CN107478663B - 一种多节式桥梁管道焊缝定位探伤装置 - Google Patents

一种多节式桥梁管道焊缝定位探伤装置 Download PDF

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Abstract

本发明的一种多节式桥梁管道焊缝定位探伤装置，包括第一空腔式端头、万向节连接器、第二空腔式端头、行走机构、辅助机构、γ源容纳和输送定位单元、光线发射单元；所述第一空腔式端头和第二空腔式端头外缘均匀设置有行走机构，辅助机构设置在第一空腔式端头上；第一空腔式端头和第二空腔式端头通过万向节连接器连接。本发明具有以下的有益效果：可对不同直径的管道进行探伤，加大使用范围，还提高了透照的精确度，同时也具有伸缩功能，可以越过焊缝或者障碍，提高工作效率；结构简单，使用方便，可靠性高。

Description

一种多节式桥梁管道焊缝定位探伤装置
技术领域
本发明涉及桥梁管道焊缝探伤技术领域，特别是一种多节式桥梁管道焊缝定位探伤装置。
背景技术
现有桥梁管道焊接接头用多节式探伤机上支撑臂长度均固定，导致只能对一种直径的管道进行探伤工作，使用范围小，同时探伤机上滑轮均是固定，导致在遇到焊缝或者障碍时，无法通过，降低工作效率，现有桥梁管道焊接接头用多节式探伤机上摄像头均利用螺栓进行固定，常常会使摄像头出现死角，无法完全记录射线源和焊缝的位置关系，降低探伤质量。
探伤也叫“无损检测”，就是检查金属表面及焊缝中有没有缺陷的技术。一般焊缝内部缺陷有气孔、裂纹、加渣、未焊透、未熔合等。常用的焊缝内部缺陷无损检测方法包括超声波检测（超声检测和TOFD）、射线检测（X射线和γ射线）。射线检测是用X射线或γ射线穿透焊缝金属，并用照相底片曝光，把影像做成照相底片，可以随时检查，就像给人检查身体照X光一样。一般工业装置中管道焊接接头均需按设计文件的要求进行射线检测，无损探伤的资料都要保留存档。管道检测设备的研究和应用成为了国内外的研究热点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种多节式桥梁管道焊缝定位探伤装置，可实现在多弯头连接的高压管道焊缝γ源中心透照时可视化精确定位，可以用于不同管径的焊缝检测，以解决管路中探伤检测工效低、质量不稳定的问题。
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：
一种多节式桥梁管道焊缝定位探伤装置，包括第一空腔式端头、万向节连接器、第二空腔式端头、行走机构、辅助机构、γ源容纳和输送定位单元、光线发射单元；
所述第一空腔式端头和第二空腔式端头外缘均匀设置有行走机构，辅助机构设置在第一空腔式端头上；第一空腔式端头和第二空腔式端头通过万向节连接器连接，第一空腔式端头、第二空腔式端头和万向节连接器中心均为中空设置，在连接后的轴线中心共同形成中空通道；
所述行走机构包括多节伸缩杆、U型安装架、滑轮、弹簧和滑杆，所述多节伸缩杆外端设有U型安装架，所述U型安装架内部设有滑轮，所述滑轮内端设置有滑杆，所述滑杆上安装有弹簧，所述弹簧以及滑杆均设置在U型安装架内部，所述多节伸缩杆安装在空腔式端头外端；
所述辅助机构包括螺柱、活动杆、电动伸缩缸、转动杆、环形齿轮、传动齿轮、夹环和摄像传感器，所述螺柱左端设置在第一空腔式端头一侧，且延伸入空腔式端头内部；所述活动杆左端与螺柱右端连接；所述电动伸缩缸两端分别连接螺柱和活动杆；所述转动杆左端与活动杆右端连接，环形齿轮设置在转动杆上；传动齿轮设置在环形齿轮上；所述夹环设置在转动杆右端；摄像传感器设置在夹环内；
所述γ源容纳和输送定位单元包括输源管、源头定位管、钢绞线，输源管设置在第一空腔式端头、第二空腔式端头和万向节连接器连接后的中空通道内，源头定位管设置在中空通道顶端，γ源设置在钢绞线前端，钢绞线通过输源管将γ源定位在源头定位管内；γ源依次通过输源管穿入第二空腔式端头、万向节连接器和第一空腔式端头，至源头定位管后锁定；
光线发射单元包括固定机构、旋转调节机构、二个光线发射器；固定机构用以将整个光线发射单元固定在源头定位管的前端；光线发射器用以发射线型的光线，二个光线发射器对称设置在源头定位管的γ源两侧，且光线照射角度相对于γ源对称；旋转调节机构分别连接固定机构和光线发射器，用以调整光线发射机构的光线发射方向，并控制光线照射在焊缝处或者附近。
进一步的，所述的万向节连接器可串联设置为两个。
进一步地，所述第一空腔式端头和第二空腔式端头均安装在挠性软管下端，将两者内腔相连通。
进一步地，所述行走机构设有六组，六组所述行走机构结构相同，三组行走机构等距设置在第一空腔式端头外缘，另外三组行走机构等距设置在第二空腔式端头外缘。
进一步地，所述多节伸缩杆内端设有空心螺栓，且空心螺栓通过螺纹与空腔式端头相连接，所述滑轮设有两个，两个所述滑轮之间安装有连接轴，且连接轴内端设有滑杆，所述滑杆内端设置有中空杆，所述滑杆内端延伸入中空杆内部，且中空杆与连接轴通过弹簧相连接。
进一步地，所述螺柱通过螺纹与第一空腔式端头相连接，所述螺柱右端外侧设置有固定板，电动伸缩缸一端设置在固定板上，电动伸缩缸与固定板通过铰座相连接，电动伸缩缸另一端通过活动铰链与活动杆相连接。
进一步地，所述传动齿轮与环形齿轮进行齿轮啮合，所述传动齿轮左端设置有伺服电机，且伺服电机固定在活动杆上，所述活动杆与转动杆通过轴承相连接。
光线发射单元和辅助机构可以根据管径预定光线发射器和摄像传感器的角度；光线发射器对称设置在源头定位管的γ源射线两侧，且光线照射角度相对于γ源对称；γ源射线透照至焊缝处，光线发射器选择线性红外线发射器，能够保证在不同管径的焊缝检测时，即使通过旋转调节机构预定光线发射机构发射的光源未精确投照至焊缝上，由于光线发射器的对称设置，当预设照射角度由于待检测管径变小时，光线发射器两光源的照射点位于的γ源透照的焊缝平面的两侧，当预设照射角度由于待检测管径变大时，光线发射器两光源在未投照至焊缝时即交叉；无论管径与预设照射角度的管径相比是变大还是变小，其交叉点始终位于γ源透照的焊缝的平面上，均能够保证发射的光源投照至焊道上的位置位置相对于焊缝左右对称，因此，投射光的的交叉点或者中心点即是焊道的位置，从而保证了在变化管径时，不需要调整光线发射器的固定角度。
本专利所述的线性红外线发射器，是指红外线的照射面为长条的线型，是与照射面为点型的光线或者面型的光线的光源相区别的一个技术概念。
使用时，工作人员通过挠性软管向第一空腔式端头和第二空腔式端头内充入液压油或气体，然后液压油或气体再进入空心螺栓内，然后通过空心螺栓进入多节伸缩杆内，然后多节伸缩杆在液压油或气体作用下向外伸出，进而带动U型安装架向外移动，U型安装架向外移动带动滑轮向外移动，当滑轮与管道内壁相接触后，停止充入液压油或气体，当滑轮在管道内穿越焊缝或者障碍时，滑轮在焊缝或者障碍作用下向内移动，滑轮向内移动可对弹簧进行压缩，当滑轮越过焊缝或者障碍到达待检测位置后，滑轮在弹簧作用下向外移动，实现滑轮回到原位完成装置的推送定位。
启动伺服电机，伺服电机工作带动传动齿轮旋转进而带动环形齿轮旋转，环形齿轮旋转带动转动杆旋转，进而带动摄像传感器旋转，同时工作人员运行电动伸缩缸，带动活动杆绕着铰链座转动，活动杆转动带动转动杆转动，进而带动摄像传感器转动调整至合适角度，利用光线发射单元的光线照射，光线发射器在焊缝两侧照射，γ源进行透照，完成焊缝检测。
这些技术方案，包括改进的技术方案以及进一步改进的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。
通过采用上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：
行走机构的设计可调整滑轮伸出长度，可对不同直径的管道进行探伤，加大使用范围，同时也具有伸缩功能，可以越过焊缝或者障碍，提高工作效率，辅助机构的设置可以全方面记录γ源和焊缝的位置关系，可精确控制射线源的位置，提高探伤质量；光线发射单元双光线发射器的设置，不仅可满足不同管径的透照，，不需要调整光线发射器的角度，还提高了透照的精确度。
第一空腔式端头和第二空腔式端头通过万向节连接器相连接的设计使得整个装置可进行弯曲工作，通过挠性软管可实现液压油或气体的进出，空心螺栓便于行走机构的拆装，螺柱通过螺纹与空腔式端头相连接可方便辅助机构的拆装，使得装置结构简单，使用方便，使用范围广，提高探伤质量，可靠性高。
附图说明
图1是本专利的整体示意图。
图2是本专利的行走机构的示意图。
图3是本专利的辅助机构的示意图。
图4是本专利的γ源射线透照位置示意图。
图中，1-第一空腔式端头，101-万向节连接器，102-第二空腔式端头，103-挠性软管，2-行走机构，3-辅助机构，4-多节伸缩杆，5-U型安装架，6-滑轮，7-弹簧，8-滑杆，9-螺柱，10-电动伸缩缸，11-活动杆，12-环形齿轮，13-转动杆，14-传动齿轮，15-固定板，16-夹环，111-源头定位管，112-光线发射器，113-γ源。
箭头表示光线照射方向和γ源透照方向， a’为待检测管道a的焊缝位置，b’为待检测管道b的焊缝位置，c’为待检测管道c的焊缝位置，管径直径a＜b＜c。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本专利进一步解释说明。但本专利的保护范围不限于具体的实施方式。
实施例1
如1-4附图所示，本专利的一种多节式桥梁管道焊缝定位探伤装置，包括第一空腔式端头1、万向节连接器101、第二空腔式端头102、行走机构2、辅助机构3、γ源容纳和输送定位单元、光线发射单元；
第一空腔式端头1和第二空腔式端头102外缘均匀设置有行走机构2，辅助机构3设置在第一空腔式端头1上；第一空腔式端头1和第二空腔式端头102通过两个串联的万向节连接器101连接，第一空腔式端头1、第二空腔式端头102和两个万向节连接器101中心均为中空设置，在连接后的轴线中心共同形成中空通道；第一空腔式端头1和第二空腔式端头102均安装在挠性软管103下端，将两者内腔相连通。
行走机构2包括多节伸缩杆4、U型安装架5、滑轮6、弹簧7和滑杆8，多节伸缩杆4外端设有U型安装架5，U型安装架5内部设有滑轮6，滑轮6内端设置有滑杆8，滑杆8上安装有弹簧7，弹簧7以及滑杆8均设置在U型安装架5内部，多节伸缩杆4安装在空腔式端头外端；多节伸缩杆4内端设有空心螺栓，且空心螺栓通过螺纹与空腔式端头相连接，滑轮6设有两个，两个滑轮6之间安装有连接轴，且连接轴内端设有滑杆8，滑杆8内端设置有中空杆，滑杆8内端延伸入中空杆内部，且中空杆与连接轴通过弹簧7相连接；行走机构2设有六组，六组行走机构2结构相同，三组行走机构2等距设置在第一空腔式端头1外缘，另外三组行走机构2等距设置在第二空腔式端头102外缘。
辅助机构3包括螺柱9、活动杆11、电动伸缩缸10、转动杆13、环形齿轮12、传动齿轮14、夹环16和摄像传感器，螺柱9左端设置在第一空腔式端头1一侧，且延伸入空腔式端头内部；活动杆11左端与螺柱9右端连接；电动伸缩缸10两端分别连接螺柱9和活动杆11；转动杆13左端与活动杆11右端连接，环形齿轮12设置在转动杆13上；传动齿轮14设置在环形齿轮12上；夹环16设置在转动杆13右端；摄像传感器设置在夹环16内；螺柱9通过螺纹与第一空腔式端头1相连接，螺柱9右端外侧设置有固定板15，电动伸缩缸10一端设置在固定板15上，电动伸缩缸10与固定板15通过铰座相连接，电动伸缩缸10另一端通过活动铰链与活动杆11相连接；传动齿轮14与环形齿轮12进行齿轮啮合，传动齿轮14左端设置有伺服电机，且伺服电机固定在活动杆11上，活动杆11与转动杆13通过轴承相连接。
γ源容纳和输送定位单元包括输源管、源头定位管111、钢绞线，输源管设置在第一空腔式端头1、第二空腔式端头102和万向节连接器101连接后的中空通道内，源头定位管111设置在中空通道顶端，γ源113设置在钢绞线前端，钢绞线通过输源管将γ源113定位在源头定位管111内；γ源依次通过输源管穿入第二空腔式端头102、万向节连接器101和第一空腔式端头1，至源头定位管111后锁定；
光线发射单元包括固定机构、旋转调节机构、二个光线发射器112；固定机构用以将整个光线发射单元固定在源头定位管111的前端；光线发射器112用以发射线型的光线，光线发射器112对称设置在源头定位管111的γ源113两侧，且光线照射角度相对于γ源对称；；旋转调节机构分别连接固定机构和光线发射器112，用以调整光线发射机构的光线发射方向，并控制光线照射在焊缝处或者附近。
光线发射单元和辅助机构3可以根据管径预定光线发射器112和摄像传感器的角度；光线发射器112对称设置在源头定位管111的γ源113射线两侧，γ源113射线透照至焊缝处，光线发射器112选择线性红外线发射器，能够保证在不同管径的焊缝检测时，即使通过旋转调节机构预定光线发射机构发射的光源未精确投照至焊缝上，由于光线发射器112的对称设置，当预设照射角度由于待检测管径变小时，光线发射器112两光源的照射点位于的γ源113透照的焊缝平面的两侧，当预设照射角度由于待检测管径变大时，光线发射器112两光源在未投照至焊缝时即交叉；无论管径与预设照射角度的管径相比是变大还是变小，其交叉点始终位于γ源113透照的焊缝的平面上，均能够保证发射的光源投照至焊道上。
使用时，通过挠性软管103向第一空腔式端头1和第二空腔式端头102内充入液压油或气体，然后液压油或气体再进入空心螺栓内，然后通过空心螺栓进入多节伸缩杆4内，然后多节伸缩杆4在液压油或气体作用下向外伸出，进而带动U型安装架5向外移动，U型安装架5向外移动带动滑轮6向外移动，当滑轮6与管道内壁相接触后，停止充入液压油或气体，当滑轮6在管道内穿越焊缝或者障碍时，滑轮6在焊缝或者障碍作用下向内移动，滑轮6向内移动可对弹簧7进行压缩，当滑轮6越过焊缝或者障碍到达待检测位置后，滑轮6在弹簧7作用下向外移动，实现滑轮6回到原位完成装置的推送定位。
启动伺服电机，伺服电机工作带动传动齿轮14旋转进而带动环形齿轮12旋转，环形齿轮12旋转带动转动杆13旋转，进而带动摄像传感器旋转，同时工作人员运行电动伸缩缸10，带动活动杆11绕着铰链座转动，活动杆11转动带动转动杆13转动，进而带动摄像传感器转动调整至合适角度，利用光线发射单元的光线照射，光线发射器112在焊缝两侧照射，γ源113进行透照，完成焊缝检测。

Claims (7)

1.一种多节式桥梁管道焊缝定位探伤装置，其特征在于：包括第一空腔式端头、万向节连接器、第二空腔式端头、行走机构、辅助机构、γ源容纳和输送定位单元、光线发射单元；
所述第一空腔式端头和第二空腔式端头外缘均匀设置有行走机构，辅助机构设置在第一空腔式端头上；第一空腔式端头和第二空腔式端头通过万向节连接器连接，第一空腔式端头、第二空腔式端头和万向节连接器中心均为中空设置，在连接后的轴线中心形成中空通道；
所述行走机构包括多节伸缩杆、U型安装架、滑轮、弹簧和滑杆，所述多节伸缩杆外端设有U型安装架，所述U型安装架内部设有滑轮，所述滑轮内端设置有滑杆，所述滑杆上安装有弹簧，所述弹簧以及滑杆均设置在U型安装架内部，所述多节伸缩杆安装在空腔式端头外端；
所述辅助机构包括螺柱、活动杆、电动伸缩缸、转动杆、环形齿轮、传动齿轮、夹环和摄像传感器，所述螺柱左端设置在第一空腔式端头一侧，且延伸入空腔式端头内部；所述活动杆左端与螺柱右端连接；所述电动伸缩缸两端分别连接螺柱和活动杆；所述转动杆左端与活动杆右端连接，环形齿轮设置在转动杆上；传动齿轮设置在环形齿轮上；所述夹环设置在转动杆右端；摄像传感器设置在夹环内；
所述γ源容纳和输送定位单元包括输源管、源头定位管、钢绞线，输源管设置在第一空腔式端头、第二空腔式端头和万向节连接器连接后的中空通道内，源头定位管设置在中空通道顶端，γ源设置在钢绞线前端，钢绞线通过输源管将γ源定位在源头定位管内；γ源依次通过输源管穿入第二空腔式端头、万向节连接器和第一空腔式端头，至源头定位管后锁定；
光线发射单元包括固定机构、旋转调节机构、二个光线发射器；固定机构用以将整个光线发射单元固定在源头定位管的前端；光线发射器用以发射线型的光线，二个光线发射器对称设置在源头定位管的γ源两侧，且光线照射角度相对于γ源对称；旋转调节机构分别连接固定机构和光线发射器，用以调整光线发射机构的光线发射方向，并控制光线照射在焊缝处或者附近。
2.根据权利要求1所述的多节式桥梁管道焊缝定位探伤装置，其特征是：所述的万向节连接器可串联设置为两个。
3.根据权利要求1所述的多节式桥梁管道焊缝定位探伤装置，其特征是：所述第一空腔式端头和第二空腔式端头均安装在挠性软管下端。
4.根据权利要求1所述的多节式桥梁管道焊缝定位探伤装置，其特征是：所述行走机构设有六组，六组所述行走机构结构相同，三组行走机构等距设置在第一空腔式端头外缘，另外三组行走机构等距设置在第二空腔式端头外缘。
5.根据权利要求1所述的多节式桥梁管道焊缝定位探伤装置，其特征是：所述多节伸缩杆内端设有空心螺栓，且空心螺栓通过螺纹与空腔式端头相连接，所述滑轮设有两个，两个所述滑轮之间安装有连接轴，且连接轴内端设有滑杆，所述滑杆内端设置有中空杆，所述滑杆内端延伸入中空杆内部，且中空杆与连接轴通过弹簧相连接。
6.根据权利要求1所述的多节式桥梁管道焊缝定位探伤装置，其特征是：所述螺柱通过螺纹与第一空腔式端头相连接，所述螺柱右端外侧设置有固定板，电动伸缩缸一端设置在固定板上，电动伸缩缸与固定板通过铰座相连接，电动伸缩缸另一端通过活动铰链与活动杆相连接。
7.根据权利要求1所述的多节式桥梁管道焊缝定位探伤装置，其特征是：所述传动齿轮与环形齿轮进行齿轮啮合，所述传动齿轮左端设置有伺服电机，且伺服电机固定在活动杆上，所述活动杆与转动杆通过轴承相连接。
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