自动探伤（精选八篇）
自动探伤 篇1
关键词：荧光磁粉探伤,图像处理,步进电机
随着生产工艺的发展和检测要求的提高, 无损检测被广泛应用于工业化生产和检测中, 同时也进行了相关技术的研究。本系统通过采用无损检测方法, 在荧光磁粉探伤的基础上, 设计出对金属弹体实现自动化检测系统。通过合理安排检测系统的工作流程, 及对图像处理过程中的算法分析、图像检测软件的设计。系统完全现实自动化, 从而降低了人的主观判断对工件检测的影响, 提高了检测的效率, 减轻了劳动强度, 保证了判别缺陷在数量、尺寸和位置上的一致性, 提高检测的准确性和可靠性。
1 系统组成概述
荧光磁粉探伤自动化检测系统的工作原理, 是在荧光磁粉无损探伤检测技术的基础上, 由计算机系统控制进行全程自动化检测, 同时配合摄像系统对检测工件进行实时图像采集, 将采集到的图像传入计算机, 对图像进行识别、分析和处理, 找出有问题、瑕疵及不合格的工件, 再进行复检。整体自动化检测系统结构框图如图1所示。
2 系统结构设计
系统硬件部分使用计算机作为中心单元对系统进行中央控制, 硬件部分包括荧光磁粉探伤机、系统光源、步进电机及驱动、CCD摄像机、图像采集卡等。由计算机发出操作指令, 指令通过接口电路传输到电机驱动器, 来驱动电机的运转, 从而带动生产线运转传送工件, 接着通过传感器判断工件运转到位后, 由磁粉探伤机对工件进行磁化等相关处理。同时, 配合紫外灯光源照射工件, 由CCD摄像机实时采集图像, 获得被检测工件的全幅荧光图像, 再将采集到的图像输入计算机, 进行图像处理、尺寸标定及缺陷检测等技术处理。然后, 再将图像分析的结果反馈给系统进行协调, 磁粉探伤机会对工件进行退磁等处理, 最终完成工件的整个检测过程。系统工作过程如图2所示。
2.1 荧光磁粉探伤机
本系统采用射阳诚益探伤设备厂生产的CDG-500型微机控制交流磁粉探伤机, 其工艺程序包括喷液磁化、退磁、下料等, 基本满足了半自动化工业检测的需要, 通过其他设备的辅助配合即可组成自动化的检测流程。
2.2 步进电机
步进电机作为控制执行元件, 它是一种用电脉冲信号进行控制, 并将电脉冲信号转化成相应的角位移或线位移的控制电机。本检测系统选用的是常州亚美柯宝马电机生产的型号为86BYG450C-02的步进电机, 此电机为混合式步进电机, 其混合了永磁式和反应式步进电机的优点, 被广泛应用。
2.3 图像的采集与传输
2.3.1 图像采集系统
图像采集系统工作流程:由摄像机拍摄并输出采集到的图像信号, 经图像采集卡进行相应的A/D转换后, 将数字图像存放在图像存储单元的一个或多个通道中, 然后通过计算机发出指令对图像进行处理。
2.3.2 图像传输
本系统中的磁痕图像由SONY DCR-SR87E数码摄像机拍摄采集, 并通过专用USB电缆与计算机连接进行图像传输, 实现了高速率、高质量地传送视频及音频信号, 其最大传输速率可以达到400 MB/s, 从而实现图像数据的实时传输。
3 软件设计
本系统检测软件在Microsoft Visual C++6.0环境下编程, 采用面向对象的C++语言, 以Microsoft Windows系统标准的多文档界面为主控界面, 以Win32多线程编程技术为核心, 实现实时监控和图像处理的穿插并行运行。
系统软件平台要达到的基本目标是:搭建出符合本检测系统工作流程的框架, 使各组成部分得到协调, 工作流畅;实现对数据接口、裂纹的自动识别、步进电机及驱动的控制, 最终满足流水线生产的需要;图像处理部分基本实现图像处理中的相关算法, 如直方图统计、图像分割算法、特征提取等;尽量提供简洁明了的人机操作界面, 方便检测人员对软件的操作。软件设计流程图如图3所示。
4 结束语
荧光磁粉检测作为无损检测方法的一种, 对于铁磁性材料的检测优势包括:检测工艺简单可靠、检测系统灵敏度高等。
参考文献
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[2]叶代平, 苏李广.磁粉检测[M].北京:机械工业出版社, 2004.
[3]贾永红.数字图像处理[M].武汉:武汉大学出版社, 2003.
[4]黄明举, 苏海涛, 王素莲, 等.计算机在产品无损检测中的应用[J].标准化报道, 1999 (6) :29-31.
探伤工区冬季探伤防断措施 篇2
一、安全教育
1、做好作业人员班前安全教育、强化劳动纪律操作规程教育。
2、施工负责人充分做好各项准备工作，组织班前会，列队点名，根据作业内容向施工人员进行安全教育，落实好安全措施，并要确认信号备品。
3、仪器、材料齐全完好，设好防护。明确作业重点地段及技术要求，强调安全事项，现场防护员及作业人员都到位后方能开展作业。
二、技术措施
1、手工检查钢轨作业
钢轨探伤工在检查钢轨时要精力集中，力求做到认真仔细，使任何伤损钢轨不漏检，主要检查以下病害异常。
（1）看轨面“白光”有无扩大，“白光”中有无“暗光”或黑线。（2）看轨头是否“肥大”，下垂。
（3）看轨头部侧面有无绣线，看腹部有无鼓包变形。（4）岔心，尖轨，基本轨有无裂纹，轧伤。（5）线路空掉，翻浆处所钢轨状态。
2、执机探伤仪检查
（1）仪器使用前，应仔细检查仪器是否完好，各附件，如探头、连接电缆、电池箱、遮光罩、试块等是否配套齐全，电池电量是否充足。禁止仪器带病上道。（2）探伤 仪器要按规定校正好灵敏度，经班长确认后开始作业。焊缝作业要严格检测工艺的要求,，正确是按标尺卡位逐点进行扫查，采用“单探”和“双探”方式，对焊缝进行全断面检查，注意区分伤波和台阶波，准确定位，禁止简化作业。要坚持1小时校验灵敏度，确保仪器状态良好。重点注意换轨后铝焊的检查和线路上超期服役地段的厂焊检查。
（3）小车仪器上道要调节至仪器良好状态，报警灵敏、耦合良好。作业中要要降低速度，严格进行仔细探查，注意辨别报警声和波形。发现异常，要两台仪器互相核对，曲线和侧磨地段要及时调整探头位置。道岔部位尖轨，尖基轨，引轨要正反探查。对于轨面鱼鳞伤，擦伤，等异常伤损要采取侧面校对的方法确认。加强接头1米区的检查。注意区分交接绝缘接头螺孔伤损的检查。站线检查要适当提高灵敏度准确判伤。
三、检查重点
（1）超期服役地段 下行KXXX+500-KXXX+0 上行 KXXX-KXXX+500（2）桥梁隧道，小半径曲线。（3）新换轨地段。
（4）各站到发线，疲劳旧轨，岔区。
四、施工安全措施
必须严格执行《铁路工务安全规则》并强调如下：
1、严格执行工务段冬季安全工作的有关规定，牢固树立预防意识。上道作业严禁衣帽遮耳，注意摔伤滑到。遇大雪大雾等恶劣天气 禁止上道作业。
2、施工人人员坚持标准化化作风，做到有令则行，有禁则止。
3、防护员必须持证上岗，切实做好防护工作，确保行车及施工人员的安全。
4、隧道内作业时照明必须满足施工要求，临时用电须注意安全，搭设控制电路必须由专业人员负责，并不得影响施工及行车安全，防护员必须保证通信畅通，确实做到万无一失，保证安全。
5、在桥上作业时，应防止石渣掉落伤人，伤物。造成不必要的经济损失。
6、下道避车时，探伤仪应放置平稳，防止侵限。
7、工器具必须按规定摆放整齐，防止侵限，危及行车。
8、探伤仪使用前要进行性能检查，如发现不良禁止使用，9、探伤仪出现故障时，严禁不下道修理，确保行车安全。
10、在有电区作业时禁止攀爬。
11、上下班乘车时严禁打闹、喧哗、不得将手、头伸出车窗外。
12、严禁上班期间喝酒
13、施工负责人必须标准作业，接到下道命令后及时下道避车，注意车上散落货物和绳索等伤人。
自动探伤 篇3
【关键词】无损探伤；优越性；漏磁探伤；影响因素
无损探伤作为一门新兴的应用技术，其在金属材料缺陷检测方面有着相当的优越性，主要体现在安全性、可靠性和经济性上。无损探伤有着诸多方法分类，除超声波探伤、渗透探伤、涡流探伤和X光射线探伤外，还包括漏磁探伤，其中，漏磁探伤因其操作简单、检测高效且探伤灵敏度高而广泛应用到薄壁件、焊缝检验当中。实际探伤检验过程中，漏磁探伤结果受到诸多因素影响，在明确各影响因素前提下加以防范，才能确保探伤检验结果的准确性。
一、无损探伤的优越性探析
（一）无损探伤概述
所谓无损探伤，指的是充分结合并利用物质具备的声、光、电和磁等诸多特性，以不造成检测对象损害或影响为前提，对检测对象的缺陷情况和均匀性状况进行有效检测，并得出缺陷的位置和性质、大小等具体信息。无损探伤的常用检测方法包括X光射线探伤、漏磁探伤、超声波探伤、渗透探伤和γ射线探伤、涡流探伤、萤光探伤、着色探伤等。在采用最佳检测方法完成相应检测后，一方面可不断提高产品的可靠性，降低产品制造的成本，并提升和改进制造工艺；另一方面则为设备的安全稳定运行提供重要保障。
无损探伤检测较破坏性检测有其显著的特点。首先，即其与破坏性检测相对应的非破坏性。在检测过程中，检测设备并不会对被检测对象造成巨大破坏，其原有使用性能不发生改变；其次，无损探伤具有全面性。其对被检测对象进行100%全面检测，全面了解其缺陷位置、大小和性质以及组织结构、化学成分等各个要素情况，这是破坏性检测无法达到的；此外，无损探伤具有其全程性。因其不具备破坏性，故其能对制造原材料进行检测，还能对制造的工艺环节到最终产品、应用于生产的设备进行全过程检测。
（二）无损探伤的优越性
相较于破坏性检测技术，无损探伤有着相当的优越性。因其检测过程依据被检测对象的物理特性，检测内容含括被检测对象的宏观缺陷、化学成分和几何特性等，并对检测结果进行信息输出和质量等级、安全程度评定，故其具备安全性、可靠性和经济性这三项优势。
1.安全性
安全性指的是无损探伤在检测过程中对于被检测对象的隐性缺陷进行有效检测，尤其关注于被检测对象的危害性缺陷，以便提前对其作出整改和处理，避免其应用于生产建设时引发安全事故。无损探伤应用领域十分广泛，除冶金和钢结构建筑物外，航空航天和军工等领域也广泛使用，发挥了巨大的效用。以2008年北京奥运会建设的主体育竞技场“鸟巢”，其建设的主体结构材料为钢结构，各钢结构之间以焊接完成整体构建。运用无损探伤技术中的超声波探伤技术对整体结构进行检测，尤其对焊接口进行严密检测，有效避免接口处的缺陷，提升了整体建筑的安全性。
2.可靠性
可靠性指的是无损探伤检测技术对于被检测对象不会造成破坏作用，且其检测的全面性和全程性全面覆盖了设备和部件的生产、应用过程。检测覆盖面更广，且在线检测和检测结果及时输出，使得探伤检测过程更快捷高效，有效消除工件在使用过程中存在危害性缺陷，避免造成严重的安全事故，保证了人们的生命财产安全，也就显示出其相当的可靠性。
3.经济性
无损探伤技术的经济性体现在两方面。首先，无损探伤技术中包含的多种检测方法，X光射线探伤、漏磁探伤、超声波探伤、渗透探伤和γ射线探伤、涡流探伤、萤光探伤、着色探伤等虽相互间存在一定差异，但在实际检测应用中耗费的资金并不大。尤其与破坏性检测技术对于被检测对象的破坏性抽检相比，其造成的损失更小，也就体现其突出的经济性；其次，在应用于各个行业和领域当中时，其能够及时发现材料、部件和结构当中存在的缺陷，及时找出以便尽快进行弥补和消除，不仅大大节约了能源资源，避免造成巨大浪费，又能避免出现安全事故带来巨大经济损失。以钢铁行业当中坯料检测为例，在坯料进入下一道工序之前查找出存在的缺陷，也就大大节约了生产能源，为企业带来了巨大经济效益。
二、影响漏磁探伤结果因素分析
（一）漏磁探伤概述
漏磁探伤是无损探伤技术中最为常见、应用最广泛的方法之一。该检测方法的主要原理是，对被检测对象进行磁化，确保其具有一定的磁通密度，进而使得不连续处存在漏磁场，磁场传感器则将输出信号传送到放大器当中。因被测对象处于磁饱和状态，其较高的磁场强度和磁场密度使得磁力线不受限制，被检测对象表面此楼通较大，现场检测也就具备相当的便捷性。利用磁敏感传感器对被检测对象表面进行扫查，即能发现缺陷漏磁场并产生缺陷电信号，进而确定缺陷位置和具体的缺陷参数。
相较于其它无损探伤检测技术，漏磁探伤检测技术有其独特的优点。首先，其检测速度快，只需对被检测工件进行磁化，利用磁敏感传感器进行扫查，便能即时发现磁缺陷电信号，确定缺陷位置和参数，达到对工件的缺陷检测效果；其次，其借助于磁场进行检测，检测结果准确，因此具备相当的可靠性；此外，磁场检测对于被检测工件表面清洁度要求不高，故无需在检测前进行清洁，大大提高了检测效率；另外，漏磁检测不需要应用磁粉，不会对环境造成污染。
（二）影响漏磁探伤结果的主要因素
1.磁化电流
在利用漏磁探伤检测技术对工件进行检测时，需应用到磁化电流，而磁化电流的高低则直接影响到探伤检测结果。如磁化电流选择过高，则噪声相对过高，无法有效识别缺陷信号，导致检测结果不准确；如磁化电流选择过低，则缺陷信号过低而不会产生报警，造成缺陷漏检，检测结果与实际情况严重不符。为确保检测准确性，应当首先确保人工缺陷信号达标，且外壁缺陷信号不会出现饱和和失真。一般而言，利用检测设备进行工件检测后，缺陷信号应达到最低3：1信噪比。此外，应充分考虑内外壁缺陷检测，依据钢管外径和壁厚对磁化电流进行有效调整，当达到最佳效果时，才能实现最佳缺陷信噪比。
2.检测速度
检测过程中检测速度同样会对检测结果造成巨大影响。在实际检测当中，探头转速和钢管前进速度应当相匹配，才能在确保检测结果准确性前提下，避免造成检测效率下降。为此，应在检测之前对设备性能进行有效调节，应当依据探头对同一缺陷重复性良好的基础，有效选择并调节旋转头转速，借助于相应计算公式算出钢管前进速度，实现钢管表面的全面检查，避免出现漏检问题。
3.样管人工缺陷
样管人工缺陷中蓄积大量金属污物，在进行缺陷检测时，磁化后钢管内磁力线经过金属污物，导致漏磁场减弱，也就导致人工缺陷信号幅度大幅降低。这样一来，磁场探伤的灵敏度较正常情况更高，漏磁探测设备也就判定该钢管为缺陷钢管，导致合格钢管的误判，造成资源的极大浪费。同时，当人工缺陷出现变形问题，则漏磁检测设备灵敏度同样提高，导致出现误判情况。为有效避免这一问题发生，应首先确保人工缺陷的清洁，首先清除蓄积污物，并利用环氧树脂进行有效填充；其次，定期对人工缺陷样管进行检查和更换，并注意谨慎操作。
4.探头耐磨片磨损
探头耐磨片在长期使用过程中，钢管表面相对粗糙，耐磨片容易发生磨损，使得探头检测圈与钢管表面距离缩小，探头在对磁场信号进行检测接收时，信号强度显著提高，探伤灵敏度也大大提高，也就造成误判情况的发生。这就要求相关工作人员应定期对探头耐磨片进行检查，查看其磨损程度，如程度过高则进行更换，并控制好探头与钢管表面的恒定距离，消除实际检测中的误判问题。
结语
无损探伤检测技术有着安全性、可靠性和经济性等优势，使得其在探伤检测技术当中具备相当的优越性。随着我国社会经济的不断发展，各个领域对于安全性要求不断提高，无损探伤检测技术的应用领域也就不断扩大。漏磁探伤检测技术作为无损探伤检测技术的重要组成，其可靠性、环保性、效率性使得其无损探伤应用效果更加突出。为确保漏磁探伤结果的准确性，应当对磁化电流、检测速度和人工样管缺陷、探头耐磨片磨损等问题进行有效防范，避免出现漏检和误判问题，提升金属部件在生产和建设中的安全性。
参考文献
[1]石锋，谢建平，梁桠东.超声波探伤检测的影响因素分析及监督与控制[J].科学技术与工程，2012，25：6448-6453.
[2]杨振国，闻小德，谢银幕.提高钢棒漏磁探伤灵敏度的方法[J].无损检测，2011，04：72-74.
作者简介
自动探伤 篇4
关键词：超声波探伤,温度,检测,改进
超声波探伤作为一种重要的无损检测技术, 是目前对中厚钢板内部质量进行检测判定的主要手段, 它也是代表中厚钢板厂技术装备水平先进程度的重要标志之一。包钢薄板厂宽厚板超声波自动探伤系统自投入使用以来, 已经成为我厂生产线上不可缺少的一道工序, 但由于受到我厂环境等因素的影响, 原有测温系统误差很大, 这样给探伤结果带来了较大的干扰, 因此, 超声波自动探伤系统温度检测的改进对我厂产品质量的认定具有十分重要的意义。
1 宽厚板超声波自动探伤系统组成
整个超声波自动探伤系统由PLC、仪表、计算机系统三部分组成。
PLC系统采用西门子S7-300, 用于对探伤设备本体进行自动顺序控制、位置控制和速度控制, 同时通过与辊道PLC的通讯, 可实现与辊道的连锁控制。
仪表系统具有信号的采集, A/D转换、数字信号处理等功能。
计算机系统用于对从仪表系统接收到的数据进一步评判并显示探伤结果、保存设备校准结果、保存设备设定参数、生成探伤报告等, 同时它还具有探伤标准数据管理、探伤结果数据保存等功能。
2 宽厚板超声波自动探伤工艺
当钢板经过前道工序切头切边后进入超声波探伤区域, 在入口识别处停止。经入口高温计的温度检测并送入系统比较, 若符合系统要求则辊道传送钢板进行探伤。钢板依次经过入口测长装置, 板体探伤小车A, 板体探伤小车B, 边部探伤小车, 出口测长装置, 出口光栅, 完成对钢板的探伤。
3 宽厚板超声波自动探伤系统存在的问题
在三年多的生产实践中, 超声波自动探伤系统存在漏检的现象。同一块钢板, 若板温在100℃时探伤板温在环境温度下的探伤结果相比较, 这说明温度对探伤结果有很大的影响。
4 宽厚板超声波自动探伤系统温度检测的改进
原系统入口处安装一台红外测温计测量钢板表面温度。由于我厂环境恶劣, 受到现场水蒸气、板坯表面的氧化铁皮与油污等不确定因素对测温高温计的影响, 导致测温装置的误差很大, 因此, 急需对原系统的测温装置进行改进。
4.1 改进方案描述
原系统采用一台高温计测量板坯温度。现再加高温计, 分别对板坯上表面三个点进行测温。增加的检测元件关键在于, 三台测温仪能够真实, 稳定测温, 同时减少维护量甚至达到免维护状态。因此, 我们选用德国HEITRONICS公司的CT09高温计。该高温计具有精度高、采样速度快、环境温度要求低、防护等级高、可靠性好、体积小易于安装的优点。现场采取不锈钢护套固定在钢结构支架上, 护套全密封, 压缩空气吹扫, 使高温计测温端避免污染, 增加维护周期, 降低维护量, 以及有效的将高温计探头前的水蒸气吹扫掉。信号采集是在原有ET200站基础上扩展模拟量输入模块, 现场电缆敷设, 将增加的高温计信号采集回PLC, 软件上增加数据处理功能。
4.2 改进方案组成
硬件组成:红外式高温计, 不锈钢探头保护套, 钢结构支架, 模拟量输入模块, 屏蔽电缆, 气管、阀组等附件。
软件设计:原系统采用西门子模拟量输入模板, 接收测量钢板的温度信号, 经过量程转换后, 得出实测温度数据。目前增加两个高温计, 增加一个西门子6ES7 134-4GB11-0AB0模拟量输入模板, 这样就可以采集到三个高温计不同点所测的温度信号。
当板坯进入超声波探伤入口时, PLC开始实时采集模拟量通道的数据。当产生温度的信号大于门槛值开始正跳变并且持续一段时间, 发出钢坯来临的信号时PLC开始进行数据读取和保存的任务, 记录规定时间段内的温度数据。同时PLC转向数据分析和处理任务, 其中包括数据筛选、大小排序、计算温度平均值。最后进行温度比较, 如果数值大于规定数值, 则在WINCC上产生报警, 停止探伤工序, 提醒操作人员进行处理, 如图1PLC顺序控制图所示。
5 结语
宽厚板超声波自动探伤的测温系统自2013年改进完成运行至今, 表现了强大的稳定性、可靠性、准确性, 有效的解决了由于我厂的环境恶劣造成的测温误差而导致的对探伤结果的影响和产品质量认定准确性的偏差, 提高了生产的稳定性和设备精度。
参考文献
[1]张卫.中厚钢板自动超声波探伤系统技术及应用[J].科学之友, 2010 (17) .
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[4]张玉雷.超声波探伤数据采集技术的研究[J].科技风, 2009 (11) .
磁粉探伤小结 篇5
原理，当工件被磁化后，如果
表面或近表面存在裂纹、冷隔等缺陷，表面或近表面存在裂纹、冷隔等缺陷，便会在 该处形成一漏磁场。施加磁粉后，该处形成一漏磁场。施加磁粉后，漏磁场将吸 引磁粉，而形成缺陷显示。引磁粉，而形成缺陷显示。
磁粉检测首先是对工件加外磁场进行磁化，外加磁场的获得一般有两种方法，外加磁场的获得一般有两种方法，一种是直接 给被检工件通电流产生磁场，另一种是把工件放在螺旋管线圈磁场中，或是放在电磁铁产生 的磁场中使工件磁化。工件被磁化后，在工件表面上均匀喷洒微颗粒的磁粉(磁粉平均粒度为 磁粉平均粒度为5～ 粒的磁粉 磁粉平均粒度为 ～10μm)，一般用，四氧化三铁或三氧化二铁作为磁粉。四氧化三铁或三氧化二铁作为磁粉。
自动探伤 篇6
1.1 抽油杆杆头自动荧光磁粉探伤机的工作原理
该设备借助于磁化电源所产生的相应恒定磁场来激磁抽油杆的杆头, 促使抽油杆的杆头位置可获得相应的恒定磁场, 接着再将带有一定磁性的荧光物质液体喷洒于被磁化的这一杆头上, 如果被测物体存在毛刺或者裂纹等不足, 在这些位置必然会产生相应的磁极, 同时这些磁极物质就会朝磁极位置汇集。当用荧光灯进行照射的时候, 这些汇集了各种磁性物质的位置就会被显示出来, 同时缺陷和不足的轮廓等也会被检测出来。最后再利用CCD摄像来进行图像的拍摄, 由计算机来对所拍摄的图像进行处理, 将缺陷和不足大小属性测算出来, 基于相关要求来制定相应的判废规定与标准, 从而达到检测的目的。
1.2 重要技术
第一, 在探伤过程中, 应利用磁化电流使工件的表面获得相应的恒定磁场, 要注意的是所用磁化电流不仅要带有一定保护功能, 同时还应带有相应的预置功能。在探伤作业时, 所用的磁悬液, 其自身浓度所存在的误差尽量控制在±5%这一范围内, 而管状紫外灯的光源, 其强度不可小于1000µW/cm2, 在照射时, 尽量保持均匀。
第二, 所用的CCD摄像机, 其聚焦焦距以及光圈应该为可变的, 以便在动态检测的情况下, 可获得更为清晰且质量更好的图像。在整个作业过程中, 全部工序均是由PLC所控制, PLC是一种可编程的控制器, 可达到全自动控制和操作的目的。
第三, 利用相关的图像处理系统和软件, 再处理检测工件所呈现的图像, 要注意的是, 所用的这一图像处理软件可实时且动态地将图像显示出来, 接着A/D转换存在缺陷的各种图像, 在该基础上, 再对图像实施拉伸、积分降噪以及边缘平滑等相关的处理, 借助于软件自身所具备的图像文字编辑功能, 对图像进行手动的命名, 并将图像存入到软盘与光盘中, 全局处理或者局部处理图像。除此之外, 该软件还具备相应的存档功能与打印功能, 实现远程的监管和控制, 在整个系统其界面均为中文。
第四, 该设备借助于荧光磁粉来实施探伤作业, 主要是考虑到原有的旧抽油杆的底部过暗, 利用普通的磁粉所显示的图像轮廓不够清晰, 很容易导致漏检问题发生。因此, 决定利用荧光磁粉来实施探伤作业, 通过荧光磁粉可更加清晰的将杆头所产生的微细裂纹显示出来, 在一定程度上可使探伤作业灵敏度得到相应的提高。除此之外, 该设备还可和涡流检测设备配套地使用, 不仅可对检测线传输电机设备的停止、正转以及反转等进行有效地控制, 同时还可通过手控电磁阀来自动升降上下线。
2 抽油杆杆头自动荧光磁粉探伤机的技术特点
第一, 在应用范围上, 该设备可对抽油杆两端应力集中部位的裂纹缺陷进行全面地检测, 其检测长度的范围在300mm内, 可满足规格不同且消耗不同抽油杆杆头检测的要求。
第二, 在检测速度方面, 可基于生产线自身的需求对检测的速度和节拍实施相应的调整, 通常情况下, 不超过30s/根。在灵敏度上, 可对不大于2mm全方位缺陷进行检查, 或者显示A-15/50试片, 通过PLC这种可编程的控制器, 不仅可对以下这些工序实现单工序的孔序, 同时还可对这些工序的连动实施控制, 所控制工序为退磁、上料、下料、CCD检测以及交叉线圈的磁化等。
第三, 在处理图像上, 具备锐化、降噪以及边缘平滑等功能, 可有效提高图像质量。同时其图像还可放大或者缩小。
第四, 在100m这一范围内, 可对检测所显示的图像实施有效地监控, 在作业过程中, 操作工人员只需要在可见光的这一操作室内, 通过计算机面板按钮或者终端的操作就可完成工件的荧光探伤这一作业, 可使其检测质量以及检测灵敏度得到相应的提高。
3 抽油杆杆头工艺
由于抽油杆杆头发生缺陷的概率大约为10%, 把杆头探伤这一工序不管是放于杆体探伤前, 还是放于探伤后, 所产生的工作量均相对较大, 同时还会在一定程度上对后序的工作造成影响和干扰, 再加上抽油杆头荧光磁粉探伤对于杆头清洁度要求较高。对此, 在工序定位的时候, 应该把抽油杆头荧光磁粉这一探伤工序放于抛丸工序后面。
其作业工艺流程主要如下:工作进料→上料→进行准确的定位→磁化和摄像→添加相应磁悬液→进行CCD摄像→→处理图像并将其显示出来 (对图像进行监控) →退磁→最后进行下料。
其中磁化和摄像工装流程如下:在抽油杆的两端分别装设有两个交叉的磁化线圈, 通过PLC这一控制器驱动电机或者气缸来带动这两个交叉磁化线圈, 而其工件则通过上工位翻至磁化的工位支架位置上, 在抽油杆头两端大约300mm范围内待检测的位置以50mm/s的速度经过这两个线圈。接着由CCD摄像机来进行摄像, 该摄像机为彩色且分辨率为480的一种线摄像机, 待其摄像结束后就会将所拍摄的图像传输到显示器。
4 具体应用
在应用该设备之前, 分别在抽油杆的杆头扳手方颈位置、卸荷槽位置以及推承面台肩位置放置了相应的A-15/50试片, 接着再将这一杆头放于探伤机磁化工位处, 这样通过计算机显示器就可更清晰地看见杆头所存在的缺陷。
为了证明该设备的应用功能, 在某油田的采油投产过程中, 一共对两万多根的抽油杆进行了检测, 通过该设备, 杆体的纵向缺陷以及横向缺陷均可被检测出来, 所检测出的缺陷抽油杆为上千根, 待检测结束后, 再将成品抽油杆投入到正常的使用过程中, 在其使用过程中未出现明显问题。通过该设备近年来的实践应用情况来看, 该设备不仅可减轻工作劳动强度, 提高其工作的效率与水平, 同时还可有效改善工作劳动的环境, 所达到的预期成效较好。
5 结束语
综上所述, 在采油过程中, 随着石油机械设备使用年限的增长, 工件表面所存在的缺陷也会相应的扩展, 甚者还会出现断裂现象, 为了有效防止和减轻这种现象的出现, 必须要正确且安全地使用抽油杆。而本文针对这一问题, 就抽油杆杆头自动荧光磁粉探伤机的研制进行了详细地论述, 通过该设备的实际应用情来看, 该设备在缺陷检测上其灵敏度较高, 可实现全方位缺陷的检测, 而这也为抽油杆的安全应用提供了相应的技术支撑。
摘要：据大量的实践证明, 抽油杆杆头在探伤过程中还存有一定的盲区, 所探测的范围比较小, 不能对杆体两端进行全方位的探测, 使得很多部位漏检, 比如镦粗圆、螺纹、卸荷槽以及推承面等, 而所存在的这些问题也会在不同程度上影响抽油杆的检测修复质量。针对这些问题, 下面文章就抽油杆杆头自动荧光磁粉探伤机的研制进行研究和分析, 就该设备的工作原理、技术以及工序进行论述, 并在此基础上进行试验和应用, 通过实践应用证明, 该设备可清晰且全面的探测到杆体探伤的盲区内所存在的不足。
关键词：抽油杆杆头,探伤机,自动,荧光磁粉
参考文献
自动探伤 篇7
γ射线探伤机自动控制仪是自动控制探伤源送到曝光位置进行曝光,曝光时间到后自动把探伤源收回到探伤机主机(屏蔽体)的电气控制装置。
目前,国内γ射线探伤机生产厂家配备的自动控制仪普遍使用直流力矩电机来实现探伤源的送收,但体积大、质量重,不利于野外探伤;转动惯性大,不能实现精确定位。中国核动力研究设计院设备制造厂的自动控制仪,主要是PLC程序上采集源的位移数据和送源卡堵的状态来判断是否达曝光位置。这样的设计虽然可以保证设备工作时探伤源能够达到曝光头,但每次曝光都会对软轴造成一定的冲击。长期使用可能造成软轴的变形,减少设备的整机使用寿命。
伺服电机与普通直流力矩电机最大的区别在于拥有电机转子和反馈装置。伺服电机转子表面贴有强力磁钢片,因此可以通过定子线圈产生的磁场精确控制转子的位置,并且加减速特性远高于普通力矩电机,运动速度可调可控。所以,使用伺服电机控制可以通过电机加减速实现放射源的平缓移动。通过反馈参数判断曝光位置而不必要发生堵转,可以有效保护驱动软轴。
1 设计要求
1.1 技术指标
本装置主要是通过电机拖动软轴来控制探伤源移动定位的装置。具有以下要求:(1)采用台达交流伺服电机,型号:ECMA-C30604PS,额定转速:3000r/m,功率:0.4k W;(2)伺服电机驱动器,型号:ASD-A0421-AB;(3)移动速度在大于0.5m;(4)中间控制单元采用欧姆龙20点PLC,型号:CP1H并与人机界面通讯;(5)定位精度:±2mm。
1.2 安全保护功能
本系统设计时,伺服电机的运动采用闭环控制和加、减速度运动控制,保证装置定位运动运行平稳、可靠,尽可能减少对输源软轴的拉伸破坏。
由于位置参数采用的伺服电机的反馈装置——增量型光电编码器,设计时重点考虑脉冲的采集与计算。
在对贮位信号检测装置上采用可靠性、精确及耐久的非接触式接近开关。
1.3 控制软件
根据本系统的要求,软件设计包括PLC梯形图程序设计和人机界面ADP程序设计。
1.3.1 人机界面控制软件
需要包含以下几个功能:
(1)设置送源长度、曝光时间、延时时间的参数,并发送给PLC对应的数据存储区;
(2)向PLC发送控制电机运转指令,包括送源指令和回源指令;
(3)显示当前设备的工作状态,包括探伤源状态、门连锁状态、曝光时间等;
(4)设置人性化的功能按钮,方便操作者操作设备。
1.3.2 PLC软件
需要包含以下几个功能:
(1)接受人机界面的信号,发出控制电机的正反转信号和速度控制脉冲给伺服驱动器;
(2)采集光电编码器脉冲并进行处理和计算,判断探伤源的当前状态;
(3)处理整个电气系统的各种组合逻辑关系,并向触摸屏、伺服驱动器发出处理信号;
(4)采集贮位信号,保证整个电气系统的安全可靠。
2 工作原理
本系统的主要功能是通过人机界面和PLC自动控制γ射线探伤机主机内的探伤源自动“送源——曝光——收源”的过程,显示探伤源工作状态和实现安全联锁控制。
通过在人机界面中选择所需要的曝光距离方案,输入曝光时间和延时时间,人机界面就把所输入的信息传输给PLC数据寄存器。PLC通过程序计算,向伺服驱动器发送伺服启动信号,方向信号和速度脉冲信号来控制伺服电机的转动。同时,PLC的高速计数器采集伺服电机反馈的高速脉冲来计算探伤源的位移。当计算的位移达到所选择的位置时,PLC发出信号停止伺服电机转动,开启曝光时间,让探伤机进行曝光作业。当设置的曝光时间到后,PLC向伺服驱动器发出回源指令,让探伤源收回到探伤机主机里面,完成一次探伤作业。整个伺服系统采用的是闭环控制。
3 系统设计及分析
3.1 硬件系统设计
如图1所示,本系统采用人机界面做为上位机、PLC做为下位机的控制模式。根据系统输入输出点、上位机通信口和高速脉冲计数功能,选择欧姆龙CP1H20点的PLC作为本系统的控制器。该PLC输入口分别连接防护门联锁、源贮位联锁、紧急回源信号和高速AB相脉冲信号。输出端口功能是向伺服驱动器发出各种指令,如伺服开启、电机正反转、速度脉冲等。伺服驱动器再根据PLC发出的信号来控制交流伺服电机转动与停止。可编程控制器与人机界面通过RS-232接口进行通信。
3.2 伺服系统参数设置
控制伺服电机运动首先要对伺服电机驱动器进行设置,主要是设置伺服电机的控制方式、检出器输出脉冲数和数字输入接脚规划功能,其他参数都采用系统的默认值。
3.3 PLC控制程序设计
PLC控制程序在设计上主要考虑的任务是:(1)根据人机界面设置的参数,经过逻辑判断和数值计算后,给伺服驱动器发出伺服启动、方向和速度脉冲信号;(2)处理伺服电机反馈的高速A/B相脉冲信号;(3)通过信息处理结果进行逻辑分析,得出设备工作状态和执行相关动作;(4)处理各种安全连锁信号等。PLC编采用梯形图编程,程序根据如图2所示的顺序执行。
3.3.1 伺服电机加减速驱动控制
伺服控制驱动控制过程是驱动伺服电机启动、停止、正反转和速度。伺服电机启动、停止、正反转控制,直接在程序中指定控制输出端来实现。本系统速度的控制由PLC指定的输入口输出程序定义的脉冲完成。本系统中,使用PLC脉冲输出口0。
为了使电机运转平稳,防止自控仪电机的惯性冲击和电机本身的电流变化过快,本控制系统引入了加减速控制模式。同时,可以使送源精度更加可靠,增加输源软轴和电机的寿命。具体设计是使用不同的速度控制指令(指定输出脉冲PLS2,脉冲频率ACC),让脉冲输出口加速减速输出脉冲,以控制伺服电机的速度。
3.3.2 高速计数模块闭环控制
伺服电机的运动使伺服电机反馈装置编码器产生AB相脉冲,需要首先在PLC编程软件窗口上对其高速脉冲进行计数器设置。确定计数模式、计数范围及复位方式。本系统中使用高速计数器0,作为伺服电机编码器输脉冲输入口。程序运行时,调用高速计数处理指令(当前值读取PRV和动作控制INI),以完成对光电编码器当前值的采集和运动控制。
3.3.3 脉冲量精度设计
脉冲量精度设计的公式:P=M(编码)×4(倍频)/(B×L2)。这里,P为传给PLC的驻留距离比较数值;M(编码)为设置的编码器每周的增量值(伺服驱动器设置为315);B为减速比(20:1减速箱);L2为自动控制仪每圈软轴实际移动距离(240mm)。
于是,可以计算出每毫米的计数值:P(1mm)=315×4/(1/20×24)=100。
因此,在暂不考虑机械因数的影响下,旋转编码器每输出一个脉冲对应的距离为0.01mm。
3.4 人机界面程序设计
人机界面是一种智能化操作控制显示装置,是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介;这里主要是向系统控制器PLC输入用户探伤作业的相关信息、显示工作的状态等功能。本系统人机界面的主要功能如图3所示。
本系统的人机界面设计主要包括参数输入、数据显示、状态显示和功能控制四个方面。根据在PLC控制程序中所定义的地址信息和逻辑功能,在ADP软件中把各元件与PLC地址对应起来,更改元件属性,包括写至位、读取位、制定生效位、按钮功能等。
人机界面设计根据功能分成三组界面,分别是初始界面、主控界面和系统设置界面。整个系统界面设置简单清晰,功能完整,操作简单。
5 创新性和关键技术
基于伺服电机控制的γ射线探伤机自动控制仪,其伺服电机控制模式是一种探伤机控制系统上的创新,提高了参数精度。此外,电机加减速度控制、PLC程序模块化设计和更为可靠的安全联塑是本系统的关键技术。
6 结论
目前,本系统基本调试完成,使用6.3m的曝光管进行送收源,全行程运动的定位精度达到正负2mm以内,各样指标均达到设计要求。需要说明的是,本系统的成功设计,使中国核动力研究设计院设备制造厂探伤机自动控制仪的控制精度和可靠性得到进一步提高,大大增强了产品的市场竞争力。
参考文献
[1]OMRON公司.SYSMAC/CP1H可编程控制器编程手册[Z].
[2]ACEPILLAR公司.ADP6软体编程手册[Z].
[3]DELTA公司.ASDAAB伺服驱动器应用技术手册[Z].
[4]宋伯生.PLC编程理论、算法及技巧[M].北京:机械工业出版社.
自动探伤 篇8
我们通常的探伤作业前灵敏度的标定:按探伤工艺要求调节各通道衰减器,达到基准灵敏度的要求。(1)70°探头以钢轨断面进行探伤灵敏度标定,标准为钢轨断面波前没有杂波尽量提高探伤灵敏度。(2)37°探头以钢轨标准螺孔进行探伤灵敏度标定,标准为螺孔最高点回波80%,50kg/m轨增益14d B、60 kg/m轨增益16d B。(3)0°探头以钢轨底面进行探伤灵敏度标定,标准为钢轨轨底波高80%,增益8d B。这种方法是探伤上道作业的一种通用的探伤灵敏度标定法,它在特种情况下有它的局限性,譬如现在的铁路线路随着大提速,大都更换成了无缝长轨条,接头和焊缝都相对较少,上道作业前的探伤灵敏度的调节只能借助GTS-60C加长试块来进行校准调节,由于试块与现场钢轨的轨面的光洁度存在较大差别,来到现场上道前需再进行一次探伤灵敏度的修正,这种方法有它的普遍性,但也存在不足,进行再一次探伤灵敏度修正时,一是造成每个探伤人员的对探伤知识和技能掌握的程度不同,调整出的探伤灵敏度存在较大差异,有的喜欢用灵敏度偏高一些,有的则喜欢用较低一点的探伤灵敏度,它没有一个严格的标准。
另外再介绍一种简单易学的探伤灵敏度调整法,它是利用通道草状波进行探伤灵敏度的调整,打开仪器先将GCT-8C型钢轨探伤仪的抑制键关闭,在现场探伤的钢轨上放下翻板,调整好各个探头的入射方向及探头位置居中适当,开通水阀使探头在钢轨上得到良好的耦合,然后打开单通道,先从A通道开始,前后拉动探伤仪器,当看到A通道上的草状波出现,调整衰减器增益,并使其大多数草状波不超过整个界面高度的10%为宜,然后再调整B通道,C通道,依次类推,除0°探头I通道例外,用通用调整法,其余通道均用此方法调整,等全部调整完毕后将抑制键打开,即可进行钢轨探伤作业。这种方法调整出的探伤灵敏度和用通常的探伤仪在试块上标定出的灵敏度基本一致,这可通过实验证明。但这种方法简单易学,不用钢轨接头和焊缝,可直接上道调节运用。但如果在钢轨垂磨或侧磨较严重地段,和一些老杂轨区段,需用此方法进行修正后再进行探伤作业。
2 钢轨探伤作业过程中发现伤损的校对
探伤作业过程中对发现的伤损进行校对,也就是探伤作业过程中发现的钢轨伤损在列车重复荷载作用下,受缺陷趋向、大小及缺陷光洁度等因素的影响,造成在探伤仪界面上产生的A型显示波幅高度、移动距离,与伤损的实际大小不成正比,在判伤上容易造成误判、漏判;因此伤损的正确校准在钢轨探伤工作中也是至关重要的,它能反映出伤损在钢轨中的实际大小,对照标准正确判伤,以达到对现场伤损设备的一个掌握并作出评价,为铁路的安全运营把好质量关,夯实安全基础。
探伤作业过程中核伤的校对是探伤校对中的难点,核伤校对的方式主要有直移校对法、斜移校对法、轨颚校对法、侧面校对法、二次波校对法、直探头校对法、通用探伤仪校对法。针对曲线上股鱼鳞纹伤损及其下隐藏的核伤的校对,是多年来一直困扰探伤作业的重点和难点,由于鱼鳞纹伤损是由轮对接触钢轨轨头表面产生的疲劳裂纹,其特点是在曲线半径不同,鱼鳞纹产生的深度深浅不一,分布较为密集且影响声波的透入,干扰探伤检查,难以识波判伤;在曲线上股侧磨严重地段,由于探头的耦合状态较差,再加上侧磨造成声波入射方向的改变和声波的二次波检查范围缩小,较难发现鱼鳞纹下隐藏的核伤,其特点是一旦发现已呈较大核伤。未换新轨前我段管辖的京沪下行线K598-K612地段曲线半径小,S形曲线较多,钢轨超期服役侧磨较为严重,曲线上股存在着大量的鱼鳞伤损,再加上列车重复荷载作用,鱼鳞伤损发展成剥离掉块,甚至向深处发展形成核伤。钢轨鱼鳞纹伤在初期阶段,其发展深度浅,在界面上A型显示其二次波较为规律,且为鱼鳞状。而有的鱼鳞纹伤损虽然深度不够,但由于伤损趋向好,在仪器上波形显示较强。由于鱼鳞纹的连续分布,严重干扰探伤人员判伤,且极易造成早期较小核伤的漏检。又因钢轨鱼鳞纹的存在阻挡了一部分波束的穿透,对其下的核伤无法检测,所以区分鱼鳞伤和核伤是探伤过程中的一个关键。
在现场探伤过程中,对鱼鳞纹下的核伤的探测和判定,我们根据GTS-60试块中的3横孔作为基准灵敏度回波刻度:(1)当鱼鳞伤回波显示和3横孔波形显示相当时,必须进行伤损校对;(2)当二次波范围内的鱼鳞伤回波靠近一次波位置较近或二次波位移量大于2大格时必须进行伤损校对。校对时将仪器调至校对状态,选用钢轨探伤仪K2.5探头进行校对,轨面状态较好时,可采用直校和斜校,若轨面侧磨严重时可采用颚校和侧校。并根据回波显示的时基线刻度及其位移量来确定鱼鳞纹深度和鱼鳞纹下是否存在核伤。
3 建立数字探伤仪数据库,提升探伤管理水平
数字式探伤仪可以实现对现场探伤数据的全程记录,其记录的内容涵盖了仪器信息、探伤人员、作业时间信息、探伤灵敏度的使用及变化信息、探头布置信息等大量的现场探伤数据,这些信息对于提高钢轨伤损发展趋势分析、提高探伤管理以及现场作业的标准化水平具有积极的作用。更为重要的是,记录的全程B超图形数据可到随时进行回放重现。对记录的B超图形进行的每一次有效的回放都相当于是一次探伤检查的过程,都有可能发现现场疏忽、遗漏、未发现的钢轨伤损。