CN104385085B - 一种管体金属损失环加工方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种管体金属损失环加工方法，包括：将待加工管体固定于转动轴，转动轴包含有第一发轮盘；将转动轴固定于支撑架；将第一发轮盘与一电动机的第二发轮盘通过链条连接；将角磨机固定于转动杆的第一位置，角磨机包含砂轮片；将深度调节片固定于转动杆的第二位置，第二位置与第一位置之间的距离在预设范围；将深度调节片与砂轮片的外边缘的相对深度调节为第一深度；运行电动机，以通过电动机控制待加工管体转动；运行角磨机，通过旋转转动杆将砂轮片贴合待加工管体外壁磨削，直至深度调节片与外壁接触。
Description
技术领域
本发明涉及油气管道系统技术领域，尤其涉及一种管体金属损失环加工方法和装置。
背景技术
管道漏磁内检测是目前油气管道金属损失检测最有效的技术手段，含金属损失管道牵拉试验是漏磁内检测器性能指标验证的基本手段，而制备不同宽度与深度的高精度管体金属损失环是验证漏磁内检测器环向均匀分布各传感器的灵敏度、精度及信噪比的关键。
对于普通的管体金属损失环，目前工程上可以采用电化学腐蚀、手工打磨或机械切削来加工制造，技术手段相对较成熟，但是对于高精度的管体金属损失环，国内外尚没有成熟的加工制作方法和设备可供借鉴。因此限制了内检测器环向均匀分布各传感器的灵敏度、精度及信噪比的准确验证，也就是说，现有技术中存在着无法制造出高精度的管体金属损失环的技术问题。
发明内容
本发明实施例提供一种管体金属损失环加工方法和装置，以解决现有技术中的无法制造出高精度的管体金属损失环的技术问题。
第一方面，本发明实施例提供一种管体金属损失环加工方法，包括：
将待加工管体固定于转动轴，所述转动轴包含有第一发轮盘；
将所述转动轴固定于支撑架；
将所述第一发轮盘与一电动机的第二发轮盘通过链条连接；
将角磨机固定于转动杆，所述角磨机包含砂轮片；
将深度调节片固定于所述角磨机，所述深度调节片与所述砂轮片之间存在预设距离；
将所述深度调节片与所述砂轮片的外边缘的相对深度调节为第一深度；
运行所述电动机，以通过所述电动机控制所述待加工管体转动；
运行所述角磨机，通过旋转所述转动杆将所述砂轮片贴合所述待加工管体外壁磨削，直至所述深度调节片与所述外壁接触。
可选的，所述支撑架包括第一子支撑架和第二子支撑架，所述将所述转动轴固定于支撑架，具体包括：
将所述转动轴的第一端固定于所述第一子支撑架；
将所述转动轴的第二端固定于所述第二子支撑架。
可选的，所述将所述转动轴固定于支撑架，具体包括：
将所述转动轴的第一端通过固定端带座轴承固定于所述第一子支撑架；
将所述转动轴的第二端通过游动端带座轴承固定于所述第二子支撑架。
可选的，所述方法还包括：
在制作所述管体金属损失环过程中，检测确定管体金属损失环半成品的深度；
基于所述管体金属损失环半成品的深度，对所述深度调节片进行调节。
可选的，所述管体金属损失环的宽度与所述砂轮片的厚度呈正比例关系。
第二方面，本发明实施例提供一种管体金属损失环加工装置，包括：
转动轴，所述转动轴包含有第一发轮盘，所述转动轴用于固定待加工管体；
支撑架，所述支撑架用于固定所述转动轴；
电动机，所述电动机包括第二发轮盘；
链条，所述链条用于连接所述第一发轮盘和所述第二发轮盘；
转动杆；
角磨机，所述角磨机固定于所述转动杆，所述角磨机包括砂轮片，通过旋转所述转动杆可控制所述砂轮片在所述待加工管体外壁磨削；
深度调节片，所述深度调节片固定于所述角磨机，所述角磨机与所述砂轮片之间存在预设距离。
可选的，所述支撑架包括：
第一子支撑架，所述转动轴的第一端固定于所述第一子支撑架；
第二子支撑架，所述转动轴的第二端固定于所述第二子支撑架。
可选的，所述装置还包括：
固定端带座轴承，用于将所述转动轴的第一端固定于所述第一子支撑架；
游动端带座轴承，用于将所述转动轴的第二端固定于所述第二子支撑架。
可选的，所述管体金属损失环的宽度与所述砂轮片的厚度呈正比例关系。
可选的，所述装置还包括：
第一支撑杆，用于将所述待加工管体的第一端固定于所述转动轴的第一侧；
第二支撑杆，用于将所述待加工管体的第二端固定于所述转动轴的第二侧。
本发明有益效果如下：
由于在本发明实施例中，提供了一种管体金属损失环加工方法，包括：将待加工管体固定于转动轴，转动轴包含有第一发轮盘；将转动轴固定于支撑架；将第一发轮盘与一电动机的第二发轮盘通过链条连接；将角磨机固定于转动杆角磨机包含砂轮片；将深度调节片固定于转动杆，深度调节片与砂轮片之间存在预设距离；将深度调节片与砂轮片的外边缘的相对深度调节为第一深度；运行电动机，以通过电动机控制待加工管体转动；运行角磨机，通过旋转转动杆将砂轮片贴合待加工管体外壁磨削，直至深度调节片与外壁接触。由于可以通过砂轮片来控制管体金属损失环的加工宽度，通过深度调节片来控制金属损失环的深度，故而能够制造出不同宽度与深度的高精度、尺寸均一的管体金属损失环，从而能够精确的验证漏磁内检测器环向均匀分布各传感器的灵敏度、精度及信噪比。并且该方案加工方法简单可靠，加工效果良好。
附图说明
图1为本发明实施例中管体金属损失环加工装置立体图；
图2为本发明实施例中管体金属损失环加工装置侧视图；
图3为本发明实施例中管体金属损失环加工方法的流程图；
图4为本发明实施例中角磨机砂轮片与深度调节片细节图；
图5为本发明实施例中管体金属损失环加工方法的实际应用的流程图。
具体实施方式
本发明实施例提供一种管体金属损失环加工方法和装置，以解决现有技术中的无法制造出高精度的管体金属损失环的技术问题。
本发明实施例总体思路如下：
提供了一种管体金属损失环加工方法，包括：将待加工管体固定于转动轴，转动轴包含有第一发轮盘；将转动轴固定于支撑架；将第一发轮盘与一电动机的第二发轮盘通过链条连接；将角磨机固定于转动杆的第一位置，角磨机包含砂轮片；将深度调节片固定于转动杆的第二位置，第二位置与第一位置之间的距离在预设范围；将深度调节片与砂轮片的外边缘的相对深度调节为第一深度；运行电动机，以通过电动机控制待加工管体1转动；运行角磨机，通过旋转转动杆将砂轮片贴合待加工管体1外壁磨削，直至深度调节片与外壁接触。由于可以通过砂轮片来控制管体金属损失环的加工宽度，通过深度调节片来控制金属损失环的深度，故而能够制造出不同宽度与深度的高精度、尺寸均一的管体金属损失环，从而能够精确的验证漏磁内检测器环向均匀分布各传感器的灵敏度、精度及信噪比。并且该方案加工方法简单可靠，加工效果良好。
为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本发明技术方案的详细的说明，而不是对本发明技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
第一方面，本发明实施例提供一种管体金属损失环加工方法，该方案依赖于如图1和图2所示的管体金属损失环加工装置而实施，请参考图3，该方案包括以下步骤：
步骤S301：将待加工管体1固定于转动轴2，转动轴2包含有第一发轮盘2a；
在具体实施过程中，可以通过焊接、螺丝固定等方式将待加工管体1固定于转动轴2。例如如图1所示，将待加工管体1通过两端各三根支撑杆3对中焊接固定在转动轴2上。
步骤S302：将转动轴2固定于支撑架4；
在具体实施过程中，请继续参考图1，支撑架4包括第一子支撑架4a和第二子支撑架4b，将转动轴2固定于支撑架4，具体包括：
将转动轴2的第一端固定于第一子支撑架4a；
将转动轴2的第二端固定于第二子支撑架4b。
在上述方案中，由于将转动轴2两端都固定，故而具有将转动轴2固定的更加稳定的技术效果。
进一步的，将转动轴2固定于支撑架4，具体包括：
将转动轴2的第一端通过固定端带座轴承5固定于第一子支撑架4a；
将转动轴2的第二端通过游动端带座轴承6固定于第二子支撑架4b。
在上述方案中，由于转动轴2的第一端通过固定端带座轴承5固定于第一子支撑架4a，转动轴2的第二端通过由游动端带座轴承6固定于第二子支撑架4b，故而可以防止震动对该装置造成损害。
步骤S303：将第一发轮盘2a与一电动机7的第二发轮盘7a通过链条8连接；
步骤S304：将角磨机9固定于转动杆10，角磨机9包含砂轮片9a；
在具体实施过程中，角磨机9例如通过螺栓固定于转动杆10；
在具体实施过程中，转动杆10可以套设于转动轴11，转动轴11可以通过转轴支撑(例如：如图1和图2所示的第一转轴支撑12和第二转轴支撑13)焊接固定在底座14上，当然也可以为其它方式固定，对此本发明实施例不作限制。
在具体实施过程中，管体金属损失环的宽度与砂轮片9a的厚度呈正比例关系，进而可以通过对砂轮片9a的调整，来达到对管体金属损失环的宽度进行精确控制的目的。
步骤S305：将深度调节片15固定于角磨机9，深度调节片15与角磨机9之间存在预设距离，预设距离例如为：2mm～3mm，如图4所示。
步骤S306：将深度调节片15与砂轮片9a的外边缘的相对深度调节为第一深度；
步骤S307：运行电动机7，以通过电动机7控制待加工管体1转动；
在具体实施过程中，可以根据需要调节电动机7转速来控制待加工管体1的转动速度，进而带动待加工管体1匀速旋转。
步骤S308：运行角磨机9，通过旋转转动杆10将砂轮片9a贴合待加工管体1外壁磨削，直至深度调节片15与外壁接触。
在具体实施过程中，可以将角磨机9接入电源，进而运行角磨机9。
进一步的，沿轴向移动转动杆10的位置，重复步骤S204-步骤S208，就可以在待加工管体1上进行其他尺寸金属损失环的加工。
作为进一步的优选实施例，方法还包括：
在制作管道金属损失环过程中，检测确定管体金属损失环半成品的深度；
基于管体金属损失环半成品的深度，对深度调节片15进行调节。
在具体实施构成中，由于深度调节片15也会发生磨损，故而，深度调节片15所确定的管体金属损失环的深度也并非其实际深度，故而通过对管体金属损失环半成品的深度进行检测，然后确定是否需要更换深度调节片15，从而能够达到对管体金属损失环的深度控制更加精确的技术效果。
第二方面，基于同一发明构思，本发明实施例提供一种管体金属损失环加工装置，请继续参考图1和图2，包括：
转动轴2，转动轴2包含有第一发轮盘2a，转动轴2用于固定待加工管体1；
支撑架4，支撑架4用于固定转动轴2；
电动机7，电动机7包括第二发轮盘7a；
链条8，链条8用于连接第一发轮盘2a和第二发轮盘7a；
转动杆10；
角磨机9，角磨机9固定于转动杆10，角磨机9包括砂轮片9a，通过旋转转动杆10可控制砂轮片9a在待加工管体1外壁磨削；
深度调节片15，深度调节片15固定于角磨机9，深度调节片15与砂轮片9a之间存在预设距离。
可选的，管体金属损失环加工装置还包括：
转轴支撑，如图1所示的第一转轴支撑12和第二转轴支撑13；
底座14，通过转轴支撑将转动轴2固定于底座14。
可选的，请继续参考图1和图2，支撑架4包括：
第一子支撑架4a，转动轴2的第一端固定于第一子支撑架4a；
第二子支撑架4b，转动轴2的第二端固定于第二子支撑架4b。
可选的，请继续参考图1和图2，装置还包括：
固定端带座轴承5，用于将转动轴2的第一端固定于第一子支撑架4a；
游动端带座轴承6，用于将转动轴2的第二端固定于第二子支撑架4b。
可选的，管体金属损失环的宽度与砂轮片9a的厚度呈正比例关系。
可选的，请继续参考图1，装置还包括：
第一支撑杆3，用于将待加工管体1的第一端固定于转动轴2的第一侧；
第二支撑杆，用于将待加工管体1的第二端固定于转动轴2的第二侧。
在具体实施过程中，上述管体金属损失环加工装置的结构又可以分为以下三个部分：
钢管固定旋转单元：主要功能是将待加工管体1固定并控制其旋转，包括待加工管体1、第一支撑杆3、第二支撑杆3、固定端带座轴承5、游动端带座轴承6、第一子支撑架4a、第二子支撑架4b；
电动机7齿轮链条8传动单元：主要功能是带动转动轴2及待加工管体1转动，包括电动机7、第一发轮盘2a、链条8和第二发轮盘7a；
转动磨削单元：主要功能是加工深度一定、环向尺寸均一的管体金属损失环，包括底座、第一转轴支撑、第二转轴支撑、转动轴2、带手柄16的转动杆10、角磨机9、深度调节片15。
下面将基于管体金属损失环加工装置的实际应用来对本发明的方案进行介绍。
管体金属损失环加工装置主要由钢管固定旋转单元、电动机齿轮链条传动单元、转动磨削单元等组成。第一子支撑架4a和第二子支撑架4b的整体尺寸为2000mm(L)×800mm(H)。转动轴2上的直齿发轮盘(也即：第一发轮盘2a)齿数z1＝50，模数m＝4，分度圆直径D1＝200mm；电动机7为低速交流电动机7，第二发轮盘7a齿数z2＝30，模数m＝4，分度圆直径D2＝120mm；转动杆10尺寸为1500mm(L)×(100mm×100mm)(A)；角磨机9砂轮片9a的厚度分别为1mm、1.5mm、3mm、5mm；深度调节片15可调节的加工缺陷深度达5mm；
本实施例所提供的管体金属损失环加工方法，请参考图5，具体包括以下步骤：
步骤S501：待加工管体1长度为1200mm，外径d＝813，厚度t＝14mm，将待加工直管段1通过两端各三根支撑杆3对中焊接固定在转动轴2上；
步骤S502：将焊接好直管段1的转动轴2通过固定端带座轴承5固定在第一子支撑架4a，通过游动端带座轴承6固定在第二子支撑架4b上；
步骤S503：将转动轴2上的发轮盘与电动机7上的发轮盘通过链条8连接起来；
步骤S504：将角磨机9通过紧固装置固定在转动杆10上，将深度调节片15靠近角磨机9砂轮片9a安装固定，调节好深度调节片15与厚度为1.5mm角磨机9砂轮片9a外边缘的相对深度为2mm；
步骤S505：启动低速交流电动机7，根据需要调节电动机7转速来控制待加工管体1的转动速度，带动待加工管体1匀速旋转；
步骤S506：将角磨机9接入电源，启动角磨机9，旋转转动杆10将角磨机9砂轮片9a缓慢贴合待加工管体1外壁磨削，连续缓慢施加压力直至深度调节片15与外壁接触；
步骤S507：加工过程中，可通过更换磨损的角磨机9砂轮片9a，测量金属损失环深度与宽度，结合测量结果微调深度调节片15，即可加工出满足设计要求的宽1.5mm、深2mm的高精度、尺寸均一的管体金属损失环；
步骤S508：沿轴向移动转动杆10的位置，重复步骤S501-S407，即可在待加工管体1上进行其他尺寸金属损失环的加工；
步骤S509：加工过程中，调整深度调节片15可以改变加工金属损失环的深度，更换不同厚度的角磨机9砂轮片9a可以改变加工金属损失环的宽度。
本发明一个或多个实施例，至少具有以下有益效果：
由于在本发明实施例中，提供了一种管体金属损失环加工方法，包括：将待加工管体1固定于转动轴2，转动轴2包含有第一发轮盘2a；将转动轴2固定于支撑架4；将第一发轮盘2a与一电动机7的第二发轮盘7a通过链条8连接；将角磨机9固定于转动杆10的第一位置，角磨机9包含砂轮片9a；将深度调节片15固定于角磨机9，深度调节片15与角磨机9之间存在预设距离；将深度调节片15与砂轮片9a的外边缘的相对深度调节为第一深度；运行电动机7，以通过电动机7控制待加工管体1转动；运行角磨机9，通过旋转转动杆10将砂轮片9a贴合待加工管体1外壁磨削，直至深度调节片15与外壁接触。由于可以通过砂轮片9a来控制管体金属损失环的加工宽度，通过深度调节片15来控制金属损失环的深度，故而能够制造出不同宽度与深度的高精度、尺寸均一的管体金属损失环，从而能够精确的验证漏磁内检测器环向均匀分布各传感器的灵敏度、精度及信噪比。并且该方案加工方法简单可靠，加工效果良好。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种管体金属损失环加工方法，其特征在于，包括：
将待加工管体固定于第一转动轴，所述第一转动轴包含有第一发轮盘；
将所述第一转动轴固定于支撑架；
将所述第一发轮盘与一电动机的第二发轮盘通过链条连接；
将角磨机固定于转动杆的第一位置，所述角磨机包含砂轮片；
将深度调节片固定于所述角磨机，所述深度调节片与所述砂轮片之间存在预设距离；
将所述深度调节片与所述砂轮片的外边缘的相对深度调节为第一深度；
运行所述电动机，以通过所述电动机控制所述待加工管体转动；
运行所述角磨机，通过旋转所述转动杆将所述砂轮片贴合所述待加工管体外壁磨削，直至所述深度调节片与所述外壁接触；
在制作所述管体金属损失环过程中，检测确定管体金属损失环半成品的深度；
基于所述管体金属损失环半成品的深度，对所述深度调节片进行调节。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述支撑架包括第一子支撑架和第二子支撑架，所述将所述第一转动轴固定于支撑架，具体包括：
将所述第一转动轴的第一端固定于所述第一子支撑架；
将所述第一转动轴的第二端固定于所述第二子支撑架。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述第一转动轴固定于支撑架，具体包括：
将所述第一转动轴的第一端通过固定端带座轴承固定于所述第一子支撑架；
将所述第一转动轴的第二端通过游动端带座轴承固定于所述第二子支撑架。
4.如权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述管体金属损失环的宽度与所述砂轮片的厚度呈正比例关系。
5.一种管体金属损失环加工装置，其特征在于，包括：
第一转动轴，所述第一转动轴包含有第一发轮盘，所述第一转动轴用于固定待加工管体；
支撑架，所述支撑架用于固定所述第一转动轴；
电动机，所述电动机包括第二发轮盘；
链条，所述链条用于连接所述第一发轮盘和所述第二发轮盘；
转动杆；
角磨机，所述角磨机固定于所述转动杆，所述角磨机包括砂轮片，通过旋转所述转动杆可控制所述砂轮片在所述待加工管体外壁磨削；
深度调节片，所述深度调节片固定于所述角磨机，所述深度调节片与所述砂轮片之间存在预设距离，在制作所述管体金属损失环过程中，基于所述管体金属损失环半成品的深度，对所述深度调节片进行调节；
底座；
转轴支撑，所述转动杆套设于第二转动轴，所述第二转动轴通过所述转轴支撑焊接固定在所述底座上。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述支撑架包括：
第一子支撑架，所述第一转动轴的第一端固定于所述第一子支撑架；
第二子支撑架，所述第一转动轴的第二端固定于所述第二子支撑架。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
固定端带座轴承，用于将所述第一转动轴的第一端固定于所述第一子支撑架；
游动端带座轴承，用于将所述第一转动轴的第二端固定于所述第二子支撑架。
8.如权利要求5-7任一所述的装置，其特征在于，所述管体金属损失环的宽度与所述砂轮片的厚度呈正比例关系。
9.如权利要求5-7任一所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第一支撑杆，用于将所述待加工管体的第一端固定于所述第一转动轴的第一侧；
第二支撑杆，用于将所述待加工管体的第二端固定于所述第一转动轴的第二侧。
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