設(shè)備技術(shù)要求

1、范圍

本技術(shù)條件適用于本次用桁架側(cè)懸掛式焊縫超聲波自動探傷系統(tǒng)，包括桁架機械結(jié)構(gòu)、探頭架和電氣控制部分，不含超聲波儀器部分。

本次設(shè)備適用的鋼管規(guī)格見表1。

表1 鋼管規(guī)格

2、設(shè)備功能及組成要求

2.1設(shè)備的功能描述

本項目需滿足螺旋埋弧焊管生產(chǎn)線超聲波連續(xù)探傷要求，設(shè)備應(yīng)為全新設(shè)計加工，安裝在現(xiàn)有超聲波連續(xù)探傷工位，替代原有設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)鋼管全焊縫的超聲波自動探傷。

2.2 設(shè)備的組成

螺旋焊管焊縫超聲波檢測設(shè)備結(jié)構(gòu)形式為桁架式結(jié)構(gòu)，其主要由桁架及附屬部件、焊縫探架車、焊縫探架升降機構(gòu)、焊縫探頭架、焊縫激光跟蹤系統(tǒng)、噴標(biāo)機構(gòu)、供水系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等組成。

3、技術(shù)要求

3.1 檢測內(nèi)容

檢測項目：焊縫的縱向、橫向缺陷檢測；熱影響區(qū)分層缺陷檢測；

檢測區(qū)域：焊縫縱向、橫向檢測：100％焊縫

熱影響區(qū)分層：焊縫兩側(cè)各25 mm

檢測方法：水膜法。

3.2 主要技術(shù)指標(biāo)

3.2.1 檢測探頭線速度： 0～15m/Min；
3.2.2 檢測能力：325-813mm≥15 根/小時，813-1016mm≥12 根/小時,

                1016-1820mm≥10 根/小時；（包括進出管）
3.2.3 焊縫缺陷定位誤差：≤±30mm（焊縫螺旋線方向）；
3.2.4焊縫檢測盲區(qū)（管端）：≤ 300mm；
3.2.5 檢出率:  100％ （在樣管上）；

3.2.6 漏檢率： 0％ （在樣管上）；
3.2.7 誤報率： ≤ 3次（在整根鋼管上）；
3.3檢測工藝要求

3.3.1 工藝流程介紹

   超聲波自動探傷崗位位于水壓機后，水壓后鋼管通過輥道輸送至自動探傷崗位，旋轉(zhuǎn)輥帶動鋼管旋轉(zhuǎn)和探傷車行走共同完成整個探傷檢驗過程，鋼管檢驗完成后，鋼管進入下一工序，探傷車返回。

3.3.2崗位工藝圖

     按車間現(xiàn)有情況布置

3.3.3 設(shè)備檢測工藝流程要求

3.3.3.1 整套設(shè)備應(yīng)具有自動、半自動兩種功能模式

3.3.3.2  其他重要功能要求

1）探頭架小車、跟蹤系統(tǒng)采用伺服電機控制。

2）控制系統(tǒng)采用西門子PLC控制，輸出增加繼電器隔離放大。

3）接近開關(guān)、光電開關(guān)采用圖爾克、歐姆龍產(chǎn)品，提高控制精度和可靠性。

4）有緊急停止控制。

5）操作面板上應(yīng)顯示元件工作狀態(tài)。

6）行走、旋轉(zhuǎn)既可單獨操作，又可聯(lián)動。

7）快進、快退設(shè)置單獨操作。

8）系統(tǒng)設(shè)有防誤操作設(shè)計。

3.3.3執(zhí)行標(biāo)準

API SPEC 5L 《管線鋼管規(guī)范》（第46版）；

GB/T 9711-2017《石油天然氣工業(yè)管線輸送系統(tǒng)用鋼管》；

SY/T 6423.2 《石油天然氣工業(yè)鋼管無損檢測方法 第2 部分：焊接鋼管焊縫縱向和/

或橫向缺欠的自動超聲檢測》

3.4 探傷設(shè)備的技術(shù)要求

3.4.1設(shè)備改造概述

本次改造，保留原有的焊縫探傷儀。

3.4.2 設(shè)備組成部分及要求

    采用桁架懸臂行車結(jié)構(gòu)，斷面呈直角三角形的桁架主梁側(cè)壁上下布置兩根直線滑軌，滑軌中間安裝傳動齒條，懸臂行車通過滑塊固定在滑軌上，通過行車上減速電機安裝的齒輪與齒條嚙合驅(qū)動行車運動。行車前部的可升降的懸臂下掛焊縫探架，焊縫探架可在激光圖像跟蹤系統(tǒng)控制下進行微調(diào)，焊縫偏移過大可通過行車運動調(diào)整。懸臂行車沿與被測管平行布置的桁架主梁作直線運動，被測管在兩組旋轉(zhuǎn)托輥驅(qū)動下做圓周運動，兩個運動在PLC系統(tǒng)的控制下，使得焊縫探架相對于鋼管做螺旋運動，軌跡與螺旋焊縫重疊。

1） 組成：桁架及探架、懸臂梁、行車，桁架應(yīng)按雙焊縫探架，26米長設(shè)計。

2） 桁架主梁：主體采用厚壁（≥10mm）矩形合金無縫管焊接而成，具有極高的剛性和穩(wěn)定性。傳動導(dǎo)向采用經(jīng)高剛性滾柱直線導(dǎo)軌，保證探傷行車在較高的速度下運行平穩(wěn)；主梁后部應(yīng)設(shè)置一個有護欄的走臺，便于拖鏈檢修。

3） 桁架及探架、懸臂梁、行車機加工精度為7級，形位公差精度為8級。

4）桁架組對調(diào)整后測量，底座板面鉛錘高差不大于5mm，滑軌、齒條固定板前加工面直線偏差不大于0.5mm，平面度偏差不大于2.2mm/全長,分段不大于0.5mm/m。

5）滑軌、齒條安裝后測量，上下兩滑軌對側(cè)平行度偏差不大于0.75mm/全長。

6） 行車與鋼管運行中心線水平偏差不得大于±3mm，垂直方向偏差不得大于±5mm。

3.4.2.1 桁架及附屬部件

桁架主梁應(yīng)采用厚壁矩形合金無縫管焊接，以保證其剛性和穩(wěn)定性。采用齒輪齒條傳動，高剛性滾柱直線導(dǎo)軌導(dǎo)向，保證探傷行車在較高的速度下運行平穩(wěn)；同時桁架需考慮電纜拖鏈的安裝及檢修，應(yīng)設(shè)置有護欄的走臺和扶梯。

3.4.2.2 探傷小車及探架升降機構(gòu)

探傷部分由兩個單獨小車組成，其動力單元由一套伺服系統(tǒng)構(gòu)成，能保證兩個小車間不小于1000mm的電動調(diào)節(jié)余量。其中一個小車安裝兩套縫探探架，兩套縫探探架間500mm調(diào)節(jié)余量，另一個小車預(yù)留安裝母材探傷裝置。探傷小車需運行平穩(wěn)、無卡阻，小車起、止點需設(shè)置電氣和機械限位，起止點附近設(shè)置減速傳感器。小車運行速度：0～30 米/分鐘。升降機構(gòu)主要是調(diào)節(jié)探頭架與鋼管的距離，由直線導(dǎo)軌導(dǎo)向裝置、減速電機驅(qū)動的絲桿提升機構(gòu)構(gòu)成，主要完成探頭架的升或降，以滿足探頭與鋼管表面的合適距離。探架升降機構(gòu)需在兩側(cè)安裝直線導(dǎo)軌，保證其運行穩(wěn)定。

3.4.2.3 焊縫探架

焊縫探架應(yīng)按側(cè)向氣缸起落形式設(shè)計制作，雙焊縫探架設(shè)計，要求數(shù)控加工,精度不大于0.02mm。

3.4.2.4焊縫激光自動跟蹤系統(tǒng)

跟蹤機構(gòu)是焊縫激光自動跟蹤系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)，與焊縫激光跟蹤系統(tǒng)配合使用。跟蹤機構(gòu)采用滾珠絲桿傳動，動作迅速，傳動間隙小，跟蹤伺服電機安裝于絲桿的一端，電機轉(zhuǎn)動帶動探頭架移動，移動行程±100mm。應(yīng)采用進口品牌，META或基恩士。

1)焊縫激光自動跟蹤系統(tǒng)應(yīng)具有很好的抗干擾能力，且對探傷信號或其他設(shè)備無影響；

2)系統(tǒng)可檢測的小焊縫高度為0.5mm，檢測焊縫寬度10-30 mm，跟蹤精度±0.5mm，跟蹤范圍±100mm，跟蹤速度≥40mm/秒；

3)系統(tǒng)應(yīng)能適應(yīng)焊縫兩側(cè)存在一定積水、帶銹和不帶銹鋼管、補焊焊縫、較強光線照射等特殊情況下的跟蹤。

 4）激光跟蹤系統(tǒng)需要安裝在兩套探架上，同時跟蹤檢測兩條焊縫。

3.4.2.5 電氣控制部分

系統(tǒng)應(yīng)采用西門子PLC控制完成，分布式I/O模塊控制結(jié)構(gòu)。總線采用PROFINET總線以太網(wǎng)總線接口MES系統(tǒng)連接。高分辨率人機對話觸摸屏，顯示工作畫面，參數(shù)輸入以及相關(guān)信息的提示，異常報警記錄、故障查找指導(dǎo)功能等，中文顯示。各電機參數(shù)、伺服調(diào)速參數(shù)、自動跟蹤數(shù)據(jù)及設(shè)備參數(shù)、壓縮空氣壓力、耦合水參數(shù)等進入PLC，在人機畫面顯示并有報警提示。同時人機畫面內(nèi)容在探傷工控機中顯示，方便崗位操作人員及時查看。

人機界面采用進口10英寸高分辨率觸摸屏或者23寸以上組態(tài)大屏幕顯示器，觸摸屏采用西門子品牌。

3.4.2.6噴標(biāo)系統(tǒng)

噴標(biāo)系統(tǒng)設(shè)計合理美觀，標(biāo)記點應(yīng)為直徑不大于15mm的圓點，并且在噴標(biāo)前需對鋼管表面耦合水進行吹開后再噴標(biāo)。噴槍需具備自清洗功能，防止堵塞。    

3.4.2.7耦合水系統(tǒng)

供方在探傷行車上有耦合水箱，材質(zhì)為304不銹鋼，要求設(shè)計結(jié)構(gòu)合理，能滿足工作要求，無氣泡。