Специализированный рентгенотелевизионный комплекс СУРА ОКТ-160/310 для орбитального контроля сварных швов трубных досок кожухотрубных теплообменников
Комплекс СУРА ОКТ-160/310 разработан для автоматизированного рентгеновского контроля кольцевых сварных швов «труба — трубная доска», выполненных по технологии автоматической орбитальной сварки. Комплекс позволяет полностью автоматизировать процесс контроля и в онлайн-режиме получать цифровые рентгеновские снимки кольцевых сварных соединений. Полученный массив рентгеновских изображений систематизируется и хранится в специализированной базе данных, созданной на основе виртуальной модели теплообменника. Удобный интуитивно понятный интерфейс программного обеспечения позволяет оператору быстро настроить комплекс под любой размер трубной доски диаметром до 3 м. Минимальный диаметр трубок теплообменника составляет 10 мм.
Использование комплекса многократно сокращает трудозатраты и время, необходимые для контроля объекта, включающего в себя до 15 000 кольцевых сварных соединений типа «труба — трубная доска».
Общий состав комплекса
В состав рентгенотелевизионного комплекса СУРА ОКТ-160/310 входят:
— манипулятор;
— рентгеновский аппарат;
— система детектирования рентгеновского излучения;
— система управления и специализированное ПО;
— система визуализации;
— система безопасности.
Устройство и возможности манипулятора
Манипулятор представляет собой рамную конструкцию, установленную на жестко закрепленном основании. Обладает большим количеством степеней свободы для позиционирования в пространстве источника излучения и системы детектирования.
Основная рама манипулятора движется по оси Z₁, приближаясь и удаляясь от трубной доски. Юстировка наклона рамы осуществляется с помощью ручного привода. По оси Х перемещается вертикальная рама с установленным на ней основанием поворотной турели. Основание турели также может двигаться вверх и вниз по оси Y.
В центре поворотной турели размещена система прицеливания и автоматической подачи детектора, оснащенная приводом перемещения по оси Z₂. На секторальном С-образном манипуляторе турели установлен рентгеновский излучатель, который вращается по оси U на 360°, что обеспечивает съемку кольцевых сварных швов с заданным количеством экспозиций во всем диапазоне пространственных положений.
Движение по всем осям манипулятора автоматизировано и управляется программным обеспечением, оператор лишь осуществляет первоначальную калибровку взаимного положения манипулятора и объекта. Все перемещения манипулятора обеспечивают необходимую плавность и точность позиционирования.
Система «рентгеновский аппарат — детектор»
В качестве источника излучения в комплексе используется высокостабилизированный рентгеновский аппарат кабельного типа с напряжением 160 кВ и острофокусной рентгеновской трубкой. Излучатель аппарата, расположенный с наружной стороны объекта под углом 45°, с помощью турели делает полный оборот вокруг исследуемого сварного шва и производит до 12 экспозиций за один оборот.
Разработанная для комплекса цифровая рентген-оптическая схема детектора основана на использовании пластинчатого сцинтиллятора ⌀8 мм, который с помощью зонда вводится в торцевую часть трубки на глубину до 10 мм.
Высокоточное центрирование зонда детектора относительно центральной оси трубки обеспечивается системой прецизионного прицеливания, основанной на технологии машинного зрения.
Система управления и программное обеспечение
Управление работой комплекса осуществляется со стойки управления, которая монтируется за пределами камеры. Стойка оснащается тремя мониторами: на первом отображается рентгеноскопическая информация, второй связан с системой позиционирования и прицеливания, на третий выводится информация с видеокамер, расположенных внутри рентгенозащитной камеры.
Специально разработанное программное обеспечение СУРА, служащее для управления всеми элементами системы, осуществляет работу комплекса в автоматическом и ручном режимах, а также обеспечивает расшифровку результатов контроля. В программе создается виртуальный макет трубной доски, который с помощью процедуры калибровки привязывается к реальному объекту контроля. Оператор выбирает кольцевую линию и номера отверстий, которые необходимо просветить, после чего запускается автоматический процесс контроля. Манипулятор подъезжает к заданным отверстиям и делает необходимое количество снимков. Просвеченные отверстия помечаются на макете желтым цветом. Оператор, кликнув на них, открывает полученные снимки и принимает решение о годности или браке соединения.
