CN105158331B - 一种小径管在役局部涡流扫描成像的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种小径管在役局部涡流扫描成像的装置及方法,装置包括旋转头、涡流检测探头、空心探杆、旋转电机、旋转轴杆,把手,探头线缆、弹簧式导线、涡流检测仪、气垫环、气管、气泵,采用独特的气垫环与弹簧式导线,有效解决了涡流旋转扫查的稳定性问题与旋转件信号传输耦合问题,进一步的,还可以将视频检测探头固定在旋转头的大头部分的周向表面上,装置在对被检小径管内表面的检测部位进行涡流扫描成像检测的同时,对被检小径管内表面的检测部位进行视频成像检测,进一步提高检测准确度。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种无损检测装置及方法,特别是涉及一种小径管在役局部涡流扫描成像的装置及方法。
背景技术
在工业安全检测工作中,内径为几毫米的小径金属管的在役安全检测检测难度较高,尤其是,长小径金属管,例如核燃料用薄壁小径管,是由多根小径金属管对接焊制成,长度有数米长,其对接焊缝的在役检测工作难度非常大,目前通常采用涡流内穿过式检测或内表面涡流旋转检测,其中内表面涡流旋转检测的检测精度与效果较好,但现有的内表面涡流旋转检测装置,在旋转检测过程中,很难保证旋转涡流探头探测面与被检小径金属管内表面保持恒定间距,轻微的晃动即会导致涡流提离效应,提离效应产生的干扰信号会掩盖真实缺陷信号,最终导致漏检,此外目前内表面涡流旋转检测装置中采用电刷信号耦合方式,而电刷有一定的使用寿命,需要经常更换维修,提高了检测成本与维修成本。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足,提供一种小径管在役局部涡流扫描成像的装置及方法,在现有旋转检测装置的基础上,采用气垫环与弹簧式导线,有效解决了旋转扫查的稳定性问题与旋转件信号传输耦合问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种小径管在役局部涡流扫描成像的装置,包括旋转头、涡流检测探头、空心探杆、旋转电机、旋转轴杆,把手,探头线缆、弹簧式导线、涡流检测仪、气垫环、气管、气泵,其特征在于:所述旋转头为大头螺栓形状,旋转头分为大头和螺栓杆两个部分;旋转头的螺栓杆部分的外径等于空心探杆的内径,旋转头的螺栓杆部分内置于空心探杆前端内,旋转头的螺栓杆部分的周向外表面有外螺纹,空心探杆前端内表面有内螺纹,螺纹的轴向长度等于被检小径管内表面检测部位的长度,旋转头的螺栓杆部分在空心探杆前端内螺旋前进及后退,通过螺纹限定旋转头的前进或后退的距离和步进;旋转头的大头部分的外径大于空心探杆的内径、小于被检小径管的内径,旋转头的大头部分在空心探杆前端外;
所述涡流检测探头固定在旋转头的大头部分的周向表面上;所述空心探杆外表面有轴向刻度;
所述旋转轴杆置于空心探杆内,旋转轴杆前端固定连接在旋转头的螺栓杆部分后端面中心处,旋转轴杆的后端固定在旋转电机的旋转轴线中,旋转电机控制旋转轴杆进行旋转;
旋转头和旋转轴杆的轴线内嵌入探头线缆,探头线缆的前端与涡流检测探头电连接,探头线缆的末端与弹簧式导线的电连接;弹簧式导线与涡流检测仪电连接;
所述把手为大头栓形状,把手分为栓杆和大头两个部分,把手的栓杆部分的外径等于空心探杆的内径,把手的栓杆部分置于空心探杆后端内,把手的大头部分的外径大于空心探杆的内径;
旋转电机、弹簧式导线内嵌固定在把手内部的轴线处;
所述气垫环外表面为周向防滑材料,气垫环固定在空心探杆前端周面,气垫环在没有充气时的外径小于被检小径管的内径,气垫环在充气膨胀后的外径大于被检小径管的内径;
所述气管的前端与气垫环连接,气管的末端连接气泵,气管轴向固定在空心探杆的管壁上;
所述空心探杆和旋转轴杆为硬杆或弹性杆;空心探杆和旋转轴杆为硬杆时用于检测直管;空心探杆和旋转轴杆为弹性杆时用于检测弯管。
进一步的,将视频检测探头固定在旋转头的大头部分的周向表面上,装置在对被检小径管内表面的检测部位进行涡流扫描成像检测的同时,对被检小径管内表面的检测部位进行视频成像检测。
一种小径管在役局部涡流扫描成像的方法,采用上述装置,其特征在于:包括如下步骤,
a. 检测人员将权利要求1所述的装置插入被检小径管,根据空心探杆外表面轴向刻度和已知的被检小径管内表面的检测部位的位置,将装置中的涡流检测探头到达被检小径管内表面的检测部位;
b.检测人员开启装置中的气泵,设置气泵通过气管向气垫环充气,气垫环充气膨胀,紧贴固定在被检小径管内表面,空心探杆与被检小径管相对固定;
c.检测人员握住装置的把手大头部分,开启涡流检测仪,开启旋转电机,旋转电机控制旋转轴杆进行旋转,旋转轴杆带动旋转头旋转,旋转头螺旋旋转前进,涡流检测探头对被检小径管内表面的检测部位进行螺旋扫查检测,涡流检测探头将检测信号通过探头线缆、弹簧式导线传输至涡流检测仪,涡流检测仪对检测信号进行信号处理,显示、存储检测结果;
d.涡流检测探头完成对被检小径管内表面的检测部位进行螺旋扫查后,检测人员设置旋转电机反向旋转,旋转轴杆带动旋转头反向旋转,旋转头螺旋旋转后退返回至初始位置;而后检测人员设置气泵通过气管从气垫环中吸气,气垫环恢复至初始大小,解除空心探杆与被检小径管的相对固定,检测人员将装置从被检小径管内取出,完成检测工作。
本发明中,气垫环的作用是,使得空心探杆与被检小径管相对固定,这样一来,旋转头在旋转检测过程中可以实现稳定的旋转移动,涡流检测探头在螺旋扫查过程中,探测面与被检小径管内表面的检测部位之间的距离保持恒定不变,有效消除了涡流提离效应导致的干扰信号。
本发明中,弹簧式导线的作用是,旋转装置信号传输耦合通常采用电刷,但电刷有一定的使用寿命,需要经常更换维修,本发明的装置旋转头工作过程中正反旋转一定的圈数,基于这一特点,采用弹簧式导线替代电刷,有效解决了使用寿命的问题,无需定期更换或维修,长效稳定,降低成本。
本发明的有益效果是,提供一种小径管在役局部涡流扫描成像的装置及方法,装置包括旋转头、涡流检测探头、空心探杆、旋转电机、旋转轴杆,把手,探头线缆、弹簧式导线、涡流检测仪、气垫环、气管、气泵,采用独特的气垫环与弹簧式导线,有效解决了涡流旋转扫查的稳定性问题与旋转件信号传输耦合问题,进一步的,还可以将视频检测探头固定在旋转头的大头部分的周向表面上,装置在对被检小径管内表面的检测部位进行涡流扫描成像检测的同时,对被检小径管内表面的检测部位进行视频成像检测,进一步提高检测准确度。
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明,但本发明的一种小径管在役局部涡流扫描成像的装置及方法不局限于实施例。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明第一实施例的装置示意图。
图2是本发明第一实施例的检测方法示意图。
图3是本发明第二实施例的装置示意图。
图中,1.旋转头,2.涡流检测探头,3.空心探杆,4.旋转电机,5.旋转轴杆,6.把手,7.探头线缆,8.弹簧式导线,9.涡流检测仪,10.气垫环,11.气管,12.气泵, 13.被检小径管,14.被检小径管内表面的检测部位,15.视频检测探头。
具体实施方式
图1所示的第一实施例中的一种小径管在役局部涡流扫描成像的装置,包括旋转头1、涡流检测探头2、空心探杆3、旋转电机4、旋转轴杆5,把手6,探头线缆7、弹簧式导线8、涡流检测仪9、气垫环10、气管11、气泵12,其特征在于: 所述旋转头1为大头螺栓形状,旋转头1分为大头和螺栓杆两个部分;旋转头1的螺栓杆部分的外径等于空心探杆3的内径,旋转头1的螺栓杆部分内置于空心探杆3前端内,旋转头1的螺栓杆部分的周向外表面有外螺纹,空心探杆3前端内表面有内螺纹,螺纹的轴向长度等于被检小径管内表面检测部位14的长度,旋转头1的螺栓杆部分在空心探杆3前端内螺旋前进及后退,通过螺纹限定旋转头1的前进或后退的距离和步进;旋转头1的大头部分的外径大于空心探杆3的内径、小于被检小径管13的内径,旋转头1的大头部分在空心探杆3前端外;所述涡流检测探头2固定在旋转头1的大头部分的周向表面上;所述空心探杆3外表面有轴向刻度;所述旋转轴杆5置于空心探杆3内,旋转轴杆5前端固定连接在旋转头1的螺栓杆部分后端面中心处,旋转轴杆5的后端固定在旋转电机4的旋转轴线中,旋转电机4控制旋转轴杆5进行旋转;旋转头1和旋转轴杆5的轴线内嵌入探头线缆7,探头线缆7的前端与涡流检测探头2电连接,探头线缆7的末端与弹簧式导线8的电连接;弹簧式导线8与涡流检测仪9电连接;所述把手6为大头栓形状,把手6分为栓杆和大头两个部分,把手6的栓杆部分的外径等于空心探杆3的内径,把手6的栓杆部分置于空心探杆3后端内,把手6的大头部分的外径大于空心探杆3的内径;旋转电机4、弹簧式导线7内嵌固定在把手6内部的轴线处;所述气垫环10外表面为周向防滑材料,气垫环10固定在空心探杆3前端周面,气垫环10在没有充气时的外径小于被检小径管13的内径,气垫环10在充气膨胀后的外径大于被检小径管13的内径;所述气管11的前端与气垫环10连接,气管11的末端连接气泵12,气管11轴向固定在空心探杆3的管壁上。
图2所示的第一实施例中的一种小径管在役局部涡流扫描成像的方法,包括如下步骤,
a. 检测人员将权利要求1所述的装置插入被检小径管13,根据空心探杆3外表面轴向刻度和已知的被检小径管内表面的检测部位14的位置,将装置中的涡流检测探头2到达被检小径管内表面的检测部位14;
b.检测人员开启装置中的气泵12,设置气泵12通过气管11向气垫环10充气,气垫环10充气膨胀,紧贴固定在被检小径管13内表面,空心探杆2与被检小径管13相对固定;
c.检测人员握住装置的把手6大头部分,开启涡流检测仪9,开启旋转电机4,旋转电机4控制旋转轴杆5进行旋转,旋转轴杆5带动旋转头1旋转,旋转头1螺旋旋转前进,涡流检测探头2对被检小径管内表面的检测部位14进行螺旋扫查检测,涡流检测探头2将检测信号通过探头线缆7、弹簧式导线8传输至涡流检测仪9,涡流检测仪9对检测信号进行信号处理,显示、存储检测结果;
d.涡流检测探头2完成对被检小径管内表面的检测部位14进行螺旋扫查后,检测人员设置旋转电机4反向旋转,旋转轴杆5带动旋转头1反向旋转,旋转头1螺旋旋转后退返回至初始位置;而后检测人员设置气泵12通过气管11从气垫环10中吸气,气垫环10恢复至初始大小,解除空心探杆3与被检小径管13的相对固定,检测人员将装置从被检小径管13内取出,完成检测工作。
图3所示的第二实施例,进一步的,将视频检测探头15固定在旋转头1的大头部分的周向表面上,装置在对被检小径管内表面的检测部位14进行涡流扫描成像检测的同时,对被检小径管内表面的检测部位14进行视频成像检测。
上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种小径管在役局部涡流扫描成像的装置及方法,但本发明并不局限于实施例,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均落入本发明技术方案的保护范围内。
Claims (4)
1.一种小径管在役局部涡流扫描成像的装置,包括旋转头、涡流检测探头、空心探杆、旋转电机、旋转轴杆,把手,探头线缆、弹簧式导线、涡流检测仪、气垫环、气管、气泵,其特征在于:
所述旋转头为大头螺栓形状,旋转头分为大头和螺栓杆两个部分;旋转头的螺栓杆部分的外径等于空心探杆的内径,旋转头的螺栓杆部分内置于空心探杆前端内,旋转头的螺栓杆部分的周向外表面有外螺纹,空心探杆前端内表面有内螺纹,螺纹的轴向长度等于被检小径管内表面检测部位的长度,旋转头的螺栓杆部分在空心探杆前端内螺旋前进及后退,通过螺纹限定旋转头的前进或后退的距离和步进;旋转头的大头部分的外径大于空心探杆的内径、小于被检小径管的内径,旋转头的大头部分在空心探杆前端外;
所述涡流检测探头固定在旋转头的大头部分的周向表面上;所述空心探杆外表面有轴向刻度;
所述旋转轴杆置于空心探杆内,旋转轴杆前端固定连接在旋转头的螺栓杆部分后端面中心处,旋转轴杆的后端固定在旋转电机的旋转轴线中,旋转电机控制旋转轴杆进行旋转;
旋转头和旋转轴杆的轴线内嵌入探头线缆,探头线缆的前端与涡流检测探头电连接,探头线缆的末端与弹簧式导线的电连接;弹簧式导线与涡流检测仪电连接;
所述把手为大头栓形状,把手分为栓杆和大头两个部分,把手的栓杆部分的外径等于空心探杆的内径,把手的栓杆部分置于空心探杆后端内,把手的大头部分的外径大于空心探杆的内径;
旋转电机、弹簧式导线内嵌固定在把手内部的轴线处;
所述气垫环外表面为周向防滑材料,气垫环固定在空心探杆前端周面,气垫环在没有充气时的外径小于被检小径管的内径,气垫环在充气膨胀后的外径大于被检小径管的内径;
所述气管的前端与气垫环连接,气管的末端连接气泵,气管轴向固定在空心探杆的管壁上;
所述空心探杆和旋转轴杆为硬杆或弹性杆;空心探杆和旋转轴杆为硬杆时用于检测直管;空心探杆和旋转轴杆为弹性杆时用于检测弯管。
2.根据权利要求1所述的一种小径管在役局部涡流扫描成像的装置,其特征在于:进一步的,将视频检测探头固定在旋转头的大头部分的周向表面上。
3.一种小径管在役局部涡流扫描成像的方法,采用权利要求1所述的装置,其特征在于:包括如下步骤,
a.检测人员将权利要求1所述的装置插入被检小径管,根据空心探杆外表面轴向刻度和已知的被检小径管内表面的检测部位的位置,将装置中的涡流检测探头到达被检小径管内表面的检测部位;
b.检测人员开启装置中的气泵,设置气泵通过气管向气垫环充气,气垫环充气膨胀,紧贴固定在被检小径管内表面,空心探杆与被检小径管相对固定;
c.检测人员握住装置的把手大头部分,开启涡流检测仪,开启旋转电机,旋转电机控制旋转轴杆进行旋转,旋转轴杆带动旋转头旋转,旋转头螺旋旋转前进,涡流检测探头对被检小径管内表面的检测部位进行螺旋扫查检测,涡流检测探头将检测信号通过探头线缆、弹簧式导线传输至涡流检测仪,涡流检测仪对检测信号进行信号处理,显示、存储涡流扫描成像检测结果;
d.涡流检测探头完成对被检小径管内表面的检测部位进行螺旋扫查后,检测人员设置旋转电机反向旋转,旋转轴杆带动旋转头反向旋转,旋转头螺旋旋转后退返回至初始位置;而后检测人员设置气泵通过气管从气垫环中吸气,气垫环恢复至初始大小,解除空心探杆与被检小径管的相对固定,检测人员将装置从被检小径管内取出,完成检测工作。
4.根据权利要求3所述的一种小径管在役局部涡流扫描成像的方法,其特征在于:进一步的,将视频检测探头固定在旋转头的大头部分的周向表面上,装置在对被检小径管内表面的检测部位进行涡流扫描成像检测的同时,对被检小径管内表面的检测部位进行视频成像检测。
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