[發(fā)明專利]一種曲率可調(diào)凹陣相控陣探頭管道腐蝕自動檢測裝置

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• 申請日: 2017-07-20
• 公開（公告）號: CN107271570A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 紀(jì)軒榮;陳奇禮;王黎
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州多浦樂電子科技有限公司
• 主分類號: G01N29/24
• 分類號: G01N29/24;G01N29/265
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司44202
• 代理人: 郝傳鑫

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種曲率可調(diào)凹陣相控陣探頭管道腐蝕自動檢測裝置。

背景技術(shù)

管道的運輸是五大運輸方式之一，在世界已經(jīng)有100多年的歷史，至今發(fā)達(dá)國家的原油管道運輸占總運輸量的80％，成品油長距離運輸基本實現(xiàn)管道化，天然氣管道運輸更是達(dá)到95％。

危害輸油管道的安全因素主要有以下幾方面：

1、自然災(zāi)害，這是不可避免的因素；

2、人為破壞，這是主觀可以避免的因素；

3、管道腐蝕，這是管道的安全因素中最為嚴(yán)重的因素，需要通過技術(shù)手段去解決的重要問題。

管道腐蝕廣泛凸顯在石油管道的運輸環(huán)節(jié)中，是保證油氣輸送安全和成本控制的重要課題。在輸油管道的運營過程中，各種因素帶來的輸油管道腐蝕造成失效，降低了管道的使用壽命及影響管道的輸送，更嚴(yán)重的甚至導(dǎo)致輸油管道發(fā)生爆炸造成人身安全及造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，所以輸油管道的腐蝕的檢測顯得非常有必要的。

針對裸露在外部的輸油管，管內(nèi)腐蝕檢測技術(shù)主要針對管道內(nèi)壁幾何形狀的變化來進(jìn)行測量和分析，目前主要檢測方法有漏磁通法、超聲波檢測、渦流檢測和激光檢測，其中較為廣泛是漏磁通檢測和超聲波檢測。

其中超聲波檢測管道腐蝕目前主要還是用常規(guī)超聲探頭及相控陣凹陣超聲探頭來做檢測，常規(guī)超聲探頭檢測效率低，相控陣凹陣超聲探頭檢測比較方便，但是不同管道要定制相匹配的超聲凹陣相控陣探頭，這種不通用性造成檢測成本會比較高；且目前采用超聲相控陣探頭檢測輸油管道內(nèi)腐蝕大部分還是停留在手工檢測階段，無法實現(xiàn)自動化檢測，檢測效率也比較低。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的是提供一種曲率可調(diào)凹陣相控陣探頭管道腐蝕自動檢測裝置，其設(shè)計輕巧，適用于不同管徑輸油管的檢測，降低了檢測成本，且提高了檢測效率。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種曲率可調(diào)相控陣凹陣探頭管道腐蝕超聲自動檢測裝置，包括：

探頭機構(gòu)，探頭機構(gòu)包括探頭和水套，水套套設(shè)在探頭上；

探頭固定夾具，探頭固定夾具包括基座和磁吸輪，基座與探頭連接，磁吸輪設(shè)置在基座上；

爬行器，爬行器包括爬行器本體、驅(qū)動機構(gòu)和驅(qū)動磁輪，爬行器本體與探頭固定夾具連接；驅(qū)動機構(gòu)和驅(qū)動磁輪均設(shè)置在爬行器本體上，驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動驅(qū)動磁輪運動。

本發(fā)明中，探頭為曲率可調(diào)的柔性超聲相控陣探頭，水套為柔性水套。探頭固定夾具為可拆卸式的；磁吸輪和驅(qū)動磁輪均能夠吸附在管道上，便于管道腐蝕超聲自動檢測裝置爬行90度直管和180度倒掛檢測。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開的曲率可調(diào)凹陣相控陣探頭管道腐蝕自動檢測裝置，通過采用柔性的、曲率可調(diào)的超聲相控陣凹陣探頭，使之能夠適用于不同管徑輸油管道的檢測，大大降低了檢測成本；將探頭固定夾具分別與探頭和爬行器連接，使自動爬行器運動時能夠帶動探頭進(jìn)行檢測，提高了檢測效率，解決了現(xiàn)有技術(shù)中探頭無法適用于不同管徑的管道檢測的問題，以及傳統(tǒng)人工檢測效率低下的問題。

根據(jù)本發(fā)明另一具體實施方式，探頭為曲率可調(diào)的柔性超聲相控陣探頭，柔性超聲相控陣探頭采用柔性壓電復(fù)合材料制成。

本發(fā)明中，曲率可調(diào)的柔性超聲相控陣探頭采用柔性壓電復(fù)合材料制作，電極通過柔性FPC連接，探頭采用聚氨酯灌封；柔性的壓電復(fù)合材料激勵超聲波信號，以對輸油管進(jìn)行檢測。曲率可調(diào)的超聲相控陣凹陣探頭通過同軸電纜線與連接器接口連接，能夠連接上超聲相控陣儀器。

根據(jù)本發(fā)明另一具體實施方式，基座上設(shè)有用于與待檢測管道相匹配的凹槽，探頭與凹槽的凹面連接。

本發(fā)明中，探頭固定夾具上的凹槽的曲率半徑根據(jù)輸油管外徑、曲率可調(diào)的超聲相控陣凹陣探頭厚度而定，以使可變曲率超聲相控陣凹陣探頭與管道更加貼合。

根據(jù)本發(fā)明另一具體實施方式，探頭與凹槽的凹面粘接。

本發(fā)明中，探頭與凹槽的凹面通過硅酮膠粘接，將探頭粘接固定在夾具上，同時夾具兩端有卡位定位可變曲率超聲相控陣凹陣探頭保證探頭檢測過程不偏移。

根據(jù)本發(fā)明另一具體實施方式，磁吸輪的數(shù)目為4個，4個磁吸輪分為兩組，兩組磁吸輪分別設(shè)置于基座的兩側(cè)。根據(jù)本發(fā)明另一具體實施方式，基座上設(shè)有螺紋孔，爬行器本體與螺紋孔通過螺釘固定連接。

根據(jù)本發(fā)明另一具體實施方式，驅(qū)動磁輪的數(shù)目為4個，4個驅(qū)動磁輪分為兩組，兩組驅(qū)動磁輪平行設(shè)置于爬行器上。

根據(jù)本發(fā)明另一具體實施方式，超聲自動檢測裝置進(jìn)一步包括用于向水套注水的水耦合裝置，水耦合裝置包括電動水泵、水箱和用于與水套連接的水管。