涡流探伤设备操作说明和手册

1、伤 探 动 自赢操作说明和手册泯一一山东省科学院激光研究所目录一. NEM230型涡流自动探伤设备基本构造和功能介绍 11.1设备主要技术参数 11.2 设备基本构造 11.3设备电气控制51.4设备气动控制 101.5设备的调试 111.6涡流探伤仪使用说明 121.7设备的正确使用及维护 121.8设备简单故障排查131.9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 152.1探伤前的准备工作 .152.2 正式探伤 . .162.3 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

2、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.

3、1设备主要技术参数(1)探伤钢管直径：© 4卜 © 23mm(2)探伤速度：10 100m/min(3)主机咼度仃程：105mm周向灵敏度差：w 3B1.2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

4、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

5、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

6、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

7、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

8、观测,调整完毕后及时复位，防止外面 误操作。126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0.40.7MPa,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

9、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

10、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，

11、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：钢管尾图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

12、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。134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）S7-300 PLC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 S7-300 PLC,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

13、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。

14、（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

15、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2 NEM230涡流探伤设备自控系统组成结构1.3.5 HMI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。fi5.ufrr au图3 HMI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

16、执行工作，整个动作过程如下：设备起动进入正常运行后，被检钢管被挡料爪挡住 ，当给上料信号后， 上料气缸带动拨料爪动作，将钢管挑入运行辊道，钢管进入磁饱和前，压辊 在压紧气缸的作用下自动压紧，三辊定心装置得到信号后自动工作，使钢管 平稳进入磁饱和并进行检测；钢管运行到下料辊道后，下料气缸得信号动作, 带动拨爪将钢管挑下，无伤钢管直接进入正料槽，反之分选气缸动作张开分 选臂，钢管进入废料槽。1.5设备的调试1.5.1调试前的准备工作(1) 样管的选择：用于制作样管的钢管应背景噪声极小，管长2.53.2米，弯曲度小于1.5:1000,所选样管与被检样管材应公称尺寸相同，化学 成分、热处理及表面状态相

17、似，无肉眼可见的伤痕。(2) 人工伤的制作：参照 GB/T 7735-2004标准制作。(3) 设备的调整：调整接近开关与样管的间距、 调整磁饱和的中心，使 与钢管轴线在同一水平线上。1.5.2操作步骤(1) 检查各零部件是否正常。(2) 将被检管放在辊道上。(3) 装入与上述管子相匹配的探头。(4) 把仪器连接好(见仪器说明书)。(5) 打开气源通气，调解压力表，使压力达到0.5MPa左右。(6) 闭合总电闸和自动空气开关送电。(7) 启动探伤仪，预热一刻钟，按照样管规格设定参数，调整仪器(见仪器说明书)。(8) 参照YB40832000钢管自动涡流探伤系统综合性能测试方法， 调整各种技术参

18、数。1.6涡流探伤仪使用说明设备配有德国进口 DEFECTOMAT CI2 .812型涡流探伤仪，详细说明 请参见涡流探伤仪使用说明书。1.7设备的正确使用及维护设备在操作时应注意：（1）工作前先接通电源、气源，按电气控制要求操作方法启动电机， 辊道运行几分钟后，看有无异常现象，然后启动其它各动作元件。（2）校对仪器一将标准样管放到滚道上，进行信噪比、周向差等项指 标的调试,（此时操作台打到调试档上）。仪器的调整要根据钢管直径的大 小、壁厚、传动速度等因素，将频率、增益、激励电压、报警扇区等各项 参数选到最佳数值，即在仪器上显示最佳波形。上述工作完成后,设备方可 投入正常工作。*注意：应对各元

19、件经常加注润滑油，减速机每年要进行一次清洗加润滑油脂，工作中发现异常现象要及时停车检查维修，对仪器不要在过电压和欠电压下工作，以 保证其正确的显示，设备需要稳压（调压）电源最大不超过±5%V。1.8设备简单故障排查编号故障现象故障可能原因排除方法1探伤仪不显示波形1连线未接好1接好线2参数设置错误2重新设置2压辊不动作1传感器距离远1调近2气缸或电磁阀未动作2检查缸、阀3气压未达到3.检验是否漏气3钢管通不过磁饱和1同心度未调好1.重调2管棒弯曲度超标2换管棒3压紧装置失灵3检验压紧装置4周向灵敏度差达1样管达不到要求1换样管不到要求2同心度未调好2重调同心度5管子旋转起伏1未调整好

20、辊道1.重调2压紧、定心不好2检查相关装置6冃景噪声大1磁化装置未接好线1接好线2磁化电流不合理2改变电流档7电机转向相反三相电源相序错误检查电源线R、S、T是否接正确，如果不止确任意调换两根直到正确1.9设备备件、易损件明细表序号名称规格和标记数量备注1探头与导套63.5、89各1套2传感器3RG4624-OAB022外购3减速机24气缸密封圈105轴承NSK6308DDU8外购6电磁阀SR551-RN28DW2外购7传动辊28跟踪辊轮2二. NEM230型涡流自动探伤设备探伤操作流程说明2.1探伤前的准备工作(1) 检查各零部件是否正常；(2) 装入与待探钢管相匹配的导套、探头；(3) 根

21、据具体的钢管规格调整好磁饱和高度、三辊定心装置三跟踪轮的跟踪范围、压紧轮的高度、退磁器的高度。每换一种规格的钢管都应调节这些 部件的高度或范围，以免撞坏损伤造成不必要的损失；(4) 把待检钢管吊放到上料架上摆好，将同样规格的样管吊放到辊道上；(5) 把仪器连接好(见仪器说明书)；(6) 打开气源通气，调节工作压力，使压力达到 0.5MPa左右；(7) 闭合总电闸和操作台内的自动空气开关送电。电源指示灯亮，表明总电源已接通,控制回路可以工作；(8) 如需打标，打开打标开关；(9) 根据探伤要求、待检钢管直径选定辊道运行所需速度，速度的快慢通过调节操作台上的速度调节旋钮而实现；(10) 如需退磁，

22、启动退磁仪器，把直流退磁电流调到最合适的值；(11) 启动探伤仪，预热一刻钟，按照样管规格设定参数，调整仪器(见仪器说明书)；(12) 参照GB/T 77352004钢管涡流探伤检验方法和YB/T 4083 2000钢管自动涡流探伤系统综合性能测试方法，调整各种技术参数；(13) 为安全起见，确保钢管运行区域内无闲杂人员。2.2正式探伤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。2.2.1手动探伤操作流程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 磁饱和电源的档位以控制磁饱和电流的大小，结合涡流探伤仪各种参数的

23、 调整而获得最佳值。将被待检钢管吊到上料台架后按动正转按钮使传动辊道运转，按动上料按纽，上料气缸动作，钢管平稳地放在辊道上。随着传动辊道的运转，钢管向前输送。当钢管前进到压紧位置时，控 制压紧的接近开关感应到钢管的存在，压紧平稳压下。钢管运行到磁饱和 前、后时，三辊定心装置自动定心夹紧。钢管前进到磁饱和前时，控制头尾的接近开关感应到钢管的存在，仪 器开始工作，扫描线开始扫描。此时，钢管有伤无伤、伤大伤小都会在仪 器界面上显示出来。如有伤，此时应按动分选按钮，分选臂在分选汽缸的 推动下抬起。钢管继续前进，当钢管尾端离开头尾接近开关后，由于预先的设置， 仪器将会继续扫描直到钢管全部运行出磁饱和。当

24、钢管运行到下料位置 时，按动下料按钮，下料气缸得信号动作，带动下料翻板将钢管推下，无伤 钢管直接进入正料槽，反之钢管进入废料槽。2.2.2自动探伤操作流程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 磁饱和电源的档位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。依次把自动上料、自动下料、自动分选按钮拨到自动位置，此时辊道 上各个接近开关进入工作状态。当钢管吊到上料台架后，按动正转按钮使传 动辊道运转。上料接近开关感应到辊道上没有钢管，上料气缸得到信号推动 上料翻板动作，将钢管平稳地放在辊道上。传动辊道带动钢管前进。当钢管尾部离开上料接近开关后在预定的时

25、间内，上料汽缸得到信号，将第二根钢管拨下。当钢管前进到压紧位置时， 控制压紧的接近开关感应到钢管，压紧平稳压下。钢管前进到磁饱和前时，控制头尾的接近开关感应到钢管，仪器开始 工作，扫描线开始扫描。此时，钢管有伤无伤、伤大伤小都会在仪器界面 上显示出来。如有伤，分选臂将自动在分选汽缸的推动下抬起。钢管继续前进，当钢管尾端离开头尾接近开关后，由于预先的设置， 仪器将会继续扫描直到钢管全部运行出磁饱和。当钢管运行到下料位置 时，下料接近开关感应到钢管的存在，下料气缸得信号动作，带动下料翻板 将钢管推下。无伤钢管直接进入正料槽，反之钢管进入废料槽。2.3其它调节动作（1）卷带动作当料槽内的钢管到达光电

26、传感器所感应位置时，缓冲带会自动下降， 直到料槽放满钢管为止。也可按动卷带松紧按钮，手动操作。料槽放满后需将槽内钢管吊出，吊出后，按动卷带复位按钮，卷带将 恢复到初始位置。不管手动还是自动，张紧或放松时都要留心缓冲卷带的极限位置，防 止卷带因张力过紧超出其承爱极限而断裂，造成不必要的损失。(2) 吊料动作废料槽内钢管放满后须将钢管吊出，在辊道停止的状态下，起动吊料按 钮，吊料汽缸推动分选臂升起接近90°把钢管吊出，启动吊料复位按钮， 分选臂落下。(3) 压紧动作把压紧升降按钮拨到升降位置，点动压紧升或压紧降按钮，根据相应 钢管调节压紧高度。压紧高度调好后，把升降锁定按钮拨到锁定位置，

27、此 时再启动压紧升或压紧降按钮，压紧将无反应。在调试样管时，为转动样管等需要，须暂时将压紧锁定。启动压紧锁 定按钮，压紧锁定，汽缸不再动作。调试完毕后，启动压紧自动按钮，压紧 恢复原来状态。(4) 主机升降动作探伤不同钢管需把主机磁饱和调节到不同高度。主机升降分自动升降与手动升降两种方式。监控工控机有预设管径界面，输入钢管直径确认后，当磁饱和内无钢管 时按动主机升降自动按钮，由编码器判断升降位置 ，主机将升到相应的位 置。如自动调节有偏差时需手动调节把主机升降锁定按钮拨到升降位置， 点动调节主机高度，上下偏差不得超过 0.5mm。把主机升降按钮拨到锁 亠疋位置。(5) 样管自动调试动作当调好主机与压紧后，先将待测样管放到辊道上，看样管在主机的前 后按正转或者反转启动，再将样管调试开关打开，样管就在辊道上自动往 复运动，直到运动次数达到要求，将调试开关关上，按停止按钮停止运行。 速度调节：速度调节分高、中、低三档，如0-20为低档，21-40为中档, 41-60为高档，在每项档内，探伤速度在其范围内连续可调。(7) 超声来料：超声来料允许时，涡流上料台不上料，等待超声探伤完输 送过来的料，来料后发出来料信号，启动涡流辊道向前送料，探伤完毕如 没有来料，辊道自行停止。(8) 急停：