数字式超声波自动探伤系统在焊接钢管中的应用

近年来国内生产的几条重要管线，如陕京管线、苏丹管线和兰2成2渝管线，都要求厂家依据API或GB/T9711标准用连续超声波探伤设备对成形后钢管作全焊缝超声波自动探伤。因而研究和采用一种有效的超声自动化探伤系统成了钢管生产厂的必然选择。

焊管探伤采用不同的超声波方法，其探伤准确性相差较大。另外由于焊道几何形状的差异及各种复合缺陷所形成波形的不确定性，造成焊管超声波自动化探伤的难度较大，人为因素影响也很大。因而如何提高探伤结果的有效性和可靠性便成了焊管超声波自动化探伤的重点。经过广泛调查研究，加之我厂多年焊管探伤经验，确定了在钢管螺旋行进状态下，采用精确的探头跟踪系统和单片机技术及计算机信号处理功能融为一体的全数字化超声仪器为首选方案。

探头的电磁机械跟踪

探头跟踪是在电磁传感器的监控下完成，其工作原理是当钢管一端焊缝旋转到正上方位置时，系统启动，探头落下，钢管螺旋运动，机械跟踪机构和电磁传感器也同时工作，并不断将偏差数据送回控制部分，经比较将执行信号传回跟踪伺服机构。这样在检测过程中始终保证探头架处于动态平衡状态，电磁检测信号采集精度高，可鉴别±1mm的偏差，跟踪范围达±15mm。整个系统操作简便、不怕水、无漂移、信号拾取可靠、跟踪平稳。

智能缺陷判别软件

探伤软件同时满足以上两式即判为缺陷。在满足仪器最大重复频率及检测速度下，对第一个条件用户可以依据缺陷种类或探伤灵敏度重新设置缺陷波出现次数和Δt。这样可极大地提高抗干扰能力;第二个条件保证了焊缝中心区域被重复扫查并防止边缘波进入闸门造成误报警。其中3.5Δt的设置是为了防止边缘波误报警，连续地进入缺陷波闸门的边缘波将不能报警，须是比边缘波平均值tb突发地超前315Δt的缺陷波才能报警;而6.5Δt的设置是基于多数标准中规定样管焊缝上样孔距边缘的距离为焊缝宽的1/4，即2ΔL，因而与另一边缘波(B波出现的边缘)的距离为6ΔL。实际探伤中靠探头一侧焊缝边缘所反射的波较低，不会引起报警。所以如探伤要求高则可将6.5Δt设置为8Δt或8.5Δt。因缺陷判别条件通过软件实现，用户可方便实现自己的意图，使用中可根据报警情况适当调整，使(tb-tF)取一个合适的值，保证在最大限度地降低误报的同时放宽检测范围。

微机控制的全数字化超声波自动探伤系统克服了许多人为因素的影响，向智能化方向迈出了重要的一步。不但开发了模拟系统不具备的产品功能，而且在软件开发上下了功夫，所编制的智能缺陷判别软件，其抗干扰能力和缺陷判别准确性比普通的数字式探伤仪提高许多。电磁机械跟踪和电子微跟踪相结合的跟踪系统，其高精度能保证一次信号的稳定提取，满足探伤要求。同时，系统设计具有兼容性和通用性，能够满足不同生产要求。