[發(fā)明專利]一種基于雙模態(tài)超聲導(dǎo)波的長運(yùn)輸管道自動(dòng)檢測裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710207945.4
• 申請(qǐng)日: 2017-03-31
• 公開（公告）號(hào): CN106996958A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭素敏;梅林強(qiáng);蘇春建;袁鳳如;吳曉辰;楊龍?jiān)?/a>;孔偉進(jìn);曹高華;王清
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N29/04
• 分類號(hào): G01N29/04;G01N29/24
• 代理公司: 北京志霖恒遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11435
• 代理人: 孟阿妮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種長運(yùn)輸螺旋焊管的檢測裝置，具體涉及一種基于雙模態(tài)超聲導(dǎo)波的長運(yùn)輸管道自動(dòng)檢測裝置，屬于長運(yùn)輸管道無損檢測技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

現(xiàn)如今石油、天然氣的使用已經(jīng)進(jìn)入平常百姓家，面對(duì)巨大的需求量，石油、天然氣的運(yùn)輸成為一項(xiàng)重大的工程，而管道運(yùn)輸作為與鐵路、公路、水運(yùn)和航空并列的五大運(yùn)輸方式之一，具有運(yùn)輸周期短、運(yùn)輸量大、運(yùn)輸成本低、運(yùn)輸效率高等優(yōu)勢，使其在石油、天然氣運(yùn)輸領(lǐng)域得到非常廣泛的應(yīng)用。

隨著我國西氣東輸工程的逐漸投入，管道的需求量迅速的增加，而用于如此長距離運(yùn)輸?shù)墓艿来蠖鄶?shù)為螺旋焊管，為了能夠提高運(yùn)輸?shù)男剩艿纼?nèi)的油氣都是通過增強(qiáng)壓力來運(yùn)輸?shù)模虼寺菪腹芤惺芫薮蟮膲毫l件，而焊縫處無非是螺旋焊管最脆弱的部位，因此不僅要保證螺旋焊管的質(zhì)量，還要通過后期的檢測方法避免焊縫處有裂紋、氣泡、夾渣等缺。除此之外，長運(yùn)輸管道所處的環(huán)境條件以及內(nèi)部運(yùn)輸?shù)慕橘|(zhì)都會(huì)對(duì)管道有不同程度的腐蝕破壞。基于此，管道泄漏問題時(shí)有發(fā)生，為了能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)輸管道的內(nèi)部缺陷，在保證輸油、輸氣管道正常運(yùn)輸?shù)那闆r下，需要對(duì)運(yùn)輸管道進(jìn)行缺陷在役檢測。

目前的管道無損檢測技術(shù)主要有射線檢測技術(shù)、滲透檢測技術(shù)、磁粉檢測技術(shù)和超聲波檢測技術(shù)。其中射線檢測技術(shù)僅對(duì)管道焊縫中的氣孔、夾渣和疏松等體積型缺陷的檢測靈敏度較高，對(duì)平面缺陷和腐蝕的檢測靈敏度較低，檢測效率低；滲透檢測、磁粉檢測由于是在管道內(nèi)部進(jìn)行，因而可操作性不強(qiáng)；超聲波檢測技術(shù)則具有能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離在役檢測、可檢測焊縫缺陷和腐蝕缺陷、可在管道外部在無需剝離防腐層和清管測徑的情況下檢測、操作性強(qiáng)檢測效率和精度高等優(yōu)點(diǎn)。因而超聲導(dǎo)波無損檢測技術(shù)近年來已廣泛應(yīng)用于管道檢測領(lǐng)域，并且成為眾多研究者關(guān)注的課題。

在申請(qǐng)?zhí)枮?01410581346.5的發(fā)明專利提供了一種壓力管道超聲內(nèi)檢測自動(dòng)化裝置，由于管道運(yùn)輸具有持續(xù)性，因此對(duì)于實(shí)現(xiàn)管道的內(nèi)在的在役檢測的實(shí)際應(yīng)用上并不可行。而在申請(qǐng)?zhí)枮?01320124475.2的發(fā)明專利提供了一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程燃?xì)夤艿佬孤z測系統(tǒng)，其采用在運(yùn)輸管道上間隔一定距離部署紅外傳感器，然后通過采集紅外傳感器信號(hào)的方式對(duì)管道進(jìn)行遠(yuǎn)程檢測，但是這種方法對(duì)于紅外傳感器精度和環(huán)境適應(yīng)性的要求非常高，并且紅外傳感器只能檢測管道泄露之后的情況，這時(shí)再經(jīng)過無線網(wǎng)絡(luò)處理后可能已經(jīng)造成了一定程度的經(jīng)濟(jì)損失，這種方法不僅檢測成本高、時(shí)效性差，而且檢測精度差，容易受環(huán)境因素影響。因此，總的來說目前超聲波檢測還存在自動(dòng)化程度低、對(duì)人員技術(shù)要求高、管道缺陷類型識(shí)別度差的缺點(diǎn)。而且隨著智能化時(shí)代的到來，為避免工人在我國大西部惡劣環(huán)境下對(duì)運(yùn)輸管道進(jìn)行在役檢測，并實(shí)現(xiàn)管道檢測的遠(yuǎn)程控制下的自動(dòng)化、智能化，這就成為眾多研究者持續(xù)關(guān)注的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)所存在的不足之處，本發(fā)明提供了一種基于雙模態(tài)超聲導(dǎo)波的長運(yùn)輸管道自動(dòng)檢測裝置。

為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種基于雙模態(tài)超聲導(dǎo)波的長運(yùn)輸管道自動(dòng)檢測裝置，包括可越障式的管道爬行器、超聲導(dǎo)波發(fā)生器、雙模態(tài)超聲導(dǎo)波探頭、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、無線傳輸模塊、圖像處理模塊、電源模塊、GPS定位模塊和遠(yuǎn)程總控室；可越障式的管道爬行器包括管道爬行器外殼和設(shè)置在管道爬行器外殼下方的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括帶齒磁吸輪、齒輪轉(zhuǎn)軸、三輪連接桿；

帶齒磁吸輪安裝在齒輪轉(zhuǎn)軸的兩端，齒輪轉(zhuǎn)軸的每一端均設(shè)置有三個(gè)帶齒磁吸輪，三個(gè)帶齒磁吸輪等角度分布于齒輪轉(zhuǎn)軸的外側(cè)并與其嚙合在一起，且位于齒輪轉(zhuǎn)軸同側(cè)的三個(gè)帶齒磁吸輪之間采用三輪連接桿、螺栓和螺母固定在一起；齒輪轉(zhuǎn)軸為兩根，水平對(duì)稱設(shè)置在管道爬行器外殼的兩側(cè)；

超聲導(dǎo)波發(fā)生器與雙模態(tài)超聲導(dǎo)波探頭相連接，信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊與無線傳輸模塊相連接；電源模塊設(shè)置在管道爬行器外殼的中部，并通過導(dǎo)線分別與超聲導(dǎo)波發(fā)生器、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、無線傳輸模塊、遙控裝置以及管道爬行器驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連接；管道爬行器外殼的外壁上安裝有紅外傳感器。

超聲導(dǎo)波發(fā)生器、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、無線傳輸模塊和遙控裝置均設(shè)置在管道爬行器外殼內(nèi)；管道爬行器外殼采用全封閉鋼制外殼。

雙模態(tài)超聲導(dǎo)波探頭為可發(fā)射縱向波L(0,2)和扭轉(zhuǎn)波T(0,1)超聲導(dǎo)波的組合探頭；縱向L(0,2)導(dǎo)波可準(zhǔn)確檢測管道表面的腐蝕和裂紋等缺陷，扭轉(zhuǎn)波T(0,1)導(dǎo)波可沿螺旋焊縫檢測焊縫缺陷。

雙模態(tài)超聲導(dǎo)波探頭使用螺釘固定在管道爬行器外殼的下方，雙模態(tài)超聲導(dǎo)波探頭與待測管道的接觸部分材料為橡膠，在檢測時(shí)雙模態(tài)超聲導(dǎo)波探頭與待測管道間形成一層空氣耦合劑。