[實用新型]油氣管道相控陣超聲檢測自動掃查裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520238175.6
• 申請日: 2015-04-18
• 公開（公告）號: CN204629115U
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 侯鵬磊;范孟豹;李威;曹丙花;王禹橋;楊雪鋒;楊盼盼;王琪;謝偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號: F17D5/06
• 分類號: F17D5/06;G01N29/265
• 代理公司: 常州市科誼專利代理事務(wù)所 32225
• 代理人: 孫彬

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種油氣管道相控陣超聲檢測自動掃查裝置，屬于油氣管道檢測技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

石油天然氣已成為當今社會最重要的能源戰(zhàn)略物資。管道運輸作為石油天然氣最經(jīng)濟，最有效的運輸手段，其發(fā)展迅猛。但是隨著管線的增多、管齡的增長、以及高溫高壓的運輸環(huán)境，管道內(nèi)的缺陷很容易導(dǎo)致泄漏事故的發(fā)生，造成嚴重的安全事故。因此，定時對油氣管道進行無損檢測，具有顯著的經(jīng)濟效益與社會效益。

相控陣超聲檢測技術(shù)最先起源于雷達相控陣電磁波技術(shù)，90年代末開始在工業(yè)無損檢測領(lǐng)域被普遍接受和應(yīng)用。該技術(shù)通過電子系統(tǒng)控制換能器陣列中的各個陣元，按照一定的延遲時間規(guī)則發(fā)射和接收超聲波，從而動態(tài)控制超聲束在工件中的偏轉(zhuǎn)和聚焦來實現(xiàn)探傷。與常規(guī)超聲相比，相控陣超聲檢測技術(shù)可以控制聲束聚焦和掃描，使檢測速度成倍提高，不需更換探頭就可實現(xiàn)整個體積或所關(guān)心區(qū)域的多角度多方向掃查，在分辨力、信噪比、缺陷檢出率等方面具有明顯的優(yōu)勢。

相控陣超聲探傷作為一種功能強大的無損檢測技術(shù)，可以有效的檢測出油氣管道上的缺陷，但是目前油氣管道相控陣超聲掃查仍普遍采用手工掃查方式：手工掃查由于人生理因素限制，無法勻速掃查，導(dǎo)致超聲信號采集不理想或者引入干擾，這不利于超聲信號的系統(tǒng)處理與缺陷識別；并且由于人為疏忽等原因，很容易造成部分管道表面漏檢。

因此，現(xiàn)有的手工掃查的方式，大大影響信了號采集效果、其缺陷漏檢率比較高，結(jié)果不夠可靠，而且檢測效率較低。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型提供一種油氣管道相控陣超聲檢測自動掃查裝置，能夠排除人工因素，實現(xiàn)對管道外表面軸向或周向精確自動化掃查。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是：一種油氣管道相控陣超聲檢測自動掃查裝置，

它包括固定支架、軸向運動機構(gòu)、周向運動機構(gòu)、以及用于夾持相控陣超聲探頭的探頭架；所述的軸向運動機構(gòu)安裝于固定支架上、控制周向運動機構(gòu)沿管道軸向運動掃查；所述的周向運動機構(gòu)安裝于軸向運動機構(gòu)上、控制設(shè)置在周向運動機構(gòu)上的探頭架沿管道周向運動掃查。

所述的固定支架由兩條對稱的鋼梁組成，每條鋼梁通過一條帶卡扣的彈性橡膠帶固定于待檢測管道外表面。

所述的鋼梁由一塊主梁和兩塊側(cè)梁構(gòu)成；兩塊側(cè)梁分別安裝于主梁的兩側(cè)，并且每塊側(cè)梁與主梁之間的角度均可變。

所述的每塊主梁及側(cè)梁與管道直接接觸的下表面均粘有防滑橡膠墊。

所述的軸向運動機構(gòu)安裝于固定支架的主梁上，由第一步進電機、第一滾珠絲杠、導(dǎo)軌以及支撐座構(gòu)成；

所述的第一步進電機控制第一滾珠絲杠轉(zhuǎn)動，從而帶動支撐座沿導(dǎo)軌運動。

所述的周向運動機構(gòu)安裝于軸向運動機構(gòu)的支撐座上，其中，周向運動機構(gòu)與支撐座之間安裝有4個相同的角度調(diào)節(jié)彈簧，以調(diào)節(jié)支撐座與周向運動機構(gòu)的角度。

所述的周向運動機構(gòu)由底座、第二步進電機、第二滾珠絲杠以及滾珠絲杠螺母座構(gòu)成；

其中，底座安裝于支撐座上，第二滾珠絲杠固定在底座上，第二步進電機控制第二滾珠絲杠轉(zhuǎn)動，從而帶動滾珠絲杠螺母座沿第二滾珠絲杠的軸向進行直線運動，滾珠絲杠螺母座的運動帶動探頭架沿管道外表面周向運動。

所述的探頭架由探頭架基座、高度調(diào)節(jié)彈簧以及探頭夾具組成；探頭架基座固定于周向運動機構(gòu)的滾珠絲杠螺母座上，探頭夾具與探頭架基座之間安裝有2個相同的高度調(diào)節(jié)彈簧，以控制探頭夾具距離管道外表面的高度。

所述的探頭夾具夾持相控陣超聲探頭，并且探頭夾具上安裝有4個相同的探頭調(diào)節(jié)彈簧，以調(diào)節(jié)相控陣超聲探頭與管道外表面的角度，使相控陣超聲探頭與管道外表面密切接觸，其中，探頭夾具與相控陣超聲探頭直接接觸表面粘貼有探頭保護橡膠墊。

與現(xiàn)有的手工掃查的方式相比，本實用新型通過設(shè)置軸向運動機構(gòu)和周向運動機構(gòu)，能夠控制相控陣超聲探頭沿管道外表面軸向或周向精確自動移動，利用相控陣超聲信號進行無損探傷掃查；有效排除了手工掃查方對檢測信號采集的影響以及避免人為誤差的引入，減少漏檢情況的發(fā)生，有利于相控陣超聲信號的采集與缺陷的識別；

并且本裝置拆裝方便，通過改變固定支架的角度可以應(yīng)用于不同規(guī)格的管道，顯著提高了油氣管道相控陣超聲檢測的精度與效率。

附圖說明

圖1是本實用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型中固定支架結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實用新型中探頭架結(jié)構(gòu)示意圖。