CN105736897B - 工业管道漏磁内检测用驱动装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了工业管道漏磁内检测用驱动装置及其使用方法，该装置包括驱动动力单元、导向对中单元和管道对接卡紧单元，驱动动力单元与导向对中单元的一端相连，用于产生高压流动介质；导向对中单元包括仪器罩，用于实现内检测器的导向对中，内检测器在高压流动介质的作用下经仪器罩进入工业管道内；管道对接卡紧单元与导向对中单元的另一端相连，用于实现导向对中单元与管道的无缝对接。所述方法为将一个驱动装置装于被检测管道的入口端，实现内检测器的发送与驱动功能；将另一个驱动装置装于被检测管道的出口端，实现内检测器的接收功能。本发明具有操作简便灵活，可有效减少内检测器损坏，实现了管道内检测器的发送、驱动与接收集成功能。

Description

工业管道漏磁内检测用驱动装置及其使用方法

技术领域

本发明属于电磁无损检测技术领域，更具体地，涉及工业管道漏磁内检测用驱动装置及其使用方法。

背景技术

保证广泛应用在石油、化工、冶金、制药、电力、燃气等领域的工业管道的安全运行，对保证生产安全具有重要意义。以加热炉为例，加热炉是石油化工行业最常用的设备之一，加热炉炉管是加热炉的重要组成部件，其安全状态直接关系到生产装置的正常运行。近年来，随着石油资源的紧缺，高硫油的炼制，设备的腐蚀日趋严重，随着许多项目的投产运行，炼制原油硫含量的增加，加热炉炉管腐蚀失效的事故成上升趋势，直接影响了生产装置的正常运行。为了减少事故的发生，需对管道进行检测。

目前对管道的检测方法主要有内检测和外检测两种方式。例如CN103712066A公开了一种适于在用工业管道的管外漏磁检测装置，该检测装置在工业管道外表面扫查行走，实现对管道的检测；例如CN1828219A公开了一种用于海底管道的漏磁内检测装置，其将管道漏磁内检测器投放入被检管道内，通过液体或气体压差驱动使其在管道内扫查行走，从而完成管线的检测，其适用于长输管道的检测。对于外检测法，其检测器运行方便，而对于内检测法，由于管道漏磁内检测器基于电磁无损检测原理，其磁吸力大，内检测器在投入或退出管线时，具有很大的难度，在此过程中管道漏磁内检测器容易损坏。

目前采用的内检测器的驱动及收发方法主要包括：人力法与顶杆顶推法。其中，人力法是多人合力将内检测器投入与取出管道，其安全系数低且人工成本高；顶杆顶推法是借助外力用顶杆将内检测装置顶入或拉出管道，其容易对内检测装置造成损坏。例如CN101713492A公开了一种管道内检测装置的移动装置以及发送和接收方法，该移动装置借用顶杆和托盘来发送和接收内检测装置，然而该移动装置并不具有驱动内检测器进行运动扫查的功能，其还需借助其他动力装置进行驱动。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种工业管道漏磁内检测驱动装置及其使用方法，以解决工业管道漏磁内检测器的发送、驱动、与接收问题，该驱动装置具有操作简便灵活，可有效减少内检测器损坏，可实现管道内检测器的发送、驱动与接收集成功能，适用于工业管道的漏磁内检测。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提出了一种工业管道漏磁内检测用驱动装置，其特征在于，该装置包括驱动动力单元、导向对中单元和管道对接卡紧单元，其中：

所述驱动动力单元与导向对中单元的一端相连，其用于产生高压流动介质，以驱动内检测器运动；

所述导向对中单元包括仪器罩，其用于实现内检测器的导向对中，所述内检测器在高压流动介质的作用下经仪器罩进入工业管道内，并在工业管道内运动；

所述管道对接卡紧单元与导向对中单元的另一端相连，其用于实现导向对中单元与管道的无缝对接。

作为进一步优选的，所述驱动动力单元包括水源或空气源、水压泵或空气压缩机和高压输送管，其中，所述水压泵或空气压缩机将常压状态的水或空气升压为高压水柱或高压空气柱，高压水柱或高压空气柱由高压输送管导入至仪器罩的内腔，以产生驱动内检测器运动的高压流动介质。

作为进一步优选的，所述导向对中单元还包括连接法兰和移动扶手，其通过圆周阵列螺钉与仪器罩的一端相连，并通过连接管螺纹与高压输送管相连；所述连接法兰与仪器罩的接触面上设置有密封沟槽，该密封沟槽中设置有O型密封圈，以防止高压介质的泄露或泄压；所述移动扶手通过螺钉与仪器罩相连，以便于仪器罩的搬运与移动。

作为进一步优选的，所述管道对接卡紧单元包括上半卡箍和下半卡箍，其通过圆周阵列螺钉与仪器罩的另一端相连，上半卡箍和下半卡箍之间通过连接螺钉相连，通过调整连接螺钉将上、下半卡箍卡紧于管道上，实现导向对中单元与管道的无缝连接；并且上、下半卡箍与仪器罩的连接接触面上设置有密封沟槽，该密封沟槽中设置有O型密封圈，以实现连接处的轴向密封，并防止高压介质的泄露或泄压。

作为进一步优选的，所述上半卡箍和下半卡箍设置有环形沟槽，该环形沟槽中设置有线性阵列的Y型密封圈，以便于填充上半卡箍、下半卡箍与管道间的空隙。

作为进一步优选的，所述上半卡箍和下半卡箍的对接处设置有密封垫片，以实现上半卡箍和下半卡箍之间空隙的填充，所述密封垫片上开设有对应于上、下半卡箍环形沟槽的阵列方槽，以用于填充Y型密封圈。

作为进一步优选的，所述连接法兰、移动扶手、仪器罩、上半卡箍、下半卡箍均采用铝合金材料制成。

作为进一步优选的，所述仪器罩的内腔为圆柱面，以便于内检测器的对中。

按照本发明的另一方面，提供了一种所述驱动装置的使用方法，包括如下步骤：将一个驱动装置装于被检测管道的入口端，实现内检测器的发送与驱动功能；将另一个驱动装置装于被检测管道的出口端，实现内检测器的接收功能。

作为进一步优选的，所述将一个驱动装置装于被检测管道的入口端，实现内检测器的发送与驱动功能；将另一个驱动装置装于被检测管道的出口端，实现内检测器的接收功能，具体包括如下步骤：

1)将Y型密封圈等间距套在被检测管道入口端的外表面，接着将上半卡箍、下半卡箍卡装在管道上并使Y型密封圈填充于卡箍的环槽内，再将密封垫片置于上、下半卡箍对接的缝隙处，调整上下半卡箍之间的连接螺钉，使卡箍卡紧在管道上；

2)将O型密封圈置于仪器罩端面的沟槽中，通过螺钉将仪器罩与卡箍无缝连接，并将漏磁内检测器置于仪器罩中；

3)将O型密封圈置于连接法兰端面的沟槽中，通过螺钉将连接法兰与仪器罩无缝连接；

4)将高压输送管通过连接管螺纹与连接法兰密封连接，将高压输送管的另一端与水压泵相连，所述水压泵与常压水源相连；

5)重复步骤1)-2)将另一个驱动装置装于被检测管道的出口端；

6)利用水压泵将常压水源加压至0.45Mpa，加压后的水源通过高压输送管导入至仪器罩中，使内检测器向管道以一定的速度运动，以此实现对内检测器的发送与驱动功能；

7)当内检测器从待检测管道的一端移动到另一端时，完成了漏磁内检测器对管道的腐蚀缺陷检测，之后继续驱动内检测器行进，实现对内检测器的接收功能。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：

1.本发明采用自主动力驱动、非破坏对接密封将动力介质导入被检测对象，驱动工业管道内检测器进行检测工作，具有发送、驱动、接收内检测探头的集成功能，该驱动装置现场安装操作方便，避免采用人工费时费力、顶杆推动对内检测器造成损坏以及焊接或者加工螺纹连接等方式对被检测对象造成破坏的现象，有效的减少内检测器损坏，使工业管道内检测更加便捷高效，实现了管道内检测器的发送、驱动与接收功能的集成。

2.本发明的上半卡箍、下半卡箍采用分离式对半连接卡紧方式，方便拆卸，可重复使用，节约资源与成本。

3.本发明的管道对接卡紧单元采用O型密封圈、Y型密封圈、密封垫片进行周向、轴向、径向联合密封，可有效防止高压流体介质泄露或者泄压。

4.本发明的仪器罩内腔为圆柱面，方便常规管道漏磁内检测器的对中，仪器罩上连接有移动扶手，方便导向对中单元的位置移动以及搬运。

5.本发明的连接法兰、移动扶手、仪器罩、上半卡箍、下半卡箍采用铝合金材料，既满足高压承载要求，又可保证内检测探头的轻松移动。

附图说明

图1是本发明优选实施例所构建的工业管道漏磁内检测用驱动装置的总体结构示意图；

图2是本发明的连接法兰上螺钉孔的分布图；

图3(a)和(b)是本发明的上、下半卡箍的结构示意图；

图4是管道对接卡紧单元中的密封垫片的结构示意图；

图5是本发明优选实施例所构建的工业管道漏磁内检测用驱动装置用于接收内检测器的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，本发明实施例提供的工业管道漏磁内检测用驱动装置，主要包括驱动动力单元I、导向对中单元II、以及管道对接卡紧单元III，其中，通过各个单元的相互配合可实现工业管道内检测器的发送、驱动、接收等功能，具备功能齐全，操作方便快捷，对管道内检测器保护良好等特点，适用于工业管道的漏磁内检测。

下面分别对各个单元的结构进行详细的说明。

驱动动力单元I用于产生高压流动介质，以驱动内检测器运动，如图1所示，其与导向对中单元II的一端相连。具体的，驱动动力单元I包括介质源、升压机和高压输送管3，介质源用于提供介质，例如水源或空气源1等。升压机例如为水压泵或空气压缩机2，其用于对介质进行加压处理产生高压介质，例如采用水压泵或空气压缩机2将常压状态(水压为0.07MPa，气压为0.1MPa)的水或空气升压为高压(0.45MP)水柱或高压(0.6MPa)空气柱。高压输送管3用于输送高压介质，具有驱动以及发送内检测器的功能，其将高压介质导入导向对中单元II的内腔，产生高压流动介质，以作为动力输送介质驱动内检测器IV在工业管道内运动。

导向对中单元II用于实现内检测器的导向对中，其包括仪器罩8，其中内检测器在高压流动介质的作用下经仪器罩8进入工业管道内，并在工业管道内运动。

为了便于高压输送管3与导向对中单元II的连接，导向对中单元II中还设置有连接法兰4，连接法兰4通过圆周阵列(如图2所示，沿着连接法兰的圆周方向等间隔排列)螺钉与仪器罩8的一端相连，然后通过连接管螺纹6与高压输送管3相连。

为了便于密封，连接法兰4与仪器罩8的连接接触面上设置有密封沟槽，该密封沟槽中设置有O型密封圈5，以对连接处实现轴向密封，并防止高压介质的泄露或泄压。

采用驱动装置对内检测器进行驱动、发送、接收等动作时，首先需将驱动装置主要是仪器罩8与待检测管道进行对接，为便于仪器罩的搬运与移动，还设置了移动扶手7，移动扶手7通过螺钉与仪器罩8相连，可实现仪器罩8的方便搬运。

管道对接卡紧单元III用于实现导向对中单元与管道的无缝对接，其与导向对中单元II的另一端相连。具体的，管道对接卡紧单元采用分离式对半卡箍进行卡紧对接，其包括上半卡箍11和下半卡箍12，上半卡箍11和下半卡箍12通过圆周阵列(以与图2中相同的方式进行布置)螺钉与仪器罩8的另一端相连，上半卡箍11和下半卡箍12之间通过连接螺钉相连，通过调整上、下卡箍接触面的连接螺钉，将上、下半卡箍卡紧于工业管道14上，实现导向对中单元与管道的无缝连接。

由于高压介质通过仪器罩8实现内检测器的移动，为了防止仪器罩8中高压介质的泄露或泄压，在上、下半卡箍与仪器罩8的连接接触面上设置密封沟槽，并在密封沟槽中设置O型密封圈9，以此实现上、下半卡箍与仪器罩8连接处的轴向密封，并防止高压介质的泄露或泄压。

由于导向对中单元II通过上半卡箍11和下半卡箍12与管道进行连接，为保证连接的可靠性，在上半卡箍11和下半卡箍12设置有如图3(b)所示的环形沟槽，并在环形沟槽中设置线性阵列(沿着管道轴向方向等间隔排列)的Y型密封圈10，可有效的填充上半卡箍11、下半卡箍12与管道间的空隙，保证连接的可靠性。

为了保证上半卡箍11和下半卡箍12的可靠连接，填补连接空隙，在上半卡箍11和下半卡箍12的对接缝隙处设置有密封垫片13，以实现上半卡箍11和下半卡箍12之间空隙的填充，如图4所示，密封垫片13上开设有对应于上、下半卡箍环形沟槽的阵列方槽，该阵列方槽用于填充Y型密封圈10。

管道对接卡紧单元III通过采用O型密封圈、Y型密封圈以及密封垫片实现了周向、轴向以及径向的联合密封，可有效防止高压流体介质的泄露或者泄压。通过驱动动力单元I可实现驱动、发送内检测器的功能，通过导向对中单元与管道对接卡紧单元可实现加热炉管漏磁内检测器的接收功能。

进一步的，连接法兰4、移动扶手7、仪器罩8、上半卡箍11、下半卡箍12均采用铝合金材料制成，采用铝合金材料具有两方面的作用，一是强度、刚度满足高压承载要求，二是铝合金材料为非铁磁性材料，其与加热炉管铁磁性材料(碳钢或合金钢)不同，当采用漏磁内检测探头进行检测时不存在磁场吸引力，内检测探头在驱动装置中可轻松方便的移动。

为便于内检测器的对中，仪器罩8为圆柱体，其内腔为圆柱面，可方便常规管道漏磁内检测器的对中。

以下为本发明的具体实施例。

本实施例以水源作为介质源为例，对本发明装置的操作及使用过程进行描述，本发明的驱动装置使用时，由两个驱动装置配合使用，一个装于被检测管道的入口端，实现内检测器的发送与驱动功能，另一个装于被检测管道的出口端，实现内检测器的接收功能，其具体步骤如下：

(1)按照图1所示将本发明驱动装置中的管道对接卡紧单元III安装在待检测管道的一端(入口端)，具体操作步骤为：将Y型密封圈10等间距套在被检测管道外表面，接着将上半卡箍11、下半卡箍12装卡在管道上并使Y型密封圈10填充于卡箍环槽内，再将密封垫片13置于上下半卡箍对接的缝隙处，调整上下半卡箍之间的连接螺钉，使卡箍卡紧在管道上，并使卡箍端面超出管道端面，以便与仪器罩8无缝对接；

(2)将O型密封圈9置于仪器罩8端面沟槽中，通过螺钉将仪器罩8与卡箍无缝连接，并将漏磁内检测器IV置于仪器罩8中；

(3)将O型密封圈5置于连接法兰4端面沟槽中，通过螺钉将连接法兰4与仪器罩8无缝连接；

(4)将高压输送管3通过连接管螺纹6(优选55度密封管螺纹)与连接法兰4密封连接，将高压输送管的另一端与水压泵相连；水压泵与常压水源相连，常压水源可提供常压为0.07MPa的水源，完成本发明装置对内检测器的发送与驱动的准备工作；

(5)按照图5所示将本发明的驱动装置中的管道对接卡紧单元III安装在待检测管道的另一端(出口端)，操作过程与步骤(1)-(2)相同，使上下卡箍卡紧在管道上，并使卡箍端面超出管道端面，之后将O型密封圈9置于仪器罩8端面沟槽中，通过螺钉将仪器罩8与卡箍无缝连接，其用于接收内检测器，值得注意的是，完成接收功能时，无需设置连接法兰4和驱动动力单元I，至此完成了本发明两个驱动装置的安装布置工作；

(6)利用水压泵将常压水源加压至0.45MPa左右(以Φ168×8工业管道为例)，其中驱动压强的计算公式为：

其中，P为驱动压强；μ为内检测器与管道内壁之间的摩擦系数；F为内检测器与管道内壁之间的摩擦力阻力；S为被检测管道的截面积；

加压后的水源通过高压输送管3导入至仪器罩8中，使得内检测器向管道以一定的速度运动，以此实现本发明装置对内检测器的发送与驱动功能；其中移动速度与水柱的压力有关，通过调整水压泵压力值可调节移动速度；

(7)内检测器从待检测管道的一端移动到另一端时，完成了漏磁内检测器对管道的腐蚀缺陷检测，之后继续驱动内检测器行进，利用出口端的驱动装置实现了对内检测器的接收功能。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.工业管道漏磁内检测用驱动装置，其特征在于，该装置包括驱动动力单元(I)、导向对中单元(II)和管道对接卡紧单元(III)，其中：

所述驱动动力单元(I)与导向对中单元(II)的一端相连，其用于产生高压流动介质，以驱动内检测器运动；

所述导向对中单元(II)包括仪器罩(8)，其用于实现内检测器的导向对中，所述内检测器在高压流动介质的作用下经仪器罩(8)进入工业管道内，并在工业管道内运动；所述导向对中单元(II)还包括连接法兰(4)和移动扶手(7)，其通过圆周阵列螺钉与仪器罩(8)的一端相连，并通过连接管螺纹(6)与高压输送管(3)相连；所述连接法兰(4)与仪器罩(8)的接触面上设置有密封沟槽，该密封沟槽中设置有O型密封圈(5)，以防止高压介质的泄露或泄压；所述移动扶手(7)通过螺钉与仪器罩(8)相连，以便于仪器罩的搬运与移动；

所述管道对接卡紧单元(III)与导向对中单元(II)的另一端相连，其用于实现导向对中单元与管道的无缝对接。

2.如权利要求1所述的工业管道漏磁内检测用驱动装置，其特征在于，所述驱动动力单元(I)包括水源或空气源(1)、水压泵或空气压缩机(2)和高压输送管(3)，其中，所述水压泵或空气压缩机(2)将常压状态的水或空气升压为高压水柱或高压空气柱，高压水柱或高压空气柱由高压输送管(3)导入至仪器罩(8)的内腔，以产生驱动内检测器运动的高压流动介质。

3.如权利要求2所述的工业管道漏磁内检测用驱动装置，其特征在于，所述管道对接卡紧单元(III)包括上半卡箍(11)和下半卡箍(12)，其通过圆周阵列螺钉与仪器罩(8)的另一端相连，上半卡箍(11)和下半卡箍(12)之间通过连接螺钉相连，通过调整连接螺钉将上、下半卡箍卡紧于管道(14)上，实现导向对中单元与管道的无缝连接；并且上、下半卡箍与仪器罩(8)的连接接触面上设置有密封沟槽，该密封沟槽中设置有O型密封圈(9)，以实现连接处的轴向密封，并防止高压介质的泄露或泄压。

4.如权利要求3所述的工业管道漏磁内检测用驱动装置，其特征在于，所述上半卡箍(11)和下半卡箍(12)设置有环形沟槽，该环形沟槽中设置有线性阵列的Y型密封圈(10)，以便于填充上半卡箍(11)、下半卡箍(12)与管道间的空隙。

5.如权利要求4所述的工业管道漏磁内检测用驱动装置，其特征在于，所述上半卡箍(11)和下半卡箍(12)的对接处设置有密封垫片(13)，以实现上半卡箍(11)和下半卡箍(12)之间空隙的填充，所述密封垫片(13)上开设有对应于上、下半卡箍环形沟槽的阵列方槽，以用于填充Y型密封圈(10)。

6.如权利要求5所述的工业管道漏磁内检测用驱动装置，其特征在于，所述连接法兰(4)、移动扶手(7)、仪器罩(8)、上半卡箍(11)、下半卡箍(12)均采用铝合金材料制成。

7.如权利要求6所述的工业管道漏磁内检测用驱动装置，其特征在于，所述仪器罩(8)的内腔为圆柱面，以便于内检测器的对中。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的驱动装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：将一个驱动装置装于被检测管道的入口端，实现内检测器的发送与驱动功能；将另一个驱动装置装于被检测管道的出口端，实现内检测器的接收功能，具体包括如下步骤：

1)将Y型密封圈(10)等间距套在被检测管道入口端的外表面，接着将上半卡箍(11)、下半卡箍(12)卡装在管道上并使Y型密封圈(10)填充于卡箍的环槽内，再将密封垫片(13)置于上、下半卡箍对接的缝隙处，调整上下半卡箍之间的连接螺钉，使卡箍卡紧在管道上；

2)将O型密封圈置于仪器罩(8)端面的沟槽中，通过螺钉将仪器罩(8)与卡箍无缝连接，并将漏磁内检测器(IV)置于仪器罩(8)中；

3)将O型密封圈置于连接法兰(4)端面的沟槽中，通过螺钉将连接法兰(4)与仪器罩(8)无缝连接；

4)将高压输送管(3)通过连接管螺纹(6)与连接法兰(4)密封连接，将高压输送管的另一端与水压泵相连，所述水压泵与常压水源相连；

5)根据步骤1)-2)将另一个驱动装置装于被检测管道的出口端；

6)利用水压泵将常压水源加压至0.45Mpa，加压后的水源通过高压输送管(3)导入至仪器罩(8)中，使内检测器向管道以一定的速度运动，以此实现对内检测器的发送与驱动功能；

7)当内检测器从待检测管道的一端移动到另一端时，完成了漏磁内检测器对管道的腐蚀缺陷检测，之后继续驱动内检测器行进，实现对内检测器的接收功能。