CN110243838A - 一种超高压容器检测装置及其检测方法 - Google Patents

一种超高压容器检测装置及其检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供的一种超高压容器检测装置，包括旋转检测机构和与所述旋转检测机构通信连接的控制系统；在所述旋转检测机构上可拆卸连接有扶正机构和控制所述扶正机构上下运动的提升机；所述扶正机构和所述提升机均与所述控制系统通信连接，通过该检测装置检测超高压容器，检测的效率高，效果好。

Description

一种超高压容器检测装置及其检测方法
技术领域
本发明涉及容器的检测的技术领域，特别涉及一种超高压容器检测装置及其检测方法。
背景技术
压力容器属于特种设备之一，压力容器一旦发生事故往往会造成巨大的经济损失甚至人员伤亡，在使用一定时间后需要对压力容器的进行无损检测，主要就是容器的完整性(如剩余壁厚、容器缺陷、表面腐蚀形态、腐蚀产物类型、腐蚀深度等)检测，进而通过分析判定所检测压力容器是否满足使用要求。压力容器的常规检验方法是通过人工手段进入压力容器内部或者在压力容器外表面进行检测，而对于压力大于100MPa的超高压容器来说，超高压容器往往设置在地下，容器内径较小但长度较长，数米或者数十米左右，待检测的超高压容器的内径X长度的一般规格有：220mmX14330mm 、480mmX16820mm、250mmX10465mm，同时超高压容器质量较重，作业情况复杂，其外表面往往辅以固定结构，检测时人难以进入容器内部，而外表面也不易操作，难以通过普通的检测装置进行人工检测，也难以通过手持式设备检测获得检测数据，且手持式无法精确控制提离距离或者说检测步长，难以保证对容器进行全面检测，也无法对容器内部进行检测，而现阶段常用的方法多是将容器抽出，平放在地面上，再采取众多无损检测技术进行检测，耗资巨大，耗时太长。
公告号CN206002436U的中国实用新型专利公开了一种管道性能检测装置，包括手持杆、连接杆和检测端头，手持杆通过连接杆连接在检测端头上，检测端头由底座、电动旋转轴和检测支架所组成，电动旋转轴活动安装在底座上，检测支架的另一端设有弧形的检测头，检测头的外侧设有多个带有弹性支撑杆的传动滚轮，检测头的内部设有圆弧形的弹性密封套，弹性密封套的内部设有检测光源和信号传感器，弹性密封套的外侧通过二级伸缩杆连接在检测头上。此专利使用手持杆和伸缩杆来控制检测装置在管道内的活动，行程有限，局限性大；通过在伸缩杆安装弹性支撑杆来扶正检测装置，此专利的两个反向伸缩杆伸长无法控制检测装置处于扶正状态，会影响检测效果。
公布号CN105698012A的中国发明专利公开了一种基于横波直探头的管道缺陷周向导波无损检测方法，搭建横波直探头在管中激励周向导波的缺陷检测仪；运用数值计算软件，绘制管道周向导波频散曲线；选择适合管道缺陷无损检测的激励频率；绘制所在频率下各个周向导波模态的波结构图，确定相应周向导波模态的激励方法，确定横波直探头的布置方向与激励周向导波典型模态的关系；激励周向导波并接收其缺陷回波，通过分析接收信号中的反射回波到达接收点的时间，确定管道缺陷位置。此专利需要先将管道取出才能进行检测，效率低，成本高。而且不能连续检测，每次检测完以后都需要拆装检测头。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种超高压容器检测装置，通过使用扶正机构和提升机，其旨在解决现有技术中检测超高压容器的行程过短且检测效果差的技术问题。
为实现上述目的，本发明提出了一种超高压容器检测装置，包括旋转检测机构和与所述旋转检测机构通信连接的控制系统；其特征在于：在所述旋转检测机构上可拆卸连接有扶正机构和控制所述扶正机构上下运动的提升机；所述扶正机构和所述提升机均与所述控制系统通信连接。
作为优选，所述扶正机构包括安装箱体、与所述安装箱体安装在同一中心线上且可沿着所述安装箱体中心线方向运动的升降机构和均布在所述升降机构上且上下反向错位分布的扶正臂。
作为优选，所述扶正臂包括安装座、扶正滚轮、第一摆杆和第二摆杆；在所述升降机构上连接有与所述安装箱体安装在同一中心线上的安装座，在所述安装座上可转动地均布有第一摆杆，在所述第一摆杆可转动连接有固定在所述安装箱体上的第二摆杆，在所述第二摆杆上连接有扶正滚轮。
作为优选，在所述安装箱体上设有供扶正臂自由摆动的通槽。
作为优选，所述旋转检测机构包括可拆卸安装在所述扶正机构底部的转动电机、由所述转动电机控制的转盘和安装在所述转盘底部的探头。
作为优选，在所述探头的尾部固定有弹簧套；在所述探头的头部设有弧形片。
作为优选，在所述安装箱体上还连接有吊装座；在所述吊装座上连接有摄像头。
作为优选，所述控制系统包括与所述旋转检测机构、扶正机构和提升机通信连接的动作控制系统，所述控制系统还包括数据处理系统。
本发明提出了一种超高压容器检测方法，包括以下步骤：
a、将旋转检测机构和扶正机构连接好以后挂在提升机上，检查摄像头的视频功能是否正常，并通过对比超高压容器试块的检测确定仪器功能及信号是否正常；
b、通过对比超高压容器试块调整好探头紧贴内壁，缓慢将连接好的设备放入超高压容器内进行检测；
c、检测设备放入超高压容器内，将扶正臂张开紧贴内壁，使整个装置处于竖直状态；
d、打开摄像头，从超高压容器开口端缓慢放入直至到超高压容器底部，拍摄并记录超高压容器内部的宏观情况，当装置到达超高压容器底部时完成宏观检验，记录并存储摄像和位置等信息；
e、检测装置到达超高压容器底部后，关闭摄像头开启探头进行检测，设置转动电机的转动速率和旋转方向，保证探头正向和反向分别旋转至少一周；
f、设置提升机的曳引速率，每次提升高度不超过探头的晶片尺寸，每提升一次，就启动转动电机开始扫查作业，扫查范围大于0°，保证扫查范围具有重叠区域，完成一次扫查后，反向旋转转动电机使探头位置处于归零位置，停止转动电机存储数据；检测过程中，探头需要用水进行耦合，采用水管向容器内注水，水流沿着容器壁往下流进行耦合；然后，提升机牵引装置往上提升，如此反复对超高压容器进行检测，直至检测完毕；
g、完成检测后对数据处理、分析。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明提供的一种超高压容器检测装置，超高压设备整体埋入底下不易拆卸，因此很难在容器外部对其进行检验，又由于容器内径较小，长度较长，无法进入容器内部进行检验，该设备可实现超高压容器的自动内检测。检测内容包括测厚、宏观检测和无损探伤。探头在弹簧套的作用下可以适应一定范围内的超高压容器内径，而且探头独立可拆卸，根据不同的内径进行选择，并在扶正臂的作用下与检测面有效接触并进行检测。探头前的弧线结构可以提高探头的适应性，遇到焊缝或者凸点轻松通过。通过升降机构的上升与下降来控制扶正臂的张开与收缩。升降机构下降的时候，第二摆杆张开，扶正滚轮贴紧超高压容器内臂。扶正臂错位均布，扶正臂与管内壁柔性接触，接触力度可调，稳定居中性更强。旋转检测机构上设置有测厚探头、纵波探伤、横波探伤，可以更好的检测超高压容器内部情况。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例一种超高压容器检测装置的结构示意图。
图2是本发明实施例一种超高压容器检测装置除去提升机的放大结构示意图。
图3是本发明实施例一种超高压容器检测装置除去提升机的扶正机构除去安装箱体的放大结构示意图。
图4本发明实施例一种超高压容器检测装置的探头放大结构示意图。
图5本发明实施例超高压容器检测方法的工步框图。
图6本发明实施例超高压容器检测方法的测厚探伤原理。
图7本发明实施例超高压容器检测方法的模块结构图。
图中：旋转检测机构1、扶正机构2、提升机3、控制系统4、安装箱体21、升降机构22、扶正臂23、安装座231、扶正滚轮232、第一摆杆233、第二摆杆234、通槽211、转动电机11、转盘12、探头13、弹簧套131、弧形片132、吊装座212、摄像头213、动作控制系统41、数据处理系统42。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
参阅图1、图2、图3和图4，本发明实施例提供一种超高压容器检测装置，包括旋转检测机构1和与旋转检测机构1通信连接的控制系统4；在旋转检测机构1上可拆卸连接有扶正机构2和控制扶正机构2上下运动的提升机3；扶正机构2和提升机3均与控制系统4通信连接。扶正机构2包括安装箱体21、与安装箱体21安装在同一中心线上且可沿着安装箱体21中心线方向运动的升降机构22和均布在升降机构22上且上下反向错位分布的扶正臂23。扶正臂23包括安装座231、扶正滚轮232、第一摆杆233和第二摆杆234；在升降机构22上连接有与安装箱体21安装在同一中心线上的安装座231，在安装座231上可转动地均布有第一摆杆233，在第一摆杆233可转动连接有固定在安装箱体21上的第二摆杆234，在第二摆杆234上连接有扶正滚轮232。在安装箱体21上设有供扶正臂23自由摆动的通槽211。旋转检测机构1包括可拆卸安装在扶正机构2底部的转动电机11、由转动电机11控制的转盘12和安装在转盘12底部的探头13。在探头13的尾部固定有弹簧套131；在探头13的头部设有弧形片132。在安装箱体21上还连接有吊装座212；在吊装座212上连接有摄像头213。控制系统4包括与旋转检测机构1、扶正机构2和提升机3通信连接的动作控制系统41，控制系统4还包括数据处理系统42。
安装箱体21上还设有散热孔，既可以用来散热，还可以在检修的时候观察扶正臂23的好坏情况。升降机构22为直筒式电动推杆。转盘12的底部还设有支撑脚。支撑脚既可以同来支撑装置还可以用来保护旋转检测机构1，防止碰到底部，造成损伤。提升机3和转动电机11均为伺服电机。转动电机11还连接有编码器。提升机3和转动电机11的速率均可调节。摄像头有四个，每个摄像头相隔90°均匀分布，保证容器360°范围内可视。探头13有5个，一个测厚探头、两个纵波探伤探头、两个横波探伤探头。探头13为水浸探头。探头13通过连接线直接接到动作控制系统，其测厚、探伤原理为常规原理，不同点在于对数据有一个处理，可在同屏显示五个通道的数据信息，并且可以独立通过软件进行增益等处理。动作控制系统41采用KSD4型炉管超声波探伤设备。数据处理系统42为HSD系列数字式多通道超声波探伤模块和计算机。升降机构22为直通式电动推杆。
根据图5，本发明一种超高压容器检测装置在工作过程中，实验是在炉管内进行检测。将旋转检测机构1和扶正机构2连接好以后挂在提升机3上，检查摄像头213的视频功能是否正常，并通过对比超高压容器试块的检测确定仪器功能及信号是否正常。对比超高压容器试块为与超高压容器内径相同且内壁完好的试验超高压容器。通过对比超高压容器试块调整好探头13紧贴内壁，缓慢将连接好的设备放入超高压容器内进行检测；检测设备放入超高压容器内，将扶正臂23张开紧贴内壁，使整个装置处于竖直状态；打开摄像头213，从超高压容器开口端缓慢放入直至到超高压容器底部，拍摄并记录超高压容器内部的宏观情况，当装置到达超高压容器底部时完成宏观检验，记录并存储摄像和位置等信息；检测装置到达超高压容器底部后，关闭摄像头213开启探头13进行检测，设置转动电机11的转动速率和旋转方向，保证探头13正向和反向分别旋转至少一周；设置提升机3的曳引速率，每次提升高度不超过探头13的晶片尺寸，每提升一次，就启动转动电机11开始扫查作业，扫查范围大于360°，保证扫查范围具有重叠区域，完成一次扫查后，反向旋转转动电机11使探头位置处于归零位置，停止转动电机11存储数据；检测过程中，探头需要用水进行耦合，采用水管向容器内注水，水流沿着容器壁往下流进行耦合；然后，提升机3牵引装置往上提升，如此反复对超高压容器进行检测，直至检测完毕；完成检测后对数据处理、分析。
测厚探伤原理如图6。测厚：厚度= C·（t3-t1）。
探伤：一般根据反射波前是否存在缺陷信号判断。
本实验使用自发自收超声波检测仪，配合探头13，对横向、纵向、测厚进行检测记录数据，并通过X、Y方向的编码器记录进行扫查位置，形成C扫图像，清楚直观地反映被检工件的状况。超声波检测仪通过网络与计算机进行通信传送数据。仪器采用模块结构，每四个通道为一个模块，每个模块可单独快速更换。
此次检测到的厚度的最小值为130.01mm~140.00mm，均在正常范围内。
模块的结构图如图7。
用本发明检测超高压容器的内况更加直观，效率更高。
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、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超高压容器检测装置，包括旋转检测机构（1）和与所述旋转检测机构（1）通信连接的控制系统（4）；其特征在于：在所述旋转检测机构（1）上可拆卸连接有扶正机构（2）和控制所述扶正机构（2）上下运动的提升机（3）；所述扶正机构（2）和所述提升机（3）均与所述控制系统（4）通信连接。
2.如权利要求1所述的超高压容器检测装置，其特征在于：所述扶正机构（2）包括安装箱体（21）、与所述安装箱体（21）安装在同一中心线上且可沿着所述安装箱体（21）中心线方向运动的升降机构（22）和均布在所述升降机构（22）上且上下反向错位分布的扶正臂（23）。
3.如权利要求2所述的一种超高压容器检测装置，其特征在于：所述扶正臂（23）包括安装座（231）、扶正滚轮（232）、第一摆杆（233）和第二摆杆（234）；在所述升降机构（22）上连接有与所述安装箱体（21）安装在同一中心线上的安装座（231），在所述安装座（231）上可转动地均布有第一摆杆（233），在所述第一摆杆（233）可转动连接有固定在所述安装箱体（21）上的第二摆杆（234），在所述第二摆杆（234）上连接有扶正滚轮（232）。
4.如权利要求2或3所述的一种超高压容器检测装置，其特征在于：在所述安装箱体（21）上设有供扶正臂（23）自由摆动的通槽（211）。
5.如权利要求1或2或3所述的一种超高压容器检测装置，其特征在于：所述旋转检测机构（1）包括可拆卸安装在所述扶正机构（2）底部的转动电机（11）、由所述转动电机（11）控制的转盘（12）和安装在所述转盘（12）底部的探头（13）。
6.如权利要求4所述的一种超高压容器检测装置，其特征在于：所述旋转检测机构（1）包括可拆卸安装在所述扶正机构（2）底部的转动电机（11）、由所述转动电机（11）控制的转盘（12）和安装在所述转盘（12）底部的探头（13）。
7.如权利要求5所述的超高压容器检测装置，其特征在于：在所述探头（13）的尾部固定有弹簧套（131）；在所述探头（13）的头部设有弧形片（132）。
8.如权利要求2或3所述的一种超高压容器检测装置，其特征在于：在所述安装箱体（21）上还连接有吊装座（212）；在所述吊装座（212）上连接有摄像头（213）。
9.如权利要求1所述的一种超高压容器检测装置，其特征在于：所述控制系统（4）包括与所述旋转检测机构（1）、扶正机构（2）和提升机（3）通信连接的动作控制系统（41），所述控制系统（4）还包括数据处理系统（42）。
10.一种超高压容器检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
a）、将旋转检测机构（1）和扶正机构（2）连接好以后挂在提升机（3）上，检查摄像头（213）的视频功能是否正常，并通过对比超高压容器试块的检测确定仪器功能及信号是否正常；
b）、通过对比超高压容器试块调整好探头（13）紧贴内壁，缓慢将连接好的设备放入超高压容器内进行检测；
c）、检测设备放入超高压容器内，将扶正臂（23）张开紧贴内壁，使整个装置处于竖直状态；
d）、打开摄像头（213），从超高压容器开口端缓慢放入直至到超高压容器底部，拍摄并记录超高压容器内部的宏观情况，当装置到达超高压容器底部时完成宏观检验，记录并存储摄像和位置信息；
e）、检测装置到达超高压容器底部后，关闭摄像头（213）开启探头（13）进行检测，设置转动电机（11）的转动速率和旋转方向，保证探头（13）正向和反向分别旋转至少一周；
f）、设置提升机（3）的曳引速率，每次提升高度不超过探头（13）的晶片尺寸，每提升一次，就启动转动电机（11）开始扫查作业，扫查范围大于360°，保证扫查范围具有重叠区域，完成一次扫查后，反向旋转转动电机（11）使探头位置处于归零位置，停止转动电机（11）存储数据；检测过程中，探头需要用水进行耦合，采用水管向容器内注水，水流沿着容器壁往下流进行耦合；然后，提升机（3）牵引装置往上提升，如此反复对超高压容器进行检测，直至检测完毕；
g）、完成检测后对数据处理、分析。
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Application publication date: 20190917

Assignee: JIAXING PETROCHEMICAL Co.,Ltd.

Assignor: Zhejiang Institute of Special Equipment Science

Contract record no.: X2023980036732

Denomination of invention: An ultra-high pressure vessel detection device and its detection method

Granted publication date: 20220405

License type: Common License

Record date: 20230619

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