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1、种控制模式:温度模式下,系统根据设定或菜单下 载的温度设定来自动控制水的流量;流量模式和手 动模式,都必须输入相应的值才行。FT是流量变 送器,它直接把MV1的实际值转化为模拟量输入 到PLC进行处理。 5) 换向阀(divert valve) EV1、 次级阀(secondary valve) EV211 - EV213 : EV1用来控制冷却水流向 水箱或泄流槽内。在自动模式下,系统根据HMD 信号,自动控制阀门的开与关。EV211 - 213次级 阀主要是控制喷嘴的水流压力使之达到最大。在 自动状态下(即在RATIO状态 ) , 系统会根据各管 路内的水压,自动有序地控制各次级阀的开或关
2、。 6) 泄压阀(flume press valve) MV2 :位于换向 阀的后面,用来控制水流换向到泄压槽内时的水箱 回流压力。一般情况用自动模式(即RATIO模 式 ) , 此时系统能自动地根据水流的流量(平均压力 /平均流量)来计算压力设定。 7) 水清扫阀(water stripper valve) EV3及空气 清扫阀(air stripper valve) EV4 :EV3和EV4均位于 水箱的出口端,它们的功能一是清除轧件从水箱出 来时带出的水,二是清除轧件表面的氧化铁皮。当 换向阀开启时,水清扫阀及空气清扫阀也会同时打 开,而在换向阀关闭后它们会延时自动关闭。 3 结语 MO
3、RGAN系统在高线投产以来,运行稳定、 可 靠,一般情况下吐丝温度能控制在 10的范围 内,对高线产品的质量保证起到了至关重要的作 用。但该系统也有不足之处,在温度模式下,控制 不是很平稳,这主要是由冷却水压及空气压力的不 平稳造成。而在流量模式和手动模式下,控制效果 相当不错。 收稿日期:20050914 审稿:朱初标 编辑:魏海青 浙 江 冶 金2006年2月 第一期 无缝钢管涡流探伤和漏磁探伤比较 姚舜刚 (浙江省特种设备检验中心 杭州 310020) 摘 要:阐述了无缝钢管在轧制过程中产生的表面和内部缺陷的两种探伤方法,即涡流探伤和漏磁探伤。 介绍了两种方法的基本原理,分析比较它们在无
4、缝钢管探伤中的应用特点。 关键词:无缝钢管;涡流;漏磁;探伤 0 前言 随着国民经济的发展,各种无缝钢管被广泛应 用于石油化工与锅炉制造等行业,尤其是高温、 高 压等恶劣工况,对无缝钢管的质量有更高的要求。 无缝钢管一般经过冶炼、 浇注、 开坯、 轧制和拉拔等 工序制成,其缺陷除了铸坯上带来的各种冶金缺陷 在成形过程中,成为沿管材轴向延伸的周向分层状 缺陷外,在各阶段生产过程中还会因加工操作工艺 不当、 轧辊或拉拔模设计不当等原因而在钢管上造 成裂纹、 折迭、 翘皮、 划伤或拉伤等表面和内部缺 陷。为了保证无缝钢管的质量,根据相关的产品技 术标准,在无缝钢管生产线上须进行表面和内部无 损探伤。
5、目前无缝钢管无损探伤常采用涡流探伤 和漏磁探伤两种技术,它们各有特点和适用范围, 下面就两者的原理、 探伤的特点和应用作一比较。 6 1 探伤工作原理和特点比较 111 涡流探伤原理和特点 涡流检测是建立在电磁感应基础上的一种无 损检测方法,它将正弦波电流激励探头线圈,当探 头接近无缝钢管表面时,线圈周围的交变磁场在钢 管表面产生感生电动势而产生感应电流,即涡流。 该涡流又产生感应磁场作用于线圈,从而改变线圈 的电参数(参见图 1) 。涡流通道的损耗电阻,以及 涡流产生的反磁通,又反射到探头线圈,改变了线 圈的电流大小及相位,即改变了线圈的阻抗。探头 在无缝钢管表面相对移动,遇到缺陷时,使得涡
6、流 磁场对线圈的反作用不同,引起线圈阻抗变化,从 而测量出这种变化量来鉴定无缝钢管表面缺陷。 涡流探伤是可取代水压试验的检测方法之一。 凡是导电的无缝钢管,不论是铁磁性还是非铁磁性 的,只要外径大于2mm ,壁厚不小于011mm ,均可 用涡流法探伤1。涡流探伤的结果可直接以电信 号输出,易于实现自动化探伤。涡流探伤采用非接 触的方式,探伤速度很快。但涡流探伤的可检测缺 陷深度有限,一般不大于5mm ,而检测结果往往受 检测仪器功能和检测条件影响。 图1 无缝钢管涡流检测原理示意图 112 漏磁探伤原理和特点 无缝钢管漏磁探伤的基本原理是建立在铁磁 材料的高磁导率这一特性之上,铁磁性的无缝钢管
7、 被磁化后,其表面和近表面缺陷在无缝钢管表面形 成漏磁场,通过检测该泄露磁场变化信号可检测出 缺陷的存在。无缝钢管中缺陷处磁导率远小于钢 管的磁导率。当无缝钢管以流水线方式进入钢管 探测线,快速穿过检测区时,将受到直流线圈产生 横向和纵向磁场的磁化。若无缝钢管无缺陷,磁力 线绝大部分通过无缝钢管,此时磁力线分布均匀; 若无缝钢管有缺陷,磁力线发生弯曲,并且有一部 分磁力线泄露出无缝钢管表面。利用横向和纵向 探头线圈(传感器)检测无缝钢管表面逸出的漏磁 场,然后依据法拉第电磁感应定律,将漏磁场转化 为缺陷信号(探头内检测线圈产生的感应电压 ) , 对 缺陷信号进一步处理和分析,即可判断缺陷是否存
8、 在及缺陷有关的尺寸参数2。其原理示意如图2 所示。 图2 漏磁检测原理示意图 2 流水线检测方法比较 流水线涡流探伤检测,采用穿过式线圈法进行 外表面的探伤,用内插式线圈法进行内表面的探 伤。外表面探伤常用线圈固定被检无缝钢管轴向 送进和线圈固定被检无缝钢管螺旋送进两种方法。 探伤设备的机械传动装置相对简单。 流水线漏磁探伤检测常用的方法有探头旋转 无缝钢管直线前进和探头固定无缝钢管螺旋前进 两种方式。探伤设备的机械传动装置比较复杂。 3 检测性能比较 311 检测范围 涡流检测适用于各种导电材料的无缝钢管的 表面检测,不论无缝钢管是铁磁性的,还是非铁磁 性的,也不论是黑色金属,还是有色金属
9、或者是非 金属,只要无缝钢管是导电的,且外径和壁厚满足 一定条件均可用涡流法检测。它较适宜于普通薄 壁无缝钢管的外表面缺陷的检测,广泛应用于碳素 钢、 合金钢和不锈钢等无缝钢管表面缺陷检测。 72006年2月 第一期无缝钢管涡流探伤和漏磁探伤比较 漏磁检测只适用于铁磁性无缝钢管的检测,它 能检测出无缝钢管的内、 外表面缺陷。这种方法较 适宜于大直径厚壁铁磁性无缝钢管的检测。 312 检测灵敏度 由电涡流基本特性可知,涡流密度主要分布于 导电材料的表面附近。因此,被测无缝钢管愈是存 在表面缺陷,电涡流效应的利用愈充分。所以涡流 检测适用于导电无缝钢管表面缺陷或近表面缺陷 的检测,此时灵敏度高于漏
10、磁检测。而对于内部缺 陷,涡流检测由于存在着 “趋肤效应”,电涡流密度 在导电导体内部是按负指数规律衰减,并随着频 率、 电导率和磁导率的增加而渗透深度减小,检测 灵敏度降低。涡流检测一般只能检测无缝钢管的 单面表面缺陷(内表面或外表面 ) ; 漏磁检测可同时 检测无缝钢管的内外表面缺陷,对于内部缺陷也有 一定的灵敏度。相对于涡流探伤,漏磁探伤检测缺 陷的灵敏度较低。 4 信号处理比较 涡流和漏磁检测都采用相应的标准参考样管 来校验检测系统的综合性能,设定和校正探伤仪工 作参数和操作条件,以及在检测中对比评价缺陷信 号。这两种检测方法都是以电信号输出的形式来 显示缺陷,信号处理比较方便。但由于
11、物理原理不 同,两种检测方法的信号处理和传感器结构有较大 的差异。 涡流检测由于必须有高频激励信号存在,给信 号处理带来一定的困难,容易引起信号相互干涉, 信号处理及传感器结构较复杂3。 漏磁检测磁化可采用永久磁铁、 直流磁化或交 流磁化方式1,在永久磁铁和直流磁化中,没有高 频信号存在,干扰小,给信号处理带来很大方便,信 号处理和传感器结构很简单。 5 结语 综上所述,无缝钢管的这两种表面在线探伤方 法各有自身的优点和局限性,无缝钢管生产线上可 视具体情况选择。涡流探伤适用于各种导电的无 缝钢管的探伤,不论是不锈钢的还是碳素钢的无缝 钢管都适用,检测不受无缝钢管表面油污等杂质的 影响。检测速
12、度快,灵敏度高。 漏磁检测不仅能检出内、 外表面和皮下缺陷, 而且无需测量就可从建立的电信号幅度与缺陷参 数的关系中,获知缺陷深度和长度等特征尺寸及是 否达到设定的拒收水平。检测能力强,检测速度 快。但它只适用于铁磁性的无缝钢管,检测设备投 资大,检测缺陷的灵敏度较低。 参考文献 1 李家伟,陈积懋主编.无损检测手册.北京:机械工业 出版社,20021845859 2 王太勇编著.钢管漏磁在线检测技术的研究.计量学 报,2002(4) :299302 3 熊良才编著.一种新型电涡流传感器的研制.无损探 伤,1995(1) :3435 收稿日期:20051025 审稿:龙尔梅 编辑:陈绍勋 8浙 江 冶 金2006年2月 第一期