一种穿过式钢管漏磁探伤气浮探靴的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于钢管的无损检测领域，特别涉及对钢管进行漏磁探伤的气浮探靴。
【背景技术】
[0002]漏磁探伤是钢管无损检测的一种方法，所谓漏磁探伤是将钢管置于直流(恒流)磁场中，当铁磁性钢管充分磁化时，管壁中的磁力线会被其表面或近表面处的缺陷阻断，从而导致一部分磁力线泄露出钢管表面，形成漏磁场，通过与钢管作相对运动的传感器拾取漏磁场并将其转换成缺陷电信号，即可根据所获得的缺陷电信号来判断钢管中是否存在缺陷。
[0003]在钢管漏磁检测时，通常采用接触式探靴，所述接触式探靴主要由靴体和安装在靴体上的磁敏传感器组成，靴体为圆弧状块体，其一侧面为与被检测钢管相匹配的圆弧面。在钢管漏磁探伤过程中，接触式漏磁探靴在外力作用下直接紧贴钢管外表面，当钢管发生偏移时，探靴随着钢管一起运动，从而实现对钢管的同轴跟踪。由于接触式漏磁探靴在外力作用下直接紧贴钢管外表面进行检测，因而只适用于探伤速度小于2.5m/s、钢管表面温度低于80°C的探伤工况，如果将接触式探靴应用于高速高温探伤，钢管热量及摩擦产生的热量会传导入靴体，使得传感器工作环境温度升高，影响传感器的检测精度和可靠性，剧烈磨损也会使探靴涂层快速消耗，导致探靴更换频繁，不仅降低检测效率，而且提高检测成本。
[0004]CN 201320714951.6公开了一种钢管涡流探伤气浮探靴，包括底座、支撑杆和调压气缸，支撑杆的下端与支座铰接，支撑杆的上端设有圆弧状探靴本体，探靴本体内设有磁敏传感器，探靴本体上设有若干贯穿该本体的节流孔，调压气缸的末端与底座铰接，调压气缸的输出轴端与支撑杆中间部位铰接。使用时，探靴本体的圆弧面与被检测钢管外侧面靠近，气流从节流孔处作用在被检测钢管外壁上产生压降，钢管外壁对探靴本体产生一个反作用力，当该反作用力与调压气缸的作用力达到平衡时，探靴本体就能始终处于与钢管之间存在一个间隙的状态，不会与钢管接触摩擦。此种涡流探伤气浮探靴虽然在检测时探靴本体与钢管不直接接触，解决了钢管与探靴本体之间因摩擦而导致的问题，但存在以下不足:1、由于探靴本体为圆弧状，因而只能覆盖被检测钢管的局部区域，为实现被检测钢管的全覆盖探伤，需要布置多个探靴，这样相邻探靴将发生干涉，无法检测到探靴交接处的钢管区。
2、圆弧状探靴本体与被检测钢管表面形成的是局部气浮反力，因此需要配置调压气缸来保证探靴本体与钢管之间的跟踪受力平衡。3、由于需要布置多个探靴，会增加探靴制作成本和安装工作量。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种穿过式钢管漏磁探伤气浮探靴，此种气浮探靴不仅在各种探伤工况下均能保证探伤精度与可靠性，而且使用一个气浮探靴即可实现对钢管360°全覆盖检测并简化结构和降低成本。
[0006]本发明所述穿过式钢管漏磁探伤气浮探靴，包括传感器和两端为开敞式结构的圆筒形本体，所述圆筒形本体的内径大于被检测钢管的外径，圆筒形本体的筒壁上设置有至少两圈用于向圆筒形本体内孔输入压力空气的节流孔和至少一圈用于安装传感器的环形槽，每圈节流孔中的节流孔数量相同且至少为六个，每圈节流孔中的各节流孔沿圆筒形本体周向在筒壁上均匀分布，所述传感器的数量至少为时+ a个，式中，d为被检测钢管的外径，a为单个传感器对被检测钢管表面的周向检测覆盖范围(a由传感器的类型确定)，每圈环形槽中的传感器沿该环形槽周向均匀布置。
[0007]上述穿过式钢管漏磁探伤气浮探靴中，圆筒形本体的内径?3= (1+21η，式中，d为被检测钢管的外径，In为被检测钢管位于圆筒形本体内孔中且与圆筒形本体同轴线时，圆筒形本体内壁与被检测钢管外壁之间的间距，所述hi优选0.1mm?0.5mm。
[0008]上述穿过式钢管漏磁探伤气浮探靴中，用于安装传感器的环形槽宽度I2为8mm?12mm，环形槽深度在满足圆筒形本体强度的条件下尽可能大，以便在漏磁探伤时使传感器尽可能地靠近被检测钢管表面。
[0009]上述穿过式钢管漏磁探伤气浮探靴中，圆筒形本体上设置的节流孔优选两圈或三圈，圆筒形本体的长度I ο优选200mm?300mm，相邻两圈节流孔之间的间距Ii优选80mm?120mm，圆筒形本体的壁厚可根据制作材料，满足强度要求即可。圆筒形本体用铝合金、工程塑料等非导磁材料制作，当选用招合金时，壁厚为8.0mm?12.0mm，当选用工程塑料时，壁厚为1.0mm?I4.0mm。
[0010]上述穿过式钢管漏磁探伤气浮探靴中，当需要设置两种或两种以上不同类型的传感器且不同类型的传感器之间存在相互干扰时，最好将不同类型的传感器分别布置在不同的环形槽中。
[0011]上述穿过式钢管漏磁探伤气浮探靴中，圆筒形本体上设置的节流孔为进气端和出气端孔径大、中部孔径小的结构，且进气端和出气端孔径相同。所述节流孔的中部孔径出优选0.81111]1?1.21111]1，所述节流孔的进气端和出气端孔径(11 = 4(12?5(12。
[0012]本发明所述穿过式钢管漏磁探伤气浮探靴的使用方法和工作原理:
[0013]1、在本发明所述穿过式钢管漏磁探伤气浮探靴的圆筒形本体外壁设置弹簧，通过弹簧将气浮探靴安装在支架上，将被检测钢管放置在输送轮上(见图5、图6)。
[0014]2、利用磁化线圈建立直流(恒流)磁场，使穿过式钢管漏磁探伤气浮探靴和被检测钢管位于直流(恒流)磁场中，然后将被检测钢管的一端插入穿过式钢管漏磁探伤气浮探靴的圆筒形本体内孔并通过圆筒形本体上设置的节流孔将压力空气导入圆筒形本体的内壁与被检测钢管外壁之间的环形腔体，压力空气的压强为0.4Mpa?0.6Mpa;所述压力空气通过节流孔后在圆筒形本体的内壁与被检测钢管外壁之间的环形腔体内形成压降，并在被检测钢管表面形成对称压力分布，产生气浮反力，在气浮反力作用下，本发明所述气浮探靴始终不接触被检测钢管，并与被检测钢管位于同轴线位置，从而实现气浮探靴对被检测钢管的非接触跟踪。
[0015]3、通过输送轮驱动被检测钢管通过气浮探靴的圆筒形本体内孔，即可实现漏磁探伤检测。
[0016]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0017]1.由于本发明所述穿过式钢管漏磁探伤气浮探靴对被检测钢管实现了非接触跟踪，与接触式探靴相比，消除了探靴与被检测钢管之间的摩擦生热，因而保证了传感器具有良好的工作环境温度，提高了探伤精度和稳定性。
[0018]2.由于本发明所述穿过式钢管漏磁探伤气浮探靴对被检测钢管实现了非接触跟踪，与接触式探靴相比，避免了热量从高温钢管至传感器单元的直接热传导，从而消除了钢管温度对传感器精度的影响，适用于高温钢管的漏磁探伤。
[0019]3.由于本发明所述穿过式钢管漏磁探伤气浮探靴对被检测钢管实现了非接触跟踪，与接触式探靴相比，避免了探靴的摩擦损耗，延长了探靴使用寿命。
[0020]4.由于本发明所述穿过式钢管漏磁探伤气浮探靴的本体为圆筒形本体，因而可实现对被检测钢管的360°全覆盖检测，使用一个气浮探靴即可完成对钢管的探伤检测，与CN201320714951.6公开的涡流探伤气浮探靴相比，不仅减少了探靴的数量，而且避免了相邻探靴发生干涉导致的检测盲区。
[0021]5.由于本发明所述穿过式钢管漏磁探伤气浮探靴的本体为圆筒形本体，每圈节流孔中的节流孔数量相同且各节流孔沿圆筒形本体周向在筒壁上均匀分布，因而气浮反力对称分布于圆筒形本体内壁的整个圆周表面，与CN 201320714951.6公开的涡流探伤气浮探靴相比，不需外力装置来平衡气浮反力，不仅可简化结构，而且可靠性更高并可降低成本。
【附图说明】
[0022]图1是本发明所述穿过式钢管漏磁探伤气浮探靴的第一种结构示意图；
[0023]图2是图1的A-A剖视图；
[0024]图3是本发明所述穿过式钢管漏磁探伤气浮探靴的第二种结构示意图；
[0025]图4是本发明所述穿过式钢管漏磁探伤气浮探靴的第三种结构示意图；
[0026]图5是本发明所述穿过式钢管漏磁探伤气浮探靴对钢管进行漏磁探伤的示意图；
[0027]图6是本发明所述穿过式钢管漏磁探伤气浮探靴对钢管进行漏磁探伤时的安装示意图；
[0028]图7是被检测钢管与本发明所述穿过式钢管漏磁探伤气浮探靴同轴线时，圆筒形本体内壁与被检测钢管外壁之间形成的环形腔体内的气浮反力分布示意图；
[0029]图8是被检测钢管轴线向右移动时，圆筒形本体内壁与被检测钢管外壁之间形成的环形腔体内的气浮反力分布示意图；
[0030]图9是被检测钢管轴线向左移动时，圆筒形本体内壁与被检测钢管外壁之间形成的环形腔体内的气浮反力分布示意图；
[0031]图10是被检测钢管轴线向下移动时，圆筒形本体内壁与被检测钢管外壁之间形成的环形腔体内的气浮反力分布示意图；
[0032]图11是被检测钢管轴线向上移动时，圆筒形本体内壁与被检测钢管外壁之间形成的环形腔体内的气浮反力分布示意图。
[0033]图