[發明專利]一種浮態制造過程變形檢測裝置及其安裝、檢測方法

有效

• 申請號: 202011582714.X
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112762852B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 鄒大鵬;張永康;肖體兵;周磊
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 廣州專理知識產權代理事務所(普通合伙) 44493
• 代理人: 沈素芹

本發明公開了一種浮態制造過程變形檢測裝置及其安裝、檢測方法，屬于浮態制造技術領域，包括定位導軌、輔助導軌、測量車和數據處理模塊；測量車包括車架、驅動單元、校準單元和三維輪廓儀；數據處理模塊通過校準單元測量得到的絕對變化值來構建基準，來對檢測區域的三維輪廓掃描結果進行處理，得出焊縫兩側的兩個焊件之間的相對變形程度和兩個焊件各自的絕對變形程度。通過將定位導軌和輔助導軌分別安裝在兩個焊件上，解決了在大型浮態制造過程中受海浪和海風等環境因素的影響導致兩個相對浮動狀態的焊件結構產生相對運動對測量結果造成影響的問題；通過測量車的移動檢測，實現對檢測區域的相對變形程度和絕對變形程度的檢測。

技術領域

本發明涉及浮態制造技術領域，尤其涉及一種浮態制造過程變形檢測裝置及其安裝、檢測方法。

背景技術

常規建造深海石油鉆探平臺的方法是船塢建造或者船臺建造，其制造工藝技術相對成熟，但存在如下缺點：大型船塢投入巨大、占用場地大、建造周期長、維護成本高；海工產品屬于個性化設計與制造產品，船塢適應性差；深海鉆井平臺建造周期一般是4～6年，一個船塢僅僅容納一個平臺建造，利用率太低，直接影響了企業的生產效益，船塢制造更適合于船舶修理與改裝；船塢建造屬于剛性約束狀態下制造，焊接應力不易釋放而形成殘余應力。

浮態制造本著不需要船務，而是直接在水上進行制造，在同一層內“分段制造、逐段連接”，在不同層內采取“分層制造，逐層疊加”，直接制造巨型超重海洋工程裝備的一種非傳統制造方法，浮態制造能夠解決以上常規基于船塢建造方法的缺點。與傳統的船塢制造模式相比，浮態制造環境更加惡劣，繩索約束的浮態制造工藝系統剛性弱、穩定性差。深海鉆井平臺系統復雜、體積龐大，系統集成度高，其分段制造誤差和整體裝配誤差不僅受到繩索柔性系泊系統力學特性及定位穩定性的影響，而且受到制造水域風、浪、流及一年四季溫度變化的影響，制造誤差影響因素眾多、形成機理復雜，制造精度控制難。比如浮態制造的深水半潛式鉆井平臺分層制造和合攏的精度要求高(長度10-12米)：安裝線、理論線、檢查線、中心線精度、尺寸偏差、裝配間隙精度控制在≤5毫米范圍內，裝配長度方向和寬度方向尺寸偏差≤2.5毫米，平面裝配對角線偏差≤8毫米。裝配精度高，例如70米高重約1000噸的井架吊裝到65米高的井架平臺安裝對中誤差僅為±6毫米，曲面裝配和立體裝配對角線偏差≤15毫米。由此如何實現浮態制造過程變形的動態、實時和大尺度檢測是首要解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于克服上述已有技術的不足，提供浮態制造過程變形檢測裝置及其安裝、檢測方法，實現動態實時對焊縫51及焊縫51兩側連接結構的變形程度的檢測。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

一種浮態制造過程變形檢測裝置，包括定位導軌、輔助導軌、測量車和數據處理模塊；

所述定位導軌和所述輔助導軌相互平行設置并分別設在待檢測焊縫兩側的兩個焊件上，所述定位導軌和所述輔助導軌之間形成檢測區域；

所述測量車包括車架以及設在所述車架上的驅動單元、校準單元和三維輪廓儀；

所述車架的左右兩側分別設有主動滾輪和從動滾輪，所述主動滾輪在所述定位導軌上滾動，所述從動滾輪在所述輔助導軌上滾動，所述車架的一側還設有兩個定位架，兩個所述定位架分別位于所述主動滾輪的前后兩側，兩個所述定位架均套設于所述定位導軌的外側，并與所述定位導軌滑動配合；

所述校準單元用于檢測所述定位導軌與所述輔助導軌之間的相對運動；

所述驅動單元用于驅動所述主動滾輪正轉或反轉；

所述三維輪廓儀用于對檢測區域進行三維輪廓的掃描；

所述數據處理模塊與所述測量車通過有線/無線的方式連接，所述數據處理模塊通過校準單元測量得到的絕對變化值來構建基準，來對檢測區域的三維輪廓掃描結果進行處理，得出焊縫兩側的兩個焊件之間的相對變形程度和兩個焊件各自的絕對變形程度。