為了實現不銹鋼(gang)管的全覆蓋檢測,應保證多個瓦狀或條狀探頭架的有效檢測長度沿直線或螺旋線掃查時,有效檢測長度合成的掃查范圍應覆蓋全鋼管,且有重疊覆蓋區。從探頭布置的數量、信號處理的數據量等角度考慮,螺旋線型掃查軌跡要比直線型掃查軌跡更加簡潔和方便;但后者相比于前者在機械結構、占地面積等方面又更具優勢。因此在實際的設計生產中,要從檢測原理、機械系統、控制系統、數據處理與顯示系統等多角度出發,綜合選擇探頭掃查軌跡類型。
對于直線型(xing)掃(sao)查(cha)軌跡,為實現全覆(fu)蓋檢測(ce)(ce),需在不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼管(guan)(guan)軸向上布(bu)置(zhi)若干(gan)圈(至少兩(liang)圈)探頭(tou)架,互(hu)相彌補(bu)各自(zi)的(de)檢測(ce)(ce)盲區(qu)。只要(yao)瓦狀(zhuang)探頭(tou)架的(de)有(you)效檢測(ce)(ce)范圍在不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼管(guan)(guan)的(de)周向上無盲區(qu),且相鄰探頭(tou)架間(jian)有(you)重疊(die)覆(fu)蓋區(qu)域,即可保證全覆(fu)蓋檢測(ce)(ce)。對于螺旋線型(xing)掃(sao)查(cha)軌跡,需在鋼管(guan)(guan)的(de)截面(mian)周向上布(bu)置(zhi)若干(gan)個條狀(zhuang)探頭(tou)架,因此就(jiu)存在一個問(wen)題需要(yao)解決(jue),即若干(gan)個條狀(zhuang)探頭(tou)架在不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼管(guan)(guan)周向上的(de)布(bu)置(zhi)角度問(wen)題。
假設(she)周(zhou)向需要4個(ge)(ge)條狀(zhuang)探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)架(jia),才(cai)能滿(man)足式(6-2)的(de)(de)要求,4個(ge)(ge)條狀(zhuang)探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)架(jia)的(de)(de)周(zhou)向布(bu)置有以下兩種(zhong)情(qing)況。圖6-27a所(suo)示(shi)(shi)為標準(zhun)多探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)架(jia)周(zhou)向均(jun)勻,布(bu)置方案,4個(ge)(ge)探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)架(jia)在(zai)(zai)鋼(gang)管(guan)周(zhou)向上均(jun)勻布(bu)置,相鄰探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)架(jia)間(jian)隔(ge)角(jiao)度為90°;圖6-27b所(suo)示(shi)(shi)為4個(ge)(ge)探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)架(jia)在(zai)(zai)不銹鋼(gang)管(guan)周(zhou)向上非均(jun)勻布(bu)置,只(zhi)布(bu)置在(zai)(zai)鋼(gang)管(guan)周(zhou)向的(de)(de)中下部,相鄰探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)架(jia)間(jian)隔(ge)角(jiao)度為45°。對這兩種(zhong)布(bu)置情(qing)況進行對比分析(xi),以觀察在(zai)(zai)螺(luo)旋線型掃查(cha)軌跡中,多探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)架(jia)周(zhou)向布(bu)置方式的(de)(de)不同是否會對不銹鋼(gang)管(guan)全覆蓋(gai)檢(jian)測的(de)(de)實現帶來(lai)影響。
探頭架均(jun)勻布置(zhi)方(fang)式沿不(bu)銹鋼管周向(xiang)展開(kai)的多探頭架螺旋掃查區(qu)域(yu)(yu)如圖6-22所示(shi),圖6-28所示(shi)為探頭架非均(jun)勻布置(zhi)方(fang)式沿不(bu)銹鋼管周向(xiang)展開(kai)的多探頭架螺旋掃查區(qu)域(yu)(yu)。
對比(bi)(bi)圖(tu)6-22和(he)圖(tu)6-28可(ke)發現(xian),在(zai)(zai)掃查螺(luo)距P相同的(de)(de)(de)(de)條件下,不同的(de)(de)(de)(de)多探(tan)頭(tou)架布(bu)置方式(shi)(shi)會對螺(luo)旋線型掃查軌跡(ji)帶來(lai)較(jiao)大的(de)(de)(de)(de)影響。探(tan)頭(tou)架均勻布(bu)置方式(shi)(shi)與(yu)非均勻布(bu)置方式(shi)(shi)都存(cun)(cun)在(zai)(zai)固(gu)有的(de)(de)(de)(de)端(duan)部(bu)檢(jian)(jian)測(ce)盲區(qu),但(dan)(dan)與(yu)后(hou)者(zhe)(zhe)相比(bi)(bi),前者(zhe)(zhe)端(duan)部(bu)檢(jian)(jian)測(ce)盲區(qu)的(de)(de)(de)(de)總(zong)面積稍小(xiao)且長(chang)度更(geng)短,即檢(jian)(jian)測(ce)無效范圍(wei)更(geng)小(xiao);從(cong)重(zhong)疊(die)(die)覆(fu)蓋區(qu)來(lai)看,后(hou)者(zhe)(zhe)的(de)(de)(de)(de)重(zhong)疊(die)(die)率更(geng)高。但(dan)(dan)最為嚴重(zhong)的(de)(de)(de)(de)問(wen)題(ti)在(zai)(zai)于后(hou)者(zhe)(zhe)存(cun)(cun)在(zai)(zai)著漏檢(jian)(jian)區(qu)域(yu),漏檢(jian)(jian)區(qu)域(yu)的(de)(de)(de)(de)存(cun)(cun)在(zai)(zai)說(shuo)明(ming)這種布(bu)置方式(shi)(shi)是不可(ke)接受的(de)(de)(de)(de),將造成檢(jian)(jian)測(ce)結果的(de)(de)(de)(de)不準確和(he)不銹鋼(gang)管檢(jian)(jian)測(ce)質量的(de)(de)(de)(de)失(shi)控。由此(ci)可(ke)見,式(shi)(shi)(6-2)只是不銹鋼(gang)管全覆(fu)蓋檢(jian)(jian)測(ce)的(de)(de)(de)(de)必要條件,而非充要條件。在(zai)(zai)滿足(zu)式(shi)(shi)(6-2)的(de)(de)(de)(de)前提下,討論以下問(wen)題(ti)。
對于端部檢(jian)(jian)測(ce)盲區而(er)言,無法避免,所需要做的(de)是(shi)(shi)盡(jin)量將其減小,尤其是(shi)(shi)盲區長(chang)度,即(ji)檢(jian)(jian)測(ce)結果不可靠的(de)不銹鋼(gang)管(guan)長(chang)度段(duan)。決定盲區長(chang)度的(de)參數有:鋼(gang)管(guan)掃(sao)查螺(luo)距P、檢(jian)(jian)測(ce)探頭架數量N、鋼(gang)管(guan)外徑(jing)d1。P越小、N越大(da),端部檢(jian)(jian)測(ce)盲區越小。當然,上(shang)述變(bian)化規律是(shi)(shi)建立在其他參數不變(bian)的(de)前(qian)提(ti)下的(de)。
為保證全(quan)覆蓋檢測,覆蓋率至少應(ying)達(da)到120%。但過大的覆蓋率也不可取,因為在相同的條件下,這(zhe)需要布置更多(duo)的檢測探頭,并且信(xin)號處理(li)電路及后續數字處理(li)算法(fa)將變(bian)得更復(fu)雜。
針對漏檢(jian)區域(yu),在設計掃(sao)查(cha)螺距時應該保證完(wan)全將其(qi)消(xiao)除。沒(mei)有漏檢(jian)區域(yu)的前提應是在一個掃(sao)查(cha)螺距P范圍(wei)內,相(xiang)鄰探頭架掃(sao)查(cha)區域(yu)之間均有重疊覆蓋(gai)(gai)區。圖6-28正(zheng)是因為第一個檢(jian)測探頭架和最(zui)后(hou)一個檢(jian)測探頭架之間沒(mei)有重疊覆蓋(gai)(gai)區域(yu),所(suo)以在后(hou)續掃(sao)查(cha)中存在漏檢(jian)區域(yu)。這種(zhong)情況(kuang)下(xia),可以通過降低(di)掃(sao)查(cha)螺距P以保證全覆蓋(gai)(gai)檢(jian)測,但又勢必會降低(di)鋼管檢(jian)測效(xiao)率。
通過上(shang)(shang)述分(fen)析(xi)可知(zhi),在滿足式(6-2)的(de)前提下,多(duo)探頭架應在鋼(gang)(gang)管周向上(shang)(shang)均(jun)勻布置。這樣,可將(jiang)不銹鋼(gang)(gang)管端部盲(mang)區(qu)長度降(jiang)到最低,同(tong)時具有一(yi)定的(de)重(zhong)疊覆蓋率(lv),且信(xin)號(hao)處(chu)理(li)較為簡單,路徑規(gui)劃也更加(jia)清晰。均(jun)勻布置方(fang)式也有利(li)于探頭跟蹤機構的(de)設計(ji)和系統布局、信(xin)號(hao)的(de)傳輸和分(fen)類等。
總而(er)(er)言(yan)之(zhi),無論是(shi)直線型(xing)(xing)掃查(cha)(cha)軌(gui)跡還是(shi)螺旋(xuan)線型(xing)(xing)掃查(cha)(cha)軌(gui)跡,鋼(gang)管全覆蓋檢(jian)(jian)(jian)(jian)測的充分必要條件應是(shi):滿足式(shi)(6-1)或式(shi)(6-2)的前提下,相(xiang)鄰探(tan)頭架(jia)之(zhi)間(jian)還應有(you)重疊覆蓋區。當然,在軌(gui)跡規(gui)劃時(shi),應綜合(he)(he)考慮(lv)(lv)探(tan)頭架(jia)有(you)效檢(jian)(jian)(jian)(jian)測長度、探(tan)頭架(jia)數量(liang)、掃查(cha)(cha)螺距和不銹鋼(gang)管檢(jian)(jian)(jian)(jian)測速度等因素,選(xuan)取最(zui)合(he)(he)適的掃查(cha)(cha)路徑、最(zui)佳的探(tan)頭架(jia)結(jie)構(gou)和最(zui)優的探(tan)頭架(jia)布(bu)置方案,而(er)(er)全覆蓋檢(jian)(jian)(jian)(jian)測則是(shi)所有(you)問題考慮(lv)(lv)的前提和根本(ben)。