自動化不銹鋼管漏磁檢測系統可分為以下四類。
1. 探頭原地旋轉、鋼管直行式
如圖6-12所示,這種檢測方式具有檢測速度快、效率高、檢測實施較為容易等優點。不過,該方式對旋轉機械裝置的要求很高,依靠電容和碳刷耦合傳遞檢測信號和保證元件供電。另外,探頭的高速旋轉易產生周期性干擾信號,增加信號處理的難度。目前,國外進口設備主要采用此種檢測方式,價格十分昂貴,且維修和售后服務極不方便。但國內在高質量電容和碳刷電脈沖技術、大直徑集電環加工精度等方面還很不成熟,故很少采用此種方式。
2. 探頭直行、鋼管原地旋轉式
如圖6-13所示,這種檢測方式的優點是對機械結構和信號傳遞的要求不高,可快速調整掃查螺距。在檢測速度要求較低的前提下探頭數量可以最少,可作為移動式檢測系統。但其檢測主機部分占地面積較大,且不適用于不銹鋼管的在線檢測。
3. 探頭原地不動、鋼管直行式
如圖6-14所示,這種檢測方式最容易實現,因為探頭和鋼管都不需要旋轉,鋼管只需直行從檢測主機中穿過,即可完成檢測工作。這種檢測方式檢測速度快,信號傳輸容易,適用于大規格鋼管的漏磁檢測。然而對于漏磁法而言,該方法無法對縱向裂紋進行檢測。此外,對于超聲檢測,一般通過增加探頭數來保證鋼管內外壁的全方位掃查。為了保證全覆蓋檢測,需要在鋼管軸向上布置大量探頭,以彌補單檢測探頭的漏檢區域,因此增加了信號處理的難度和設備成本。
4. 探頭原地不動、鋼管螺旋前進式
通常,傳送輪的旋轉平面與鋼管前行方向平行,鋼管將直線前進。若將傳送輪旋轉一個角度,傳送輪與鋼管之間的摩擦力方向將不再與鋼管前行方向平行,從而搓動鋼管螺旋前進。
如圖6-15所示,這種檢測方式探頭數量較少,結構簡單。采用高精度調整機構可使得檢測探頭相對于鋼管的位置保持不變,并能可靠地鎖緊或實現良好的機械跟蹤,保證動態下探頭與鋼管距離保持恒定。同時,這種檢測方式對機械裝置的設計、安裝及調試要求不高,便于與其他設備進行連接,不影響車間的正常生產,可提高檢測效率。但此種方式需要不銹鋼管螺旋前進,傳輸線結構較為復雜。同時,螺距大小的選擇也是一個兩難的問題:螺距大,檢測效率高,但檢測信號易受不銹鋼管運動偏差的影響;螺距小,則前進速度低,檢測效率不高。
綜合來看,以上四種較為常見的檢測運動方式都有各自的適應性和優缺點。將這四種檢測運動方式進行對比,見表6-2。
總結可得,探頭與不銹鋼管的相對運動方式即探頭掃查軌跡可以分為兩種:一種是直線型掃查軌跡,以“探頭原地不動、鋼管直行式”為代表;另一種是螺旋線型掃查軌跡,以“探頭原地旋轉、鋼管直行式”“探頭直行、鋼管原地旋轉式”和“探頭原地不動、不銹鋼管螺旋前進式”為代表。