涡流探伤设备操作说明和手册.docx

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涡流探伤设备操作说明和手册

山东省科学院激光研究所

一．NEM230型涡流自动探伤设备基本构造和功能介绍……………………1

1.1设备主要技术参数…………………………………………………………1

1.2设备基本构造………………………………………………………………1

1.3设备电气控制………………………………………………………………5

1.4设备气动控制………………………………………………………………10

1.5设备的调试……………………………………………………………11

1.6涡流探伤仪使用说明…………………………………………….…………12

1.7设备的正确使用及维护……………………………………………………12

1.8设备简单故障排查…………………………………………………………13

1.9设备备件、易损件明细表…………………………………………………14

二．NEM230型涡流自动探伤设备探伤操作流程说明…………………...…15

2.1探伤前的准备工作…………………………………………………….……15

2.2正式探伤……………………………………………….…………………...16

2.3其它调节动作………………………………………………………………17

三．NEM230型涡流自动探伤设备使用安全须知……………………………20

一．NEM230型涡流自动探伤设备基本构造和功能介绍

NEM230型涡流自动探伤设备是山东省科学院激光研究所研制生产的涡流自动探伤系列设备中的一种。

该系列设备自动化程度高，性能稳定可靠，广泛应用于冶金系统高、中、低压无缝钢管等产品的无损探伤。

NEM230型涡流自动探伤设备传动系统采用变频无级调速，具有传动平稳、噪音小等特点；设备具体动作由PLC控制，精确稳定、组合方便、便于调节；设备有可靠的磁化装置，磁化装置采用电动升降并由编码器精确控制升降高度，可以方便快捷的调节探头与磁饱和对中；钢管经过三辊定心装置进入磁化装置和探头，保证传输平稳、无抖动；设备采用人机界面监控探伤过程，并有实时打标、存储、打印报表、统计探伤结果等功能。

1.1设备主要技术参数

（1）探伤钢管直径：

φ48～φ230mm

（2）探伤速度：

10～100m/min

（3）主机高度行程：

105mm

（4）周向灵敏度差：

≤3dB

1.2设备基本构造

设备主要有上料台架、拨料机构、传动部分、主机、定位机构、三辊定心装置、退磁、下料机构、分选机构、正废料槽、操作台、变频柜、仪器柜、探伤仪器等部分构成。

1.2.1上料部分

上料架由料台、挡料爪组成，钢管通过拨爪挑到辊道上，经入口辊道送入主机。

根据被检管径大小，可调节挡料爪的摆角,以适应不同管径探伤的需要。

1.2.2传动部分

每个传动动辊由单个电机驱动，39个传动辊组成上、下料传动辊道；所有传动辊共用一台变频器驱动，传动速度由无极变频调速系统控制，通过变频器调速将钢管平稳匀速地送入主机和料槽。

1.2.3主机部分

主机是设备的心脏，由调节机构、编码器、三辊定心装置、磁化装置、定位机构组成。

（1）调节机构：

由底座、减速机、转向机构、升降机、滑动部分等组成,当管径不同引起中心高变化时，从监控界面设定钢管规格后按操作台上主机升降自动启动按钮，编码器开始工作，主机便自动调节到相应的高度。

如有误差可点动主机升、降按钮微调也可修改钢管规格对应的高度表参数加以调整，从而使钢管与探头距离均匀,然后用定位销锁紧。

（2）磁化装置：

由线圈、壳体等构成。

当线圈通电时，形成一磁场,钢管通过时被磁化,达到探伤之目的。

（3）钢管进入磁饱和时,须平稳进入且与探头同心，压紧驱动系统和三辊定心装置可确保此项要求,它分别放在磁饱和两边,当钢管行之压辊底部时,在气缸的作用下压紧驱动装置将钢管压紧,三辊定心装置在气缸的作用下使钢管与磁饱和中心重叠，使钢管平稳进入磁饱和,达到探伤目的．

1.2.4下料部分

由拨料部分、正、废料槽、分选臂等组成。

钢管检测完毕,拨料爪动作，将钢管自动拨离辊道,视钢管有无缺陷,分别进入正料槽或废料槽。

1.2.5操作台

操作台用于控制探伤设备的自动运行，实现自动上料、下料、分选、磁饱和对中、定心、卷带自动、辊道正反转等动作，使设备完成自动探伤的功能。

（1）工作条件

（1）空气相对湿度不大于85%。

（2）无显著摇动和冲击震动。

（3）电压波动范围±5%。

（2）各按钮功能

∙自动上料启/停：

转动此按钮，可实现自动上料与手动上料的转换。

∙自动分选启/停：

转动此按钮，可实现自动分选与手动分选的转换。

∙自动下料启/停:

转动此按钮，可实现自动下料与手动下料转换。

∙主机自动升降启动：

在人机界面上设定好钢管规格后，按此按钮可使主机磁饱和自动升（或降）到相应的高度

∙主机升/降：

在升降/锁定旋钮处于开启状态时，用于实现主机的上升或下降的微调。

∙上料：

在自动上料停时按此按钮一次，可实现手动上料一次。

∙下料：

在自动下料停时按此按钮一次，可实现手动下料一次。

∙分选：

在自动分选停时，按此按钮可实现分选臂张开并保持，下料完成后，自动复位。

∙正转：

按此按钮可使电机正向转动。

∙停止：

按此按钮可使电机停止转动。

∙反转：

按此按钮可使电机反向转动。

∙调试：

用于样管调试时样管在辊道上自动往复运转，不用人工按正转、反转。

∙吊料：

当废品槽钢管想吊走时按此按钮使分选臂完全张开以方便起吊。

∙超声来料：

超声来料允许时，上料机构不动作，等待超声来料

∙正、废品槽卷带料自动：

当料槽内的管料高度达到光电开关可检测到的高度时，卷带自动放松。

当料槽内堆积的管料吊走后，按卷带复位按钮，卷带即自动张紧回到初始位置。

∙机旁操作：

机旁操作允许时,机旁操作台上的按钮启用,方便从机旁近距离调节主机及压紧轮的高度,方便观测,调整完毕后及时复位,防止外面误操作。

1.2.6退磁部分

退磁部分由交、直流退磁线圈及退磁控制器组成。

1.2.7气动部分

设备所需气源压力为0.4～0.7MPa,气路由分水器、减压阀、油雾器、电磁阀、气缸等组成，通过电磁阀控制气缸，实现钢管上料、下料、分选、压紧驱动、三辊定心等功能。

∙注意：

动作前，应先打开气源，检验各气动阀是否漏气，气缸是否动作自如,无误方可动作。

1.2.8润滑部分

设备的润滑分为入口端和出口端两部分，由两个独立的润滑泵单独控制，只需简单设定注油时间和间隔时间便可自动进行设备润滑。

1.3设备电气控制

设备运行时,操作台经空气开关闭合送电，电压表指示数值，电源指示灯亮，表明总电源已接通，控制回路可以工作。

1.3.1传动辊道的控制

根据探伤要求选定辊道运行所需速度,辊道运行速度分高、中、低三档可选，每一档速又可通过调速旋钮在相应的范围内任意调节。

速度的快慢通过调节调速旋钮改变变频器频率的大小而实现，其操作方法如下：

选定速度档后旋转操作台上调速旋钮进行频率增加或减少的调节，此时辊道速度相应地增加或减少，其速度V（r/min）与频率f（Hz）的关系为:

V=60f/n（n为极对数）

其它功能的调节请参见变频器使用说明书。

1.3.2上料、下料、分选及吊料的控制

当钢管吊到上料台架后,按动上料按钮,上料气缸动作,钢管平稳地放在辊道上。

下料、分选及吊料动作的控制,分别按动相应的按钮即可,钢管将平稳地落入料槽内。

1.3.3定位机构、磁饱和和退磁器的控制

设备定位机构的动作控制,设手动和自动两个档位,分别用于调试和正常探伤两种状态,根据不同需要,可选相应一种。

传动辊道运转后,按动磁饱和开按钮使磁化装置工作,根据钢管直径、壁厚的不同,调节调压器电压以控制磁饱和电流的大小,结合涡流探伤仪各种参数的调整而获得最佳值。

退磁器由交流退磁和直流退磁两部分组成,打开交、直流退磁开关，适当调节直流退磁电流的大小，可达到钢管退磁的目的。

钢管千万不要停在退磁器内，以免退磁线圈发热烧毁。

退磁调节说明:

退磁分直流退磁和交流退磁，交流退磁在直流退磁之后，交流退磁只需打开退磁开关，由传感器自动控制线圈工作，不需要调节。

退磁的关键在于直流退磁的电流调节，下面是直流退磁调节的要点：

图1直流退磁原理图

如图1所示：

磁饱和与直流退磁线圈极性必需相反（图1中所示磁饱和和直流退磁线圈各自正负极性可以同时互换），如线圈接线调整后需先用剩磁仪测其极性，两者极性相反，如两者极性一致，只会增加被检钢管的剩磁。

确认两者极性相反后，钢管沿传输方向经磁饱和和直流、交流退磁线圈后，用剩磁仪测钢管尾端，如尾端为“+”，调节旋钮，减小直流退磁电流；反之，如测得尾端为“-”，则增大直流退磁电流（如果磁饱和与直流退磁线圈的极性与图示方向相反，调节则相应地反之）。

调节过程中因电流变化很小便会引起剩的很明显的变化，因此在调节过程需要很细微的调节电流的变化量。

再有一点需要注意，在测量时最好是每根管只从磁饱和与退磁线圈中经过一次后测量，不宜同一根管在辊道上反复运行多次测量，以免引起测量的准确性。

1.3.4其它主要控制功能

（1）设备工作方式的选择

设备设有自动和手动两种工作方式。

（2）启动和停车的控制

设备设有正转、停车、反转三按钮，以方便手动工作方式下正、反转的切换。

（3）S7-300PLC控制磁饱和升降

在人机界面上输入欲检测钢管的直径，工控机把数据传送到西门子S7-300PLC,与绝对式旋转编码器输出的数据在PLC中计算并进行比较，如果计算的磁饱和位置比要求的高，PLC启动电机，使磁饱和位置下降，直到到达要求的位置；反之使磁饱和位置上升，上升到要求的位置上。

（4）顺序控制

设备由上料，向前输送料，经左压紧装置后，经左三辊定心，送进磁饱和、测试探头，向仪器发出来料信号进行检测，经右三辊定心，右压紧装置后到下料区域，视有无伤信号进行下料或分选。

两根钢管之间的运行间隔时间由PLC程序控制并且可调。

（5）样管自动测试功能

把控制设在样管测试档，样管就可以来回穿过磁饱和、探头，进行测试，直到达到测试次数为止，方便设备测试。

样管自动传感器1和样管自动传感器2分别检测样管的头的位置信号，信号送入PLC，使变频器反向运动，这样，可保证样管来回运动，实现样管的自动测试。

（6）系统故障诊断及报警

系统采用的变频器及可编程控制器都有自动诊断和报警功能，探伤过程中的缺陷信号也有声光报警功能。

（7）就地通讯接口

机电成套设备的控制可通过通讯接口向变频器和可编程控制器发出指令实时控制。

（8）与二级计算机系统及其它系统的接口

变频器主机内置了RS232C和RS485两个接口，能够直接与带有RS232C通讯接口的通用计算机连接，方便地进行变频器的控制。

PLC有上位机连接功能，能够方便地与上位计算机交换信息。

（9）紧急停车功能

遇到紧急情况时，按紧急停车按钮，实现全部停车，避免事故发生。

基于PROFIBUS-DP现场总线技术,实现可编程控制器（PLC）、编码器、变频器、工控机（人机界面）、速度数显表等之间的实时数据通讯（参看图2）。

图2NEM230涡流探伤设备自控系统组成结构

1.3.5HMI运行和监控

WINCC集成到S7项目中，实现HMI自动运行和对NEM230涡流探伤设备的监控功能如图3所示。

HMI监控系统：

主要功能有

（1）生产工艺参数及设备运行参数可方便快捷的设定、存储；

（2）控制系统总体及局部设备工作状态的动态显示

（3）系统故障及报警信号的显示、记录及打印；

（4）计算机可完整记录调试和生产数据以便查询和统计。

图3HMI人机界面图

1.4设备气动控制

被检钢管自上料架开始直到分选后进入料槽，其中的各个动作均由气动元件执行