很多年來，在擠壓、鍍鋅、拔絲等生產過程中對圓形產品的直徑在線檢測一直是標準操作。多數情況下，使用的是測徑儀或帶計算機控制顯示器的照相機，其典型測量公差大約是幾微米。這些儀器正越來越多地被用在精整工序上，例如棒材的無心磨光、修整等。

但是，在生產熱軋管時，因為環境惡劣，直徑大，這些儀器使用得相對很少。本文旨在說明，以上惡略環境下的鋼管外徑尺寸的檢測，并通過其與上位機聯機通訊功能，為控制系統實時輸入測量數據，從而達到控制，測徑儀在無縫鋼管生產廠使用，并且使用得很成功。

由整塊金屬制成的，表面上沒有接縫的鋼管，稱為無縫鋼管。根據生產方法，無縫管分熱軋管、冷軋管、冷拔管、擠壓管、頂管等。最大直徑達650mm，最小直徑為 0.3mm。

顯而易見，如果一個系統能同時測外徑和壁厚，這將是一個理想的系統。但是，從目前這代儀器的工作原理看， 如果測量公差要求嚴的產品是不可行的。所以，本文主要介紹了外徑的在線測量及壁厚、外徑、內徑的離線檢測。

1、無縫鋼管遇到的問題

在實際生產條件下準確測量鋼管外徑并不是一件容易事。生產條件是：

——高溫，典型溫度是700℃~ llOO℃或更高；

——高速；

——有徑向位移和振動；

——管端有變形；

——有氧化鐵皮；

——蒸汽和煙霧；

——有水花；

——測量儀器受到沖擊和振動。

因此在線測量系統面對的問題是，在百分之幾毫米（0.01mm）的公差內可靠、準確、穩定地進行測量。最重要的是在月復一月、年復一年的連續生產中保持這種性能。

2、益處

在軋管機上安裝外徑測量儀對管生產商有幾點益處。其中最基本的益處是：

——提高質量

——提離生產率

——早期發現工藝問題

——減少浪費

3、測徑儀

對無縫鋼管的外徑尺寸的檢測，采用需要克服高溫、高速、氧化鐵皮、蒸汽煙霧、震動、大直徑等問題。為此，我們采用了一下辦法解決。

首先，對無縫鋼管的檢測采用光學測量原理，實現無損測量，光電測頭采用間距可筒雙鏡筒測頭模式，其測頭距離可自動調節，這樣可以實現多種規格的外徑檢測，針對生產中的多種無縫鋼管的檢測也可實現。光學測量設備可以實現高精度的在線無損檢測，測量能達到實時測量，測量頻率可以達到500Hz~1000Hz，實現高速測量。

其次，測徑儀采用正壓分流冷卻防塵技術，并使用高壓鼓風機，實現吹掃防塵，清除測頭附近的氧化鐵皮、水霧粉塵等干擾，并有過鋼導槽，引導無縫鋼管通過，測徑儀整體采用全鑄鐵結構，器件采用工業器件，保證其在惡略環境中的精確測量，同時其測頭部分安裝有冷卻防塵系統，使其能夠測量高溫狀態下的無縫鋼管，700℃~ llOO℃的檢測均可。

我們經過多次試驗，發現造成抖動誤差的主要原因有兩個：一是被測物抖動時CCD芯片的成像有虛影現象，造成CCD芯片輸出的信號壓差降低、寬度增大；二是信號采集和通訊傳輸存在不同步現象，不同時刻的信號組合在一起造成數據混亂。我們通過采用亮度在50000mcd以上的進口LED光源，將測頭的曝光時間縮短到了100微秒，即相當于采樣頻率10000Hz。消除了被測物抖動時的虛影現象。同時在電路系統中采用了光源—信號采集單元脈沖同步、多路采集同步、信號采集—通訊傳輸同步等多項同步技術，徹底消除了抖動誤差。因此無縫鋼管軋制中的震動并不會影響測量的精準。

測徑儀解決了在軋制中遇到的難題，并且測徑儀內部沒有太多的易損部件，使用壽命長，可以長時間的使用，只需定期進行一些清潔維護，維護簡單，時間短，為無縫管材的無間斷測量帶來巨大的便利。測徑儀測量可得到最大直徑、最小直徑、平均直徑、橢圓度等多種信息。

4、管端缺陷

無縫鋼管的管端是非常容易產生缺陷的，針對這一問題，在無縫鋼管生產好后，采用管端缺陷檢測裝置機管端激光測厚儀進行測量即可。

4.1、管端缺陷檢測

管端缺陷檢測采用工業相機拍攝和圖像處理技術來實現對管端缺陷的檢測，并根據檢測結果向切割鋸和輸送設備發出“切割”或“放行”信號。圖像處理的方式是在統計模型下識別鋼管內孔中是否存在塌陷管壁的截面以及塌陷量的大小，進而判斷出管端是否需要鋸切。

4.2、管端激光測厚儀

無縫鋼管在軋制完成后管的兩端會存在壁厚不均勻等缺陷，因此每根鋼管都要將兩端切除一部分。由于每根管存在缺陷的管端長度不等，所以在切除時難以確定具體的切除長度。管端壁厚檢測設備通過連續檢測壁厚來確定存在缺陷的管端長度，并在缺陷與合格部位分界線上通過打標機做出標記，為切管工序提供尺寸依據。管端激光測厚儀除了可以測量壁厚尺寸外，還可以檢測該部分的內徑、外徑等尺寸。

結語

在無縫鋼管生產中應用測量設備，能確保對不同規格的鋼管尺寸進行檢測，顯示生產中的多種數據，對工藝所需的各項信息進行檢測，通過監視相關直徑，早期發現輥磨損或生產中的其它問題，提高生產率（監測質量趨勢）。為無縫鋼管的生產帶來巨大的便利，提升其品質。