管材两端管口x射线探伤系统装置和基于该系统装置的检测方法
【专利摘要】本发明提供了一种管材两端管口X射线探伤系统装置和基于该系统装置的检测方法。本管材两端管口X射线探伤系统装置包括主控器，中央防护室，中央防护室两侧对称设置有耳房，中央防护室内设有确定探测场的X射线探测部和管端位检测装置，中央防护室两侧设有处于同一延伸中线且该中线穿过中央防护室和耳房的被测复合管材输送通道，被测复合管材托持旋转部设置在输送通道所在沿线，X射线探测部由线阵探测器及其移动组架和X射线源及其移动组架组成。所述系统装置和基于所述系统装置实现了高效率单影单壁高质量探测透照无损探伤检测的技术目的，能够一次连续完成每根管材的管头和管尾的自动检测操作，快捷、高效。
【专利说明】管材两端管口 X射线探伤系统装置和基于该系统装置的检测方法
【技术领域】
[0001]本发明专利申请涉及管材管口段焊接质量检测的X射线无损探伤检测装置，尤其涉及是适合于小口径管材管口段无损检测的X射线检测系统。
【背景技术】
[0002]目前的各种X射线无损探伤产品普遍适用于板体部件或口径较大管材部件的无损探伤检测应用中。但近年来，很多技术应用领域对特殊性能管材产品的需求越来越旺盛，在通用管材内壁或者是外壁复合特殊功能材料层制成的复合型管材，如不锈钢管材管端内壁增加特殊合金材质的内衬管，以得到高耐腐蚀性、高硬度和承受压力强的复合管材。检测这类复合管质量的关键是检测内衬管与基础管材之间的氩弧焊堆焊层复合焊接质量。目前的小口径管材焊层X射线无损检测方法主要有胶片法，该方法是将感光胶片贴在管壁内部，由便携式探伤设备照射胶片检测区域，因为一次拍照的区域受射线机辐射角度和管子截面的限制，需要多次拍照才能将整个端头部检测完毕，后续冲洗胶片，若两台设备同时检测一根管子的两个管口端，所用的检测时间也需要I至2小时，操作效率低、耗用费用高。另一检测法是用平板探测器或图像增强器的DR成像法，这种方法是将平板探测器或图像增强器和X射线源分别放置于管体的两侧，为双壁透照法，该方法的射线机需要较高输出能量，使X射线足以穿透双层管壁，另外，双壁透照影像重合，不容易分辨出问题具体所在，成像指标难以达到用户要求。
【发明内容】
[0003]本发明专利申请的发明目的是提供一种更为适合于小口径管材管口部位无损探伤检测、特别是以生产线连续运作方式完成整根管材X射线无损探伤检测的管材两端管口X射线探伤系统装置和基于该系统装置的检测方法。
[0004]本发明专利申请提供的管材两端管口 X射线探伤系统装置技术方案，其主要内容是:一种管材两端管口 X射线探伤系统装置，本系统装置组成包括主控器，中央防护室，中央防护室两侧对称设置有耳房，中央防护室与耳房之间设有进料门和出料门，中央防护室内设有确定探测场的X射线探测部和管端位检测装置，中央防护室两侧设有处于同一延伸中线且该中线穿过中央防护室和耳房的被测复合管材输送通道，被测复合管材托持旋转部设置在输送通道所在沿线，X射线探测部由线阵探测器及其移动组架和X射线源及其移动组架组成，线阵探测器的移动组架由平移机构、升降机构和探测器的180°水平摆幅转动机构构成。
[0005]本发明申请还提供有基于所述的管材两端管口 X射线探伤系统装置的检测方法是:1、预备状态:驱动线阵探测器平移机构，将线阵探测器移动退至初始位，由升降机构调整至指定高度；2、管头探测:被测复合管材放置在进料侧输送通道上，系统装置接受检测命令，开启中央防护室进料门，开动输送通道输送电机，推动被测复合管材，使被测复合管材的管头经进料耳房进入中央防护室的探测场，当管端位检测装置检测到管端已至检测设定位时，则关闭输送电机，再启动托持旋转部的托持电机，将被测复合管材托持脱离输送通道至指定检测高度后关闭托持电机，再驱动线阵探测器平移机构，带动线阵探测器移入管头内指定检测位置，即被测复合管材管头管壁处于X射线源与线阵探测器之间的探测位置，其后接受扫描命令，X射线源和线阵探测器检测工作的同时，开启托持旋转部的旋转电机，带动被测复合管材按与扫描要求对应的速度旋转至少一周，输出扫描图像，完成管头检测，关闭X射线探测部；3、接受退出命令:由平移机构带动线阵探测器移出管头、退出初始位，指令托持电机反旋，将被测复合管材落回输送通道，180°水平摆幅转动机构，带动线阵探测器180°旋转至管尾检测方向；4、管尾探测:开启防护室出料门，启动输送通道输送电机运行，直至管端位检测装置检测管尾端已至设定位时，关断输送电机，再启动托持旋转部的托持电机运行，将被测复合管材托持脱离输送通道至指定检测高度，关闭托持电机，再由平移机构带动线阵探测器移入管尾管口内指定检测位置，使被测复合管材管尾管壁处于X射线源与线阵探测器之间的检测位置，接受扫描命令，X射线源和线阵探测器工作的同时，开启托持旋转部的旋转电机，带动被测复合管材按与扫描要求对应的速度旋转至少一周，输出扫描图像，完成管尾检测后，关闭X射线探测部，接受退出命令，平移机构带动线阵探测器移出管尾、退至初始位，再使托持电机反旋，将被测复合管材落回输送通道，后关断托持电机、开启输送电机，直至被测复合管材管尾移出中央防护室以及耳房，指令关闭进料门和出料门，完成每根被测复合管材检测工作。
[0006]本发明专利申请公开的管材两端管口 X射线探伤系统装置和基于该系统装置的检测方法，尤其适合于口径较小的管材管端无损检测，并实现了高效率单影单壁高质量探测透照无损探伤检测的技术目的，达到了 X射线胶片透照检测效果，并实现了一次连续完成每根管材的管头和管尾的自动检测操作，检测质量高，为自动化探伤检测装置，达到快捷、高效，特别适合于口径小的管材复合层焊接质量检测，更适合与包括小口径管材在内的管材生产线配套设置。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1为本发明申请的系统装置总构造图。
[0008]图2和图3分别为线阵探测器及其移动组架的主视结构和俯视结构图。
[0009]图4为X射线源和管端位检测装置的立体结构图。
[0010]图5为X射线源和管端位检测装置的侧视结构图。
[0011]图6和图7分别为线阵探测器的两检测工作状态的立体图。
[0012]图8和图9分别为被测复合管材输送时和托持检测时的结构图。
【具体实施方式】
[0013]本发明专利申请公开的管材两端管口 X射线探伤系统装置，其总装组成如图1所示，包括主控器，中央防护室14，中央防护室14内由X射线探测部及管端位检测装置确定了探测场，中央防护室14两侧对称设置有进料耳房15、出料耳房13，和穿过中央防护室14、耳房13、15、设有于同一延伸中线的被测复合管材100的输送通道，中央防护室14与进料耳房15、出料耳房13之间设有进料门、出料门，在本实施例结构中，中央防护室14进料侧和出料侧的输送通道分别是由设置同一中线的三道输送辊装置4、5、7和9、10、12构成，所述的输送辊装置是由形成V形输送轨道的两对称锥形辊组20构成，锥形辊组20与输送电机21之间经中间传动机构驱动连接，进料侧和出料侧的托持旋转部3、6和8、11分别设置在出料输送通道和出料输送通道所在沿线上，每侧的两托持旋转部是按被测复合管材处于检测位时管材的长度来设置，如图1所示结构，进料侧、出料侧的托持旋转部3、8设置于进料耳房15和出料耳房13内，另一托持旋转部6、11按被测复合管材100于检测位的长度延伸位置来设置。每一托持旋转部包括两与所述锥形辊组20位置相应、对称的摩擦轮组30，摩擦轮组30经传动机构与托持电机31驱动连接构成，摩擦轮组30经传动机构与旋转伺服电机32驱动连接。由于所述的锥形辊组传动机构和摩擦轮组传动机构用公知结构即可以实现，在此不再赘述。
[0014]X射线探测部由线阵探测器I及其移动组架和X射线源2及其移动组架组成，线阵探测器I的移动组架由平移机构、升降机构和探测器的180°水平摆幅转动机构构成。如图2所示的线阵探测器的移动组架，包括X和及Y轴的平移机构16和17，Z轴升降机构18和探测器180°水平摆幅转动机构19构成，所述的X轴平移设定为线阵探测器I移入或移出管口线路，Y轴平移设定为线阵探测器由远离输送通道所在中心的初始位探出和退回的平移路线，Z轴升降机构是将线阵探测器I移至或移出被测复合管材检测高度的升降机构，探测器180°水平摆幅转动机构是控制线阵探测器I处于管头检测方向或管尾检测方向的转向控制机构。在本实施结构中，X射线源2经其支撑架设置于检测场中心位，其移动组架主要为高度调整机构，便于适当调整与线阵探测器I的相对高度间距。
[0015]管端位检测装置是排列设置在平行于输送通道中线的底座40上，感受管头或管尾位置信息的检测装置，在本实施例中，本管端位检测装置包括有管头定位光电开关44和管尾定位光电开关43，管头定位光电开关44和管尾定位光电开关43对称设置于X射线源2两侧，两光电开关44、43的距离是被检测管段的长度，以图示箭头的管材输送方向、处于管头定位光电开关44后方设有管头减速光电开关42，以图示箭头的管材输送方向、处于管尾定位光电开关43后方设有管尾减速光电开关41。本检测装置还可采用红外检测装置或各检测位的行程开关等结构方式。管头和管尾减速光电开关42和41的设置是为了在输送中，当被测复合管材管端达到指定位置之前降低输送速度，以便更为准确和可靠的达到检测指定位置，即在获得管头减速光电开关42或管尾减速光电开关41的检测信息后，指令输送电机21减速运行，避免被测复合管材因惯性超过或达不到检测位。
[0016]本发明申请提供的基于上述的管材两端管口 X射线探伤系统装置的检测方法是:1、预备状态:驱动线阵探测器平移机构16、17，带动线阵探测器I平移退至初始位，由升降机构18调整至指定的管头检测高度；2、管头探测:被测复合管材100放置在进料侧输送通道4、5、7上，接受检测命令，开启中央防护室14进料门，开动输送通道输送电机21，推动被测复合管材100，使其管头经进料耳房15进入、接近中央防护室14的探测场，当管端位检测装置中的管头减速光电开关42检测到管端时，指令输送电机21减速，当管头定位光电开关41检测管端已至检测设定位时，关闭输送电机21，再启动托持旋转部的托持电机31运行，将被测复合管材100托持脱离输送通道后至指定检测高度后，随即关闭托持电机31，再驱动线阵探测器平移机构16、17，带动线阵探测器I移入管头内指定检测位置，被测复合管材100管头管壁处于X射线源2与线阵探测器I之间的探测位置，接受扫描命令，X射线源2和线阵探测器I工作的同时，开启托持旋转部的旋转电机32，带动被测复合管材100按与扫描要求对应的速度旋转至少一周，输出管头段一周的扫描图像，完成管头检测，关闭X射线探测部；3、接受退出命令:平移机构带动线阵探测器I移出管头、退至初始位，托持电机31反旋，将被测复合管材100落回输送通道，启动180°水平摆幅转动机构，带动线阵探测器180°水平旋转至管尾检测方向；4、管尾探测:开启中央防护室14出料门，启动输送通道输送电机21运行，当管端位检测装置中的管尾减速光电开关44检测到管尾时，指令输送电机21减速，当管尾定位光电开关43检测管尾端已至检测设定位时，则关闭输送电机21，再启动托持旋转部的托持电机31运行，将被测复合管材100托持脱离输送通道至指定高度后，关闭托持电机31，其后由平移机构16、17带动线阵探测器I移入管尾管口内指定检测位置，使被测复合管材100管尾管壁处于X射线源2与线阵探测器I之间的检测位置，接受扫描命令，X射线源2和线阵探测器I工作的同时，开启托持旋转部的旋转电机32，带动被测复合管材100按与扫描要求对应的速度旋转至少一周，输出管尾端一周扫描图像，完成管尾检测后，关闭X射线探测部，接受退出命令，指令平移机构16、17带动线阵探测器I移出管尾、退至初始位，托持电机31反旋，将被测复合管材100落回输送通道，后关断托持电机31，开启输送电机21，直至被测复合管材100的管尾移出中央防护室14以及耳房13，指令关闭进料门和出料门，完成每根被测复合管材检测工作。
【权利要求】
1.一种管材两端管口 X射线探伤系统装置，本系统装置组成包括主控器，中央防护室(14)，中央防护室两侧对称设置有耳房(13、15)，中央防护室与耳房之间设有进料门和出料门，其特征在于中央防护室内设有确定探测场的X射线探测部和管端位检测装置，中央防护室两侧设有处于同一延伸中线且该中线穿过中央防护室和耳房的被测复合管材输送通道(4、5、7、9、10、12)，被测复合管材托持旋转部(3、6、8、11)设置在输送通道所在沿线，X射线探测部由线阵探测器(I)及其移动组架和X射线源(2)及其移动组架组成，线阵探测器的移动组架由平移机构、升降机构和探测器的180°水平摆幅转动机构构成。
2.根据权利要求1所述的管材两端管口X射线探伤系统装置，其特征在于输送通道由多道输送辊装置(4、5、7和9、10、12)构成，所述的输送辊装置是由形成V形输送轨道的两对称锥形辊组(20)构成，锥形辊组(20)与输送电机(21)之间经中间传动机构驱动连接。
3.根据权利要求2所述的管材两端管口X射线探伤系统装置，其特征在于每一托持旋转部(3、6和8、11)包括两与所述锥形辊组(20)位置相应、对称的摩擦轮组(30)，摩擦轮组(30)经传动机构与托持电机(31)驱动连接构成,摩擦轮组(30)经传动机构与旋转伺服电机(32)驱动连接。
4.根据权利要求1所述的管材两端管口X射线探伤系统装置，其特征在于管端位检测装置包括有管头定位光电开关(44)和管尾定位光电开关(43)，管头定位光电开关(44)和管尾定位光电开关(43)对称设置于X射线源(2)两侧，以输送方向、处于管头定位光电开关(44)后方设有管头减速光电开关(42),以输送方向、处于管尾定位光电开关(43)后方设有管尾减速光电开关(41)。
5.基于权利要求1、2或4所述的管材两端管口X射线探伤系统装置的检测方法，其特征在于该检测方法是:①、预备状态:驱动线阵探测器平移机构，将线阵探测器移动退至初始位，由升降机构调整至指定高度、管头探测:被测复合管材放置在进料侧输送通道上，系统装置接受检测命令 ，开启中央防护室进料门，开动输送通道输送电机，推动被测复合管材，使被测复合管材的管头经进料耳房进入中央防护室的探测场，当管端位检测装置检测到管端已至检测设定位时，则关闭输送电机，再启动托持旋转部的托持电机，将被测复合管材托持脱离输送通道至指定检测高度后关闭托持电机，再驱动线阵探测器平移机构，带动线阵探测器移入管头内指定检测位置，即被测复合管材管头管壁处于X射线源与线阵探测器之间的探测位置，其后接受扫描命令，X射线源和线阵探测器检测工作的同时，开启托持旋转部的旋转电机，带动被测复合管材按与扫描要求对应的速度旋转至少一周，输出扫描图像，完成管头检测，关闭X射线探测部、接受退出命令:由平移机构带动线阵探测器移出管头、退出初始位，指令托持电机反旋，将被测复合管材落回输送通道，180°水平摆幅转动机构，带动线阵探测器180°旋转至管尾检测方向、管尾探测:开启防护室出料门，启动输送通道输送电机运行，直至管端位检测装置检测管尾端已至设定位时，关断输送电机，再启动托持旋转部的托持电机运行，将被测复合管材托持脱离输送通道至指定检测高度，关闭托持电机，再由平移机构带动线阵探测器移入管尾管口内指定检测位置，使被测复合管材管尾管壁处于X射线源与线阵探测器之间的检测位置，接受扫描命令，X射线源和线阵探测器工作的同时，开启托持旋转部的旋转电机，带动被测复合管材按与扫描要求对应的速度旋转至少一周，输出扫描图像，完成管尾检测后，关闭X射线探测部，接受退出命令，平移机构带动线阵探测器移出管尾、退至初始位，再使托持电机反旋，将被测复合管材落回输送通道，后关断托持电机、开启输送电机，直至被测复合管材管尾移出中央防护室以及耳房，指令关闭进料门和出料门，完成每根被测复合管材检测工作。
6.根据权利要求5所述的管材两端管口 X射线探伤检测方法，其特征在于当管端位检测装置中的管头减速光电开关(42)检测到管端时，指令输送电机(21)减速；当管端位检测装置中的管尾减速光电开·关(44)检测到管尾时，指令输送电机(21)减速。
【文档编号】G01N23/04GK103439350SQ201310377046
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月23日 优先权日:2013年8月23日
【发明者】于艳伟, 王金锁, 张冠宜, 崔东, 王军龙 申请人:丹东新射线科技有限公司