[發明專利]一種彎曲鋼管超聲波自動檢測系統

有效

• 申請號: 201310010149.3
• 申請日: 2013-01-11
• 公開（公告）號: CN103091399A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 周曉軍;陳越超;魏燕定;廖紹良;徐云;王欣飛;李俊玉
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/265
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本發明涉及一種彎曲鋼管自動檢測系統，尤其涉及一種彎曲鋼管超聲波自動檢測系統。

背景技術

彎曲鋼管是油氣長輸送管道的重要組成部分，長輸管道通過許多地形復雜、氣候條件惡劣的地區，?因此，在管道敷設中需要使用大口徑熱煨彎管。近20年來，彎管在國內外大直徑、高壓油氣輸送管線中得到越來越廣泛的使用。適用于不同工況環境的大直徑、厚壁、低溫、高壓彎管的應用研究也在不斷深入，并且取得了一些工程應用成果，彎管的應用領域也越來越廣泛。

彎管在使用中受力狀態復雜，且在彎制過程中工藝難度大，影響質量性能的因素多，彎管的制造及其質量（包括力學性能和尺寸極限偏差等方面）的優劣，直接影響到油氣輸送管道的安全、可靠性和投資經濟效益。如果安全可靠性差，管道將會發生爆炸破裂，導致生命財產嚴重受損。造成惡劣的社會影響也是難以估計的；如在彎管制作中產生廢品，也將會造成重大的經濟損失。因此，對彎管在生產制造過程中采用合理的無損檢測方法進行產品質量控制是十分必要的。

無損檢測作為彎管生產中必不可少的一個環節，對于在彎管生產過程中及時發現缺陷，保證彎管的生產質量有著重要作用，國家有關部門要求生產企業必須按照產品標準開展高壓彎管的檢測。目前的檢測系統可對直管進行自動連續和點動探傷檢測，但是長期以來，在國內相關石油管道生產行業內，彎管無損檢測基本都采用人工作業方式進行檢測，在工人用手工方式完成磁粉檢測后再使用便攜式超聲檢測儀進行檢測，對彎管的檢測結果仍然停留在經驗和各種圖表上，不僅過程繁瑣，工作量大，檢測效率低，而且受制于人的主觀性影響，對于檢測缺陷的及時發現也存在一定的誤判。傳統的彎管手動檢測方法和檢測儀器無論在檢測速度還是檢測精度上都無法滿足企業大批量的彎管生產要求，而大口徑彎管的自動檢測系統的研發在國內外卻依然處于空白狀態，因此，十分有必要開發一套大型彎管超聲波自動化無損檢測系統。

發明內容

針對彎曲鋼管檢測中普遍使用便攜式超聲檢測儀進行人工無損檢測的現狀，本發明的目的在于提供一種彎曲鋼管超聲波自動檢測系統。

本發明采用的技術方案是：

本發明包括彎管進給機構、環形支撐機構和兩套結構相同的彎管超聲波檢測機構；其中：

彎管進給機構：包括一組均由驅動輥、支撐滾輪、電機安裝架、支撐滾輪安裝架、支撐滾輪導軌架和驅動輥安裝架組成的驅動保持架；驅動輥的兩端安裝在驅動輥安裝架上，在驅動輥安裝架的一側為支撐滾輪導軌架，驅動輥安裝架的另一側為電機安裝架，支撐滾輪安裝架安裝在支撐滾輪導軌架上，支撐滾輪安裝在支撐滾輪安裝架上，每個電機安裝架上可安裝進給伺服電機，多根驅動保持架等間隔排列組成圓弧形的彎管進給機構；

環形支撐機構：包括內圈中間安裝有內齒輪的環形導軌和兩個液壓支撐缸；兩個液壓支撐缸上的液壓活塞桿分別對稱與環形導軌外側固接；

兩套結構相同的彎管超聲波檢測機構：均包括檢測伺服電機、回轉機構外箱體、傳動齒輪、齒輪軸、氣動伸縮桿、鏈式超聲探頭架安裝架、鏈式超聲探頭架；兩個回轉機構外箱體分別安裝在環形導軌的兩側，齒輪軸安裝在回轉機構外箱體上，安裝在齒輪軸上的傳動齒輪與環形導軌上的內齒輪嚙合，齒輪軸通過聯軸器與安裝在電機安裝板上的檢測伺服電機連接，氣動伸縮桿的一端安裝在回轉機構外箱體上，氣動伸縮桿的另一端與鏈式超聲探頭架安裝架連接，鏈式超聲探頭架兩端分別通過彈性皮筋與鏈式超聲探頭架安裝架連接。

所述的鏈式超聲探頭架由多個探頭安裝架通過彈性皮筋串接而成，每個探頭安裝架內均安裝一個四通道的超聲波檢測探頭。

所述的各驅動輥安裝架之間均通過連接螺栓連接，通過調整各驅動輥安裝架之間的夾角能改變由多根驅動保持架組成的圓弧形彎管進給機構的曲率半徑

本發明具有的有益效果是：

1：能夠實現對彎管曲率半徑為6D（D為彎管外壁直徑），彎管外壁直徑為600~1200mm，管長為2~5m的大型彎曲鋼管進行超聲波自動檢測。

2：鏈式超聲探頭架通過配置使用橫波斜探頭和縱波直探頭可實現對管材的軸向缺陷、周向缺陷和分層缺陷進行無損檢測。

3：采用彎管沿軸向進給，鏈式超聲探頭架在彎管表面作周向運動進行檢測的方法，彎管進給運動和鏈式超聲探頭架檢測運動相互獨立，運動控制實現較簡單。

4：在將待檢測彎管放置到驅動保持架上之后，彎管的進給和檢測過程均在計算機控制下自動進行，檢測軟件可根據接收的超聲回波信號自動發現和定位缺陷，從而大大提高了彎管超聲波檢測效率，降低了工人的勞動強度。

附圖說明