一种新式钢管的X射线检测系统

张欢 ，田冰

（1.亚泰集团丹东交通水泥有限公司，辽宁 丹东 118000；2.沈阳工业大学，辽宁 沈阳 110000）

传统X射线检测胶片损耗高，效率低本设计能够对φ25～φ102mm范围直焊缝钢管不同管径进行缺陷的检测，该系统具有结构功能多、移动定位精度高、智能性高、适用性强及高效率等优点。采用《固定式和移动式工业X射线探伤机》《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》《工业X射线探伤放射卫生防护标准》《500kV以下工业X射线探伤机防护规则》《机电产品包装通用技术条件》最新国家相关标准进行设计，使无损检测设备的设计符合系列化、通用化、模块化和标准化等原则，以满足对设备快速、灵敏、精确和适应恶劣环境条件下的检测工作需要。

1 设备总体技术指标

（1）适用检测范围：直径φ25～φ102mm；壁厚2mm，长度6.2m。

（2）检测速度：2～4m/min可调；系统静态灵敏度：2.0%。

（3）图像质量：满足《工业X射线图像增强器电视系统技术条件JBT 5453-2004》的要求。

（4）X射线探伤机容量：160kV，10mA;X射线探伤机频率：40kHz。

（5）最大穿透能力（标准工业拍片法）：29mm Fe;工业电视最大穿透：20mm Fe。

（6）冷却方式：采用封闭式循环，强制风冷却油方式，外设温度显示，连续工作。

1.1 高频X射线机系统

X射线机主要配置如图1、表1所示。

2 机械方案概述

机械设备由160KV射线机、6寸图像增强器铅房、钢管输送线组成。整套方案为完成外径φ25～φ102mm，厚度0.6～2mm。主射线方向，铅房的铅厚7mm。散射线方向，铅厚5mm。钢管输送线与铅房连接部分采用护板形式，保证阻挡散射线在铅房内。射线管采用管头光栅形式。射线管、图像增强器均有铅板的防护罩。以上防护符合《GBZ117-2006 无损检测仪器 工业X射线探伤放射卫生防护标准》。

表1 X射线机主要配置表

图1 X射线机主要配置图

2.1 设备参数及检测流程

2.1.1 技术参数

铅房尺寸：长1120mm，宽920mm（最宽处1380mm）高1740mm（地脚高600mm）门口尺寸：700mm×1400mm。

2.1.2 检测说明

（1）被检测钢管通过铅房钢管输送线沿图2,3所示X向进入铅房，钢管的焊缝经过射线源与图像增强器进行检测，被检测的钢管通过钢管输送线输出铅房。

图2

图3

（2）通过调整旋转滚的间距，使得设备能适应φ25～φ102mm范围直焊缝钢管检测。

（3）钢管输送线配备多个电机，用于传输。

（4）钢管通过检测线检测，合格钢管由输出线的转动推动进入输送线左侧合格品区。不合格钢管被输出线的转推向右侧，进入不合格品区，完成检测。

（5）根据被检测的钢管直径不同，射线管和图像增强器可上下移动调整，钢管行进方向的中心线与射线管的中心线垂直。

2.2 设备细节展示

图4

设备铅房门打开时如图6示。射线管安装在铅门上，使得设备更加精巧。

图5 图像增强器与射线管的间距调整

图6

2.3 进料、出料输送线

（1）输送线的旋转滚采用可调整间距形式，能适应φ25mm、φ102的钢管检测，如图7。

（2）进料流水线的采用多组旋转滚，多个电机带动旋转滚旋转保证被检测工件稳定、顺畅进入检测室，如图8。

图7

（3）出料流水线可实现合格的钢管推动到合格品区，不合格钢管被推移到不合格工位的功能，如图9。

图8

图9

输出线如图10所示,当钢管检测完毕，完全被推到输出线上，判定为合格品的钢管被推动到输送线左侧的合格品区。判定不合格的钢管，由气缸推动输送线翻转板升起，将钢管推到检测线右侧的不合格品区。

图10

①当钢管检测完毕后，钢管电动推出铅房进入输送线，判定检测合格的钢管被气缸推动的翻转板推进输送线左侧合格品区。

②当判定为不合格钢管进入输送线后，气缸推动翻转板运动，带动不合格的钢管进入输送线右侧的不合格区。

③钢管输送线的固定板与翻转板呈一定角度，保证钢管进入输送线后，不会自行滚落，保证安全。

3 电气控制系统

（1）控制核心采用可编程控制器（PLC）来作系统控制。

（2）控制程序设计时，首先是满足基本的检测要求，系统控制可作独立的运动；流水线上下料的控制，采用操作面板按钮，正反向均可手动控制。

图11

（3）由于采用的自动控制检测的方法，为防止发生失控，设备还配有紧急急停按钮，若有意外发生，及时按下。另外，针对X射线探伤检测的特殊要求，在检测室的防护门上安装与X射线互锁的保护开关，如果铅门打开则无法开启高压射线机，对使用设备的用户提供安全可靠的保护。此外，配有射线指示灯。

图12

4 结语

此系统可以在繁杂工况下，对直焊缝钢管不同管径高效率进行缺陷的实时成像检测,自动化程度高,可广泛推广使用。