝焊管；直缝钢管进入生产线后，首先要进行质量检验。
[0003]现有技术中，直缝焊管质量检验方法有很多种，其中物理方法也是最常用的检验方法，物理检验就是利用一些物理现象进行测定或检验的方法。材料或直缝焊管内部缺陷情况的检查，一般都是采用无损探伤的方法。当前的无损探伤有磁力探伤、超声波探伤、射线探伤、渗透探伤等。超声波在金属及其它均匀介质传播中，由于在不同介质的界面上会产生反射，因此可用于内部缺陷的检验。超声波可以检验任何焊件材料、任何部位的缺陷，并且能较灵敏地发现缺陷位置。
[0004]然而，现有的用于直缝焊管焊缝检验的超声波探伤装置难以对焊缝缺陷进行全面、彻底的探测，同时难以确定缺陷的性质、形状和大小，严重影响成品管材的后期使用安全。

技术实现思路

[0005]针对上述存在的技术问题，本专利技术提供了一种直缝焊管线焊缝超声波探伤设备及探伤方法。
[0006]本专利技术的技术方案为：一种直缝焊管线焊缝超声波探伤设备，包括调教工作台、成品管支撑台、超声波探伤组件和操作台；调教工作台上端设置有支撑架，支撑架内部平行设置有两个直线导轨，支撑架内部转动卡接有传送丝杠，传送丝杠位于两个直线导轨之间，两个直线导轨之间滑动卡接有钢管托板，钢管托板底部与传送丝杠螺纹连接，支撑架一侧设置有减速机和驱动电机，减速机与传送丝杠连接，驱动电机与减速机连接；
[0007]成品管支撑台设置在调教工作台一侧，成品管支撑台内部设置有编码器测距装置，编码器测距装置能够在成品管支撑台上下移动，成品管支撑台一侧设置有管材推送组件；
[0008]超声波探伤组件包括智能机械手、探头支架和水耦合装置，智能机械手通过辅助架设置在调教工作台和成品管支撑台之间，智能机械手能够在调教工作台和成品管支撑台之间自由切换；探头支架活动设置在智能机械手端部，探头支架内部通过探头安装板设置有超声波探头，水耦合装置设置在探头支架内部，且位于探头安装板下端；
[0009]操作台上设置有显示屏和操作屏，操作台内部设置有PLC控制器、电源装置和探伤软件；显示屏与超声波探头电性连接；PLC控制器分别与探伤软件、操作屏、驱动电机、编码器测距装置、管材推送组件、智能机械手、水耦合装置和超声波探头电性连接，电源装置为显示屏、操作屏、驱动电机、编码器测距装置、管材推送组件、智能机械手、水耦合装置和超
声波探头提供电源；探伤软件与超声波探头电性连接。
[0010]进一步的，编码器测距装置通过滑动板滑动卡接在成品管支撑台内部，成品管支撑台内部，且位于滑动板下端固定设置有调节板，调节板下端设置有调节电机，调节电机的输出轴贯穿调节板，且设置有主齿轮，调节电机与PLC控制器电性连接；滑动板上螺纹连接有两个升降丝杠，两个升降丝杠底端与调节板转动卡接，两个升降丝杠上均套设有连接齿轮，两个连接齿轮分别与主齿轮啮合连接；使用时，利用PLC控制器控制调节电机启动，利用升降丝杠带动编码器测距装置在成品管支撑台内部上下移动，对智能机械手和成品钢管表面距离进行探测，使得超声波探头始终靠近成品钢管的直焊缝，有利于提高检测精度。
[0011]进一步的，管材推送组件包括防护外壳、支撑板和推动电机，防护外壳设置在成品管支撑台一侧，防护外壳上设置有通孔，支撑板竖直设置在防护外壳内部，支撑板上设置有与通孔位置对应的传送孔，推动电机设置有两个，两个推动电机分别设置在支撑板侧壁上下两侧，两个推动电机的输出轴上均设置有导向轮，两个导向轮分别位于传送孔上下两端，两个推动电机分别与PLC控制器电性连接；利用推动电机上的导向轮对成品钢管形成夹持作用；同时，导向轮转动过程中带动成品钢管移动，有利于提高成品钢管移动时的稳定性，从而为超声波探头的探伤工作提供稳定可靠的工作环境。
[0012]进一步的，支撑板侧壁上设置有滑动槽，两个推动电机分别通过螺纹座滑动卡接在滑动槽内，支撑板上与推动电机相背的一侧设置有调节丝杠和微型电机，调节丝杠分别与两个螺纹座螺纹连接，微型电机为调节丝杠提供动力，微型电机与PLC控制器电性连接，利用微型电机能够带动两个推动电机在滑动槽内相互靠近或远离，使得本专利技术的管材推送组件能够适用于不同尺寸的成品钢管。
[0013]进一步的，探头支架通过缓冲座与智能机械手连接，缓冲座与探头支架连接处设置有缓冲弹簧；通过设置缓冲座和缓冲弹簧，使得探头支架能够跟随成品钢管进行上下范围的小幅随动，从而减小了探头支架与成品钢管之间的摩擦，同时对于超声波探头具有减震的作用。
[0014]进一步的，探头支架外壁上设置有自动喷标装置，自动标装置与PLC控制器电性连接，当超声波探头检测到成品钢管直焊缝存在缺陷时，利用自动喷标装置对成品钢管对应部分进行喷标，有利于工作人员对于存在缺陷的成品钢管进行分离。
[0015]进一步的，操作台内部设置有滤波器，利用滤波器能够提高超声波探头提供洁净的电源，提高超声波探头的抗斜波干扰能力。
[0016]进一步的，超声波探头设置有8个，8个超声波探头中，包括两个横向探头、两个焊缝热影响区探头和4个纵向探头；通过横向探头、焊缝热影响区探头和纵向探头能够同时完成成品钢管的焊缝纵向缺陷、横向缺陷以及焊缝热影响区分层缺陷的探伤工作，有利于提高工作效率。
[0017]进一步的，智能机械手上设置有高度记忆模块；通过设置高度记忆模块，使得智能机械手对于同一尺寸的成品钢管具有记忆功能，从而避免了工作人员反复调试智能机械手的工作参数。
[0018]本专利技术还提供了一种直缝焊管线焊缝超声波探伤方法，包括以下步骤：
[0019]S1、将标准钢管样本放置在调教工作台的钢管托板上，然后通过操作屏和PLC控制器控制智能机械手启动，利用智能机械手将探头支架移动至标准钢管样本上方；最后利用
PLC控制器控制驱动电机启动，使得标准钢管样本在传送丝杠作用下随钢管托板一同在支撑架上移动，完成调教工作台参数的校验；
[0020]S2、通过PLC控制器控制智能机械手启动，利用智能机械手将探头支架移动至钢管生产工位，钢管生产工位的成品钢管端部贯穿管材推送组件，通过编码器测距装置感测探头支架与成品钢管表面的距离，并通过控制器控制智能机械手对探头支架和成品钢管表面的距离进行调节；
[0021]S3，通过PLC控制器控制探伤软件、水耦合装置和超声波探头启动，利用超声波探头对成品钢管直焊缝进行动态探伤；
[0022]S4、当超声波探头探测到成品钢管环焊缝时，PLC控制器控制编码器测距装置下移，同时控制智能机械手带动探头支架上移；当成品钢管环焊缝通过通过超声波探头下方时，PLC控制器控制编码器测距装置上移，同时控制智能机械手带动探头支架下移，继续对成品钢管直焊缝进行探伤处理；
[0023本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直缝焊管线焊缝超声波探伤设备，其特征在于，包括调教工作台(1)、成品管支撑台(2)、超声波探伤组件(3)和操作台(4)；所述调教工作台(1)上端设置有支撑架(10)，所述支撑架(10)内部平行设置有两个直线导轨(11)，支撑架(10)内部转动卡接有传送丝杠(12)，所述传送丝杠(12)位于两个直线导轨(11)之间，两个直线导轨(11)之间滑动卡接有钢管托板(13)，所述钢管托板(13)底部与传送丝杠(12)螺纹连接，支撑架(10)一侧设置有减速机(14)和驱动电机(15)，所述减速机(14)与传送丝杠(12)连接，所述驱动电机(15)与减速机(14)连接；所述成品管支撑台(2)设置在调教工作台(1)一侧，成品管支撑台(2)内部设置有编码器测距装置(20)，所述编码器测距装置(20)能够在成品管支撑台(2)上下移动；成品管支撑台(2)一侧设置有管材推送组件(21)；所述超声波探伤组件(3)包括智能机械手(30)、探头支架(31)和水耦合装置(32)，所述智能机械手(30)通过辅助架(300)设置在调教工作台(1)和成品管支撑台(2)之间，智能机械手(30)能够在调教工作台(1)和成品管支撑台(2)之间自由切换；所述探头支架(31)活动设置在智能机械手(30)端部，探头支架(31)内部通过探头安装板(33)设置有超声波探头(34)，所述水耦合装置(32)设置在探头支架(31)内部，且位于探头安装板(33)下端；所述操作台(4)上设置有显示屏(40)和操作屏(41)，操作台(4)内部设置有PLC控制器、电源装置和探伤软件；所述显示屏(40)与超声波探头(34)电性连接；所述PLC控制器分别与探伤软件、操作屏(41)、驱动电机(15)、编码器测距装置(20)、管材推送组件(21)、智能机械手(30)、水耦合装置(32)和超声波探头(34)电性连接，所述电源装置为显示屏(40)、操作屏(41)、驱动电机(15)、编码器测距装置(20)、管材推送组件(21)、智能机械手(30)、水耦合装置(32)和超声波探头(34)提供电源；所述探伤软件与超声波探头(34)电性连接。2.根据权利要求1所述的一种直缝焊管线焊缝超声波探伤设备，其特征在于，所述编码器测距装置(20)通过滑动板(200)滑动卡接在成品管支撑台(2)内部，成品管支撑台(2)内部，且位于滑动板(200)下端固定设置有调节板(201)，所述调节板(201)下端设置有调节电机(202)，所述调节电机(202)的输出轴贯穿调节板(201)，且设置有主齿轮(203)，调节电机(202)与PLC控制器电性连接；所述滑动板(200)上螺纹连接有两个升降丝杠(204)，两个所述升降丝杠(204)底端与调节板(201)转动卡接，两个升降丝杠(204)上均套设有连接齿轮(2040)，两个所述连接齿轮(2040)分别与主齿轮(203)啮合连接。3.根据权利要求2所述的一种直缝焊管线焊缝超声波探伤设备，其特征在于，所述管材推送组件(21)包括防护外壳(210)、支撑板(211)和推动电机(212)，所述防护外壳(210)设置在成品管支撑台(2)一侧，防护外壳(210)上设置有通孔(2100)，所述支撑板(211)竖直设置在防护外壳(210)内部，支撑板(211)上设置有与所述通孔(2100)位置对应的传送孔(2110)，所述推动电机(212)设置有两个，两个推动电机(21...

【专利技术属性】
技术研发人员：王泰来，邹国顺，杨冀，贾泽民，石瑞虎，王振伟，张兴桥，杨强，赵康宁，郝延林，
申请(专利权)人：山东济钢型材有限公司，
类型：发明
国别省市：