杜健輝，黃杰生

（番禺珠江鋼管有限公司，廣東 廣州 410450）

X 射線檢測是焊管生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的一種無損檢測方法，對于提高焊管質(zhì)量及其可靠性起著重要作用。在焊管進行X 射線檢測時，要求圖像接收器和探臂前端的放射源垂直布置，運管小車運送焊管使焊縫通過放射源和圖像接收器之間，實現(xiàn)焊縫的全長檢測［1-2］。要獲得清晰的焊縫圖像，要求圖像接收器位置和探臂前端的放射源位置穩(wěn)定可調(diào)，故其設(shè)備的性能將直接決定檢測質(zhì)量的好壞［3-5］。

焊管的規(guī)格和長度覆蓋范圍很大，這就要求探臂和圖像接收器的調(diào)整裝置在高度和水平度具有較大的調(diào)整范圍和較高的定位精度，探臂能順利伸入焊管中，進行微量調(diào)整［6-8］。圖像接收器能根據(jù)X射線檢測需求，調(diào)整與焊縫的距離，從而獲得良好的X 射線實時成像效果?，F(xiàn)有的圖像接收器升降裝置為懸掛式，圖像接收器通過輥筒鐵鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)懸掛于X 射線房中，通過輥筒旋轉(zhuǎn)來提高或降低圖像接收器高度，這種方式穩(wěn)定性不足，圖像接收器容易擺動，造成圖像不清晰［9-13］。配重式手動絲桿調(diào)節(jié)探臂升降裝置，前端安裝射線管，后端連接配重塊，中后部安裝調(diào)整器和底座，調(diào)整調(diào)整器的轉(zhuǎn)軸，調(diào)整探臂的高度和水平度，這種方式定位困難，依靠人工經(jīng)驗調(diào)節(jié)，其調(diào)節(jié)幅度受限且勞動強度大，不能實現(xiàn)檢測設(shè)備的自動化。

為從根本上解決此問題，實現(xiàn)焊管X 射線檢測設(shè)備的自動化，在番禺珠江鋼管（連云港）有限公司COE 焊管生產(chǎn)線上對該裝置重新進行了設(shè)計改進，收到了較好的使用效果。

1 X 射線檢測系統(tǒng)的設(shè)備組成

焊管的X 射線檢測系統(tǒng)一般包括實時成像系統(tǒng)和機械控制兩部分，如圖1 所示。

圖1 焊管的X 射線檢測系統(tǒng)示意

1.1 實時成像系統(tǒng)

焊管的X 射線實時成像系統(tǒng)包括射線源和圖像接收器，當(dāng)焊管焊縫通過射線源和圖像接收器之間，X 射線透照焊管的焊縫，在圖像接收器上生成可見光圖像，通過顯示屏上的圖像，評定焊縫質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)焊縫缺陷［7］。

1.2 機械控制部分

機械控制部分負(fù)責(zé)實時成像系統(tǒng)的輔助動作，一般布置在X 射線房內(nèi)。射線源安裝于探臂前端，圖像接收器安裝于圖像接收器升降裝置上，焊管置于運管小車的旋轉(zhuǎn)輥上，通過控制運管小車，實現(xiàn)焊管焊縫的全長動態(tài)或靜態(tài)檢測。根據(jù)焊管規(guī)格（直徑、壁厚）的不同，圖像接收器、焊管焊縫、放射源之間的間距不相同，要根據(jù)實際標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進行操作，從而獲得良好的圖像，這就要求圖像接收器和射線源的高度有較大的調(diào)整范圍，以滿足實際檢測需要。

2 圖像接收器升降裝置的設(shè)計改進

2.1 懸掛式圖像接收器升降裝置

懸掛式圖像接收器升降裝置結(jié)構(gòu)如圖2 所示。其中，圖像接收器安裝平臺用于安裝固定圖像接收器；滾筒負(fù)責(zé)收卷和開卷鏈條，從而實現(xiàn)圖像接收器的升降；減速機負(fù)責(zé)提供滾筒旋轉(zhuǎn)的動力。

該裝置現(xiàn)存問題有：①由于通過鏈條懸掛，升降裝置在升降過程中，容易造成圖像接收器的晃動；②升降不平衡，由于滾筒收卷和開卷鏈條，容易造成圖像接收器水平度較差；③維修困難，由于電機和輥筒都懸掛于半空，給維修帶來不便。

采用側(cè)立式垂直升降的結(jié)構(gòu)，可以從根本上解決圖像接收器升降不平衡和晃動的問題。

2.2 側(cè)立式圖像接收器升降裝置

側(cè)立式圖像接收器升降裝置由檢測臂、連接座和升降裝置組成，如圖3 所示。

圖2 懸掛式圖像接收器升降裝置結(jié)構(gòu)示意

圖3 側(cè)立式圖像接收器升降裝置結(jié)構(gòu)示意

其中，檢測臂用于連接機架，安裝圖像接收器；升降裝置包括直線導(dǎo)軌、鏈輪和直線導(dǎo)套副等部分，根據(jù)進管的直徑和壁厚狀況利用減速機帶動鏈輪轉(zhuǎn)動，通過鏈傳動調(diào)整檢測臂的高度位置。直線導(dǎo)軌和直線導(dǎo)套副起導(dǎo)向作用，使檢測臂沿著垂直地面的方向上升下降，升降過程平穩(wěn)，快速。但側(cè)立式圖像接收裝置安裝占用的空間相對較大，而且對于防護空間要求較大。

2.3 小 結(jié)

經(jīng)過設(shè)備調(diào)試運行，改進后的裝置主要有以下幾個優(yōu)點：

（1） 懸掛式改為側(cè)立式的升降裝置，加入配重塊，因此圖像接收器升降裝置的穩(wěn)定性得到提高，解決了圖像接收器不平衡的問題。

（2） 調(diào)整簡單方便，縮短了管徑調(diào)整時的輔助時間，提高工作效率。

（3） 設(shè)備維修方便，由于側(cè)立式占用的空間相對較大，設(shè)備維修可使用的空間亦較大。

3 探臂升降裝置的設(shè)計改進

3.1 配重式手動絲桿調(diào)節(jié)探臂升降裝置

配重式手動絲桿調(diào)節(jié)探臂升降裝置結(jié)構(gòu)如圖4所示。通過調(diào)節(jié)手動調(diào)節(jié)絲桿，實現(xiàn)不同管徑焊管的X 射線檢測。

圖4 配重式手動絲桿調(diào)節(jié)探臂升降裝置結(jié)構(gòu)示意

該裝置現(xiàn)存問題有：①需要人工調(diào)整升降高度，勞動強度大，無法實現(xiàn)自動化；②定位困難。為解決這一問題，采用雙螺旋升降器探臂升降裝置，從根本上解決了圖像接收器升降不平衡和晃動的問題。

3.2 雙螺旋升降器探臂升降裝置

雙螺旋升降器探臂升降裝置主要由探臂和升降平臺兩部分組成，結(jié)構(gòu)如圖5 所示。探臂前端裝有射線發(fā)射器，與圖像接收器升降裝置上接收器平行。

圖5 雙螺旋升降器圖像接收器升降裝置結(jié)構(gòu)示意

雙螺旋升降器探臂升降裝置的工作過程：根據(jù)現(xiàn)場探臂和制管規(guī)格的狀況，通過調(diào)整前后兩個螺旋升降器上升下降的高度實現(xiàn)上下調(diào)整，并配合調(diào)整探臂上的射線發(fā)射器的角度，獲得清晰的畫面。

3.3 小 結(jié)

經(jīng)過設(shè)備調(diào)試運行，改進后的裝置主要有以下幾個優(yōu)點：

（1） 加入減速機和螺旋升降器，設(shè)備能實現(xiàn)自動化；

（2） 結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，螺旋升降器升降平穩(wěn)；

（3） 去除配重箱，減少了空間占用；

（4） 調(diào)節(jié)范圍大，可滿足不同規(guī)格焊管的探傷需求；

（5） 調(diào)整便利，降低勞動強度，提高工作效率。

4 改進設(shè)計后的焊管X 射線檢測設(shè)備

4.1 工作過程

（1） 根據(jù)焊管的直徑，調(diào)整雙螺旋升降器探臂升降裝置，快速調(diào)整X 射線機上升到合適位置。

（2） 橫送小車橫送焊管，把焊管放到運管小車的旋轉(zhuǎn)輥上，此時位置為運管小車初始位置。

（3） 橫送小車離開運管小車軌道位置后，運管小車沿著軌道快速進入X 射線房，此時檢測門必須完全打開。

（4） 運管小車行進過程中，通過X 射線房內(nèi)的視頻監(jiān)控合理調(diào)整運管小車上的旋轉(zhuǎn)輥，使焊縫正對上方。

（5） 當(dāng)傳感器檢測運管小車和焊管完全進入X射線房，檢測門自動關(guān)閉。

（6） 圖像接收器升降裝置附近設(shè)置兩個傳感器，當(dāng)運管小車被第一個傳感器檢測后，運管小車減速，然后到焊縫檢測裝置中的圖像接收器下方由第二個傳感器檢測后停止，進入檢測過程。

（7） 檢測檢測門是否完全關(guān)閉，若關(guān)閉，開始X 射線檢測過程，運管小車以檢測速度運行，直到焊管檢測完成。

（8） 在X 射線檢測的極限位置設(shè)有兩個傳感器，一個負(fù)責(zé)運管小車的減速，一個負(fù)責(zé)小車的停止，以防運管小車與雙螺旋升降器探臂升降裝置發(fā)生碰撞造成損壞。

（9） 當(dāng)焊管檢測完畢，關(guān)閉X 射線機，運管小車以高速往初始位置方向行走，同時檢測門開始打開，當(dāng)運管小車接近檢測門附近的傳感器時再次檢測檢測門是否完全打開，如果沒有完全打開，運管小車緩慢停止，待檢測門完全打開后，運管小車高速行走至初始位置，同時檢測橫送小車位置，確保兩車不發(fā)生碰撞。

（10） 初始位置附近設(shè)置兩個傳感器，運管小車遇到第一個傳感器后，開始減速，到達初始位置后，完全停止。

4.2 小 結(jié)

該焊管X 射線檢測設(shè)備的運行過程具有以下優(yōu)點：

（1） 穩(wěn)定檢測質(zhì)量，自動化設(shè)計可以快速調(diào)節(jié)圖像接收器升降裝置和探臂升降裝置，升降調(diào)節(jié)穩(wěn)定，使檢測在最佳工況下運行，保證檢測質(zhì)量。

（2） 減少輔助時間，提高工作效率。由于自動化生產(chǎn)，可以穩(wěn)定運行工況，提高檢測效率。

（3） 減少維修時間，提高設(shè)備運轉(zhuǎn)率。采用自動化設(shè)計后，工況穩(wěn)定，從而減少不正常的操作和事故停機，提高設(shè)備的運轉(zhuǎn)率和有效運轉(zhuǎn)周期。

5 結(jié) 語

X 射線實時成像檢測設(shè)備的自動化設(shè)計，直接影響檢測工位的工作質(zhì)量和效率。通過對其中的圖像接收器升降裝置和探臂升降裝置進行改進設(shè)計，重新設(shè)計焊管X 射線檢測設(shè)備的運行流程，改進后的設(shè)計能根據(jù)管徑和壁厚進行快速調(diào)整，調(diào)整便利，運行平穩(wěn)，降低勞動強度，提高工作效率，具有良好的推廣前景。

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