宽厚板超声波自动探伤系统温度检测的改进

仝强 王志春

摘 要：本文介绍了包钢薄板厂宽厚板生产线超声波自动探伤系统的组成、工艺与问题。针对温度检测导致的探伤结果的误差，通过对硬件、软件方面的改进，最后达到解决问题的目的。

关键词：超声波探伤 温度 检测 改进

中图分类号：TU834 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）02（a）-0020-01

超声波探伤作为一种重要的无损检测技术，是目前对中厚钢板内部质量进行检测判定的主要手段，它也是代表中厚钢板厂技术装备水平先进程度的重要标志之一。包钢薄板厂宽厚板超声波自动探伤系统自投入使用以来，已经成为我厂生产线上不可缺少的一道工序，但由于受到我厂环境等因素的影响，原有测温系统误差很大，这样给探伤结果带来了较大的干扰，因此，超声波自动探伤系统温度检测的改进对我厂产品质量的认定具有十分重要的意义。

1 宽厚板超声波自动探伤系统组成

整个超声波自动探伤系统由PLC、仪表、计算机系统三部分组成。

PLC系统采用西门子S7-300，用于对探伤设备本体进行自动顺序控制、位置控制和速度控制，同时通过与辊道PLC的通讯，可实现与辊道的连锁控制。

仪表系统具有信号的采集，A/D转换、数字信号处理等功能。

计算机系统用于对从仪表系统接收到的数据进一步评判并显示探伤结果、保存设备校准结果、保存设备设定参数、生成探伤报告等，同时它还具有探伤标准数据管理、探伤结果数据保存等功能。

2 宽厚板超声波自动探伤工艺

当钢板经过前道工序切头切边后进入超声波探伤区域，在入口识别处停止。经入口高温计的温度检测并送入系统比较，若符合系统要求则辊道传送钢板进行探伤。钢板依次经过入口测长装置，板体探伤小车A，板体探伤小车B，边部探伤小车，出口测长装置，出口光栅，完成对钢板的探伤。

3 宽厚板超声波自动探伤系统存在的问题

在三年多的生产实践中，超声波自动探伤系统存在漏检的现象。同一块钢板，若板温在100℃时探伤板温在环境温度下的探伤结果相比较，这说明温度对探伤结果有很大的影响。

4 宽厚板超声波自动探伤系统温度检测的改进

原系统入口处安装一台红外测温计测量钢板表面温度。由于我厂环境恶劣，受到现场水蒸气、板坯表面的氧化铁皮与油污等不确定因素对测温高温计的影响，导致测温装置的误差很大，因此，急需对原系统的测温装置进行改进。

4.1 改进方案描述

原系统采用一台高温计测量板坯温度。现再加高温计，分别对板坯上表面三个点进行测温。增加的检测元件关键在于，三台测温仪能够真实，稳定测温，同时减少维护量甚至达到免维护状态。因此，我们选用德国HEITRONICS公司的CT09高温计。该高温计具有精度高、采样速度快、环境温度要求低、防护等级高、可靠性好、体积小易于安装的优点。现场采取不锈钢护套固定在钢结构支架上，护套全密封，压缩空气吹扫，使高温计测温端避免污染，增加维护周期，降低维护量，以及有效的将高温计探头前的水蒸气吹扫掉。信号采集是在原有ET200站基础上扩展模拟量输入模块，现场电缆敷设，将增加的高温计信号采集回PLC，软件上增加数据处理功能。

4.2 改进方案组成

硬件组成：红外式高温计，不锈钢探头保护套，钢结构支架，模拟量输入模块，屏蔽电缆，气管、阀组等附件。

软件设计：原系统采用西门子模拟量输入模板，接收测量钢板的温度信号，经过量程转换后，得出实测温度数据。目前增加两个高温计，增加一个西门子6ES7 134-4GB11-0AB0模拟量输入模板，这样就可以采集到三个高温计不同点所测的温度信号。

当板坯进入超声波探伤入口时，PLC开始实时采集模拟量通道的数据。当产生温度的信号大于门槛值开始正跳变并且持续一段时间，发出钢坯来临的信号时PLC开始进行数据读取和保存的任务，记录规定时间段内的温度数据。同时PLC转向数据分析和处理任务，其中包括数据筛选、大小排序、计算温度平均值。最后进行温度比较，如果数值大于规定数值，则在WINCC上产生报警，停止探伤工序，提醒操作人员进行处理，如图1PLC顺序控制图所示。

5 结语

宽厚板超声波自动探伤的测温系统自2013年改进完成运行至今，表现了强大的稳定性、可靠性、准确性，有效的解决了由于我厂的环境恶劣造成的测温误差而导致的对探伤结果的影响和产品质量认定准确性的偏差，提高了生产的稳定性和设备精度。

参考文献

[1] 张卫.中厚钢板自动超声波探伤系统技术及应用[J].科学之友，2010（17）.

[2] 廖常初.S7-300/400 PLC应用技术[M].北京：机械工业出版社，2005.

[3] 臧悦，石云峰，刘建磊，等.宽厚板生产领域中在线自动超声波探伤装置的应用及发展前景[C]//中国计量协会冶金分会2009年年会论文集.2009.

[4] 张玉雷.超声波探伤数据采集技术的研究[J].科技风，2009（11）.

[5] 王非非.钢坯表面温度检测系统在济钢中厚板厂的使用[J].自动化技术与应用，2009，28（1）.