本發(fā)明涉及熱煨彎管自動(dòng)檢測(cè)探傷技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種彎管自動(dòng)檢測(cè)探傷方法。

背景技術(shù)：

彎曲鋼管是油氣長(zhǎng)輸送管道的重要組成部分，長(zhǎng)輸管道通過(guò)許多地形復(fù)雜、氣候條件惡劣的地區(qū)， 因此，在管道敷設(shè)中需要使用大口徑熱煨彎管。近20年來(lái)，彎管在國(guó)內(nèi)外大直徑、高壓油氣輸送管線中得到越來(lái)越廣泛的使用。適用于不同工況環(huán)境的大直徑、厚壁、低溫、高壓彎管的應(yīng)用研究也在不斷深入，并且取得了一些工程應(yīng)用成果，彎管的應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越廣泛。

彎管在使用中受力狀態(tài)復(fù)雜，且在彎制過(guò)程中工藝難度大，影響質(zhì)量性能的因素多，彎管的制造及其質(zhì)量（包括力學(xué)性能和尺寸極限偏差等方面）的優(yōu)劣，直接影響到油氣輸送管道的安全、可靠性和投資經(jīng)濟(jì)效益。如果安全可靠性差，管道將會(huì)發(fā)生爆炸破裂，導(dǎo)致生命財(cái)產(chǎn)嚴(yán)重受損。造成惡劣的社會(huì)影響也是難以估計(jì)的；如在彎管制作中產(chǎn)生廢品，也將會(huì)造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，對(duì)彎管在生產(chǎn)制造過(guò)程中采用合理的無(wú)損檢測(cè)方法進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量控制是十分必要的。

無(wú)損檢測(cè)作為彎管生產(chǎn)中必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)于在彎管生產(chǎn)過(guò)程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷，保證彎管的生產(chǎn)質(zhì)量有著重要作用，國(guó)家有關(guān)部門(mén)要求生產(chǎn)企業(yè)必須按照產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展高壓彎管的檢測(cè)。目前的檢測(cè)系統(tǒng)可對(duì)直管進(jìn)行自動(dòng)連續(xù)和點(diǎn)動(dòng)探傷檢測(cè)，但是長(zhǎng)期以來(lái)，在國(guó)內(nèi)相關(guān)石油管道生產(chǎn)行業(yè)內(nèi)，彎管無(wú)損檢測(cè)基本都采用人工作業(yè)方式進(jìn)行檢測(cè)，在工人用手工方式完成磁粉檢測(cè)后再使用便攜式超聲檢測(cè)儀進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)彎管的檢測(cè)結(jié)果仍然停留在經(jīng)驗(yàn)和各種圖表上，不僅過(guò)程繁瑣，工作量大，檢測(cè)效率低，而且受制于人的主觀性影響，對(duì)于檢測(cè)缺陷的及時(shí)發(fā)現(xiàn)也存在一定的誤判。傳統(tǒng)的彎管手動(dòng)檢測(cè)方法和檢測(cè)儀器無(wú)論在檢測(cè)速度還是檢測(cè)精度上都無(wú)法滿足企業(yè)大批量的彎管生產(chǎn)要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于針對(duì)彎曲鋼管檢測(cè)中普遍使用便攜式超聲檢測(cè)儀進(jìn)行人工無(wú)損檢測(cè)的現(xiàn)狀，提供一種彎曲鋼管自動(dòng)探傷方法，技術(shù)方案包括以下具體內(nèi)容：

一種彎管自動(dòng)檢測(cè)探傷方法，其特征在于，包括以下步驟：

A:第一載管車將帶檢測(cè)彎管送到檢測(cè)工位；

B:激光識(shí)別機(jī)構(gòu)對(duì)彎管仿形定位；

C:機(jī)械手帶動(dòng)夾持在探架上的探頭從管頭處沿彎管中心線進(jìn)行掃查，探頭到達(dá)管尾后，腕部軸向旋轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)探架旋轉(zhuǎn)180°，接著原路返回管頭處；機(jī)械手帶動(dòng)探架在彎管周向偏移一個(gè)步距，重復(fù)上述步驟，直到完成彎管上表面的掃查；

D: 第一載管車離開(kāi)檢測(cè)工位，第二載管車進(jìn)入檢測(cè)工位，對(duì)于第一載管車上的彎管翻轉(zhuǎn)，對(duì)第二載管車上的彎管實(shí)施步驟C；

E：第一載管車重新進(jìn)入檢測(cè)工位，第二載管車離開(kāi)檢測(cè)工位，對(duì)于第二載管車上的彎管翻轉(zhuǎn)，對(duì)第一載管車上的彎管實(shí)施步驟C；

F：第二載管車重新進(jìn)入檢測(cè)工位，第一載管車離開(kāi)檢測(cè)工位，對(duì)于第二載管車上彎管實(shí)施步驟C；

G：自動(dòng)生成探傷三維立體圖。

進(jìn)一步地：在步驟B中，激光識(shí)別機(jī)構(gòu)對(duì)彎管進(jìn)行掃描，實(shí)時(shí)顯示出彎管的形態(tài)并生成三維圖，并將相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳給上位機(jī)，生成機(jī)械手的掃查軌跡。

進(jìn)一步地：在步驟C中，探架帶動(dòng)探頭往復(fù)掃查，掃查彎管表面的圓弧角大于180°。

進(jìn)一步地：在步驟C中，掃查方法為為超聲波掃查，采用的探頭為橫波探頭。

進(jìn)一步地：在步驟C中，機(jī)械手上還設(shè)置有分層檢測(cè)探頭，分層檢測(cè)探頭負(fù)責(zé)管端100mm的分層檢測(cè)。

進(jìn)一步地：在步驟C中，所述的分層檢測(cè)探頭只在機(jī)械手帶動(dòng)橫波探頭從管頭至管尾的過(guò)程中才下落進(jìn)行掃查。

進(jìn)一步地：在步驟C中，掃查遇到焊縫時(shí)，調(diào)整步距，探架沿與焊縫平齊并保持25mm的間距移動(dòng)。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明采用超聲波橫波進(jìn)行探傷掃描，具有很高的靈敏度，可以發(fā)現(xiàn)彎管內(nèi)部細(xì)小的缺陷；探傷系統(tǒng)的框架為龍門(mén)架，檢測(cè)探傷工位在龍門(mén)架的正下方，軌道支撐著載管車在龍門(mén)架的下方移動(dòng)，設(shè)置有兩個(gè)載管車，可以在對(duì)第一載管車上的彎管翻面的同時(shí)，探傷系統(tǒng)繼續(xù)為第二載管車上的彎管進(jìn)行掃查；機(jī)械手在機(jī)械手橫向運(yùn)行機(jī)構(gòu)上可以左右移動(dòng)，機(jī)械手橫向運(yùn)行機(jī)構(gòu)在龍門(mén)架上可以縱向移動(dòng)，結(jié)合機(jī)械手本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，機(jī)械手可以?shī)A持著探頭到達(dá)龍門(mén)架范圍內(nèi)的任意位置，而這些移動(dòng)都是通過(guò)掃描彎管后自動(dòng)生成的掃查路線，具有效率高、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明：

圖1彎管自動(dòng)檢測(cè)探傷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為機(jī)械手結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式：

下面通過(guò)具體的實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述：

圖1示出了一種彎管自動(dòng)檢測(cè)探傷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，包括龍門(mén)架4、機(jī)械手橫向運(yùn)行機(jī)構(gòu)3、機(jī)械手10、激光識(shí)別機(jī)構(gòu)5，所述機(jī)械手10滑動(dòng)設(shè)置在機(jī)械手橫向運(yùn)行機(jī)構(gòu)3上，機(jī)械手橫向運(yùn)行機(jī)構(gòu)3橫跨在龍門(mén)架上且可沿龍門(mén)架4縱向滑動(dòng)，激光識(shí)別機(jī)構(gòu)5設(shè)置在龍門(mén)架4上且可沿龍門(mén)架4縱向滑動(dòng)。作為優(yōu)選，彎管自動(dòng)檢測(cè)探傷系統(tǒng)還包括載管車，載管車設(shè)置兩套，分別為載管車1和載管車7，載管車1和載管車7的寬度小于所述龍門(mén)架4的橫向跨度；龍門(mén)架4下方設(shè)置的軌道6于載管車1和載管車7匹配，軌道6在龍門(mén)架4的下方沿龍門(mén)架4的縱向穿過(guò)，這里的縱向指的是龍門(mén)架4較長(zhǎng)的方向，也是機(jī)械手橫向運(yùn)行機(jī)構(gòu)3的運(yùn)行方向。載管車1和載管車7都是依靠設(shè)置在載管車底部的電機(jī)作為行走的動(dòng)力。

作為優(yōu)選，如圖2所示，機(jī)械手10為四軸機(jī)械手，包括大臂擺動(dòng)軸11、小臂擺動(dòng)軸12、腕部周向旋轉(zhuǎn)軸13及腕部軸向旋轉(zhuǎn)軸14等四個(gè)軸；在本實(shí)施例中，采用的機(jī)械手10為直角坐標(biāo)坐標(biāo)機(jī)械手，機(jī)械手10根部與機(jī)械手橫向運(yùn)行機(jī)構(gòu)3連接，機(jī)械手10的端部，也就是機(jī)械手3的腕部軸向旋轉(zhuǎn)軸14上設(shè)置有探架15，探架15要達(dá)到方便拆卸的效果，其作用是是夾持探傷探頭。

本實(shí)施例中的彎管自動(dòng)探傷系統(tǒng)的工作過(guò)程：

如圖1所示，A:第一載管車7將帶檢測(cè)彎管2送到檢測(cè)工位，載管車7通過(guò)軌道6滑進(jìn)龍門(mén)架4的下方檢測(cè)工位；

B:激光識(shí)別機(jī)構(gòu)5對(duì)彎管仿形定位；當(dāng)待檢測(cè)彎管2到達(dá)檢測(cè)工位后，用此激光識(shí)別機(jī)構(gòu)5對(duì)彎管進(jìn)行掃描，實(shí)時(shí)顯示出待檢測(cè)彎管2的形態(tài)并生成三維圖，并將相應(yīng)數(shù)據(jù)傳給上位機(jī)，生成機(jī)械手10的運(yùn)動(dòng)軌跡，運(yùn)動(dòng)控制器依照此軌跡控制機(jī)械手10進(jìn)行掃查。

C: 機(jī)械手10移動(dòng)到彎管2管端圓周的外弧+0°處（在圖1中為通過(guò)彎管2管端面圓心的水平面與管外表面的交點(diǎn)），機(jī)械手10帶動(dòng)夾持在探架15上的探頭從管頭處沿彎管中心線進(jìn)行掃查，探頭到達(dá)管尾后，腕部軸向旋轉(zhuǎn)軸14帶動(dòng)探架旋轉(zhuǎn)180°，接著原路返回管頭處，這樣做的目的是保證橫波的雙向檢測(cè)；機(jī)械手10帶動(dòng)探架15在彎管2周向偏移一個(gè)步距，該步距不能大于探頭的有效覆蓋寬度，重復(fù)上述步驟，直到完成彎管2上表面的掃查；

D: 第一載管車7離開(kāi)檢測(cè)工位，第二載管車1進(jìn)入檢測(cè)工位，對(duì)于第一載管車7上的彎管翻轉(zhuǎn)，對(duì)第二載管車上的彎管實(shí)施步驟C；

E：第一載管車7重新進(jìn)入檢測(cè)工位，第二載管車1離開(kāi)檢測(cè)工位，對(duì)于第二載管車1上的彎管翻轉(zhuǎn)，對(duì)第一載管車7上的彎管實(shí)施步驟C；

F：第二載管車1重新進(jìn)入檢測(cè)工位，第一載管車7離開(kāi)檢測(cè)工位，對(duì)于第二載管車1上彎管實(shí)施步驟C；

D、E、F步驟的實(shí)施，是為了提高探傷系統(tǒng)的利用率，在對(duì)待檢測(cè)彎彎翻面時(shí)，探傷系統(tǒng)一直處于運(yùn)行中。

G：自動(dòng)生成探傷三維立體圖，標(biāo)識(shí)缺陷的位置及大小。

作為優(yōu)選，在步驟C中，探架15帶動(dòng)探頭往復(fù)掃查，掃查彎管表面的圓弧角大于180°，為了保證翻面前與翻面后兩次掃查之間沒(méi)有空白的縫隙，翻面前與翻面后兩次掃查的圓周角度保證重復(fù)2度。

作為優(yōu)選，在步驟C中，掃查方法為為超聲波掃查，采用的探頭為橫波探頭；更進(jìn)一步地，機(jī)械手10上還設(shè)置有分層檢測(cè)探頭，分層檢測(cè)探頭負(fù)責(zé)管端100mm的分層檢測(cè)。分層檢測(cè)探頭只在機(jī)械手10帶動(dòng)橫波探頭從管頭至管尾的過(guò)程中才下落進(jìn)行掃查。

作為優(yōu)選，在步驟C中，掃查遇到焊縫時(shí)，調(diào)整步距，探架15帶動(dòng)探頭沿與焊縫平齊并保持25mm的間距移動(dòng)。（因?yàn)楹缚p探傷時(shí)，對(duì)于焊縫熱影響區(qū)的分層檢測(cè)，已經(jīng)安排了一組探頭進(jìn)行25mm的覆蓋）。

以上所述僅為本發(fā)明的較優(yōu)實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。