[發(fā)明專利]大型彎管彎曲半徑檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911172821.2
• 申請(qǐng)日: 2019-11-26
• 公開（公告）號(hào): CN110849291B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳紅宇;張進(jìn);余蘇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 二重（德陽(yáng)）重型裝備有限公司
• 主分類號(hào): G01B11/255
• 分類號(hào): G01B11/255;G06F17/10
• 代理公司: 成都希盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51226
• 代理人: 張行知;何強(qiáng)

本發(fā)明涉及彎管加工檢測(cè)領(lǐng)域，公開了一種大型彎管彎曲半徑檢測(cè)方法。該方法先利用準(zhǔn)確性更高的直管段數(shù)據(jù)確定唯一圓心，計(jì)算彎曲段內(nèi)外腹的側(cè)母線輪廓點(diǎn)到圓心的距離，計(jì)算得出均值，進(jìn)而計(jì)算彎管的彎曲半徑，可以保證外腹、內(nèi)腹擬合后的圓弧同心，滿足設(shè)計(jì)計(jì)算要求，不受人員、設(shè)備因素的影響，不同的人得出的檢測(cè)結(jié)果一致，給產(chǎn)品制造、驗(yàn)收、安裝和功能評(píng)估帶來(lái)便利。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及彎管加工檢測(cè)領(lǐng)域，尤其是一種大型彎管彎曲半徑檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

彎管是在彎頭的基礎(chǔ)上兩端或一端帶有直管，在管道系統(tǒng)中起改變管路方向的作用。隨著核電單堆功率的增加和安全性的日益提高，彎管由于沒(méi)有直管和彎頭之間的焊縫，安全性高、在役檢查工作量小，在核島一回路管路中的使用越來(lái)越廣泛。在核島一回路管路中，主管道和波動(dòng)管單體多采用“大半徑、小圓弧”的大型彎管，設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)系統(tǒng)要求選擇不同的內(nèi)外徑，根據(jù)核島設(shè)備布置情況選擇不同的彎曲半徑和彎曲角度。這里的大型彎管是指DN350及以上的彎管。

核島一回路彎管的彎曲半徑影響彎管和其他設(shè)備的相對(duì)位置，影響管路的流阻，是設(shè)計(jì)重點(diǎn)關(guān)注的關(guān)鍵參數(shù)之一。目前，設(shè)備制造標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范往往僅規(guī)定彎曲半徑的數(shù)值要求，對(duì)于“大半徑、小圓弧”彎管的彎曲半徑，由于彎管彎頭不同位置的橢圓度、增厚減薄不同，彎管的彎曲角度、彎曲半徑、直段長(zhǎng)度規(guī)格較多，同時(shí)不同企業(yè)采用的成形方法不同，由于金屬連續(xù)性產(chǎn)生的分散效應(yīng)，直段和彎曲存在過(guò)渡區(qū)，難以確定起彎、終彎的準(zhǔn)確位置，導(dǎo)致大型彎管難以規(guī)定彎曲半徑的統(tǒng)一檢測(cè)方法。

在實(shí)際執(zhí)行過(guò)程中，各制造企業(yè)往往根據(jù)自己的檢測(cè)條件和檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行檢測(cè)，主要的測(cè)量方法包括外腹、內(nèi)腹圓弧輪廓擬合計(jì)算法和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)模比對(duì)法。下面對(duì)兩種檢測(cè)方法進(jìn)行分析。

外腹、內(nèi)腹圓弧輪廓擬合計(jì)算法介紹：

如圖1所示，采用本方法檢測(cè)時(shí)，首先采用激光跟蹤儀采集彎管直管段外表面數(shù)據(jù)，模擬直段外圓圓柱并拾取中心特征點(diǎn)；采用激光跟蹤儀采集彎曲段外腹、內(nèi)腹側(cè)母線輪廓線數(shù)據(jù)，由于檢測(cè)時(shí)無(wú)法確定理論起彎、終彎位置，只能根據(jù)實(shí)物實(shí)際情況粗略估計(jì)外腹、內(nèi)腹側(cè)母線輪廓線開始和終了位置。

數(shù)據(jù)采集后，采用測(cè)量分析軟件，利用兩端直管段外圓數(shù)據(jù)擬合中心軸向構(gòu)建平面，此平面既是測(cè)量基準(zhǔn)面；利用彎曲段外腹、內(nèi)腹側(cè)母線輪廓線上的點(diǎn)，分別擬合計(jì)算內(nèi)輪廓與外輪廓的圓弧半徑R_內(nèi)、R_外，之后通過(guò)(R_內(nèi)+R_外))/2計(jì)算得到彎曲半徑具體值。

外腹、內(nèi)腹圓弧輪廓擬合計(jì)算法存在的問(wèn)題和不足：

1、外腹、內(nèi)腹圓弧擬合后的圓不同心

如圖2所示，利用外腹、內(nèi)腹側(cè)母線輪廓線上的點(diǎn)分別擬合圓時(shí)，兩個(gè)圓的圓心很可能不重合，在外腹、內(nèi)腹不同心的情況下通過(guò)(R_內(nèi)+R_外)/2計(jì)算彎曲半徑，該彎曲半徑難以反映實(shí)物的真實(shí)尺寸。

2、數(shù)據(jù)采集區(qū)域和圓弧實(shí)際區(qū)域不一致

大型彎管在彎曲成形時(shí)，由于金屬纖維連續(xù)性產(chǎn)生的分散效應(yīng)，直段和彎曲段存在過(guò)渡區(qū)，即由彎曲狀態(tài)過(guò)渡到直管狀態(tài)。采用激光跟蹤儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，難以確定圓弧的起始和終了位置，圓弧數(shù)據(jù)采集區(qū)域和圓弧實(shí)際區(qū)域不一致。由于圓弧數(shù)據(jù)采集區(qū)域和圓弧實(shí)際區(qū)域不一致，數(shù)據(jù)擬合后的彎曲半徑難以準(zhǔn)確反映實(shí)物的彎曲半徑。

3、“大半徑、小圓弧”彎管圓弧微小變化產(chǎn)生很大的彎曲半徑變化

“大半徑、小圓弧”彎管圓弧半徑和彎曲角度的關(guān)系見(jiàn)圖3和圖4，當(dāng)圓弧位置發(fā)生毫米級(jí)的變化時(shí)，對(duì)應(yīng)圓心位置發(fā)生較大變化，計(jì)算的彎曲半徑發(fā)生很大變化，采用該方法測(cè)量，在工程上難以應(yīng)用。

標(biāo)準(zhǔn)數(shù)模比對(duì)法介紹：