[发明专利]旋转前进涡流检测用探头定位机械接触式表面形态跟踪架

说明书

技术领域

本发明涉及钢管检测领域，尤其是能够广泛应用于与钢管螺旋前进运动，需要定位机械接触式表面形态跟踪的检测机械，具体涉及旋转前进涡流检测用探头定位机械接触式表面形态跟踪架。

背景技术

在大口径钢管验收检测中，国际市场普遍采用API-5L标准验收，该标准要求必须采用两种检测方法验收钢管，由于超声、涡流检测方法容易实现自动检测，这样采用涡流检测成势在必行的趋势。传统涡流检测采用的是穿过式检测技术，在大口径钢管检测中存在人工伤检出灵敏度低，已经不适合检出Φ1.6mm孔的要求。这主要是检测周长与孔的比例所至，为在碳钢钢管表面检出Φ1.6mm孔就要求涡流检测线圈的尺寸是检出孔直径的5～15倍范围也就在8～25mm范围内。

而随着涡流检测线圈的尺寸变小提离效应也变得明显，根据图1提离距离和涡流感应电压的变化关系，得到当探头和钢管表面相对位置变化时，检测相同人工伤的检出信号幅度随着探头和钢管表面相对位置变化而变化，导致以检出缺陷信号幅度为判据的涡流检测系统在判别缺陷大小上失效。

为达到用涡流检测大口径钢管的目的，就涡流检测传感器与钢管表面的相对位置、间隙要求恒定在一个很小的范围内（1mm以下）。这样才能做到用小尺寸涡流检测线圈构成的涡流检测系统，从而可以满足用检出缺陷信号的幅度判别缺陷大小的要求。

为了达到涡流检测传感器与运动钢管表面的相对位置、间隙恒定在一个很小的范围内的要求，涡流检测传感器必须具有跟踪运动钢管表面形态保持相对位置、间隙的功能，这成为大口径钢管涡流检测的核心问题。

经对现有技术检索后发现如下相关文献：

申请号为200720190400.9、名称为“螺旋焊管超声波探伤用探头架”的中国专利文献，该实用新型公开了一种螺旋焊管超声波探伤用探头架，包括探头夹持机构、探头调整架及探头支架。探头支架分为上架、中架及下架。上架上板与探伤生产线悬臂或行车相连，上架下板连有单轴滑台和转台，转台带动中架与下架旋转，单轴滑台带动中架与下架水平运动。下架包括下架下板和挂板，下架下板与中架下板之间固定有挂板，挂板上开有通孔。探头调整架包括气缸、气缸头连接板、直线导轨、滚珠丝杠及滑块。探头调整架通过两个活动销装于挂板的通孔内，随销子沿通孔转动。探头夹持机构通过气缸头连接板与气缸相连，气缸通过滑块与滚珠丝杠相连且一同沿直线导轨滑动，滚珠丝杠一端装有手轮。

技术要点比较：

（1）垂直运动部分：该专利没有探头架重力平衡和下压力恒力调节功能，下压力的大小一是磨损被检钢管、二是使耐磨靴的磨损加速。

（2）探头固定跟踪部分：该专利采用气动下压结构，检测过程中需要消耗压缩空气。本发明采用长臂压簧结构，特点为下压力小且不耗能源。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种大口径钢管旋转前进涡流检测用探头定位机械接触式表面形态跟踪架，解决局部涡流检测方法用涡流探头的定位跟踪问题。本发明是利用机械接触方式传导钢管表面形态变化力，用多自由度分解跟踪的方法解决涡流检测传感器跟踪钢管表面形态运动变化问题。

针对解决国际市场对大口径钢管验收，必须采用两种检测方法的需要。根据涡流检测方法容易实现自动检测的特点，分析得到如下结果：

a、根据涡流检测方法的检测特点，涡流检测传感器的尺寸必须是被检灵敏度（人工伤）尺寸要求的5～15倍量级范围内。按人工伤Φ1.6mm孔单个涡流检测传感器的尺寸也就在8～25mm间，这样局部涡流检测方法成为大口径钢管验收检测的首选。

b、根据局部涡流检测方法传感器的尺寸特点，要检测钢管所有表面，必须采用钢管螺旋前进运动涡流检测传感器固定方式或钢管直线运动涡流检测传感器旋转运动方式检测才能覆盖钢管所有表面。由于涡流检测传感器螺旋运动方式造成机械电气结构复杂不适宜实现，所以一般都采用钢管螺旋前进运动涡流检测传感器固定的检测方式。

c、因局部涡流检测方法存在明显的提离效应，而钢管表面状态由于形位公差和螺旋前进运动造成检测位置钢管表面相对位置变化，用固定检测位置方法检测相同人工伤的检出信号幅度变化大，造成检测结果无法判断。

d、这样局部涡流检测方法用传感器架，就必须具有定位跟踪钢管表面运动功能的机构才能具备实用条件。

e、由于钢管表面运动方向复杂、波动幅度大，用电气方法跟踪是难以实现。所以局部涡流检测传感器架，采用定位机械接触式表面形态跟踪机构是跟踪钢管表面运动的实用方式。