CN106225651A - 自动数显多方位压力容器棱角度测量装置 - Google Patents

Abstract

一种自动数显多方位压力容器棱角度测量装置，包括支架、接触探头数显组件和可上下伸缩的滑动脚架，所述滑动脚架两两对称设置在所述支架上，所述接触探头数显组件的两端均安装在滑动箱体内，所述滑动箱体可横向滑动地套装在所述支架上，所述接触探头数显组件位于两两滑动脚架之间；所述接触探头数显组件包括千分表探头和数显装置，所述千分表探头的上端安装所述数显装置，所述千分表探头与滑块固定连接，所述滑块可纵向滑动地套装在滑杆上，所述滑杆的两端固定在所述滑动箱体内。本发明提供一种有效消除局限性、准确定较高的自动数显多方位压力容器棱角度测量装置。

Description

自动数显多方位压力容器棱角度测量装置

技术领域

本发明涉及压力容器棱角度测量装置，适用于化工、石化及核电领域所使用的压力容器焊缝棱角度测量。

背景技术

焊接过程中，容器各部分受热不均匀，所以各部分形变也不相同，受热的部位发生膨胀，但其它部位由于未受热，则不会变形，于是焊缝部分会受到其它部分的压缩，压缩至塑性状态，向外凸起。当焊接结束时，此部分又会冷却而收缩，变得向内凹陷。从而形成容器焊缝棱角度。焊缝形成的棱角尺寸(简称棱角度)是一种比较严重的制造缺陷。棱角的存在，会影响容器的直线度。若是低压塔设备，则影响更大，因为塔式容器是垂直放置的，棱角会造成容器不是完全垂直，影响塔式容器的稳定性，或者对其它工件的安装也造成严重影响。

另外，棱角度的存在会造成筒体直线度不符合制造标准的要求，使筒体结构不连续从而增加局部应力，当容器承载运行时会产生附加弯曲应力，对耐腐蚀设备可能会引发应力腐蚀破裂。同时，棱角度的存在很容易使焊缝余高超标，造成明显的局部结构不连续，并在余高处引起很高的应力集中，从而使焊缝的疲劳寿命明显下降，直接影响压力容器的制造质量和使用性能，给设备的安全运行带来隐患。

根据GB150中的规定可知，如果焊缝棱角度超标或者焊缝有其他缺陷，需要对此焊缝及其周围受影响的区域进行应力的测量和计算，对存在棱角度的容器进行安全评定。本装置主要是用于石油、化工及核电的容器及塔设备棱角度进行测量的装置，得到的测量数据用于进行结构应力分析，从而对设备存在焊缝棱角度超标进行安全评定。

传统的测量棱角度的方法一般为，采用R弧度样板进行测量，但样板弧度与筒体弧度存在一定偏差，且筒体直径越小，则测量偏差越大。测量样板的长短也会对测量结果产生影响，所以样板不能太短，一般规定样板长度不小于300mm，且不小于筒体直径的六分之一。此方法存在较多缺陷，例如，精确度不不高、读数不方便、不能自动测量及获得最大的棱角度值与对应的位置。

对整个压力容器而言，棱角度测量数值直接决定其强度分析的准确性，对于传统的样板法，局限性较多。因筒体圆度的不同，在测量时要制作不同弧度的样板，单一的样板并不会做到测量的普遍性。

发明内容

为了克服已有测量棱角度方式的局限性较多、准确性较低的不足，本发明提供一种有效消除局限性、准确定较高的自动数显多方位压力容器棱角度测量装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种自动数显多方位压力容器棱角度测量装置，包括支架、接触探头数显组件和可上下伸缩的滑动脚架，所述滑动脚架两两对称设置在所述支架上，所述接触探头数显组件的两端均安装在滑动箱体内，所述滑动箱体可横向滑动地套装在所述支架上，所述接触探头数显组件位于两两滑动脚架之间；

所述接触探头数显组件包括千分表探头和数显装置，所述千分表探头的上端安装所述数显装置，所述千分表探头与滑块固定连接，所述滑块可纵向滑动地套装在滑杆上，所述滑杆的两端固定在所述滑动箱体内。

进一步，所述支架上设置导槽，所述滑动脚架可滑动地安装在所述导槽内，所述滑动脚架上设有定位件。

再进一步，所述支架包括横向支撑导轨和纵杆，所述横向支撑导轨的两端开有螺纹孔，所述纵杆为带双头螺栓的细轴连接件，所述纵杆的两端伸入所述螺纹孔内使得支架呈矩形框。

所述滑动箱体包括箱座、驱动轮和定滑轮，所述定位轮、驱动轮均安装在箱座内，所述驱动轮和定位轮分别位于所述横向支撑导轨的上下方，所述驱动轮的转轴与驱动电机的输出轴联动。

所述滑杆有上下布置的两根。

所述的横向支撑导轨上有刻度，两端尺寸较中间小，并且两端部各均布2个螺纹孔。

所述横向支撑导轨正中心的刻度为0，左边为负，右边为正。所述横向支撑导轨的整个上表面均光滑，小端与滑动脚架上面的导槽配合使用，中间大端与滑动箱体相连接。

所述滑动脚架由一根带刻度的两端为三角形并且带有倒角的滑块组成，所述滑动脚架上安装有双导槽构件，所述双导槽构件包含紧固螺钉，一个导槽导轨与滑动脚架连接，另一导槽导轨与横向支撑导轨连接。

本发明的技术构思为：通过对实验测量装置的设计，使棱角度测量变得更为方便、准确。对于传统的样板法，局限性较多。因筒体圆度的不同，在测量时要制作不同弧度的样板，单一的样板并不会做到测量的普遍性。本设计的装置，因其可以改变整体长度，对不同尺寸的容器都适应，所以解决了样板方法受圆筒弧度影响产生的局限性。而测量部分由数显千分表代替标尺，增强了数据测量结果的准确性。自动移动的测量部位使得测量变得自动化、智能化，而不局限于装置的位置。

通过滑动脚架导槽与横向支撑导轨端部连接组成支架结构，滑动脚架可以沿横向支撑导轨左右滑动。同时横向支撑导轨也可以沿滑动脚架上下滑动。保证装置4个支架角可调，从而实现对不同尺寸的容器的焊缝都可以进行测量，展示装置的稳定性及普适性。并且通过支架上的刻度值来进行高度宽度调整。其次，滑动箱体安装与横向支撑导轨上，采用电机进行驱动，使得滑动箱体可以沿支撑导轨左右移动。同时，核心部分的接触探头数显装置与滑动箱体通过轴进行连接，使得接触探头数显装置可伴随滑动箱体一起滑动，保证接触探头可以测得焊缝环向不同位置的棱角度值。最后，接触探头数显装置也可上下滑动。如此，整个接触探头可以进行焊缝的不同位置的棱角度测量。而接触探头采用千分表结构保证装置的精确度。

本发明的效果主要表现在：该棱角度测量装置、操作方便，结构合理、连接可靠、使用方便对焊缝棱角度进行测量时数据精度高、稳定性好。

附图说明

图1是自动数显多方位压力容器棱角度测量装置的示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是两端有螺纹孔还有可以沿其滑动的导槽的横向支撑导轨结构示意图。

图4是带有刻度的可以沿导槽上下移动的滑动脚架结构示意图，其中，(a)是主视图，(b)是左视图。

图5是包含驱动电机、滑轮等部件的可以沿横向支撑导轨左右滑动的滑动箱体结构示意图。

图6是带有千分表探头、数显装置并可以横向移动的接触探头数显组件示意图。

图7是带双头螺栓的细轴连接件的示意图。

图8是初始标定的示意图。

图9是测试过程的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照图1～图9，一种自动数显多方位压力容器棱角度测量装置，包括支架、接触探头数显组件4和可上下伸缩的滑动脚架2，所述滑动脚架2两两对称设置在所述支架上，所述接触探头数显组件4的两端均安装在滑动箱体3内，所述滑动箱体3可横向滑动地套装在所述支架上，所述接触探头数显组件4位于两两滑动脚架之间；

所述接触探头数显组件4包括千分表探头和数显装置，所述千分表探头的上端安装所述数显装置，所述千分表探头与滑块固定连接，所述滑块可纵向滑动地套装在滑杆上，所述滑杆的两端固定在所述滑动箱体内。

进一步，所述支架上设置导槽，所述滑动脚架2可滑动地安装在所述导槽内，所述滑动脚架2上设有定位件。

再进一步，所述支架包括横向支撑导轨1和纵杆5，所述横向支撑导轨1的两端开有螺纹孔，所述纵杆5为带双头螺栓的细轴连接件，所述纵杆的两端伸入所述螺纹孔内使得支架呈矩形框。

所述滑动箱体3包括箱座、驱动轮和定滑轮，所述定位轮、驱动轮均安装在箱座内，所述驱动轮和定位轮分别位于所述横向支撑导轨的上下方，所述驱动轮的转轴与驱动电机的输出轴联动。

所述滑杆有上下布置的两根。

所述的横向支撑导轨1上有刻度，两端尺寸较中间小，并且两端部各均布2个螺纹孔。

所述横向支撑导轨1正中心的刻度为0，左边为负，右边为正。所述横向支撑导轨的整个上表面均光滑，小端与滑动脚架上面的导槽配合使用，中间大端与滑动箱体相连接。

所述滑动脚架2由一根带刻度的两端为三角形并且带有倒角的滑块组成，所述滑动脚架上安装有双导槽构件，所述双导槽构件包含紧固螺钉，一个导槽导轨与滑动脚架连接，另一导槽导轨与横向支撑导轨连接。此4个可滑动脚架安装于横向支撑导轨与带双头螺纹的轴所存在的矩形框上，用于调整整个测量装置的高度。

所述滑动箱体3里面主要包含3个滑轮，其中两个滑轮布置与箱体上方，一个位于箱体下方，而横向支撑导轨刚好从中间穿过，使得上面两个滑轮的下边缘与下面滑轮的上边缘正好与横向支撑导轨接触。内部滑轮通过滑轮中心的轴固定于箱体盖之上，保证滑轮能自由转动。所述箱体中下面滑轮带轴并且与电动机相连；通过电动机的转动使得箱体可以在横向支撑导轨上来回移动。所述箱体上有两个螺纹孔，用于连接接触探头数显装置。

接触探头数显组件可以将棱角度的值以数字的形式显示出来。该部位由横向导轨、滑块与数显千分表组成。数显千分表的下端触头与焊缝接触，接触头位置可根据焊缝尺寸来调整。所述千分表嵌与两个滑块内，使其可以上下滑动。滑动到确定位置后，再由滑块上的压紧螺栓来固定其位置。同时，滑块可以在导轨滑动，数显千分表装置也随之滑块一起运动。而导轨又可以随着箱体一起滑动，于是就实现了数显千分表装置可以在各个方向运动。千分表也就可以测量焊缝各处的棱角度。

图3是两端有螺纹孔的横向支撑导轨。两根横向支撑导轨并行排列，两端通过如图7所述的双头螺栓连接在一起，形成一个矩形框结构。

所述如图4所示带有刻度的可以沿导槽上下移动的滑动脚架结构，4个完全一样的脚架通过导槽与横向支撑导轨连接在一起。形成一个带4个支脚的框形结构。

所述是包含驱动电机、滑轮等部件的滑动箱体，其通过滑轮在横向支撑导轨上运动，并且通过电动机进行驱动，其结构示意图见图5。

最后，将图6所示的带有千分表探头、数显装置并可以横向移动的接触探头数显组件固定于两个横向支撑导轨之间，并且接触探头数显装置的两根横向杆固定于两个滑动箱体上，保持与滑动箱体相同的移动情况。组装得到的装置图见图1所示。

进行测量时，先进行装置的标定，在测量筒体棱角度之前，先根据筒体直径，将四个脚架调节到确定位置并固定，使同一支撑杆上的两对滑动脚架的距离为筒体直径的1/3。确定好四角位置后，再将整个装置放于筒体正常圆度位置。调节千分表上下位置，使其接触筒体，然后将其固定。并让表头示数为0，如图8所示。

标定完成后，再将装置放于焊缝位置，通过电机的驱动使接触探头数显装置在焊缝位置前后左右移动，从而得到焊缝不同部位的棱角度值，并通过数字显示仪显示，如图9所示。

Claims (8)

1.一种自动数显多方位压力容器棱角度测量装置，其特征在于：所述测量装置包括支架、接触探头数显组件和可上下伸缩的滑动脚架，所述滑动脚架两两对称设置在所述支架上，所述接触探头数显组件的两端均安装在滑动箱体内，所述滑动箱体可横向滑动地套装在所述支架上，所述接触探头数显组件位于两两滑动脚架之间；

所述接触探头数显组件包括千分表探头和数显装置，所述千分表探头的上端安装所述数显装置，所述千分表探头与滑块固定连接，所述滑块可纵向滑动地套装在滑杆上，所述滑杆的两端固定在所述滑动箱体内。

2.如权利要求1所述的自动数显多方位压力容器棱角度测量装置，其特征在于：所述支架上设置导槽，所述滑动脚架可滑动地安装在所述导槽内，所述滑动脚架上设有定位件。

3.如权利要求1或2所述的自动数显多方位压力容器棱角度测量装置，其特征在于：所述支架包括横向支撑导轨和纵杆，所述横向支撑导轨的两端开有螺纹孔，所述纵杆为带双头螺栓的细轴连接件，所述纵杆的两端伸入所述螺纹孔内使得支架呈矩形框。

4.如权利要求3所述的自动数显多方位压力容器棱角度测量装置，其特征在于：所述滑动箱体包括箱座、驱动轮和定滑轮，所述定位轮、驱动轮均安装在箱座内，所述驱动轮和定位轮分别位于所述横向支撑导轨的上下方，所述驱动轮的转轴与驱动电机的输出轴联动。

5.如权利要求1或2所述的自动数显多方位压力容器棱角度测量装置，其特征在于：所述滑杆有上下布置的两根。

6.如权利要求3所述的自动数显多方位压力容器棱角度测量装置，其特征在于：所述的横向支撑导轨上有刻度，两端尺寸较中间小，并且两端部各均布2个螺纹孔。

7.如权利要求6所述的自动数显多方位压力容器棱角度测量装置，其特征在于：所述横向支撑导轨正中心的刻度为0，左边为负，右边为正。所述横向支撑导轨的整个上表面均光滑，小端与滑动脚架上面的导槽配合使用，中间大端与滑动箱体相连接。

8.如权利要求1或2所述的自动数显多方位压力容器棱角度测量装置，其特征在于：所述滑动脚架由一根带刻度的两端为三角形并且带有倒角的滑块组成，所述滑动脚架上安装有双导槽构件，所述双导槽构件包含紧固螺钉，一个导槽导轨与滑动脚架连接，另一导槽导轨与横向支撑导轨连接。