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钢管广泛应用于多个行业,对国家经济发展和人民生活质量提高影响甚大。然而钢管在生产和使用过程中会出现裂纹、折叠、腐蚀或磨损等缺陷,形成安全隐患,因此对其实施无损检测十分必要。由于每种检测方法都有应用局限性,所以采用多种方法组合探伤更能防止漏检。对基于钢管旋转的漏磁超声复合检测实现方法进行研究,通过探头扫查轨迹规划,开展探头跟踪机构运动学建模与求解、探头最优检测姿态研究,实现了全覆盖检测,保证了检测信号的一致性和稳定性。首先对四类钢管自动化检测系统及特点进行分析与比较,总结出两种探头扫查轨迹类型:直线型与螺旋线型。依次分析不同轨迹类型的探头布置方案、单探头架与多探头架扫查轨迹区域及形成影响参数、缺陷定位关系式等问题。重点对V型轮上的钢管螺旋运动进行数学建模,得出螺距的数学计算公式和方法,并进行实验验证。基于上述研究,提出满足钢管全覆盖检测的充分必要条件。进一步地,对探头的跟踪机构运动学和最优检测姿态进行研究。对探头跟踪机构进行运动学建模,分析了建模理论基础,获得了各连杆坐标系与终端坐标系间的变换矩阵和机构运动学方程,并进行了正逆运动学求解。针对于自动化检测中因钢管抖动、椭圆度和直线度误差等对检测信号的影响,提出了具有4个微小浮动自由度的前端探头结构,消除钢管运动偏差产生的影响,确保信号拾取的一致性和稳定性。结合研究成果,开发出了一套基于钢管旋转的漏磁超声复合检测系统,重点分析设计了扫查轨迹、探头跟踪装置、信号处理与自动化控制系统等。按照国家标准加工测试样管进行现场测试,获得了满意的检测效果。该系统已成功应用于多家钢管生产企业。