一種新式鋼管的X射線檢測系統

張歡 ，田冰

（1.亞泰集團丹東交通水泥有限公司，遼寧 丹東 118000；2.沈陽工業大學，遼寧 沈陽 110000）

傳統X射線檢測膠片損耗高，效率低本設計能夠對φ25～φ102mm范圍直焊縫鋼管不同管徑進行缺陷的檢測，該系統具有結構功能多、移動定位精度高、智能性高、適用性強及高效率等優點。采用《固定式和移動式工業X射線探傷機》《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》《工業X射線探傷放射衛生防護標準》《500kV以下工業X射線探傷機防護規則》《機電產品包裝通用技術條件》最新國家相關標準進行設計，使無損檢測設備的設計符合系列化、通用化、模塊化和標準化等原則，以滿足對設備快速、靈敏、精確和適應惡劣環境條件下的檢測工作需要。

1 設備總體技術指標

（1）適用檢測范圍：直徑φ25～φ102mm；壁厚2mm，長度6.2m。

（2）檢測速度：2～4m/min可調；系統靜態靈敏度：2.0%。

（3）圖像質量：滿足《工業X射線圖像增強器電視系統技術條件JBT 5453-2004》的要求。

（4）X射線探傷機容量：160kV，10mA;X射線探傷機頻率：40kHz。

（5）最大穿透能力（標準工業拍片法）：29mm Fe;工業電視最大穿透：20mm Fe。

（6）冷卻方式：采用封閉式循環，強制風冷卻油方式，外設溫度顯示，連續工作。

1.1 高頻X射線機系統

X射線機主要配置如圖1、表1所示。

2 機械方案概述

機械設備由160KV射線機、6寸圖像增強器鉛房、鋼管輸送線組成。整套方案為完成外徑φ25～φ102mm，厚度0.6～2mm。主射線方向，鉛房的鉛厚7mm。散射線方向，鉛厚5mm。鋼管輸送線與鉛房連接部分采用護板形式，保證阻擋散射線在鉛房內。射線管采用管頭光柵形式。射線管、圖像增強器均有鉛板的防護罩。以上防護符合《GBZ117-2006 無損檢測儀器 工業X射線探傷放射衛生防護標準》。

表1 X射線機主要配置表

圖1 X射線機主要配置圖

2.1 設備參數及檢測流程

2.1.1 技術參數

鉛房尺寸：長1120mm，寬920mm（最寬處1380mm）高1740mm（地腳高600mm）門口尺寸：700mm×1400mm。

2.1.2 檢測說明

（1）被檢測鋼管通過鉛房鋼管輸送線沿圖2,3所示X向進入鉛房，鋼管的焊縫經過射線源與圖像增強器進行檢測，被檢測的鋼管通過鋼管輸送線輸出鉛房。

圖2

圖3

（2）通過調整旋轉滾的間距，使得設備能適應φ25～φ102mm范圍直焊縫鋼管檢測。

（3）鋼管輸送線配備多個電機，用于傳輸。

（4）鋼管通過檢測線檢測，合格鋼管由輸出線的轉動推動進入輸送線左側合格品區。不合格鋼管被輸出線的轉推向右側，進入不合格品區，完成檢測。

（5）根據被檢測的鋼管直徑不同，射線管和圖像增強器可上下移動調整，鋼管行進方向的中心線與射線管的中心線垂直。

2.2 設備細節展示

圖4

設備鉛房門打開時如圖6示。射線管安裝在鉛門上，使得設備更加精巧。

圖5 圖像增強器與射線管的間距調整

圖6

2.3 進料、出料輸送線

（1）輸送線的旋轉滾采用可調整間距形式，能適應φ25mm、φ102的鋼管檢測，如圖7。

（2）進料流水線的采用多組旋轉滾，多個電機帶動旋轉滾旋轉保證被檢測工件穩定、順暢進入檢測室，如圖8。

圖7

（3）出料流水線可實現合格的鋼管推動到合格品區，不合格鋼管被推移到不合格工位的功能，如圖9。

圖8

圖9

輸出線如圖10所示,當鋼管檢測完畢，完全被推到輸出線上，判定為合格品的鋼管被推動到輸送線左側的合格品區。判定不合格的鋼管，由氣缸推動輸送線翻轉板升起，將鋼管推到檢測線右側的不合格品區。

圖10

①當鋼管檢測完畢后，鋼管電動推出鉛房進入輸送線，判定檢測合格的鋼管被氣缸推動的翻轉板推進輸送線左側合格品區。

②當判定為不合格鋼管進入輸送線后，氣缸推動翻轉板運動，帶動不合格的鋼管進入輸送線右側的不合格區。

③鋼管輸送線的固定板與翻轉板呈一定角度，保證鋼管進入輸送線后，不會自行滾落，保證安全。

3 電氣控制系統

（1）控制核心采用可編程控制器（PLC）來作系統控制。

（2）控制程序設計時，首先是滿足基本的檢測要求，系統控制可作獨立的運動；流水線上下料的控制，采用操作面板按鈕，正反向均可手動控制。

圖11

（3）由于采用的自動控制檢測的方法，為防止發生失控，設備還配有緊急急停按鈕，若有意外發生，及時按下。另外，針對X射線探傷檢測的特殊要求，在檢測室的防護門上安裝與X射線互鎖的保護開關，如果鉛門打開則無法開啟高壓射線機，對使用設備的用戶提供安全可靠的保護。此外，配有射線指示燈。

圖12

4 結語

此系統可以在繁雜工況下，對直焊縫鋼管不同管徑高效率進行缺陷的實時成像檢測,自動化程度高,可廣泛推廣使用。