CN101655467B - 一种承压设备环焊缝射线数字成像检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种承压设备环焊缝射线数字成像检测系统。所述系统包括：承压设备自动扫查装置，设置于所述承压设备的外部，用于绕所述承压设备的轴向旋转；射线发射装置，固定于所述承压设备自动扫查装置，用于发射射线以穿过所述环焊缝；射线接收及图像处理装置，固定于所述承压设备自动扫查装置并与所述射线发射装置相对设置，用于接收所发射的射线，将所述射线的光信号转换成数字信号以生成环焊缝检测图像，并对所述图像进行处理生成处理结果。本发明通过改变该承压设备自动扫查装置的直径可以实现对不同直径的承压设备环焊缝的数字成像检测，不但可大大降低检测成本，缩短产品的开发周期，还可以对缺陷进行快速识别。
Description
技术领域
本发明关于射线检测成像技术领域，特别关于承压设备的无损检测领域，具体地说是一种承压设备环焊缝射线数字成像检测系统，该系统可以广泛应用于承压设备环焊缝的无损检测和无损评价。
背景技术
承压设备包括锅炉、压力容器、压力管道等设备。锅炉由电站锅炉和工业锅炉组成，电站锅炉是火力发电的“心脏”，工业锅炉主要为工业(石油、化工、化肥、冶金、造纸等)的工艺过程提供热能、为公用和民用建筑提供采暖和热水。因此，锅炉设备的发展必将直接影响国民经济、城市化和工业化的发展。压力容器和工业管道主要分布在石油、化工、化肥、冶金、能源、储运、印染、食品/饮料等工业领域，是这些产业生存发展必备的基础性设施，是石油化工工业的“命脉”。但是承压设备内部通常直接或间接接触高温、高压、深冷、应力循环、腐蚀等长期作用，使用条件为承受大气腐蚀为主的外部恶劣条件，易产生各类新生缺陷。因此在制造、在役定检和运行监控过程中，针对其内部的检验检测十分重要。
目前国内针对此类焊缝的在线检测使用的射线检测手段主要为：胶片照相和工业电视。胶片照相存在以下缺点：1、检测过程复杂，检测时间至少需要20～30分钟；2、胶片保存、管理难以及废弃药水有环境污染；3、无法实现批量检测和缺陷的自动判读。工业电视的缺点：1、存在边缘畸变；2、受环境温度和磁场影响波动较大；3、收集光线的角度小，造成信息的丢失；4、成像质量无法与胶片照相相比。随着各种快速制造技术发展，上述的检测方法难以满足实际制造过程和检验市场的需要，已在一定程度上制约了特种设备制造业的发展。
申请号为01131937.2，公开号为CN1412552A，名称为“大口径管道环焊缝相控阵超声波自动检测系统”的中国发明专利申请作为本案的相关技术合并于此。
发明内容
针对承压设备施工焊缝的数字化无损检测的实际需求，本发明实施例提供一种承压设备环焊缝射线数字成像检测系统。该系统采用可以绕承压设备转动的承压设备自动扫查装置，以及固定于该承压设备自动扫查装置上的射线发射装置以及射线接收及图像处理装置共同完成对环焊缝的检测。此外，通过改变该承压设备自动扫查装置的直径可以实现对不同直径的承压设备环焊缝的数字成像检测，不但可大大降低检测成本，缩短产品的开发周期，还可以对缺陷进行快速识别。
为了实现以上发明目的，本发明实施例提供一种承压设备环焊缝射线数字成像检测系统，所述系统包括：承压设备自动扫查装置，设置于所述承压设备的外部，用于绕所述承压设备的轴向旋转；射线发射装置，固定于所述承压设备自动扫查装置，用于发射射线以穿过所述环焊缝；射线接收及图像处理装置，固定于所述承压设备自动扫查装置并与所述射线发射装置相对设置，用于接收所发射的射线，将所述射线的光信号转换成数字信号以生成环焊缝检测图像，并对所述图像进行处理生成处理结果。
所述承压设备自动扫查装置包括：环形装置，包括多个互相连接的变径连杆；主动轮，固定于所述环形装置并与所述承压设备表面接触，由电机驱动旋转以带动所述环形装置绕所述承压设备的轴向旋转；从动轮，固定于所述环形装置并与所述承压设备表面接触，由主动轮驱动旋转以带动所述环形装置绕所述承压设备的轴向旋转。
所述承压设备自动扫查装置还包括变径调整装置，所述变径调整装置插接在所述环形装置中间，所述变径调整装置两侧的变径连杆数目相同；所述变径调整装置的两侧在成对增加或减少所述变径连杆时，由所述变径调整装置调整所述环形装置的直径。
本发明对不同直径承压设备的检测能够自动调节，综合运用了数字化成像、软件开发和数据库评估技术，真正实现数字化无损检测，实现了便捷、安全的数据分析、存储和查询，降低了评片人员的劳动强度；提高了检测效率，确保了检测结果的可靠性、客观性、完整性、准确性。同时，减小了现场辐射剂量及其影响范围，有利于环境保护，经济效益和社会效益显著。
附图说明
图1为本发明实施例的承压设备环焊缝射线数字成像检测系统的立体图；
图2a为图1的主视图；
图2b为图1的俯视图；
图3为本发明实施例承压设备自动扫查装置10的详细结构图；
图4为本发明实施例变径调整装置101的详细结构图；
图5为本发明实施例主动轮驱动的原理图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
图1为本发明实施例的承压设备环焊缝射线数字成像检测系统的立体图，图2a为图1的主视图，图2b为图1的俯视图。以下结合图1-图2b对该系统的工作原理进行说明。该系统包括：承压设备自动扫查装置10，设置于承压设备40的外部，用于绕承压设备40的轴向旋转；射线发射装置20，固定于承压设备自动扫查装置10，用于发射射线以穿过环焊缝401；射线接收及图像处理装置30，固定于承压设备自动扫查装置10，并与射线发射装置20相对设置，用于接收所发射的射线，将所述射线的光信号转换成数字信号以生成环焊缝检测图像，并对所述图像进行处理生成处理结果。
射线发射装置20优选便携式X射线机。射线接收及图像处理装置30包括：探测器，用于接收发射的射线，所述探测器为平板探测器或线阵探测器；图像处理装置，与所述探测器连接，用于将射线的光信号转换成数字信号生成环焊缝检测图像，对所述图像进行处理生成检测结果。
如图2a所示，在一种较佳的实施方式中，该承压设备自动扫查装置10为大半个圆环形，而射线发射装置20和射线接收及图像处理装置30的位于该承压设备40直径的两个端点上，这样既能保证该系统在旋转时不致于脱离该承压设备40，也更易于将射线发射装置20和射线接收及图像处理装置30对准。
在一种最简单的实施方式中，该承压设备自动扫查装置至少包括：环形装置，主动轮和从动轮；主动轮固定于所述环形装置并与所述承压设备表面接触，由电机驱动旋转以带动所述环形装置绕所述承压设备的轴向旋转；从动轮，固定于所述环形装置并与所述承压设备表面接触，由主动轮驱动旋转以带动所述环形装置绕所述承压设备的轴向旋转。在这种最简单的方式中，由于环形装置的直径固定，因此只能为特定的承压设备而设计。
图3为本发明实施例承压设备自动扫查装置10的详细结构图。为了适应不同直径的承压设备环焊缝检测的需求，在一较佳实施例中，该承压设备自动扫查装置10的环形装置包括多个变径连杆102以及变径调整装置101。所述变径调整装置101插接在所述环形装置中间，所述变径调整装置101两侧的变径连杆102的数目相同，使该承压设备自动扫查装置10形成一对称结构，便于对直径进行调整。通过在变径调整装置的两侧成对增加或减少变径连杆102，并配合该变径调整装置101，就可以调整所述环形装置的直径。
如图3所示，该变径连杆102包括：沿所述承压设备的轴向距离一定间隔而相对设置的一对变径连杆片，每对变径连杆片上设置有相对的销轴孔，相邻的变径连杆通过销轴穿过销轴孔相连接。
图4为变径调整装置101的详细结构图。如图所示，变径调整装置101包括：两组变径调整连杆206和207、变径调整滑杆205、变径调整螺栓201、变径调整滑块202、两个变径调整支撑杆203。其中：
每组变径调整连杆包含沿所述承压设备的轴向距离一定间隔而相对设置的一对变径调整连杆片，每对变径调整连杆片的一端通过销轴204分别与两侧的变径连杆片连接，在每对变径调整连杆片中沿所述承压设备圆周方向设置有相对的开槽，两对变径连杆片的另一端沿所述开槽轮廓方向重叠滑动。
变径调整滑杆205的两端分别插置于两组变径调整连杆的开槽中，并可在所述开槽中滑动。变径调整螺栓201沿所述承压设备的径向设置，底部采用销钉固定于所述变径调整滑杆205。变径调整滑块202螺设于所述变径调整螺栓201上。每个变径调整支撑杆203的一端固定于销轴204上，另一端与所述变径调整滑块202的一端形成转动连接。变径调整螺栓201的转动带动所述变径调整滑块202的上下运动，使两个变径调整支撑杆203之间的夹角发生变化，进而带动所述变径调整连杆片之间的相对滑动，完成对所述环形装置直径的调整，使主动轮和从动轮能够紧贴承压设备的表面滚动。
再次参照图3，为了调整射线发射装置20以及射线接收和图像处理装置之间的相对位置，该承压设备自动扫查装置10还包括：两组变径微调连杆105、探测器固定架107和射线源固定架109。其中两组变径微调连杆105，分别与所述环形装置外侧的两个变径连杆连接，每组变径微调连杆包含两个变径微调连杆，如图3所示，两个变径微调连杆105之间采用齿轮啮合，使两个相邻的变径微调连杆可绕该齿轮转动。
探测器固定架107，固定于其中一组变径微调连杆上，如图3所示，该探测器固定架107优选的是跨设于两个变径微调连杆之间，使该齿轮啮合处位于该探测器固定架的中部。探测器固定架107上安装有射线接收及图像处理装置30。射线源固定架109，固定于另一组变径微调连杆上，所述射线源固定架109上安装有所述射线发射装置20。和探测器固定架一样，射线源固定架109优选的也是跨设于两个变径微调连杆之间，使该齿轮啮合处位于该探测器固定架的中部。
每个变径微调连杆包括：沿所述承压设备的轴向距离一定间隔而相对设置的一对变径微调连杆片。如图3所示，每个变径微调连杆片上包含沿径向设置的腰形孔1041，每个腰形孔上设置一个锁紧把手104以固定所述探测器固定架以及所述射线源固定架，所述锁紧把手104松开时，配合该齿轮的转动，可使射线源固定架和探测器固定架沿所述腰形孔1041的轮廓方向移动，以调整探测器固定架和射线源固定架的位置。
所述射线源固定架108还包括俯仰角调整滑块108，所述俯仰角调整滑块一端连接所述射线源20的前端，另一端沿所述环形装置的圆周方向滑动，以实现所述射线源俯仰角的调整。具体滑动方式可以是：另一端连接所述变径微调连杆，所述变径微调连杆中还设置有圆周方向的腰形孔1081，所述俯仰角调整滑块沿腰形孔1081滑动。
图5为本发明实施例主动轮驱动的原理图。如图所示，在电机架110内包含主动齿轮111和从动齿轮112，由电机113带动主动齿轮111及从动齿轮112的转动，从而驱动主动轮的转动。
本发明实施例的承压设备环焊缝射线数字成像检测系统通过成对增加或减少变径连杆，并配合变径调节部分使环形直径发生变化，实现对不同直径的承压设备环焊缝的数字成像检测，不但可大大降低检测成本，缩短产品的开发周期，还可以对缺陷进行快速识别。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种承压设备环焊缝射线数字成像检测系统，其特征在于，所述系统包括：
承压设备自动扫查装置，设置于所述承压设备的外部，用于绕所述承压设备的轴向旋转；
射线发射装置，固定于所述承压设备自动扫查装置，用于发射射线以穿过所述环焊缝；
射线接收及图像处理装置，固定于所述承压设备自动扫查装置并与所述射线发射装置相对设置，用于接收所发射的射线，将所述射线的光信号转换成数字信号以生成环焊缝检测图像，并对所述图像进行处理生成处理结果；
所述承压设备自动扫查装置包括：
环形装置，包括多个互相连接的变径连杆；
主动轮，固定于所述环形装置并与所述承压设备表面接触，由电机驱动旋转以带动所述环形装置绕所述承压设备的轴向旋转；
从动轮，固定于所述环形装置并与所述承压设备表面接触，由主动轮驱动旋转以带动所述环形装置绕所述承压设备的轴向旋转。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述承压设备自动扫查装置还包括变径调整装置，所述变径调整装置插接在所述环形装置中间，所述变径调整装置两侧的变径连杆数目相同；所述变径调整装置的两侧在成对增加或减少所述变径连杆时，由所述变径调整装置调整所述环形装置的直径。
3.根据权利要求2所述系统，其特征在于，所述变径连杆包括：沿所述承压设备的轴向距离一定间隔而相对设置的一对变径连杆片，每对变径连杆片上设置有相对的销轴孔，相邻的变径连杆通过销轴穿过销轴孔相连接。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述变径调整装置包括：
两组变径调整连杆，每组变径调整连杆包含沿所述承压设备的轴向距离一定间隔而相对设置的一对变径调整连杆片，每对变径调整连杆片的一端通过销轴分别与两侧的变径连杆片连接，在每对变径调整连杆片中沿所述承压设备圆周方向设置有相对的开槽，两对变径连杆片的另一端沿所述开槽轮廓方向重叠滑动；
变径调整滑杆，所述变径调整滑杆的两端分别插置于两组变径调整连杆的开槽中，并可在所述开槽中滑动；
变径调整螺栓，沿所述承压设备的径向设置，底部采用销钉固定于所述变径调整滑杆；
变径调整滑块，与所述变径调整螺栓螺纹连接；
两个变径调整支撑杆，每个变径调整支撑杆的一端固定于连接所述变径调整连杆和所述变径连杆的销轴上，另一端与所述变径调整滑块的一端形成转动连接；
所述变径调整螺栓的转动带动所述变径调整滑块的上下运动，使两个变径调整支撑杆之间的夹角发生变化，进而带动所述变径调整连杆片之间的滑动，以调整所述环形装置的直径。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述射线接收及图像处理装置包括：
探测器，用于接收发射的射线，所述探测器为平板探测器或线阵探测器；
图像处理装置，与所述探测器连接，用于将射线的光信号转换成数字信号生成环焊缝检测图像，对所述图像进行处理生成检测结果。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述承压设备自动扫查装置还包括：
两组变径微调连杆，分别与所述环形装置外侧的两个变径连杆连接，每组变径微调连杆包含两个变径微调连杆，所述的两个变径微调连杆之间采用齿轮啮合；
探测器固定架，固定于一组变径微调连杆上，所述探测器固定架上安装有所述射线接收及图像处理装置；
射线源固定架，固定于另一组变径微调连杆上，所述射线源固定架上安装有所述射线发射装置。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，每个变径微调连杆包括：沿所述承压设备的轴向距离一定间隔而相对设置的一对变径微调连杆片，每个变径微调连杆片上包含沿所述承压设备径向设置的腰形孔，每个腰形孔上设置一个锁紧把手以固定所述探测器固定架以及所述射线源固定架，所述锁紧把手松开时，配合所述齿轮的转动，使所述射线源固定架和探测器固定架沿所述腰形孔的轮廓方向移动。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述射线源固定架还包括俯仰角调整滑块，所述俯仰角调整滑块一端连接所述射线源固定架的前端，另一端沿所述环形装置的圆周方向滑动，以实现所述射线源俯仰角的调整。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述射线发射装置为便携式X射线机。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120201 Termination date: 20120822 |