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畢 業(yè) 設 計 開 題 報 告
1．結(jié)合畢業(yè)設計課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，撰寫2000字左右的文獻綜述：
文 獻 綜 述
無損檢測作為無縫鋼管生產(chǎn)的后續(xù)工序，在保證產(chǎn)品質(zhì)量方面，起著不可估量的作用，是提高產(chǎn)品附加值的有力手段。對于使用在一定溫度和壓力范圍的無縫鋼管，國內(nèi)質(zhì)檢部門也相應規(guī)定采取渦流探傷或超聲探傷，而對于使用在高溫高壓場合的無縫鋼管，則需要同時使用渦流探傷和超聲探傷。超聲無損檢測技術，由于其掃描的深度大，可以檢測到近外表面以下至鋼管內(nèi)壁的缺陷，因此在無縫鋼管的生產(chǎn)中被廣泛使用。
1.1課題介紹
在現(xiàn)代工業(yè)進程中，無縫鋼管主要應用于石油、化工、汽車、船舶、建筑、地質(zhì)勘探、核工業(yè)以及軍工等行業(yè)，涉及面之廣可見一斑[1]。因此，人們形象地將無縫鋼管稱作“現(xiàn)代工業(yè)的血管”，其舉足輕重的工業(yè)地位已經(jīng)不容置疑。無縫鋼管的生產(chǎn)歷史可追蹤到新中國成立后不久，經(jīng)過短短地幾十年發(fā)展，中國已經(jīng)成為世界上最大的鋼管生產(chǎn)國、最大的鋼管消費國和最大的凈出口國，但中國還遠不是鋼管生產(chǎn)強國，具體體現(xiàn)在:對于高鋼級、能滿足特殊介質(zhì)腐蝕環(huán)境下使用的油井管、管線管和高參數(shù)大容量電站鍋爐用管等高級專用鋼管還依賴于進口;高端生產(chǎn)設備和自動檢測設備依賴于歐美國家的引進;創(chuàng)新能力不足，生產(chǎn)裝備國產(chǎn)化進程緩慢;技術附加值總體不高，質(zhì)量控制有待進一步加強，尤其是后續(xù)的鋼管無損檢測重視程度不夠，設備配置水平較低。正是因為存在這些待改進的關鍵因素，使得部分發(fā)達國家對中國出口的無縫鋼管提出反傾銷和反補貼的調(diào)查提案屢見不鮮。如何提高無縫鋼管的附加值和質(zhì)量，提升國內(nèi)外無縫鋼管的市場競爭力，減少出口貿(mào)易摩擦，成了當前無縫鋼管行業(yè)必須要面對的抉擇。而隨著科技的日益進步，無縫鋼管的質(zhì)量檢測與評價技術的研究普遍學術界與工程界的重視[3][4]。
鋼管的連續(xù)生產(chǎn)工藝決定了檢測設備需要全天工作[2]，因此，監(jiān)測設備應具有比較高的工作可靠性；其次，無縫鋼管的使用一般都是其關鍵部件，對其在軋鋼的制作過程中所形成的最小缺陷有非常嚴格的要求，檢測設備應該滿足高精度的要求；再次為了使產(chǎn)能增加，檢測速度與生產(chǎn)速度應該同步，這就要求檢測設備應該具有非常高的探傷速度[2][5][7]。
無損檢測是檢測無縫鋼管質(zhì)量的最有效也是最科學的方法[6]。其特點是不損害檢測對象的使用性能，應用多種物理原理以及化學現(xiàn)象，對各種工程材料的零部件、結(jié)構件進行有效的檢測與測試，以此來評價其連續(xù)性、完整性、安全性、可靠性以及其物理性能。在檢測中，主要檢測構件材料中是否有缺陷，并對缺陷的位置、形狀、大小、內(nèi)含物、分布以及取向等方面進行檢測，能夠提供組織分布應力狀態(tài)以及機械和物理量等方面的信息[1][2][6]。
1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
目前，國內(nèi)知名的大型無縫鋼管生產(chǎn)商的高端超聲無損檢測設備一般都依賴于進口。如上海寶鋼使用的是德國的Mannesmarm公司設計的超聲自動檢測系統(tǒng);天津鋼管有限責任公司的則使用了德國KarlDeutsch、德國Nukem、日本三菱等公司設計的超聲檢測設備；武鋼則引進了德國本特勒公司的檢測設備。縱觀整條生產(chǎn)線裝備，“多國化”已形成基本局面。產(chǎn)品質(zhì)量是產(chǎn)品立足于國內(nèi)外市場的基石。國內(nèi)無縫鋼管行業(yè)如不加快自動無損檢測設備的自主研發(fā)，意味著在不久的將來陷入兩難的局面。一方面，受國際原材料和運輸費用的繼續(xù)上揚、人民幣持續(xù)升值等因素的影響，國內(nèi)無縫鋼管的生產(chǎn)成本在不斷提升2008年鐵礦石基準價上漲65%，人民幣至少升值8%一10%。與此同時，國內(nèi)的先進在線自動無損檢測設備一般引自歐美，設備購買和維護費用高昂，導致不少中小企業(yè)利潤低下;另一方面，國外無縫鋼管產(chǎn)能將在近幾年提升，國外幾大能源和原材料大國正在加緊無縫鋼管產(chǎn)能增加的投入。如俄羅斯的TMK，烏克蘭的州TE即IPE、白俄羅斯、沙特阿拉伯、澳大利亞等。而這些國家中，絕大部分都擁有先進的自主研發(fā)的技術裝備，生產(chǎn)調(diào)度靈活，設備淘汰更新較快。相比之下，中國的設備更新代價昂貴，消化吸收慢，國產(chǎn)化進程緩慢，先進的在線無損自動檢測設備至今仍被歐美壟斷。隨著近兩年來貿(mào)易摩擦的加劇，不排除貿(mào)易壁壘引起的高端設備引進難度增大的可能性。為此，中國無縫鋼管產(chǎn)品的質(zhì)量要想在未來的國際市場上立足并且邁上鋼管生產(chǎn)強國的道路，必須加快無損檢測設備的國產(chǎn)化，在保證質(zhì)量的基礎上，大幅度降低生產(chǎn)成本。
在近幾十年中，國外在超聲波檢測的技術方面有了較大的發(fā)展，在無縫鋼管的檢測領域大量的采用了超聲波檢測設備。其中，國外較為成功的超聲波檢測方法主要有兩種：探頭靜止鋼管螺旋前進式、鋼管直線進給探頭旋轉(zhuǎn)式。
（1） 探頭靜止、鋼管螺旋前進式
這種檢測方式比較簡易，一般在設備上布置多個探頭，用水做耦合劑，鋼管螺旋親近經(jīng)過探頭進行探傷。英國Krautkramer公司采用的超聲波大型鋼管檢測設備GRP-PAT ,其應用方式即為這種檢測方式。
GRP-PAT采用了模塊化相控振電子檢測裝置VPA；其采用的是部分液浸探傷技術以及螺旋式傳送方式，并配備小尺寸檢測機械裝置用于高速螺旋式鋼管傳送。其探頭液浸器在鋼管上其導向作用。該設備不僅能夠用來檢測縱向和橫向缺陷、測量管壁厚度以及分層缺陷，還可以用來檢測斜向缺陷。GRP-PTA只采用了一個液浸器，這樣能夠有效的降低其切換次數(shù)，還能用來對關閉變形以及超聲耦合進行檢驗[8]。
（2） 探頭旋轉(zhuǎn)、鋼管直線進給式
探頭旋轉(zhuǎn)式檢測設備對無縫鋼管的傳動裝置的要求較低，能夠比較好的避免因鋼管旋轉(zhuǎn)而造成的震動對其超聲信號的影響，從而大大提高其檢測速度。代表著在線超聲波無損檢測系統(tǒng)的最高水平,在這一方面，國內(nèi)相差甚遠。
（3） 鋼管不旋轉(zhuǎn)直行，探頭靜止不動式[9]
鋼管不旋轉(zhuǎn)直行，探頭靜止不動的工藝是目前國際上使用較少，僅限于直徑在50mm以下的工藝，其工作原理是儀器發(fā)射高平電脈沖，直接傳遞到探頭連接線上，觸發(fā)探頭壓電晶片產(chǎn)生超聲波，向鋼管中發(fā)射超聲波，超聲波遇界面返回到壓電晶片，通過壓電晶片產(chǎn)生高平電脈沖，直接將信號傳回處理器。通過大量的探頭對鋼管進行全覆蓋，使其產(chǎn)生超聲波，從而能夠在鋼管的全表面進行掃查，從而達到測量鋼管厚度的要求。
（4） 鋼管原地旋轉(zhuǎn)、探頭沿軸線移動式[10]
鋼管原地旋轉(zhuǎn)、探頭沿軸線移動式的工藝是在早期檢測試驗時使用較多的工藝，其工作原理是通過儀器發(fā)射高頻電脈沖，并將其直接傳遞到探頭連接線上，使其觸發(fā)探頭的壓電晶片，從而產(chǎn)生超聲波，超聲波遇到界面返回到壓電晶片，并通過壓電晶片產(chǎn)生高頻電脈沖，直接傳回信號處理器[11][13]。通過探頭的移動和鋼管的旋轉(zhuǎn)來覆蓋是超聲波在鋼管全表面進行掃查，從而達到檢測鋼管全體的目的。
國內(nèi)對于超聲檢測方面的研究相對較晚，從上個世紀70年代開始，一些企業(yè)和高校開始對探頭和探傷儀等相關技術進行研究，并在這一領域取得了相對較大的成就。主要代表是冶金鋼鐵研究院總院張廣純教授等，在經(jīng)過30多年的深入研究與不斷完善，他們通過發(fā)射機發(fā)射出大功率脈沖信號，在壁厚18mm的鋼板中產(chǎn)生lamb波檢測缺陷[12]。從理論研究領域看，我國的研究水平與國際基本同步，但在實際應用方面，我國與國外尚存在一定差距[14]。
近些年來，我國的工業(yè)飛速發(fā)展，鋼管廠大量涌現(xiàn)，從而對于鋼管的質(zhì)量檢測控制也成了歷史必然。在這種情況下，國內(nèi)的許多企業(yè)和研究所開始研發(fā)具有自主產(chǎn)權的無損檢測設備。如鞍山超聲儀器工業(yè)公司結(jié)合研制探傷設備經(jīng)驗，開發(fā)了一套鋼管在線超聲探傷系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過接觸法，采用電磁機械跟蹤以及電子為跟蹤相結(jié)合的跟蹤系統(tǒng)，從而保證焊縫兩側(cè)的探頭能夠始終被覆蓋[15]；天津鋼管廠的白昭仁采用探頭高速旋轉(zhuǎn)的方式研制了一套無縫鋼管超聲檢測系統(tǒng)[16]；浙江大學和哈爾濱工業(yè)大學等其他的一些研究單位也都對水浸超聲檢測系統(tǒng)的開發(fā)做了大量的理論研究及實際工作 [17]。
1.3無縫鋼管超聲檢測關鍵技術
無損檢測是在不損壞原工件的情況下對工件進行檢測的一種方式，無損檢測主要有磁粉檢測（MT）、超聲檢測（UT）以及渦流檢測（ET）等方法，這些檢測方法各有其優(yōu)缺點[17]。本課題采用超聲檢測，其原理是：在檢測時，把具有較強穿透能力的超聲波導入到鋼管中，在遇到先后聲阻抗不一致的交界面是，一部分聲波會被反射回來產(chǎn)生回波，系統(tǒng)能夠檢測到這些回波，并對其進行放大處理，使其轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，顯示在屏幕上，其反射回來的能量大小與交界面兩邊的介質(zhì)聲阻抗差異跟交界面的取向以及大小有關[4][17]。超聲波檢測的精度較高，能夠?qū)嫾谋砻婧蛢?nèi)部缺陷檢測出來，對其缺陷進行精確的定位。但是，其檢測過程需要耦合劑，其檢測速度也相對較慢。目前超聲檢測技術[18]主要有三種：
1）電磁超聲檢測
在金屬試件表面布置線圈，并通以交流電，線圈將產(chǎn)生交變磁場，金屬表面隨即感應出渦流。電流在磁場中受到洛倫茲力作用，金屬在交變應力作用下就會產(chǎn)生應力波，當頻率超過20KHz[19]，就形成了超聲波。從電磁超聲產(chǎn)生的機理可以看出，該種檢測方法也是一種非接觸式超聲檢測。與非聚焦超聲縱波測厚相比，電磁超聲激發(fā)出的橫波由于聲速較縱波聲速小，可用于測量厚度較薄[20]的金屬試件，且精度更高。在冶金工業(yè)，電磁超聲已成功應用于無縫鋼管的壁厚檢測。
2）空氣耦合的超聲檢測
實際生產(chǎn)過程中，很多場合都不希望超聲檢測帶有禍合劑，尤其是水。除了激光超聲發(fā)生器和電磁超聲換能器(EMAT)，空氣耦合超聲檢測技術的研究已經(jīng)多年，近年來逐漸得到重視，尤其是在材料無損檢測[21]領域。但是，超聲波在空氣中的衰減非常厲害，早期的研究由于缺乏合適的換能器，主要集中在低頻超聲和導波檢測技術，如今隨著換能器設計制造技術的突破，空氣耦合超聲檢測得到迅速發(fā)展，適于野外使用的便攜式空氣禍合超聲探傷儀已投入使用，美國QMI公司已研制出商品化的空氣耦合超聲探傷儀[11][22]；意大利空軍已將空氣耦合技術成功用于復合材料的檢測。雖然空氣耦合技術在近幾年來取得了突破性進展，但是離在線檢測目標似乎還有很長一段路要走。
3)組合式檢測使無損檢測
任何一種無損檢測技術都只能檢測材料中某些特定的缺陷。如超聲檢測對鋼管的裂紋、直道、夾雜等缺陷比較敏感，而渦流檢測技術則對鋼管近表面缺陷比較敏感，對于內(nèi)部或者靠近內(nèi)壁缺陷則無法檢測。因此，如果試圖檢測鋼管內(nèi)可能存在的全部缺陷，單靠一種無損檢測技術，到目前為止還是相當困難的。為了能檢測出無縫鋼管中的所有缺陷，采用組合無損檢測技術就是一種重要的手段。在油管檢測過程中，典型的組合是漏磁和超聲組合，實現(xiàn)縱、橫缺陷檢測及測厚功能，對于高壓輸送管道、某些化工用管一般采用渦流、超聲組合。
基于以上方法的比較與分析，本文以無縫鋼管的出廠質(zhì)量檢測為研究對象，可確定本文的研究方法為基于水介質(zhì)超聲波檢測法[23]。
參考文獻：
[1]張元奇. 基于超聲技術的無縫鋼管缺陷檢測系統(tǒng)的設計[D].青島科技大學，2012.
[2]李楊輝. 無縫鋼管超聲波測厚工藝及裝置研究[D].昆明理工大學，2006.
[3]涂君. 鋼管水浸超聲自動檢測的關鍵工藝參數(shù)[D].華中科技大學，2009.
[4]杜瑞濤. 無縫鋼管在線超聲無損檢測系統(tǒng)的研制[D].浙江大學，2011.
[5]黨玉春. 無逢鋼管在線超聲波自動測厚裝置研制[D].四川大學，2006.
[6]鄭熙，侯力，王裕林，楊英琴. 厚壁無縫鋼管的超聲波檢測系統(tǒng)[J]. 機械設計與制造，2010，07:90-92.
[7]舒飏. 無縫鋼管超聲檢測實驗系統(tǒng)的研制與開發(fā)[D].浙江大學，2006.
[8]方文平. 無縫鋼管超聲自動檢測關鍵技術研究[D].浙江大學，2010.
[9]白仁昭. 無縫鋼管超聲波自動檢測系統(tǒng)研制[J]. 機電工程，2006,05:56-58.
[10]胡均平，尹中榮，張令山，鄭杰，吳楊寶. 新型無縫鋼管的超聲波自動探傷系統(tǒng)[J]. 中南工業(yè)大學學報(自然科學版)，1999，02:84-87.
[11]胡建凱、張謙琳，超聲檢測原理和方法[M]，中國科學技術大學出版社，2006.
[12]卓東妮.無縫鋼管探傷方法探討[J].特鋼技術，2009（3）：48-50
[13]尹中榮，鄭杰，張令山等.新型大口徑無縫鋼管超聲波自動探傷系統(tǒng)的研制[J]無損檢測，2006.1
[14]方文平.無縫鋼管超聲波自動檢測相關關鍵技術研究[D].浙江大學碩士學位論文，2010.1
[15]趙華.2009年無縫鋼管市場情況與2010年展望[J].鋼管，2010（2）：69-73.
[16]張俊哲.無損檢測技術及其應用[M].北京:科學出版社，1993.
[17]盧杉.無損檢測技術及其進展[J].焦作大學學報.2004，(l):73一74.
[18]冉啟芳.無損檢測方法的分類及其特征簡介[J].無損檢測，1999,21(2):75一80.
[19]喬華偉.檢測聲學信號智能處理技術的研究[D].杭州:浙江大學碩士學位文，2008.
[20]楊文華.三峽電站排砂鋼管超聲檢測[J].無損探傷.2002,(3):18一20.
[21]呂慶功，李霞，朱景清.無縫鋼管壁厚精度的解釋結(jié)構模型[J].軋鋼,2000，17(2):10一13.
[22]李清華.鋼管壁厚在線自動檢測方法研究[D].武漢:華中科技大學碩士學位論文，2007.
[23]馮諾.超聲手冊[M].南京:南京大學出版社，1999
[24]K.H.Beck.Cost effective ultrasonic inspection of tubes[J]. Tube ＆ Pipe Technology,1988,1(5):31.
[25] J.Krautkaramer, H.Krautkramer. Ultrasonic testing of materials, . Berlin: Springer-Verlag,1997,178-179.
[26] Zhang Nan, Zhang Li. Application of ultrasonic automatic testing equipment in large steel plate 3500 mm production line in Tian Gang[J]. Tianjin Metallurgical,2009,(4):50-52.
[27] Yue Linping, Diao Lunan, Ran Aiwen. Application of the ultrasonic detector in heavy plate mill of Jigang[J]. Application research,2007,(9):65-66.
[28] Zhu jixiang, Wang xiaowu, Guo jinhua. Analyses to several UT scanning methods to steel plate used by large longitudinal welded pipe. 2007’Wuhan, Hubei NDT conference proceedings:1-5:
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２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：
2.1畢業(yè)設計的主要工作
本項目根據(jù)國內(nèi)無縫鋼管的生產(chǎn)現(xiàn)狀，以超聲波檢測理論作為理論支撐，以探頭旋轉(zhuǎn)鋼管直線運動和直接檢測法的檢測方法和測厚原理，對無縫鋼管超聲波測厚工藝以及裝置進行研究。本文的主要涉及的研究內(nèi)容包含一下幾點內(nèi)容：
（1）制定總體方案——無縫鋼管超聲波測厚裝置系統(tǒng)以及各部分設計方案的確定；
（2）設計回轉(zhuǎn)機構—— 傳動系統(tǒng)的組成部分。其包括鋼管的直線運動、探頭布置等；
（3）設計組合檢測結(jié)構——機架設計、探頭架的設計、探頭的布置和使用數(shù)量的確定等；
（4）繪制機械總裝配圖——包括總裝配圖、零件圖、等；
2.2擬采用的手段
根據(jù)以上問題以及內(nèi)容的分析，本項目擬采用鋼管螺旋前進探頭平動式的檢測工藝，其具體內(nèi)容如下：
（1）、資料搜集。查閱大量資料，熟悉數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的結(jié)構、工作原理、關鍵技術，了解國內(nèi)外此產(chǎn)品的研究現(xiàn)狀；關注檢測技術成熟的知名廠家，獲取相關產(chǎn)品的一些技術參數(shù)，并進行分析；熟悉幾種典型規(guī)格的回轉(zhuǎn)臺，將其主要的關鍵技術與指導老師進行探討；
（2）、結(jié)合鋼管的缺陷類型，給出無縫鋼管超聲波自動檢測的設計方案。通過四種設計工藝進行比較，結(jié)合具體情況，本項目選擇了“鋼管直線前進探頭旋轉(zhuǎn)”的方式。通過直接檢測法對鋼管進行探傷；
（3）通過對檢測對象的參數(shù)進行分析，考慮實際情況，對無縫鋼管超聲檢測系統(tǒng)機械部分進行合理設計；
（4）、利用autocad軟件繪制系統(tǒng)的總裝配圖、零件圖等。
2.3畢業(yè)設計的工作進度計劃
2016年2月29日-3月21日 撰寫開題報告，確定技術方案
2016年3月30日-5月10日 完成具體設計
2016年5月11日-6月 1 日 撰寫設計說明書
2016年6月 1 日-6月 5 日 畢業(yè)設計答辯
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指導教師意見：
溫森同學綜述了無縫鋼管超聲無損檢測國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，闡述了課題的研究意義，所述內(nèi)容條理清楚。
溫森同學對畢業(yè)設計任務書要求，對主機架，組合檢測機構及回轉(zhuǎn)機構的進行方案設計，方案基本可行，但需要進一步細化。
同意溫森同學按時開題。
指導教師：
2016年 3月22日
所在學院審查意見：
同意開題
負責人：
2016年3月22日