探伤设备探头卡座优化设计

李亮 蔺涛 张振滨

摘 要：山东寿光巨能特钢有限公司轧钢厂精饰线探伤设备于2008年投产使用，组合形式为涡流+超声探伤，为全套进口设备。自投产以来主要为重要钢材探伤使用，设备未满负荷生产，自2015年以后，公司产品结构调整及生产汽车用钢，设备使用率提高，精整线进入满负荷生产。设备备件的及时提供尤为重要，其中作为进口件的易损件价值高、易损坏、采购周期长，很难满足要求。

关键词：探伤；探头；卡座；优化设计

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.08.004

1 前言

山东寿光巨能特钢有限公司轧钢厂为热轧棒材生产线，主要钢种为优质碳素结构钢、合金结构钢、管坯鋼、轴承钢等，产品规格为Φ16～300mm，棒材长度6-10m。随着公司产品结构调整，生产高品质钢材的增加，以及重点客户要求探伤钢材数量的增加，对探伤设备的连续性及稳定性提出更高的要求，然而探伤设备的易损件价值高，易损坏，采购周期长等问题严重制约公司产品的周期，尤其是探伤设备的探头卡座，根据探伤钢材规格的不同进行调整，使用频率高，易损坏。

2 存在问题及原因分析

2.1 存在问题

通过现场使用情况查看及分析，发现探头卡座虽小但结构复杂，使用环境相对也比较差，其工作环境不仅有氧化铁皮还要用水作为耦合物进行探伤，探头及卡座相当于浸泡在水中，卡座的固定是用螺栓使其固定，卡座本体上镶嵌铜螺母，利用螺纹紧固，时间稍久就会生锈加之氧化铁皮进入螺纹之间使其螺栓不能拧出而断裂，或者使镶嵌在卡座上的铜螺母一起旋转而失效。

2.2 原因分析

通过图纸和现场应用情况进行分析，我们发现导致卡座损坏的直接原因有两种，一是卡座上镶嵌的铜螺母随螺栓受力后一起转动导致不能调整而失效；二是螺栓因锈蚀及氧化铁皮进入等原因导致不能拧出断裂失效。

3 改进措施

根据以上原因分析并结合实际情况，为解决上述存在问题，从以下两个方面进行优化改进。

（1）重新设计铜螺母形式。根据现场使用位置及受力情况，结合卡座结构制定相应的措施，一是改变原有镶嵌的圆形铜螺母，由圆形变为椭圆形，即改变了受力结构，使其受力后不再依靠单一的摩擦力，而是由卡座本体受力，如1图所示。

（2）对螺栓进行改进。针对螺栓不能拧出而断裂问题分析，螺栓为细长型，长度为75mm，最小直径为φ4.13mm，受探伤钢材规格因素限制，需间断性进行调整，分析螺栓失效主要为疲劳断裂，另外在探伤时因钢材表面氧化铁皮落至螺纹间使螺栓受力变大而导致螺栓断裂。根据以上原因，改进螺栓应力集中区及改变强度，材质，并由专业厂家制作。如图2所示：

4 取得效果

（1）自通过改造后至今未发生因铜螺母随螺栓转动而失效的情况。

（2）螺栓断裂的数量明显降低，稳定了生产，保证了设备的可靠、稳定运行。

（3）通过改造，缩短易损件采购周期，降低运行成本，节约备件成本20余万元。

（4）减轻职工的劳动维护强度。

5 结束语

通过探头卡座的优化设计，解决了备件易损坏、采购周期长、成本高等问题，减轻了维护强度，稳定了探伤设备可靠运行，对同行业同设备的改进做好铺垫，在设备稳定运行方面具有借鉴意义。

参考文献：

[1]张勋.超声探伤技术在无损检测中的应用[J].上海计量测试，2012（06）：9-12.

[2]乔天骄，黄松岭，赵伟，王珅.双频涡流检测系统的设计[J].电测与仪表，2016（08）：1-6.

作者简介：李亮（1987-），男，山东寿光人，本科，助理工程师，研究方向：机械工程。