一種穿過式鋼管漏磁探傷氣浮探靴的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋼管的無損檢測領(lǐng)域，特別涉及對鋼管進(jìn)行漏磁探傷的氣浮探靴。
【背景技術(shù)】
[0002]漏磁探傷是鋼管無損檢測的一種方法，所謂漏磁探傷是將鋼管置于直流(恒流)磁場中，當(dāng)鐵磁性鋼管充分磁化時，管壁中的磁力線會被其表面或近表面處的缺陷阻斷，從而導(dǎo)致一部分磁力線泄露出鋼管表面，形成漏磁場，通過與鋼管作相對運動的傳感器拾取漏磁場并將其轉(zhuǎn)換成缺陷電信號，即可根據(jù)所獲得的缺陷電信號來判斷鋼管中是否存在缺陷。
[0003]在鋼管漏磁檢測時，通常采用接觸式探靴，所述接觸式探靴主要由靴體和安裝在靴體上的磁敏傳感器組成，靴體為圓弧狀塊體，其一側(cè)面為與被檢測鋼管相匹配的圓弧面。在鋼管漏磁探傷過程中，接觸式漏磁探靴在外力作用下直接緊貼鋼管外表面，當(dāng)鋼管發(fā)生偏移時，探靴隨著鋼管一起運動，從而實現(xiàn)對鋼管的同軸跟蹤。由于接觸式漏磁探靴在外力作用下直接緊貼鋼管外表面進(jìn)行檢測，因而只適用于探傷速度小于2.5m/s、鋼管表面溫度低于80°C的探傷工況，如果將接觸式探靴應(yīng)用于高速高溫探傷，鋼管熱量及摩擦產(chǎn)生的熱量會傳導(dǎo)入靴體，使得傳感器工作環(huán)境溫度升高，影響傳感器的檢測精度和可靠性，劇烈磨損也會使探靴涂層快速消耗，導(dǎo)致探靴更換頻繁，不僅降低檢測效率，而且提高檢測成本。
[0004]CN 201320714951.6公開了一種鋼管渦流探傷氣浮探靴，包括底座、支撐桿和調(diào)壓氣缸，支撐桿的下端與支座鉸接，支撐桿的上端設(shè)有圓弧狀探靴本體，探靴本體內(nèi)設(shè)有磁敏傳感器，探靴本體上設(shè)有若干貫穿該本體的節(jié)流孔，調(diào)壓氣缸的末端與底座鉸接，調(diào)壓氣缸的輸出軸端與支撐桿中間部位鉸接。使用時，探靴本體的圓弧面與被檢測鋼管外側(cè)面靠近，氣流從節(jié)流孔處作用在被檢測鋼管外壁上產(chǎn)生壓降，鋼管外壁對探靴本體產(chǎn)生一個反作用力，當(dāng)該反作用力與調(diào)壓氣缸的作用力達(dá)到平衡時，探靴本體就能始終處于與鋼管之間存在一個間隙的狀態(tài)，不會與鋼管接觸摩擦。此種渦流探傷氣浮探靴雖然在檢測時探靴本體與鋼管不直接接觸，解決了鋼管與探靴本體之間因摩擦而導(dǎo)致的問題，但存在以下不足:1、由于探靴本體為圓弧狀，因而只能覆蓋被檢測鋼管的局部區(qū)域，為實現(xiàn)被檢測鋼管的全覆蓋探傷，需要布置多個探靴，這樣相鄰探靴將發(fā)生干涉，無法檢測到探靴交接處的鋼管區(qū)。
2、圓弧狀探靴本體與被檢測鋼管表面形成的是局部氣浮反力，因此需要配置調(diào)壓氣缸來保證探靴本體與鋼管之間的跟蹤受力平衡。3、由于需要布置多個探靴，會增加探靴制作成本和安裝工作量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種穿過式鋼管漏磁探傷氣浮探靴，此種氣浮探靴不僅在各種探傷工況下均能保證探傷精度與可靠性，而且使用一個氣浮探靴即可實現(xiàn)對鋼管360°全覆蓋檢測并簡化結(jié)構(gòu)和降低成本。
[0006]本發(fā)明所述穿過式鋼管漏磁探傷氣浮探靴，包括傳感器和兩端為開敞式結(jié)構(gòu)的圓筒形本體，所述圓筒形本體的內(nèi)徑大于被檢測鋼管的外徑，圓筒形本體的筒壁上設(shè)置有至少兩圈用于向圓筒形本體內(nèi)孔輸入壓力空氣的節(jié)流孔和至少一圈用于安裝傳感器的環(huán)形槽，每圈節(jié)流孔中的節(jié)流孔數(shù)量相同且至少為六個，每圈節(jié)流孔中的各節(jié)流孔沿圓筒形本體周向在筒壁上均勻分布，所述傳感器的數(shù)量至少為時+ a個，式中，d為被檢測鋼管的外徑，a為單個傳感器對被檢測鋼管表面的周向檢測覆蓋范圍(a由傳感器的類型確定)，每圈環(huán)形槽中的傳感器沿該環(huán)形槽周向均勻布置。
[0007]上述穿過式鋼管漏磁探傷氣浮探靴中，圓筒形本體的內(nèi)徑?3= (1+21η，式中，d為被檢測鋼管的外徑，In為被檢測鋼管位于圓筒形本體內(nèi)孔中且與圓筒形本體同軸線時，圓筒形本體內(nèi)壁與被檢測鋼管外壁之間的間距，所述hi優(yōu)選0.1mm?0.5mm。
[0008]上述穿過式鋼管漏磁探傷氣浮探靴中，用于安裝傳感器的環(huán)形槽寬度I2為8mm?12mm，環(huán)形槽深度在滿足圓筒形本體強(qiáng)度的條件下盡可能大，以便在漏磁探傷時使傳感器盡可能地靠近被檢測鋼管表面。
[0009]上述穿過式鋼管漏磁探傷氣浮探靴中，圓筒形本體上設(shè)置的節(jié)流孔優(yōu)選兩圈或三圈，圓筒形本體的長度I ο優(yōu)選200mm?300mm，相鄰兩圈節(jié)流孔之間的間距Ii優(yōu)選80mm?120mm，圓筒形本體的壁厚可根據(jù)制作材料，滿足強(qiáng)度要求即可。圓筒形本體用鋁合金、工程塑料等非導(dǎo)磁材料制作，當(dāng)選用招合金時，壁厚為8.0mm?12.0mm，當(dāng)選用工程塑料時，壁厚為1.0mm?I4.0mm。
[0010]上述穿過式鋼管漏磁探傷氣浮探靴中，當(dāng)需要設(shè)置兩種或兩種以上不同類型的傳感器且不同類型的傳感器之間存在相互干擾時，最好將不同類型的傳感器分別布置在不同的環(huán)形槽中。
[0011]上述穿過式鋼管漏磁探傷氣浮探靴中，圓筒形本體上設(shè)置的節(jié)流孔為進(jìn)氣端和出氣端孔徑大、中部孔徑小的結(jié)構(gòu)，且進(jìn)氣端和出氣端孔徑相同。所述節(jié)流孔的中部孔徑出優(yōu)選0.81111]1?1.21111]1，所述節(jié)流孔的進(jìn)氣端和出氣端孔徑(11 = 4(12?5(12。
[0012]本發(fā)明所述穿過式鋼管漏磁探傷氣浮探靴的使用方法和工作原理:
[0013]1、在本發(fā)明所述穿過式鋼管漏磁探傷氣浮探靴的圓筒形本體外壁設(shè)置彈簧，通過彈簧將氣浮探靴安裝在支架上，將被檢測鋼管放置在輸送輪上(見圖5、圖6)。
[0014]2、利用磁化線圈建立直流(恒流)磁場，使穿過式鋼管漏磁探傷氣浮探靴和被檢測鋼管位于直流(恒流)磁場中，然后將被檢測鋼管的一端插入穿過式鋼管漏磁探傷氣浮探靴的圓筒形本體內(nèi)孔并通過圓筒形本體上設(shè)置的節(jié)流孔將壓力空氣導(dǎo)入圓筒形本體的內(nèi)壁與被檢測鋼管外壁之間的環(huán)形腔體，壓力空氣的壓強(qiáng)為0.4Mpa?0.6Mpa;所述壓力空氣通過節(jié)流孔后在圓筒形本體的內(nèi)壁與被檢測鋼管外壁之間的環(huán)形腔體內(nèi)形成壓降，并在被檢測鋼管表面形成對稱壓力分布，產(chǎn)生氣浮反力，在氣浮反力作用下，本發(fā)明所述氣浮探靴始終不接觸被檢測鋼管，并與被檢測鋼管位于同軸線位置，從而實現(xiàn)氣浮探靴對被檢測鋼管的非接觸跟蹤。
[0015]3、通過輸送輪驅(qū)動被檢測鋼管通過氣浮探靴的圓筒形本體內(nèi)孔，即可實現(xiàn)漏磁探傷檢測。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0017]1.由于本發(fā)明所述穿過式鋼管漏磁探傷氣浮探靴對被檢測鋼管實現(xiàn)了非接觸跟蹤，與接觸式探靴相比，消除了探靴與被檢測鋼管之間的摩擦生熱，因而保證了傳感器具有良好的工作環(huán)境溫度，提高了探傷精度和穩(wěn)定性。
[0018]2.由于本發(fā)明所述穿過式鋼管漏磁探傷氣浮探靴對被檢測鋼管實現(xiàn)了非接觸跟蹤，與接觸式探靴相比，避免了熱量從高溫鋼管至傳感器單元的直接熱傳導(dǎo)，從而消除了鋼管溫度對傳感器精度的影響，適用于高溫鋼管的漏磁探傷。
[0019]3.由于本發(fā)明所述穿過式鋼管漏磁探傷氣浮探靴對被檢測鋼管實現(xiàn)了非接觸跟蹤，與接觸式探靴相比，避免了探靴的摩擦損耗，延長了探靴使用壽命。
[0020]4.由于本發(fā)明所述穿過式鋼管漏磁探傷氣浮探靴的本體為圓筒形本體，因而可實現(xiàn)對被檢測鋼管的360°全覆蓋檢測，使用一個氣浮探靴即可完成對鋼管的探傷檢測，與CN201320714951.6公開的渦流探傷氣浮探靴相比，不僅減少了探靴的數(shù)量，而且避免了相鄰探靴發(fā)生干涉導(dǎo)致的檢測盲區(qū)。
[0021]5.由于本發(fā)明所述穿過式鋼管漏磁探傷氣浮探靴的本體為圓筒形本體，每圈節(jié)流孔中的節(jié)流孔數(shù)量相同且各節(jié)流孔沿圓筒形本體周向在筒壁上均勻分布，因而氣浮反力對稱分布于圓筒形本體內(nèi)壁的整個圓周表面，與CN 201320714951.6公開的渦流探傷氣浮探靴相比，不需外力裝置來平衡氣浮反力，不僅可簡化結(jié)構(gòu)，而且可靠性更高并可降低成本。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明所述穿過式鋼管漏磁探傷氣浮探靴的第一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是圖1的A-A剖視圖；
[0024]圖3是本發(fā)明所述穿過式鋼管漏磁探傷氣浮探靴的第二種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4是本發(fā)明所述穿過式鋼管漏磁探傷氣浮探靴的第三種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖5是本發(fā)明所述穿過式鋼管漏磁探傷氣浮探靴對鋼管進(jìn)行漏磁探傷的示意圖；
[0027]圖6是本發(fā)明所述穿過式鋼管漏磁探傷氣浮探靴對鋼管進(jìn)行漏磁探傷時的安裝示意圖；
[0028]圖7是被檢測鋼管與本發(fā)明所述穿過式鋼管漏磁探傷氣浮探靴同軸線時，圓筒形本體內(nèi)壁與被檢測鋼管外壁之間形成的環(huán)形腔體內(nèi)的氣浮反力分布示意圖；
[0029]圖8是被檢測鋼管軸線向右移動時，圓筒形本體內(nèi)壁與被檢測鋼管外壁之間形成的環(huán)形腔體內(nèi)的氣浮反力分布示意圖；
[0030]圖9是被檢測鋼管軸線向左移動時，圓筒形本體內(nèi)壁與被檢測鋼管外壁之間形成的環(huán)形腔體內(nèi)的氣浮反力分布示意圖；
[0031]圖10是被檢測鋼管軸線向下移動時，圓筒形本體內(nèi)壁與被檢測鋼管外壁之間形成的環(huán)形腔體內(nèi)的氣浮反力分布示意圖；
[0032]圖11是被檢測鋼管軸線向上移動時，圓筒形本體內(nèi)壁與被檢測鋼管外壁之間形成的環(huán)形腔體內(nèi)的氣浮反力分布示意圖。
[0033]圖