焊接钢管X射线探臂升降调整装置的改进设计

传统的焊接钢管X射线工业电视检测设备探臂升降调整装置调节幅度受限，劳动强度大.导向套易卡死。为解决此问题.对该装置进行了设计改进.去掉配重箱，升降方式改为导向轮式探臂升降。改进后的装置升降平稳.调整便利.设备使用故障减少，调节范围增大，可满足不同规格钢管的探伤要求。

    随着无损检测技术的发展与质量控制要求的不断提高，目前焊接钢管制造业基本上采用X射线工业电视检测设备对焊接钢管全焊缝进行100%检测。也有部分厂家采用数字化X射线实时成像(DR)检测技术，在工作原理上大多数是图像接收转换设备与射线源保持垂直状态布置.使钢管焊缝由运管小车控制同步通过X射线源窗口，实现钢管全焊缝100%检查。其前提条件就是需要一个稳定的、可以调节的探臂升降调整装置。该装置的性能将直接决定该工位工作是否能够正常进行。

    在对焊接钢管焊缝进行无损检测时，X射线探臂升降调整装置的主要功能是为不同规格的钢管实施射线检测提供适宜且符合规定的焦距。早期的装置采用配重式手动丝杆调节模式，配重箱前端为支点、支点前设置丝杆调节手柄.由于其调节幅度受限且劳动强度大，后改为电动配重式导向套调节模式，虽然解决了调节幅度不足问题但仍存在导向套易卡死现象。为从根本上解决此问题，江汉石油管理局沙市钢管厂对该装置重新进行了设计改进，摒弃传统的配重设计，收到了较好的使用效果。

1  X射线工业电视检测系统的设备构成

    焊接钢管制造业目前使用的X射线工业电视检测系统一般由射线实时成像和机械控制两部分组成，如图1-2所示。

1.1实时成像部分

X射线实时成像检测方法.是指一种在射线透照的同时即可观察到所产生图像的检验方法。这种方法的最重要过程就是利用荧光屏将X射线照相的强度分布转换为可见光图像。射线源透过工件后，在荧光屏检测器上生成可见光图像，通过电视摄像机摄像后，将图像或直接显示或通过计算机处理后显示在电视监视屏上，评定工件内部质量.

1.2机械控制部分

    系统机械控制部分一般布置在固定探伤长廊内。X射线发生器由探臂托举悬空，钢管置于运管小车上，控制运管小车的行走与旋转，使所需检测部位通过图像接收窗口，实现流水线作业，完成对焊接钢管焊缝的动态或静态检测。由于钢管规格(直径、壁厚)不同，造成射线发生器与被检测工件之间的间距不同;标准及规范要求X射线发生器与被检测物体的距离是一相对固定值(焦距)，这就要求托举X身A-发生器的探臂依其要求做不同高度的调整，进而得到需要的射线透照焦距.

2配重式探臂升降调整装置存在的问题

2.1设备构成

    传统的X射线工业电视检测设备配重式导向套探臂升降调整装置结构如图3所示。

    该装置有三大部分，主要组成如下:

    (1)机架部分。包括1个机座、4个升降导向杆和1个上框架。主要功能是固定设备，并在探臂升降过程中起导向作用。

    (2)升降调整机构部分。包括1个丝母座、1个升降丝杆和1套电机减速机。主要功能是提升探臂.满足不同规格钢管的检测要求。

    (3)探臂升降部分。包括3段探臂、2个探臂杆压环、1个与探臂连接的四方孔式导向升降框架(导向套)及1个配重箱。主要功能是探臂在动力调整机构的作用下实现升降，将X射线发生器托举到钢管内部合适的位置进行钢管焊缝检测工作。

2.2存在的问题

    由于配重和探臂总是难以找到合适的平衡，探臂存在前端下栽和上翘问题，且使用一段时间后探臂杆变形相当严重。为解决这一问题，采取在探臂的末端靠近机架处增加一个支撑装置。虽然可以缓解该问题，但并未从根本上解决.升降不平衡现象仍存在。再者，4个导向套运行时受力不均造成探臂升降受阻。若强行使用电机带动丝杆旋转进行调整.则会出现因探臂强行升降致使电机烧毁事故。

    该装置不足主要表现在:①使用配重箱占据较大空间、现场零乱;②配重难以找到平衡;③4个导向套因受力不均造成在导向杆上升降不同步，经常出现探臂升降受阻现象;④探臂调整最大行程只有1 000 mm，无法满足不同规格钢管的探伤需要。

3探臂升降调整装置的改进设计

    对探臂升降调整装置进行重新设计，改变了升降方式，去掉了配重箱。新设计的无配重导向轮式探臂升降调整装置结构如图4所示。

    新的探臂升降调整装置也分为三大部分.主要组成如下:

    (1)机架部分。包括机座、机体等，把机体做成整体的长方形框架结构，升降导轨安装在机体的4个竖直面上。

    (2)升降调整机构部分。包括电机减速机、升降丝杆、升降丝母、升降丝母座、轴承组等。主要功能是调整探臂的升降，满足不同规格钢管的检测要求。

    (3)探臂升降部分。包括1个升降滑块、4条升降导轨、8个升降导轮组、2个升降导轮轴以及安装于升降滑块上的3段探臂。

4导向轮式探臂升降调整装置的优点

4.1工作原理

    在电机驱动下通过减速机带动升降丝杆转动.使升降丝母相对于升降丝杆做上下运动，而与升降丝母连接在一起的升降滑块同时做上下运动;由于8个导向轮安装在升降滑块上并沿着4条导向轨做上下移动，从而实现对所需探臂高度的调整，满足了将X射线发生器托举到钢管内部合适的位置进行钢管焊缝检测工作的要求。

4.2优点

由于去掉了配重箱，因此并未将升降丝杆安装在机架的中心位置，而是向探臂的伸出方向偏移;在升降滑块的重量配比上也做了前轻后重的设计，这样可以平衡探臂前端向下的弯曲力.从而解决了探臂前端下栽和上翘的问题。

    经运行测试后发现，该装置主要有以下几个方面的优点:①去除配重箱，减少了空间占用;②结构设计合理，升降平稳;③调整便利，降低劳动强度，提高工作效率;④减少设备使用故障;⑤增大调节范围.增加探臂长度，可满足不同规格钢管的探伤需求。

结语

    X射线实时成像检测设备探臂升降调整装置，其工作状态如何直接影响该工位的工作质量和效率;提高和完善设施、设备的管理水平，对企业有着积极意义。钢管制造业X射线工业电视检测系统在流水线作业中，由于规格不同需要进行焦距调整时，采用该装置可以明显提高工作效率，降低工作人员劳动强度;再者，改装后的探臂升降调整装置设备布局合理、运行平稳.无论从安全及规范化管理、适用性角度考虑都有着良好的推广前景。