无逢钢管在线超声波自动测厚装置研制

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无逢钢管在线超声波自动测厚装置研制

作者：山东坤越金属制品有限公司 来源： 日期：2015-5-22 13:35:49

 攀钢集团成都钢铁有限责任公司是国内无缝钢管的主要生产厂家，其产品规格梯度大，产品终端用户复杂，主要涉及石油、电力、化工、冶金机械等行业，壁厚是无缝钢管极为重要的特征参数之一，同时也是钢管生产厂家首要控制并给予用户保证的参数。随着国民经济的发展，这些行业对无缝钢管出厂前的壁厚测量均有不同程度的要求。为了满足使用需要，应该在生产线上配置钢管壁厚全长全截面自动检测装置。对国内外无缝钢管壁厚检测技术，特别是在线测厚技术设备的研究开发和使用现状研究表明：无缝钢管在线测厚技术国内研究处于起步阶段，但还没有成型的产品和应用，目前少量使用国外进口设备，使用条件和范围受到限制，而且价格较高。国外研究开发和应用已相对较多，其开发的全长全截面超声波在线测厚设备主要采用钢管直行与探头旋转相结合的方法进行测厚，只有极少数采用钢管螺旋前进与探头静止相结合的方法进行测厚。优点是：测量仪器探头和通道数量少，可以降低测量部件的成本。缺点是：对被检钢管的规格、尺寸及形状精度要求高，机械设计难度大，机械加工精度要求高，信号拾取难度大，大大增加了机械部件的设计、制造成本和维护成本。而国内生产的钢管普遍规格复杂、尺寸及形状精度较差。显然，直接从国外引进全长全截面超声波在线测厚设备，既不经济也不能满足使用要求。针对攀钢集团成都钢铁有限责任公司无缝钢管实际生产状况和要求，自主开发的无缝钢管全长全截面在线超声波自动测厚装置。特点是采用探头静止、钢管直行的核心技术方案，使原本复杂的系统得以简化，具有制造、安装方便，使用可靠性高及维护简单，在测量信号拾取上无需特殊技术，而且适用钢管规格、尺寸及形状精度范围较宽，具有新颖性和实用性。自主开发的无缝钢管全长全截面在线超声波自动测厚装置主要包括机械系统、水循环系统、喷标系统、控制系统、测量系统和系统软件等五个部分。本文着重论述该装置研制中机械系统的设计问题。机械系统主要由底座、导向输送辊机构、压紧辊机构、压紧辊升降机构、测距轮机构、超声波测厚装置及超声波测厚装置调整机构组成。所有机构都安装在底座上，使用时整体装在生产线上。在机械系统设计中，创造了多项简单实用的技术或机构—自适应压下机构、测厚葙浮动机构、同步升降机构、水密封技术等，设计巧妙实用，提高了装置工作的可靠性、适应性，扩大了检测范围，满足了不同规格无缝钢管壁厚检测的要求，降低了对无缝钢管尺寸及现状精度要求，使装置的设计、制造和运行维护成本大为降低。论文还简单介绍了其它系统的主要组成和工作原理。水循环系统主要功能是使水中的空气充分逸出，实现了低压大流量的进水方式，，保证超声波信号拾取准确；喷标系统由喷罐、位置调整、电动压头等构成，由PLC控制，自动手动均可，其主要作用是对超标点喷漆标识；控制系统采用PLC为核心的控制方式，由PLC、传感器、各类输入／输出元件以及相关的驱动单元构成；测量系统以计算机网络为核心，由数据采集与信号分析处理系统(测量站)、数据通讯、监测站(又称上位机或服务器)以及控制系统构成。整体控制和显示系统完全利用了计算机，稳定、可靠、直观、先进。其中在传感器设计制做、测量软件、水密封方式等关键技术上有突破。所研制的装置经制造、安装、调试，然后进行空载试车和实际现场应用试验。结果表明自主开发的无缝钢管全长全截面在线超声波自动测厚性能指标达到技术协议和设计要求，验收合格。研制是成功的，用户满意。所研制的装置国内外均未见主要技术特点类同的相关文献报道，具有新颖性。该装置是一套集多学科于一体的综合检测系统，与国内外同类技术相比，具有故障率低可靠性高等优点，在研制、运行本和维护成本上具有明显优势。该装置除在钢管生产厂家在线使用，也可离线使用，对于钢管产品的终端用户而言，也有较好的使用价值。同时与国外设备相比，该套装置无论从适应性还是价格上都具有优良的竞争优势，因此本文所开发的无缝钢管全长全截面在线超声波自动测厚装置具有良好的市场前景。 

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