[發(fā)明專利]油氣管道裂紋檢測器的探頭機構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210272256.9
• 申請日: 2012-08-01
• 公開（公告）號: CN102788848A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹崇珍;趙曉光;張永江;陳崇祺;白港生;臧延旭;楊寒;周春;田愛民;楊金生;金瑩;傅丹蓉;楊博霖;羅曦;曾輝;曹彥鵬;趙云利;馬寧
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣集團公司;中國石油天然氣管道局;中油管道檢測技術(shù)有限責(zé)任公司
• 主分類號: G01N29/24
• 分類號: G01N29/24
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 趙燕力

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于管道裂紋測量和管道系統(tǒng)無損檢測技術(shù)，尤其涉及一種油氣管道裂紋檢測器的探頭機構(gòu)。

背景技術(shù)

近年來，我國油氣長輸管道發(fā)展迅猛，同時管線運營管理面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，因管道腐蝕、磨損、意外損傷等原因?qū)е碌墓芫€泄漏時有發(fā)生。當(dāng)前由應(yīng)力腐蝕裂紋而引起的安全隱患使管道業(yè)主面臨著新的挑戰(zhàn)。特別是目前輸氣管道輸送壓力越來越高、排量越來越大，管道上存在的裂紋缺陷在達到特定條件時會迅速擴展引發(fā)爆管事故，且瞬間將管道破壞數(shù)百米甚至上千米。北美鋼制天然氣長輸管道曾發(fā)生過裂紋擴展達十幾公里的事故，國內(nèi)也有管道在氣壓試驗中發(fā)生裂紋擴展的事例。

目前，國外管道檢測公司擁有的裂紋檢測器主要以電磁超聲換能器、常規(guī)超聲裂紋檢測和橫向磁場等技術(shù)手段，而國內(nèi)還沒有有效的長輸管道裂紋在線內(nèi)檢測技術(shù)。

由此，本發(fā)明人憑借多年從事相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗與實踐，提出一種油氣管道裂紋檢測器的探頭機構(gòu)，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種油氣管道裂紋檢測器的探頭機構(gòu)，以提高管道裂紋檢測的精度和靈敏度。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，一種油氣管道裂紋檢測器的探頭機構(gòu)，所述探頭機構(gòu)包括有信號激勵與采集機構(gòu)，所述信號激勵與采集機構(gòu)的前后端分別通過萬向旋轉(zhuǎn)機構(gòu)連接有彈簧連桿支撐機構(gòu)和彈簧滑塊支撐機構(gòu)；所述彈簧連桿支撐機構(gòu)和彈簧滑塊支撐機構(gòu)固定設(shè)置在裂紋檢測器的骨架上；所述信號激勵與采集機構(gòu)包括一長臂形連接座體，該連接座體的前、后端上部樞接有橫向設(shè)置的支撐輪，所述連接座體上設(shè)有鐵芯，鐵芯上方位于連接座體中部設(shè)有探頭殼組件，該探頭殼組件的前后部分別通過探頭前臂和探頭后臂樞接于鐵芯，在探頭殼組件下方設(shè)有固定于鐵芯的激勵電路組件；在探頭殼組件與前后支撐輪之間分別設(shè)有磁鐵，磁鐵上方設(shè)有鋼刷。

在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述支撐輪的外形為鼓形；所述探頭殼組件的頂部及鋼刷的頂部沿連接座體的橫向呈弧形彎曲。

在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述探頭殼組件包括頂部呈弧形彎曲的耐磨板安裝殼，該安裝殼內(nèi)設(shè)有檢測裂紋的探頭，安裝殼上表面設(shè)有一開孔，該開孔處覆蓋一弧形耐磨片；所述探頭殼組件的縱向兩側(cè)設(shè)有耐磨板固定架，在耐磨板固定架上安裝有耐磨板。

在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述耐磨板橫截面呈梯形，耐磨板材料為陶瓷或硬質(zhì)合金；所述弧形耐磨片的材料為陶瓷、鈦或不銹鋼。

在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述探頭前臂為L形，探頭前臂中間拐角處樞接于鐵芯，探頭前臂上端樞接于探頭殼組件前部側(cè)壁，下端樞接于一探頭拉桿的一端，該探頭拉桿另一端向后縱向穿設(shè)于鐵芯上表面的一滑座，探頭拉桿的該另一端設(shè)有一止擋部，在該止擋部與滑座之間的探頭拉桿上套設(shè)有探頭彈簧；所述探頭后臂上端樞接于探頭殼組件后部側(cè)壁，探頭后臂下端樞接于鐵芯。

在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述彈簧連桿支撐機構(gòu)包括一固定連接于裂紋檢測器骨架的支座，一前支撐臂的中部樞接于該支座，該前支撐臂的上端連接于信號激勵與采集機構(gòu)前端的萬向旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，該前支撐臂下端樞接于一拉桿一端，該拉桿另一端向后縱向穿過支座側(cè)壁突出部上的一穿孔，該拉桿的另一端設(shè)有螺母，在該螺母與支座突出部之間的拉桿上套設(shè)有拉桿彈簧。

在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述彈簧滑塊支撐機構(gòu)包括一縱向設(shè)置的滑桿，滑桿兩端固定于裂紋檢測器骨架上，滑桿上設(shè)有滑套，滑套與滑桿的前方固定端之間設(shè)有滑桿彈簧，一后支撐臂的上端連接于信號激勵與采集機構(gòu)后端的萬向旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，后支撐臂的下端樞接于所述滑套。

在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述萬向旋轉(zhuǎn)機構(gòu)為十字軸旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，所述十字軸旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)包括分別橫向樞接于連接座體前、后端下部的橫軸和樞接于所述橫軸上的縱軸；所述彈簧連桿支撐機構(gòu)連接于前端十字軸旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)中的縱軸上；所述彈簧滑塊支撐機構(gòu)連接于后端十字軸旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)中的縱軸上。

在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述長臂形連接座體由縱向兩側(cè)的連接架和兩個連接架之間固定夾設(shè)的座體組成；所述座體由鐵芯構(gòu)成。

由上所述，在本發(fā)明中所述探頭殼組件具有由探頭前臂和探頭后臂構(gòu)成的浮動支撐，可以確保管道裂紋檢測器整個探頭機構(gòu)滿足通過凹陷變形的壓縮量要求，在通過管道焊縫時，能夠始終緊貼管道內(nèi)壁，保證檢測器的檢測精度和靈敏度。同時，所述信號激勵與采集機構(gòu)的前后端分別通過萬向旋轉(zhuǎn)機構(gòu)連接有彈簧連桿支撐機構(gòu)和彈簧滑塊支撐機構(gòu)；可以確保在受到外力導(dǎo)致探頭機構(gòu)必須周向旋轉(zhuǎn)時，探頭機構(gòu)能夠沿管道圓周方向左右擺動，能夠使信號激勵與采集機構(gòu)始終緊貼管道內(nèi)壁。