基于鋼管旋轉(zhuǎn)的漏磁超聲復(fù)合檢測方法與裝備.pdf

1、鋼管廣泛應(yīng)用于多個行業(yè)，對國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活質(zhì)量提高影響甚大。然而鋼管在生產(chǎn)和使用過程中會出現(xiàn)裂紋、折疊、腐蝕或磨損等缺陷，形成安全隱患，因此對其實(shí)施無損檢測十分必要。由于每種檢測方法都有應(yīng)用局限性，所以采用多種方法組合探傷更能防止漏檢。對基于鋼管旋轉(zhuǎn)的漏磁超聲復(fù)合檢測實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行研究，通過探頭掃查軌跡規(guī)劃，開展探頭跟蹤機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)建模與求解、探頭最優(yōu)檢測姿態(tài)研究，實(shí)現(xiàn)了全覆蓋檢測，保證了檢測信號的一致性和穩(wěn)定性。
　　首先對四

2、類鋼管自動化檢測系統(tǒng)及特點(diǎn)進(jìn)行分析與比較，總結(jié)出兩種探頭掃查軌跡類型：直線型與螺旋線型。依次分析不同軌跡類型的探頭布置方案、單探頭架與多探頭架掃查軌跡區(qū)域及形成影響參數(shù)、缺陷定位關(guān)系式等問題。重點(diǎn)對V型輪上的鋼管螺旋運(yùn)動進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，得出螺距的數(shù)學(xué)計算公式和方法，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。基于上述研究，提出滿足鋼管全覆蓋檢測的充分必要條件。進(jìn)一步地，對探頭的跟蹤機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)和最優(yōu)檢測姿態(tài)進(jìn)行研究。對探頭跟蹤機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動學(xué)建模，分析了建模理論基礎(chǔ)，獲

3、得了各連桿坐標(biāo)系與終端坐標(biāo)系間的變換矩陣和機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)方程，并進(jìn)行了正逆運(yùn)動學(xué)求解。針對于自動化檢測中因鋼管抖動、橢圓度和直線度誤差等對檢測信號的影響，提出了具有4個微小浮動自由度的前端探頭結(jié)構(gòu)，消除鋼管運(yùn)動偏差產(chǎn)生的影響，確保信號拾取的一致性和穩(wěn)定性。
　　結(jié)合研究成果，開發(fā)出了一套基于鋼管旋轉(zhuǎn)的漏磁超聲復(fù)合檢測系統(tǒng)，重點(diǎn)分析設(shè)計了掃查軌跡、探頭跟蹤裝置、信號處理與自動化控制系統(tǒng)等。按照國家標(biāo)準(zhǔn)加工測試樣管進(jìn)行現(xiàn)場測試，獲得了滿意