寬厚板超聲波自動探傷系統(tǒng)溫度檢測的改進(jìn)

仝強(qiáng) 王志春

摘 要：本文介紹了包鋼薄板廠寬厚板生產(chǎn)線超聲波自動探傷系統(tǒng)的組成、工藝與問題。針對溫度檢測導(dǎo)致的探傷結(jié)果的誤差，通過對硬件、軟件方面的改進(jìn)，最后達(dá)到解決問題的目的。

關(guān)鍵詞：超聲波探傷 溫度 檢測 改進(jìn)

中圖分類號：TU834 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）02（a）-0020-01

超聲波探傷作為一種重要的無損檢測技術(shù)，是目前對中厚鋼板內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行檢測判定的主要手段，它也是代表中厚鋼板廠技術(shù)裝備水平先進(jìn)程度的重要標(biāo)志之一。包鋼薄板廠寬厚板超聲波自動探傷系統(tǒng)自投入使用以來，已經(jīng)成為我廠生產(chǎn)線上不可缺少的一道工序，但由于受到我廠環(huán)境等因素的影響，原有測溫系統(tǒng)誤差很大，這樣給探傷結(jié)果帶來了較大的干擾，因此，超聲波自動探傷系統(tǒng)溫度檢測的改進(jìn)對我廠產(chǎn)品質(zhì)量的認(rèn)定具有十分重要的意義。

1 寬厚板超聲波自動探傷系統(tǒng)組成

整個超聲波自動探傷系統(tǒng)由PLC、儀表、計算機(jī)系統(tǒng)三部分組成。

PLC系統(tǒng)采用西門子S7-300，用于對探傷設(shè)備本體進(jìn)行自動順序控制、位置控制和速度控制，同時通過與輥道PLC的通訊，可實現(xiàn)與輥道的連鎖控制。

儀表系統(tǒng)具有信號的采集，A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)字信號處理等功能。

計算機(jī)系統(tǒng)用于對從儀表系統(tǒng)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)一步評判并顯示探傷結(jié)果、保存設(shè)備校準(zhǔn)結(jié)果、保存設(shè)備設(shè)定參數(shù)、生成探傷報告等，同時它還具有探傷標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)管理、探傷結(jié)果數(shù)據(jù)保存等功能。

2 寬厚板超聲波自動探傷工藝

當(dāng)鋼板經(jīng)過前道工序切頭切邊后進(jìn)入超聲波探傷區(qū)域，在入口識別處停止。經(jīng)入口高溫計的溫度檢測并送入系統(tǒng)比較，若符合系統(tǒng)要求則輥道傳送鋼板進(jìn)行探傷。鋼板依次經(jīng)過入口測長裝置，板體探傷小車A，板體探傷小車B，邊部探傷小車，出口測長裝置，出口光柵，完成對鋼板的探傷。

3 寬厚板超聲波自動探傷系統(tǒng)存在的問題

在三年多的生產(chǎn)實踐中，超聲波自動探傷系統(tǒng)存在漏檢的現(xiàn)象。同一塊鋼板，若板溫在100℃時探傷板溫在環(huán)境溫度下的探傷結(jié)果相比較，這說明溫度對探傷結(jié)果有很大的影響。

4 寬厚板超聲波自動探傷系統(tǒng)溫度檢測的改進(jìn)

原系統(tǒng)入口處安裝一臺紅外測溫計測量鋼板表面溫度。由于我廠環(huán)境惡劣，受到現(xiàn)場水蒸氣、板坯表面的氧化鐵皮與油污等不確定因素對測溫高溫計的影響，導(dǎo)致測溫裝置的誤差很大，因此，急需對原系統(tǒng)的測溫裝置進(jìn)行改進(jìn)。

4.1 改進(jìn)方案描述

原系統(tǒng)采用一臺高溫計測量板坯溫度。現(xiàn)再加高溫計，分別對板坯上表面三個點進(jìn)行測溫。增加的檢測元件關(guān)鍵在于，三臺測溫儀能夠真實，穩(wěn)定測溫，同時減少維護(hù)量甚至達(dá)到免維護(hù)狀態(tài)。因此，我們選用德國HEITRONICS公司的CT09高溫計。該高溫計具有精度高、采樣速度快、環(huán)境溫度要求低、防護(hù)等級高、可靠性好、體積小易于安裝的優(yōu)點。現(xiàn)場采取不銹鋼護(hù)套固定在鋼結(jié)構(gòu)支架上，護(hù)套全密封，壓縮空氣吹掃，使高溫計測溫端避免污染，增加維護(hù)周期，降低維護(hù)量，以及有效的將高溫計探頭前的水蒸氣吹掃掉。信號采集是在原有ET200站基礎(chǔ)上擴(kuò)展模擬量輸入模塊，現(xiàn)場電纜敷設(shè)，將增加的高溫計信號采集回PLC，軟件上增加數(shù)據(jù)處理功能。

4.2 改進(jìn)方案組成

硬件組成：紅外式高溫計，不銹鋼探頭保護(hù)套，鋼結(jié)構(gòu)支架，模擬量輸入模塊，屏蔽電纜，氣管、閥組等附件。

軟件設(shè)計：原系統(tǒng)采用西門子模擬量輸入模板，接收測量鋼板的溫度信號，經(jīng)過量程轉(zhuǎn)換后，得出實測溫度數(shù)據(jù)。目前增加兩個高溫計，增加一個西門子6ES7 134-4GB11-0AB0模擬量輸入模板，這樣就可以采集到三個高溫計不同點所測的溫度信號。

當(dāng)板坯進(jìn)入超聲波探傷入口時，PLC開始實時采集模擬量通道的數(shù)據(jù)。當(dāng)產(chǎn)生溫度的信號大于門檻值開始正跳變并且持續(xù)一段時間，發(fā)出鋼坯來臨的信號時PLC開始進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取和保存的任務(wù)，記錄規(guī)定時間段內(nèi)的溫度數(shù)據(jù)。同時PLC轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)分析和處理任務(wù)，其中包括數(shù)據(jù)篩選、大小排序、計算溫度平均值。最后進(jìn)行溫度比較，如果數(shù)值大于規(guī)定數(shù)值，則在WINCC上產(chǎn)生報警，停止探傷工序，提醒操作人員進(jìn)行處理，如圖1PLC順序控制圖所示。

5 結(jié)語

寬厚板超聲波自動探傷的測溫系統(tǒng)自2013年改進(jìn)完成運行至今，表現(xiàn)了強(qiáng)大的穩(wěn)定性、可靠性、準(zhǔn)確性，有效的解決了由于我廠的環(huán)境惡劣造成的測溫誤差而導(dǎo)致的對探傷結(jié)果的影響和產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)定準(zhǔn)確性的偏差，提高了生產(chǎn)的穩(wěn)定性和設(shè)備精度。

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