厚壁无缝钢管超声波自动化探伤系统

厚壁无缝钢管超声波自动化探伤系统

热等静压(简称HIP)是一种集高温、高压于一体的工艺生产技术，加热温度通常为1000 ~2000℃，通过以密闭容器中的高压惰性气体或氮气为传压介质，工作压力可达200MPa。等静压装备被广泛应用于航空航天、核工业、兵器、电子、冶金建材、陶瓷、耐火材料、磁性材料、医药食品等行业。热等静压机中高压无缝钢管是整个系统中最薄弱的环节, 因此对于无缝钢管的质量要求也就显得尤为重要，也就突出了钢管缺陷检测的重要性。

目前国内对无缝钢管进行超声波探伤大都是按照GB/T5777-1996《无缝钢管超声波探伤检验方法》来执行的, 但此标准只适用于壁厚与外径之比t/D<0.2的薄壁管探伤。对于t/D>0.2的厚壁管探伤,则只能选择合适的检测参数，使其既能满足纯横波探伤的需要, 又能满足内壁探伤的要求。

攀枝花学院交通与汽车工程学院的起雪梅等研究人员在研究厚壁无缝钢管的超声波探伤原理的基础上，结合探伤的实际需求和基于PC平台的VC编程环境，设计出了一种基于VC的厚壁无缝钢管超声波探伤系统，系统包括超声检测系统、基于PLC电气控制系统、机械传动系统和软件系统。系统总体设计框架是基于PC平台，四通道超声波板卡PR401、超声波时序控制滤波板卡TCF6401B及A/D数据采集卡通过ISA总线与上位机进行通信, 上位机可以控制伺服电机与声光报警的运行状态，伺服电机带动整个传动系统，实现钢管的匀速螺旋前进，探头可以实现全面动态扫描。探伤系统的结构如图1所示。

      图1：无缝钢管超声自动检测系统结构示意图

厚壁无缝钢管超声波自动探伤系统实物图如图2所示,该系统主要包括工控机、超声波发射接收卡、数据采集卡、PLC控制系统和机械传动系统等。

  图2：厚壁无缝钢管超声波自动探伤系统实物图

本系统采用分层与模块化方法设计了厚壁无缝钢管超声波缺陷检测模块，使用面向对象的方法设计了该模块结构，提高了代码的重用度、可扩展性与可移植性。本系统是基于Windows 2000系统开发的，并采用Visual C++6.0集成开发环境作为开发平台，Visual C++6.0既可以提供丰富的可视化编程方法、也提供直接对系统底层操作的API函数。应用软件层位于系统最顶层，是通过调用Windows 2000的系统函数进行访问与控制其他硬件设备的。软件系统设计的总体框架和软件工作流程如图3和图4所示。


       图3：软件系统设计的总体框架

       图4 软件工作流程图

通过对Ф20mm*6mm的样管进现场调试与探究，得出该软件系统可以满足企业要求。其中探伤报告管理系统的设计，解决了传统的便携式超声波探伤仪存在的缺点，可以实现生成单根钢管的报告，也可以生成一批钢管的探伤报告，从而有益于探伤报告的有效管理。缺陷波管理系统的设计，不光工作人员可以方便管理探伤报告中的缺陷波形，同时也方便操作员根据缺陷波形判断缺陷类型。

来源：节选自《无损检测》2015年第3期，版权归原作者所有，如有侵权请联系我们及时处理
作者：起雪梅(1981-),女, 攀枝花学院交通与汽车工程学院讲师,主要研究方向为数字化设计与制造。