CN102749340A - 一种可调式管道中心透照装置 - Google Patents
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Abstract
本发明介绍了一种可调式管道中心透照装置，包括射射线源、曝光头、源保护腔、定位螺栓、第一节支架、第二节支架、射线源输送管；支架均包括带螺纹的空心管、复位弹簧、前后两个支撑环、三个支撑臂、带螺纹的紧固调节环、，每个支撑臂包括前后两个支撑腿和导向轮，支撑腿的两端分别固定在固定环和导向轮的轴端；第二节支架位于第一节支架后方，与第一节支架通过螺纹连接。本发明效果好，效率比原来的双壁单影法提高了10倍，可以节省大量的施工和检测时间，大大降低了无损检测难度大，透照时间短保证了整个工期目标的实现；解决了高压加氢装置或类似装置工艺管道检测施工的瓶颈问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种无损检测设备，特别是一种可调式管道中心透照装置。
背景技术
高压加氢裂化装置中加氢管道多为高压、高温、大壁厚管道，在施工工艺方面要求高，焊接难度大，焊缝难以检测。根据现行国家规范和行业标准，该部分管道需要100%射线检测。以某石化公司千万吨炼油、百万吨乙烯工程200万吨/年加氢裂化装置为例，涉及到的高压管道4262.58米，管道设计压力最高达21.93MPa，设计温度最高达499℃，材质涉及ASTM A106 Gr.B 、A335-P11、A335 - P22、A312 -TP321、20#等；最大管径为660mm,最大壁厚为58mm。由于该装置四周均为生产装置，按照业主的射线作业时间为每日00：30—04：30，有效作业时间不超过4个小时。按照常规作业方法，该装置采用50居里的铱192作为射线源，高压管线部分的透照时间为1200小时左右。除去准备时间，每天能够利用的曝光时间为3小时左右，这样就大概需要400个工作日左右，而整套装置的施工工期仅为150天，根本无法保证施工工期。
高压加氢装置中管道多为高压、高温、大壁厚管道，施工工艺要求高，无损检测难度大，透照时间长，成为高压加氢装置检测施工的瓶颈。
在其他需要无损检测的设备中，也存在这同样的技术需求，迫切需要一种能够在提高了作业效率的现场检测设备。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可调式管道中心透照装置，为技术要求高的管道施工提供一种高效、可操作性强的中心透照检测装置，从而解决了高压加氢装置或类似装置工艺管道检测施工的瓶颈问题。
为了实现解决上述技术问题的目的，本发明采用了如下技术方案：
本发明的一种可调式管道中心透照装置，包括射线源、曝光头、源保护腔、定位螺栓、第一节支架、第二节支架、射线源输送管；射线源输送管位于带螺纹的空心管内，放射源固定在射线源输送管中间的金属丝一端；工作时射线源设置在第一节支架的带螺纹的空心管头部的曝光头，非工作状态时位于源保护腔；
曝光头是位于可调式管道中心透照装置最前端的一个可容纳射线源的空腔；源保护腔是位于曝光头后可容纳射线源的空腔，使用铅或者铅合金为材质；定位螺栓位于源保护腔后第一节支架的带螺纹的空心管上，上面设置带内螺纹的固定孔，固定孔同时穿过带螺纹的空心管一侧管壁，定位螺丝通过固定孔上将射线源输送管进行固定；
第一节和第二节支架均包括带螺纹的空心管、复位弹簧、前后两个支撑环、三个支撑臂、带螺纹的紧固调节环，前支撑环位于射线源和源保护腔后方，后支撑环位于带螺纹的紧固调节环前，后支撑环可以在带螺纹的空心管上移动，复位弹簧位于两个固定环中间，每个支撑臂包括前后两个支撑腿和导向轮；每个支撑环上设置有三个支撑架，支撑架设有定位孔，每个支撑腿前后两端均设置通孔；支撑腿一端通过通孔和定位孔通过销轴连接，另一端通过固定孔和导向轮的轴芯通过销轴连接；三个支撑臂之间的夹角为100~140度；
第二节支架位于第一节支架后方，第二节支架的前端设置内螺纹，与第一节支架通过第一节支架的空心管的外螺纹固定连接。
本发明的可调式管道中心透照装置，其改进的技术方案可以是：所述的支撑腿为长度可调节结构。其进一步具体的技术方案可以是：所述的支撑腿为多节性结构，每一节的长度方向上设置多个等距离的固定孔，相邻节之间使用螺丝通过固定孔进行连接。这样，当检测不同管径的管道时，可以通过调节相邻节之间重合的长度，来调节支撑臂长。
导向轮可以使得可调式管道中心透照装置可以在管道内移动。
本发明的可调式管道中心透照装置，其改进的技术方案还可以是：所述的支撑臂之间的夹角为120度。
具体的，所述的射线源输送管的技术要求为：射线源输送管为金属丝塑料复合管，在两层塑料之间为金属丝组成的中间层；金属丝塑料复合管的前端设置一个金属圆环或者多边形环。这样，可以是射线源输送管既保证一定的强度，也可以一定程度挠曲，内外层的塑料还可以减少放射源进出的摩擦阻力，金属环或者多边形环可以通过固定孔进行定位，保证射线源的位置准确。进一步具体的，射线源输送管选择γ源机的输源管。
本专利的射线源，使用常规的无损检测放射源即可，只要能够安全放置于源保护腔内。
使用时，将本发明的可调式管道中心透照装置，在带螺纹的空心管中间插入射线源输送管，调节支撑臂长使可调式管道中心透照装置能够进入管道内，由于射线源输送管具有一定的强度和韧性，将可调式管道中心透照装置送入管道内，将放射源定位；放射源定位后再确定透照焊缝的位置。然后进行检测，根据确定的曝光参数进行透照，与常规透照方式一致。
需要调节支撑臂长时，旋转带螺纹的紧固调节环，使后支撑环在带螺纹的空心管上移动，从而使支撑臂长发生变化，从而适应不同的管道。而且，如果于多节性结构支撑腿的每一节的长度方向上设置多个等距离的固定孔，当检测不同管径的管道时，可以通过调节相邻节之间重合的长度，来调节支撑臂长。
这些技术方案也可以互相组合或者结合，从而达到更好的技术效果。
使用中心透照装置后，明显的提高了作业效率，大量的缩短了工期。以φ325×25的对接焊口为例，采用双壁单影法透照一张底片的时间为21分钟，而采用中心透照装置后，采用中心透照一张底片的时间仅为1.74分钟，仅为前者的1/12。某装置共透照8766张底片，综合功效比双壁单影法提高了10倍。在有限的作业时间和空间条件的限制下，使某200万吨/年加氢裂化装置高压加氢管道的射线检测工作与管道预制安装工作保持同步，保证所有预制管段焊口在安装前全部透照完毕，为装置的顺利中交赢得了宝贵的时间。
通过采用上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：
本发明的可调式管道中心透照装置，实际应用中效果良好，效率比原来的双壁单影法提高了10倍，可以节省大量的施工和检测时间，大大降低了无损检测难度大，透照时间短保证了整个工期目标的实现；也为同类工程施工提供一种高效、可操作性强的中心透照检测装置，从而解决了高压加氢装置或类似装置工艺管道检测施工的瓶颈问题。
附图说明
图1是本发明的可调式管道中心透照装置示意图。图中，仅显示两个支撑臂，另一个支撑臂结构与其他支撑臂。
图2是本发明的可调式管道中心透照装置第一节支架结构立体图。
图中，1-定位螺栓，2-前支撑环，3-复位弹簧，4-后支撑环，5-紧固调节环，6-带螺纹的空心管，7-支撑臂的前支撑腿，8-导向轮，9-支撑臂的后支撑腿，10-射线源输送管，11-曝光头，12-源保护腔，13-固定孔。
具体实施方式
下面结合附图对本专利进一步说明。
如图1到图2所示，本发明的可调式管道中心透照装置，包括射线源、曝光头、源保护腔、定位螺栓、第一节支架、第二节支架、射线源输送管；源保护腔位于曝光头后，使用铅为材质；定位螺栓位于源保护腔后第一节支架的带螺纹的空心管上，上面设置带内螺纹的固定孔，定位螺丝通过固定孔上将射线源输送管进行固定；射线源输送管位于带螺纹的空心管内，放射源固定在射线源输送管中间的金属丝一端；工作时射线源设置在第一节支架的带螺纹的空心管头部的曝光头，非工作状态时位于源保护腔。
第一节和第二节支架均包括带螺纹的空心管、复位弹簧、前后两个支撑环、三个支撑臂、带螺纹的紧固调节环、导向轮，前支撑环位于射线源和源保护腔后方，后支撑环位于带螺纹的紧固调节环前，后支撑环可以在带螺纹的空心管上移动，复位弹簧位于两个固定环中间，每个支撑臂包括前后两个支撑腿和导向轮；每个支撑环上设置有三个支撑架，支撑架有两个平行的支撑座，支撑座设有互相对应的定位孔；支撑腿为金属板，前后两端均设置通孔；支撑腿一端通过通孔和定位孔通过销轴连接，另一端通过通孔和导向轮的轴芯通过销轴连接；三个支撑臂之间的夹角为120度。
第二节支架位于第一节支架后方，第二节支架的前端设置内螺纹，与第一节支架通过第一节支架的空心管的外螺纹固定连接。
支撑腿可以设置为多节性结构，每一节的长度方向上设置多个等距离的固定孔，相邻节之间使用螺丝通过固定孔进行连接。这样，当检测不同管径的管道时，可以通过调节相邻节之间重合的长度，来调节支撑臂长。
使用时，将本发明的可调式管道中心透照装置，在带螺纹的空心管中间插入射线源输送管，调节支撑臂长使可调式管道中心透照装置能够进入管道内，由于射线源输送管具有一定的强度和韧性，将可调式管道中心透照装置送入管道内，将放射源定位；放射源定位后再确定透照焊缝的位置。然后进行检测，根据确定的曝光参数进行透照，与常规透照方式一致。
需要调节支撑臂长时，旋转带螺纹的紧固调节环，使后支撑环在带螺纹的空心管上移动，从而使支撑臂长发生变化，从而适应不同的管道。而且，如果于多节性结构支撑腿的每一节的长度方向上设置多个等距离的固定孔，当检测不同管径的管道时，可以通过调节相邻节之间重合的长度，来调节支撑臂长。
使用中心透照装置后，明显的提高了作业效率，大量的缩短了工期。表1是200万吨/年加氢裂化装置高压加氢管道的射线检测使用效果数据对比表。从表1对比可看出，以φ325×25的对接焊口为例，采用双壁单影法透照一张底片的时间为21分钟，而采用中心透照装置后，采用中心透照一张底片的时间仅为1.74分钟，仅为前者的1/12。全装置共透照8766张底片，综合功效比双壁单影法提高了10倍！在有限的作业时间和空间条件的限制下，使200万吨/年加氢裂化装置高压加氢管道的射线检测工作与管道预制安装工作保持同步，保证所有预制管段焊口在安装前全部透照完毕，为装置的顺利中交赢得了宝贵的时间。
表1 200万吨/年加氢裂化装置高压加氢管道的射线检测使用效果数据对比表
| 管径 | φ168×18 | φ168×21 | φ219×18 | φ219×20 | φ219×25 | φ273×21 |
| 双壁单影（张） | 1686 | 86 | 12 | 594 | 96 | 48 |
| 一次透照时间（分钟） | 3.0 | 4.0 | 5.1 | 6.1 | 10.0 | 10.3 |
| 中心透照（张） | 3545 | 48 | 136 | 1774 | 186 | 60 |
| 一次透照时间（分钟） | 0.29 | 0.34 | 0.53 | 0.59 | 0.80 | 1.00 |
| 比值 | 10:1 | 12:1 | 10:1 | 10:1 | 12:1 | 10:1 |
| 管径 | φ273×28 | φ273×34 | φ325×25 | φ325×28 | φ325×34 | φ355×31 |
| 双壁单影（张） | 1636 | 30 | 133 | 56 | 76 | 115 |
| 一次透照时间（分钟） | 19.9 | 35.4 | 21.0 | 28.0 | 49.7 | 44.6 |
| 中心透照（张） | 1308 | 210 | 31 | 202 | 56 | 271 |
| 一次透照时间（分钟） | 1.40 | 1.86 | 1.74 | 1.84 | 2.46 | 2.68 |
| 比值 | 14:1 | 19:1 | 12:1 | 15:1 | 20:1 | 17:1 |
| 管径 | φ355×35 | φ406×40 | φ457×40 | φ457×45 | φ508×44 | 合计 |
| 双壁单影（张） | 0 | 164 | 72 | 18 | 36 | 4858.0 |
| 一次透照时间（分钟） | 67.3 | 137.8 | 182.2 | 294.0 | 328.3 | 1246.6 |
| 中心透照（张） | 12 | 356 | 164 | 228 | 107 | 8766.0 |
| 一次透照时间（分钟） | 3.50 | 5.09 | 6.73 | 8.55 | 9.64 | 109.6 |
| 比值 | 19:1 | 27:1 | 27:1 | 34:1 | 34:1 | 11.1 |
说明：以透照的材质为P11 、 P22为例，依据JB/ T4730.2-2005--3.2.3 采用γ射线对裂纹敏感性大的材料进行射线检测时,应采用T2类或更高类别的胶片。故选用AGFA C4 胶片。但该类型胶片的曝光时间是AGFA C7 胶片曝光时间的3倍。
Claims (7)
1.一种可调式管道中心透照装置，其特征是：包括射线源、曝光头、源保护腔、定位螺栓、第一节支架、第二节支架、射线源输送管；射线源输送管位于带螺纹的空心管内，射线源固定在射线源输送管中间的金属丝一端；工作时射线源设置在第一节支架的带螺纹的空心管头部的曝光头，非工作状态时位于源保护腔；
曝光头是位于可调式管道中心透照装置最前端的一个可容纳射线源的空腔；源保护腔是位于曝光头后可容纳射线源的空腔，使用铅或者铅合金为材质；定位螺栓位于源保护腔后第一节支架的带螺纹的空心管上，上面设置带内螺纹的固定孔，固定孔同时穿过带螺纹的空心管一侧管壁，定位螺丝通过固定孔上将射线源输送管进行固定；
第一节和第二节支架均包括带螺纹的空心管、复位弹簧、前后两个支撑环、三个支撑臂、带螺纹的紧固调节环，前支撑环位于射线源和源保护腔后方，后支撑环位于带螺纹的紧固调节环前，后支撑环可以在带螺纹的空心管上移动，复位弹簧位于两个固定环中间，每个支撑臂包括前后两个支撑腿和导向轮；每个支撑环上设置有三个支撑架，支撑架设有定位孔，每个支撑腿前后两端均设置通孔；支撑腿一端通过通孔和定位孔通过销轴连接，另一端通过通孔和导向轮的轴芯通过销轴连接；三个支撑臂之间的夹角为100~140度；
第二节支架位于第一节支架后方，第二节支架的前端设置内螺纹，与第一节支架通过第一节支架的空心管的外螺纹固定连接。
2.根据权利要求1所述可调式管道中心透照装置，其特征是：所述的支撑腿为长度可调节结构。
3.根据权利要求2所述可调式管道中心透照装置，其特征是：所述的支撑腿为多节性结构，每一节的长度方向上设置多个等距离的固定孔，相邻节之间使用螺丝通过固定孔进行连接。
4.根据权利要求1所述可调式管道中心透照装置，其特征是：支撑臂之间的夹角为120度。
5.根据权利要求1所述可调式管道中心透照装置，其特征是：所述的射线源输送管为金属丝塑料复合管，在两层塑料之间为金属丝组成的中间层；金属丝塑料复合管的前端设置一个金属圆环或者多边形环。
6.根据权利要求5所述可调式管道中心透照装置，其特征是：所述的射线源输送管为γ源机的输源管。
7.根据权利要求1所述可调式管道中心透照装置，其特征是：所述的射线源为常规的无损检测射线源。
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