基于Galil控制器开发的无损检测扫查器控制系统设计

反应堆压力容器顶盖焊缝的完整性是保证核电站回路系统安全可靠的重要组成部分,为保证核电站的安全运行,需要定期对其进行无损检测检查。其中为了完成超声无损检测用双自由度的无损检测扫查器,本文设计制作了一套基于Galil控制器的伺服电机运动控制系统,控制系统采用“PC+Galil”硬件构架平台,以PC机为上位机,完成伺服电机的自动、点动和停止等基本功能,利用Galilsuite软件在线整定了伺服系统的PID参数,采用VisualStudio软件开发上位机人机界面,实现上位机与Galil运动控制卡之间的数据通信。

基于Galil卡的管道扫查器控制设计

为了提高管道焊缝超声检测的自动化程度,设计并制作了管道焊缝自动扫查器的控制系统。管道扫查器以Galil DMC为控制核心,完成周向和轴向运动控制、耦合剂水泵远程控制。采用CCD摄像头实时显示机构运动和系统的定位状况。管道扫查器试验结果表明该系统运行平稳,定位精度满足要求。

相控阵探头扫查器检测管节点焊缝的位姿

海洋平台多为钢质材料焊接而成,其焊缝主要为管节点焊缝。这种焊缝与以往管道的环形、直线和螺旋线焊缝相比,具有形状复杂,不易实现焊缝自动检测的难点问题。根据管节点焊缝的特点,设计制造出了具有三自由度的超声相控阵探头扫查器,建立了该扫查器与管节点焊缝之间的位姿关系,给出了相控阵探头与管节点焊缝及扫查器基体之间的位姿矩阵计算方法,为扫查器的运动控制提供了理论基础。该扫查器可实现对管节点复杂焊缝的自动检测。用该扫查器对对比试块进行了检测试验,结果表明,能够准确检测出对比试块的缺陷,可满足对管节点焊缝质量进行自动检测的要求。

扫查器行走闭环控制系统硬、软件设计

全自动超声检测(AUT)是目前应用最为广泛的油气输送管道环焊缝缺陷的检测方法。本文在对管道环焊缝超声扫查器控制系统总体设计进行介绍的基础上,针对扫查器运动控制系统的硬、软件设计分别进行叙述。经环焊缝缺陷检测试验,扫查器工程样机沿环形导轨平稳匀速行走,缺陷检测结果良好,证明扫查器运动控制系统性能优良,完全满足环焊缝检测的要求。

油气输送管道对接环焊缝扫查器运动控制系统仿真研究

油气输送管道由于其工作环境的特殊性,其管道对接环焊缝不可避免的会存在着缺陷,设计了管道环焊缝全自动超声检测设备对其进行监测,扫查器运动控制系统是管道环焊缝全自动超声检测设备的核心部分。针对扫查器行走机构建立了速度闭环控制系统的数学模型,并对其进行仿真,仿真结果表明该控制系统具有良好的精确性和动态响应特性,符合工程实际要求,为控制系统的整体设计提供了理论依据。

管道腐蚀检测自动扫查器方案设计

该文设计了一款针对管道腐蚀检测的自动扫查器,该扫查器由圆周导轨加橡胶轮的组合结构实现在管道外表面的轴向移动;同时,直线导轨搭载相控阵探头,以圆周导轨为路径在管道外表面进行周向扫描,从而实现对管道腐蚀的全方位检测。相比于手动检测,避免了由于人为因素造成的误差,提高了检测效率,降低了作业强度。

管道焊缝检测扫查器设计研究

根据锅炉管道焊缝的实际工作要求和工作环境,选择适合的吸附方式和运动方式。介绍了适用于各种扫查壁貌的扫查器方案设计,以及扫查器本体、扫查臂等模块的设计,实现超声探头的各种轨迹运动。

环焊缝超声扫查器导轨夹持行走机构设计与验证

设计了环焊缝超声波扫查器导轨夹持行走机构。该行走机构采用带有凸缘的从动轮夹紧导轨,由类齿形主动轮与导轨啮合,驱动扫查器行走。为验证该行走机构的可靠性,设计并完成了与其原理完全一致的原理验证样机,同时进行了模拟扫查器沿环形导轨行走试验。试验表明,当自重24 kg对其施加600 N夹紧力时,行走机构能够可靠地沿环形导轨圆周运动。该行走机构原理验证样机为后续扫查器行走方案提供了可靠的依据。

核电主管道相控阵超声扫查器的国产化改进

介绍了进口相控阵超声扫查器系统存在的一些不足和缺陷,以及进行国产化改进的必要性。通过国产化改进实现了机械部件的国产化,减少了备品备件的采购周期和成本,同时也提高了设备的可操作性和自动化程度。

管道环形轨道式扫查器结构设计

本文设计了一种应用在全自动超声波检测设备(AUT)中的环形轨道式扫查器。它由一个弹性导轨和一个导轨滑柱两部分组成。弹性导轨固定在环形焊缝旁边的管道上,导轨滑柱沿着导轨滑行,有一个角度调整机构来帮助适应不同半径的管道,还有一个自锁机构来停止滑块和和导轨之间的运动。滑柱由一个直流伺服电机驱动,用编码器来测量滑柱的位置。为了使滑柱能在导轨上平滑的移动,本文采用了PID速度反馈来控制滑柱的移动。

超声相控阵技术结合Cobra扫查器的小径管环焊缝检测

介绍了一种利用相控阵超声技术结合专用的Cobra扫查器,对小径管环焊缝进行检测的方法。该方法符合ASME B31标准,是一种小径管射线检测的完全替代技术。通过试验和客户现场检测应用,该方法可对21～114mm小径管进行环焊缝检测,并可进入狭小空间进行检测。由于其曲面晶片的特性,其检测结果比线性晶片的检测精度更高。对碳钢和不锈钢都可进行检测。检测前可对检测进行模拟,检测后可对检测结果进行精确地分析。

相控阵扫查器定位对检测结果准确性的影响分析

随着无损检测技术的发展,计算机软硬件水平提高,相控阵检测仪器和工艺已经成熟并越来越多地应用在特种设备检测领域,大有代替射线和常规超声检测之势,成为主要无损检测方法之一。本文介绍了目前超声波相控阵检测的状况和存在的问题,重点分析了相控阵探头扫查对相控阵检测结果准确性的影响。指明了采用手持探头扫查很难保证检测区域的全覆盖、定位准确性差、耦合不均匀、信号采集不完整,同时检测灵敏度不稳定,容易造成漏检或误判,给出了自动扫查器设计制作参数,对现场相控阵检测具有着很好的指导意义。

油气管道维修中搭接焊缝超声B扫描检测方法与设备

针对油气管道破裂维修过程中形成的B型套筒搭接焊缝尚缺少有效的超声无损检测技术及设备的问题,文章提出了一种新的搭接焊缝超声检测方法,并开发了相应的超声B扫描检测系统,从检测方法、检测系统的组成和工作原理、检测系统功能的验证实验等方面进行了论述。模拟实验结果表明,该系统可有效检测出试样上的预埋缺陷,具有良好的探伤效果及应用前景。

小径薄壁管超声相控阵检测

叙述小径薄壁管焊缝超声检测应用现状和发展动向。采用相控阵技术，制定适当的扫查工艺，用声线示踪法，可显示法规提出的检测体积全覆盖的范围，也能校核检测角度适当与否。相控阵可使用S（扇形）扫描或E（电子）扫描，并使用多道扫描，完成小径管检验。关键项目是解决小径管的声束散焦，薄壁管中缺陷表征定量，以及使用合适的扫查器。本文意在为国内推广应用该新技术并制定相应工业标准，提供有用借鉴。

超声相控阵对小径管焊缝检测研究

针对常规超声检测小径管焊缝存在的检测效率低、灵活性差、人为因素影响大等问题,通过专用探头及扫查器,利用超声相控阵检测技术对小径管焊缝进行了检测研究。结果表明,小径管相控阵检测装置操作简便、灵活,小径管相控阵检测能够比较直观的显示缺陷的特性,为缺陷的定性提供了一定的依据。同时,对焊缝根部及近表面缺陷具有相同的检出率,消除了焊缝的不可探区。

FPSO弯管焊缝相控阵超声检测工艺及装备开发

针对FPSO弯管的结构特点,制定了弯管焊缝相控阵超声检测工艺,开发了专用的相控阵扫查器,解决了弯管侧耦合条件差以及空间狭小的难点。在试块上的实验结果表明,检测工艺与扫查器配合使用,能够有效检出弯管焊缝的典型缺陷。对于弯管侧超声信号的误差,也进行了分析。

小径薄壁管超声相控阵检测

叙述小径薄壁管焊缝超声检测应用现状和发展动向。采用相控阵技术,制定适当的扫查工艺,用声线示踪法,可显示法规提出的检测体积全覆盖的范围,也能校核检测角度适当与否。相控阵可使用S(扇形)扫描或E(电子)扫描,并使用多道扫描,完成小径管检验。关键项目是解决小径管的声束散焦,薄壁管中缺陷表征定量,以及使用合适的扫查器。本文意在为国内推广应用该新技术并制定相应工业标准,提供有用借鉴。

超声编码相控阵的应用

介绍超声编码相控阵的技术特性和典型应用,包括腐蚀检测、小径管检测、大径管检测、管道自动检测和钢厂在线检测等,意在为国内承压设备焊缝无损检测,推广符合国际法规要求的半自动或全自动超声相控阵技术,提供有用借鉴。

超声双全法焊缝自动检测要领

解读国际标准草案ISO/DIS 23864:2020,展示超声“双全法”一一全矩阵捕获(FMC)和全聚焦法(TFM)用于焊接接头自动(半自动)检测的要领。成像路径选择,关注区设置,灵敏度校正,扫查器调整,双全数据解析,图像显示识别,是规范化操作关键。本文旨在为国内承压设备焊接接头在制、在役检测应用标准化双全法高新技术提供借鉴。

合金铸件三通管超声相控阵检测研究

合金铸件三通管使用常规超声方法对其进行检测时,内壁检测区域大,难以保证声场能够覆盖整个需检测区域。结合相控阵具有动态深度聚焦、扫查范围大、扫查速度快的特点,将相控阵超声技术应用于合金铸件三通管的检测中。通过对合金铸件三通样管的人工缺陷进行超声相控阵检测并分析,该方法能有效检出工件弯曲部位的缺陷,具有较高的灵敏度和检出率,检测结果可靠。