【摘要】：壓力容器的焊接質(zhì)量緊密關(guān)系到產(chǎn)品使用的安全性與可靠性,由于超聲檢測能夠?qū)ぜ缚p內(nèi)部的氣孔、夾雜、裂紋等缺陷進(jìn)行快速無損而且精確的檢測,能夠?qū)崿F(xiàn)對工件缺陷的定位、定性、評估和診斷,因此其作為常規(guī)的無損檢測手段之一,在焊接質(zhì)量檢測領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用。然而,在對批量化產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中,由于存在著受人為因素影響較大、檢測效率低、檢測一致性差、誤檢率高和勞動強(qiáng)度大等問題,使得對其的檢測模式正逐步由手工檢測提升到自動檢測。本文針對超長薄壁壓力管件的焊接質(zhì)量自動檢測的工程課題要求,設(shè)計完成了一種適用于薄壁、超長壓力管件直焊縫缺陷的超聲自動檢測控制系統(tǒng)。在對國內(nèi)外薄壁壓力容器超聲波檢測相關(guān)技術(shù)進(jìn)行充分分析研究的基礎(chǔ)上,根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)情況和工藝要求,設(shè)計了超聲檢測控制系統(tǒng)的總體框架和實(shí)現(xiàn)方案;針對管件超長、體積大等問題,設(shè)計了管件夾持動力控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了上料之后對整體管件的夾緊控制;針對管件直焊縫缺陷疵病檢測問題,設(shè)計了管件的旋轉(zhuǎn)動力控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對管體直焊縫的找正定位;針對管體壁厚較薄的特點(diǎn),設(shè)計了基于蘭姆波的雙點(diǎn)聚焦正交探頭組、收發(fā)一體的超聲探頭檢測工裝和運(yùn)動控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對直焊縫軸向和周向缺陷的正交檢測和運(yùn)動控制;針對工業(yè)現(xiàn)場供電不穩(wěn)定及其干擾等問題,設(shè)計了電壓變換、功率分配及限流保護(hù)的安全控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了各動力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行;針對檢測系統(tǒng)的安全性問題,設(shè)計了安全信號檢測和安全控制系統(tǒng),保證了檢測系統(tǒng)的安全運(yùn)行。本系統(tǒng)以PC+PLC為核心,基于Modbus RTU通信協(xié)議,通過檢測控制指令和工業(yè)觸摸顯示器的人機(jī)交互界面可視化設(shè)計,完成了對動力驅(qū)動、檢測運(yùn)動和安全控制等各系統(tǒng)狀態(tài)的有效控制,為產(chǎn)品的檢測提供了可靠保證。通過對系統(tǒng)的軟、硬件測試以及工程應(yīng)用檢驗表明,系統(tǒng)的整體性能、功能和穩(wěn)定性均達(dá)到了設(shè)計要求,滿足了對超長薄壁壓力管件焊接質(zhì)量進(jìn)行工業(yè)自動化檢測的工程應(yīng)用要求,所設(shè)計的系統(tǒng)已在廠方流水線作業(yè)項目中得到應(yīng)用。
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG441.7;TP273
【圖文】：

中北大學(xué)學(xué)位論文管件內(nèi)部的缺陷進(jìn)行識別定位和分析，這就涉及到了對超聲信號探超聲信號探傷原理分析主要需要弄清楚超聲波的探傷原理、超聲波波的探傷原理。探傷原理是利用超聲波可以穿透金屬材料的特性，當(dāng)超聲波從材料的一個面時候，會在界面的邊沿處發(fā)生反射，當(dāng)超聲波的波束從零件表面內(nèi)部時，如果在金屬材料的內(nèi)部碰到缺陷與零件的底面時就會產(chǎn)生熒光屏上形成脈沖反射波形，根據(jù)這些脈沖波形就可以用來判斷零理圖如圖 2.1 所示。

12圖 2.3 管件焊接質(zhì)量檢測控制系統(tǒng)架構(gòu)框圖統(tǒng)采用 PC+PLC 結(jié)構(gòu)為控制核心，基于 Modbus RTU 通信協(xié)議，通過檢測工業(yè)觸摸顯示器的人機(jī)交互界面可視化設(shè)計，完成了對動力驅(qū)動、檢測運(yùn)動等各系統(tǒng)狀態(tài)的有效控制，為產(chǎn)品的檢測提供了可靠保證。動力驅(qū)動控制系各組件提供動力，驅(qū)動其完成相應(yīng)的位置調(diào)節(jié)運(yùn)動，包括：夾持驅(qū)動、探頭、檢測工裝運(yùn)動驅(qū)動。主控系統(tǒng)與通信系統(tǒng)主要用來對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時檢錄，對伺服電機(jī)及系統(tǒng)的工作過程進(jìn)行控制，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備自動控制運(yùn)行和人

圖 2.4 PLC 控制結(jié)構(gòu)組成圖2.3 系統(tǒng)控制方式與工作流程2.3.1 控制方式與設(shè)計步驟綜合以上的系統(tǒng)需求與整體架構(gòu)，充分考慮到系統(tǒng)的功能完善、檢測效率和操作人員的安全等因素，將超聲檢測設(shè)備設(shè)置為兩種控制模式：手動控制、自動控制。(1)手動控制，手動控制模式是指檢測員可以根據(jù)檢測的流程，逐步通過切換控制面板上的按鈕來完成對管件的夾緊與檢測，因此在控制面板上應(yīng)該具有完成整套動作流程的所有指令執(zhí)行的按鈕和狀態(tài)顯示。(2) 自動控制，自動控制模式是指檢測員可以根據(jù)生產(chǎn)效率一步完成超聲探傷的檢測過程，不需要一步步的通過切換按鈕來實(shí)現(xiàn)整套檢測流程，工件上位卡緊后只需要按下檢測按鈕即可自動完成探傷檢測操作。整體操作過

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本文編號：2766927