专利名称：中板十六通道探伤工艺和探伤设备的制作方法
一种中板十六通道超声波自动探伤工艺及探伤设备。
本发明属于检验锅炉、压力容器、造船和航天工业用中板十六通道超声波自动探伤工艺及探伤设备。
工业先进国家已形成多通道仪器和电子计算机为中心的中板超声波自动探伤。但就Z型扫查工艺而言，以联邦德国为代表的Salzgitter方式由于设备庞大，探头随动系统复杂，而使扫查网络太宽，探伤结果不能满足JB1150-73标准中允许存在最大缺陷的规定。
国内对于中厚板探伤多采用手工探伤方法。手工探伤劳动强度大，生产效率低，特别是探伤质量对人的依赖性很大，保证不了出厂中板质量。因此，由于漏检而使用户蒙受经济损失。
本发明的目的是提供一种中板十六通道超声波自动探伤工艺及探伤设备，来取代目前所用的手工探伤方法，从而提高探伤质量，探伤速度和劳动生产率，保证产品的质量，使用户得到高质量的探伤产品。
本发明探伤设备安装在中板探伤作业线上，中板从其下面直线前进一次通过后，即可完成整张中板的探伤。本发明适用8～16mm厚、1400～1800mm宽(可扩展到4000mm，但应增加相应的通道数)，长大于4000mm的中板的超声波自动探伤。
本发明由自动探伤工艺，机械扫查系统，微机控制系统构成。附图1是自动探伤工艺平面图。图中[1]为备料挡板，[2]为备料辊道，[3]为扒板装置，[4]为扒板辊道，[5]为限位立辊，[6]为限位推钢装置，[7]为超声波探伤设备，[8]为探伤辊道，[9]为下架推床，[10]为下架辊道，[11]为挡板，[12]为垛板台架。
其中，限位推钢装置[6]由气缸和电子开关线路组成。超声波探伤设备采用电子模拟开关和闸门电路，能够自动调整闸门宽度。
本工艺的要点在于采用插入式乙型扫查方法，当中板在辊道上直线前进时16个通道的探头分别沿辊道轴线进行往复扫查。插入式Z型扫查轨迹见附图2，图中探头沿行距230mm，间距100mm，Z型插入式扫查，探头扫查速度为0.46m/s，中板传送速度为0.2m/s。
本发明的机械扫查系统和微机控制系统是实现Z型扫查工艺的必备条件，机械扫查系统由TR探头、探头起落装置、扫查装置、探头随动装置和测长装置组成。
TR探头为圆形非金属壳体，采用频率较高的、长宽比较大的压电晶片，它由水仓、水咀、镶有耐磨环和两支射频电缆组成。
探头起落装置装有扫查装置和带随动探头的起落箱体，在微机的指令下，当中板到达探伤位置时，自动落下，同时进行扫查，探伤完成后自动抬起，起落装置示意图见附图3。图3中[13]为气缸尾座，[14]为滑轮，[15]为平衡弹簧，[16]为主气缸，[17]为箱体。
扫查装置采用了对心曲柄滑块机构，为保证运动平衡，采用了燕尾形滑道，其示意图见附图4。图中[18]为电动机，[19]为摆线针轮行星减速机，[20]为曲柄，[21]为连杆，[22]为滑块。
随动装置采用了四杆平行四边形机构和万向接轴，实现探头的随动跟踪。探头随动装置的示意图见附图5。图中[23]为连接板，[24]为上支架，[25]为限位块，[26]为连杆，[27]为下支架，[28]为叉头。
测长装置是为准确判断缺陷所处中板的纵向位置。附图6为其结构示意图，图中[29]为尾座，[30]为气缸，[31]为总体支架，[32]为上支架，[33]为连杆，[34]为下支架，[35]为光电码盘，[36]为测转盘，[37]为环形链。
微机控制系统采用TP805微机，配有ASCII键盘、CRT显示器、80行打印机和STD总线等组成。控制系统框图见附图7。该系统在整个探伤过程中能及时准确地将所有十六个通道的探伤结果和探头所处的位置及时地显示、打印、记录下来，并可形成C扫描图。整个工艺过程实现了程序控制。附图8是程序流程图。
本发明自动探伤设备结构紧凑，布局合理，占地面积小。沿着探头扫查的漏检最大面积小于JB1150-73标准规定的允许最大缺陷面积，探伤面积为中板总面积的48.4%，为手工扫查的302%，整个探伤过程全部是自动进行的。对8～16mm、540块中板进行了自动与手工探伤对比试验，结果有伤、无伤对应率均为100%。探伤结果满足GB2970-82《中厚钢板超声波探伤》的标准规定。
本发明自动探伤生产线一个斑的年探伤能力可达七万t以上，年可创经济效益1840万元以上。
图1中板超声波自动探伤线工艺布置示意图，图中1～12见本说明书;
图2插入式Z型扫查图;
图3起落装置简图，13～17见本说明书，其中A-扫描传动箱;B-探头随动装置;
图4扫查传动装置机动示意图，18～22见本说明书;
图5探头随动装置，23～28见本说明书，其中C-探头;
图6测长机械装置简图，29～37见本说明书;
图7自动探伤及控制系统框图，其中A组和B组-探头升降扫查控制系统，DF系统-码盘升降控制系统;
图8程序流程图。
权利要求
1.一种用于检验锅炉、压力容器、造船和航天工业用中板十六通道超声波自动探伤工艺及探伤设备，其特征在于它是由自动探伤工艺、机械扫揸系统和微机控制系统构成。
2.一种按照权利要求1所说的中板十六通道超声波自动探伤工艺及探伤设备，其特征在于采用插入式Z型扫查法，当中板在辊道上直线前进时16个通道的探头分别沿辊道轴线进行往复扫查，探头沿行距230mm、间距100mm，Z型扫查轨迹运行，探头扫查速度为0.46m/s，中板传送速度为0.2m/s。
3.一种按照权利要求1和2所说的中板十六通道超声波自动探伤工艺及探伤设备，其特征在于机械扫查系统包含有TR探头、探头起落装置、扫查装置、探头随动装置和测长装置。
4.一种按照权利要求1、2、3所说的中板十六通道超声波自动探伤工艺及探伤设备，其特征在于微机控制系统包含有TP805微机、ASCII键盘、CRT显示器、80行打印机和STD总线等。
5.一种按照权利要求1至3所说的中板十六通道超声波自动探伤工艺及探伤设备，其特征在于TR探头为圆形非金属壳体，采用频率较高的、长宽比较大的压电晶片，它由水仓、水咀、镶有耐磨环和两支射频电缆组成。
6.一种按照权利要求1至3所说的中板十六通道超声波自动探伤工艺及探伤设备，探头起落装置由气缸尾座、滑轮、平衡弹簧、主气缸、箱体组成。其特征在于探头起落装置装有扫查装置和带随动探头的起落箱体，在微机的指令下当中板到达探伤位置时自动落下，同时进行扫查，探伤完成后自动抬起。
7.一种按照权利要求1至3所说的中板十六通道超声波自动探伤工艺及探伤设备，扫查装置由电动机、摆线针轮行星减速机、曲柄、连杆、滑块组成。其特征在于扫查装置采用了对心曲柄滑块机构，为保证运动平衡采用了燕尾形滑道。
8.一种按照权利要求1至3所说的中板十六通道超声波自动探伤工艺及探伤设备，探头随动装置由连接板、上支架、限位块、连杆、下支架、叉头组成。其特征在于探头随动装置采用了四杆平行四边形机构和万向接轴。
9.一种按照权利要求1至3所说的中板十六通道超声波自动探伤工艺及探伤设备，其特征在于测长装置是由尾座、气缸、总体支架、上支架、光电码盘、测转盘、环形链组成。
10.一种按照权利要求1和2所说的中板十六通道超声波自动探伤工艺及探伤设备，其特征在于所说的限位推钢装置是由气缸和电子开关线路组成。
11.一种按照权利要求1和2所说的中板十六通道超声波自动探伤工艺及探伤设备，其特征在于超声波探伤设备采用电子模拟开关和闸门电路，能够自动调整闸门宽度。
全文摘要
一种检验锅炉、压力容器、造船和航天工业用中板十六通道超声波自动探伤工艺及探伤设备。本发明用来取代目前所用的手工探伤方法，本发明采用插入式Z型扫查方法，探头沿230×100mmZ型扫查，探头扫查速度为0.46m/s，对8～16mm中板其传送速度为0.2m/s，用540块中板进行了自动与手工探伤对比试验，结果有伤与无伤对应率均为100％，满足JB1150-73标准规定。本发明自动探伤生产线一个班的年探伤能力可达七万t以上，年可创经济效益1840万元以上。
文档编号G01N29/04GK1054312SQ9010093
公开日1991年9月4日 申请日期1990年2月22日 优先权日1990年2月22日
发明者张永和, 卢金辉, 邹福玉, 白国德, 何维刚, 高佩兰 申请人:鞍山钢铁公司