АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ КРУГЛОГО СОРТОВОГО ПРОКАТА И ТРУБ

Предлагаемая полезная модель относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для повышения производительности при выявлении внутренних и поверхностных дефектов изделий трубопрокатного и сортопрокатного производства с помощью датчиков магнитного рассеивания, акустических и вихретоковых.
В настоящее время отмечается бурное развитие методов и средств неразрушающего контроля металлопроката. Выявление скрытых дефектов на ранней стадии развития является не только гарантией безопасности при последующей эксплуатации изделия, но и позволяет снизить затраты производителя на перебраковку и пропуск брака на дальнейшие технологические этапы производства. Немаловажной составляющей при выборе производителем того или иного оборудования является его относительная простота в эксплуатации и обслуживании, уменьшение влияния человеческого фактора и скорость производственного процесса. Большинство известных автоматизированных установок неразрушающего контроля тела труб и круглого сортового проката построены на основе челночного сканирования путем перемещения измерительного модуля вдоль объекта контроля во время его вращения, или сканирования объекта контроля, совершающего вращательно-поступательное движение. Эти установки не могут обеспечить необходимую плотность сканирования, а, следовательно, и достоверность контроля, производительность, долгий ресурс работы узлов и агрегатов, а главное, не могут производить контроль тела трубы при неснятом валике усиления сварного шва.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в создании высоконадежной автоматизированной установки для неразрушающего контроля круглого сортового проката и труб, обеспечивающей выявление дефектов различного происхождения и вида, не снижая при этом скорости производственного цикла всей линии в целом.
Известна установка для неразрушающего контроля труб, содержащая транспортную линию, механизм сканирования с ультразвуковыми преобразователями, блок запоминания и представления информации, систему намагничивания контролируемой трубы, блок преобразователей магнитного поля, измеритель оборотов трубы и систему размагничивания (патент RU №24563 Кл. G01N 29/04, 2002 г.).
К недостатку известного технического решения относится невозможность точного определения положения дефекта относительно преобразователей, а так же, малая производительность и надежность контроля.
Известно устройство для ультразвукового контроля сортового проката и труб, которое содержит транспортную линию с приводными и неприводными роликами, механизм сканирования с преобразователями, измеритель перемещения контролируемого объекта в виде оптического датчика, программный блок управления и многоканальный маркер, несколько блоков преобразователей и измерителей перемещения концов объекта контроля, преобразователи снабжены механизмом подъема и опускания на поверхность объекта контроля при его прохождении под преобразователями (патент RU №2238553 Кл. G01N 29/04, 2002 г.).
Недостатком известного технического решения является наличие на торцах объекта контроля неконтролируемых участков, что снижает качество контроля, особенно в местах расположения фасок. А так же, конструкция данного устройства не предусматривает использование методов неразрушающего контроля, отличных от электромагнитно-акустического.
Известно устройство для ультразвукового контроля труб, которое содержит пьезоэлектрические преобразователи, механизмы прижима и центрирования преобразователей относительно продольной оси контролируемой трубы, каждый механизм прижима и центрирования выполнен в виде рамки с закрепленными на ней преобразователями и системы валов, рычагов, опор и упоров, каждая рамка снабжена приводом, выполненным, например, в виде пневмоцилиндра, и установлена на шарниры с возможностью плоскопараллельного перемещения в пространстве в зависимости от диаметра трубы (патент RU 2248568 Кл. G01N 29/04, 2003 г.).
Недостатком известного устройства является ограниченность его использования только с применением пьезоэлектрических преобразователей иммерсионным методом ультразвукового контроля.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому при использовании результату к заявляемой полезной модели является устройство для ультразвукового контроля цилиндрических изделий, в том числе труб, содержащее рольганг, рельсовый путь, по меньшей мере, один измерительный модуль, один или несколько дефектоскопических преобразователей с различным функциональным назначением и реализуемыми методами контроля, приводы преобразователей, систему автоматики, состоящую из набора датчиков автоматики, отслеживающих положение и рабочее состояние узлов установки (патент RU 2397491 Кл. G01N 29/26, 2009 г.).
К недостатку известного устройства для ультразвукового контроля цилиндрических изделий, в том числе труб, относится:
- невозможность его использования при контроле сварных труб с неснятым валиком усиления шва, т.к. подвеска преобразователей будет разбиваться при переходе через шов, а преобразователи разрушаться;
- рольганги вращательно-поступательного движения дорогостоящие и требуют точной и сложной настройки;
- координатное отслеживание формульное, зависящее от диаметра объекта контроля. Т.к. фактический диаметр объекта контроля всегда отличается от номинального, погрешность определения координаты накапливается с каждым последующим вращением трубы и продвижением ее относительно измерительного модуля;
- разгоны и торможения при синхронизации движения трубы и измерительного модуля предъявляют высокие требования к надежности и точности электроприводов;
- высокая скорость спирального сканирования приводит к низкой достоверности результатов контроля.
Сущность полезной модели заключается в том, что предложенная конструкция автоматизированной установки для неразрушающего контроля круглого сортового проката и труб позволяет производить контроль тела сварной трубы с неснятым валиком усиления шва, исключая разрушающие воздействия на преобразователи и их подвеску. К тому же, данная конструкция позволяет повысить достоверность и производительность контроля, и увеличить ресурс работы электроприводов.
Указанный технический результат достигается тем, что в автоматизированной установке для неразрушающего контроля круглого сортового проката и труб, содержащей рольганг, рельсовый путь, по меньшей мере, один измерительный модуль, один или несколько дефектоскопических преобразователей с различным функциональным назначением и реализуемыми методами контроля, приводы преобразователей, систему автоматики, состоящую из набора датчиков автоматики, отслеживающих положение и рабочее состояние узлов установки, рольганг выполнен в виде роликов продольного перемещения объекта контроля, между которыми размещены подъемно-поворотные ролики, рельсовый путь расположен поперечно направлению движения объекта контроля, несет платформу с приводом горизонтального перемещения, на которой установлен с возможностью вертикального перемещения измерительный модуль, выполненный в виде отдельных повторяющихся блоков, в каждый из которых входит один или несколько дефектоскопических преобразователей, причем система автоматики содержит программируемый контроллер, подающий управляющий сигнал на остановку объекта контроля, вошедшего в зону контроля, на подъем объекта контроля над роликами продольного перемещения, перемещение измерительного модуля в пределах, достаточных для посадки преобразователей на заданное расстояние от торца объекта контроля и перемещение после полного оборота объекта контроля измерительного модуля вдоль оси объекта контроля на расстояние, равное половине шага преобразователя в одном блоке с последующим повторным оборотом объекта контроля, при этом установка снабжена дефектоскопической электроникой, расположенной на измерительном модуле и обеспечивающей сканирование тела объекта контроля во время его вращения.
Таким образом, предложенная конструкция автоматизированной установки для неразрушающего контроля сортового проката и труб дает возможность контроля сварных труб с неснятым валиком усиления сварного шва, сводит к минимуму погрешность определения координаты дефекта, поскольку вращательное и поступательное движение разнесены на разные этапы, увеличивает ресурс электроприводов измерительного модуля, поскольку продольное движение измерительный модуль совершает только для настройки на конец трубы и перемещения на половину шага преобразователей, а следовательно, нет резких разгонов и торможений, высокую производительность, т.к. за один оборот трубы ее сканирует несколько групп преобразователей, что увеличивает ширину зоны сканирования, а запас в производительности позволяет задавать более низкие скорости вращения объекта контроля, что обеспечивает высокую достоверность результатов контроля.
Конструкция автоматизированной установки для неразрушающего контроля круглого сортового проката и труб представлена чертежами, где на фиг.1 - показан объемный общий вид установки, на фиг.2 - показан плоский общий вид установки с рольгангом и объектом контроля, вид спереди и на фиг.3 - показан плоский общий вид установки с рольгангом и объектом контроля, вид сбоку.
Автоматизированная установка для неразрушающего контроля круглого сортового проката и труб содержит рельсовый путь 1, расположенный поперечно направлению движения объекта контроля 2 и несущий платформу 3 с приводом 4 горизонтального перемещения. На платформе 3 размещен, по меньшей мере, один измерительный модуль 5 с механизмом вертикального перемещения 6 и механизмом горизонтального перемещения 7. Измерительный модуль 5 выполнен в виде отдельных повторяющихся блоков, в каждый из которых входит один или несколько расположенных с определенным шагом дефектоскопических преобразователей 8 с приводами 9. Рольганг выполнен в виде роликов 10 продольного перемещения объекта контроля 2, между которыми расположены подъемно-поворотный ролики 11.
Работа автоматизированной установки для неразрушающего контроля круглого сортового проката и труб показана на примере контроля труб.
Перед началом работы платформа 3 с установленным на ней оборудованием, по средствам привода 4 выдвигается по рельсовому пути 1 из зоны обслуживания в зону контроля, механизм вертикального перемещения 6 опускает или поднимает измерительный модуль 5 на заданную высоту, в зависимости от диаметра объекта контроля 2. Объект контроля 2, подается по роликам продольного перемещения 10 в зону контроля, по датчикам системы автоматики (не показаны) труба 2 останавливается в заданной позиции, подъемно-поворотные ролики 11 поднимают трубу 2 над роликами продольного перемещения 10 и начинают вращать ее вокруг своей оси, производя поиск сварного шва или валика усиления, если он не снят, выставляя его в зенит. Механизм горизонтального перемещения 7 позиционирует измерительный модуль 5 с дефектоскопическими преобразователями 8 на заданном расстоянии от торца трубы, приводы 9 опускают преобразователи 8 на трубу, производится контроль в течение одного полного оборота трубы. Далее приводы 9, при необходимости, поднимают преобразователи 8 над трубой 2, механизм горизонтального перемещения 7 сдвигает измерительный модуль 5 вдоль оси трубы 2 на величину, равную половине шага расположения преобразователей 8 на измерительном модуле 5 и производится контроль при вторичном полном обороте объекта контроля 2, что обеспечивает гарантированное 100% сканирование поверхности объекта контроля 2 с перекрытием. После этого, приводы 9 поднимают преобразователи 8, а объект контроля 2 опускается подъемно-поворотными роликами 11 на ролики продольного перемещения 10 и объект контроля 2 начинает движение по рольгангу для выхода из зоны контроля или для подачи непроконтролированного участка объекта контроля 2 в зону контроля, в случае, если длина объекта контроля больше общей длины измерительного модуля 5.
Применение заявляемой конструкции автоматизированной установки неразрушающего контроля сортового проката и труб позволяет производить контроль тела сварных труб с неснятым валиком усиления сварного шва, увеличив ресурс работы дефектоскопических преобразователей и их подвески, и при этом повысить производительность и достоверность контроля. Упрощение механики и автоматики обеспечивает простоту в эксплуатации и обслуживании установки.