CN111272863A - 锅炉压力容器管道无损探测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锅炉压力容器管道无损探测装置，该装置包括机壳、手柄、磁粉探测仪主机、金属磁轭柱和探照灯以及电源等。其中，手柄位于机壳的后侧，磁粉探测仪主机位于机壳内部，磁粉探测仪主机两侧分别对称固定连接的金属磁轭柱的末端外露于机壳之外，探照灯固定在两侧金属磁轭柱之间的机壳上。本发明能够始终保持两侧金属磁轭柱紧贴压力管道外表面且沿圆周转动，从而使对压力管道圆周表面的磁粉探测实现连续检测，从而达到高效率高质量无损探测需求，实现无漏点检测和节约成本的目的，操作简单方便。

Description

锅炉压力容器管道无损探测装置

技术领域

本发明属于特种设备压力管道磁粉探伤设备领域，具体涉及一种锅炉及压力容器管道无损探测技术。

背景技术

锅炉和压力容器的压力管道元件在制造过程中或者在使用过程中，常采用磁粉检测法检查压力管道处于外表面的缺陷，磁粉检测对表面缺陷最灵敏。压力管道在应用于锅炉后通过管道焊接形成的管路系统中，通常需要进一步对压力管道检测，这时的检测更加注重压力管道表面因加工受损情况，例如焊缝和弯头以及局部损伤，对于锅炉上压力管道外表面检测常采用磁粉检测，比采用超声波或射线检测的灵敏度高，而且操作简便、结果可靠、价格便宜。同时，压力管道安装的无损检测和锅炉在长时间运行后的无损检测，需要对压力管件在安装现场进行抽检，长时间运作的压力管道内壁表面因加热温度和加热时间不合适会出现较浅的龟状表面缺陷，在维护过程对压力管道检测时，会存在无法对管道内壁表面有效检测的问题，这也是目前无法对锅炉上成形压力管道进行内壁磁粉检测的技术难题。

现有应用于压力管道的磁粉探伤设备主要包括磁粉探测仪主机以及分别位于磁粉探测仪主机下端两侧的金属磁轭，使用时需要人工先向压力管道表面喷磁粉，然后将磁粉探测仪的两个金属磁轭柱同时解除在管道两侧再观察，这种检测方式在应用于平面金属板材表面抽样检测时，具有便携性和实用性，但对于圆柱形的压力管道的外表面检测，往往无法实现全面检测。由于喷磁粉，接触式探测和擦磁粉，整个过程只能对某一处进行监测，要对圆柱形压力管道某一段圆周面进行探测时，需要反复操作多次，且是点状分布检测，无法实现沿圆周面连续检测，检测效率极低，若对整根压力管道检测，难度更大，锅炉和压力容器通常有多根压力管道，采用传统的磁粉探测设备无法满足高效率高质量检测需求。

发明内容

针对目前磁粉探伤仪器在对锅炉和压力容器的圆柱形压力管道进行检测时存在点状分布检测而无法实现沿圆周面连续检测的问题，本发明提供一种能够围绕圆柱形压力管道圆周转动实现连续检测的装置，从而达到高效率高质量无损探测需求，实现无漏点检测和节约成本的目的。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：通过一种锅炉压力容器管道无损探测装置，该装置包括机壳、手柄、磁粉探测仪主机、金属磁轭柱和探照灯以及电源等。其中，手柄位于机壳的后侧，磁粉探测仪主机位于机壳内部，磁粉探测仪主机两侧分别对称固定连接的金属磁轭柱的末端外露于机壳之外，探照灯固定在两侧金属磁轭柱之间的机壳上。

具体地，机壳内部中心即金属磁轭柱之间的区域为检测区域，检测区域两外侧对称有磁轭室，两侧磁轭室外侧对称有履带驱动室。

在履带驱动室内的上下端分别安装有履带末轮和履带首轮。履带末轮一侧复合有固定齿轮，履带首轮一侧复合有首齿轮，同时履带首轮的转轴（即齿轮定轴）上套装有齿轮架，齿轮架上依次安装有过渡齿轮和动齿轮。位于齿轮架上各齿轮的传递关系为履带首轮与过渡齿轮啮合，过渡齿轮与动齿轮啮合，动齿轮的转轴（即齿轮动轴）安装在机壳侧壁上对应的弧形滑槽内。同时，在机壳内与所述齿轮架之间连接有拉簧或压簧，拉簧或压簧驱动齿轮架确保动齿轮与所述履带末齿轮啮合，但推动动齿轮的转轴（即齿轮动轴）在弧形滑槽内移动后，动齿轮与履带末齿轮脱离。

在两侧履带驱动室的上下端分别有履带通道，齿履带的两端分别位于上下履带通道内，且两端含齿面分别与履带末轮和履带首轮啮合，至少使齿履带的首端引出机壳之外。

所述金属磁轭柱位于磁轭室内，所述探照灯位于检测区域内。

其中，位于磁粉探测仪主机两侧的金属磁轭柱，分别为单体磁轭或者为对称的双磁轭。为提高磁轭的支撑强度，分别在各磁轭的末端套固有固定套，固定套固定在磁轭室端口侧壁上。

进一步地，位于各磁轭的末端分别通过金属轮座及轴安装有金属滚轮，金属滚轮支撑在压力管道外侧壁。

优选方案包括在所述检测区域内还安装有摄像头，以及安装有处理器，处理器将摄像头捕捉的图像信息通过无线收发模块发送至外置设备进行显示，或者将摄像头捕捉的图像信息通过记载显示器进行显示，以及存储相应压力管道图像监测信息和监测日期。

为提高该装置连续自动检测功能，还可以在所述机壳外侧或者在机壳的检测区域内安装有喷粉器，该喷粉器包括磁粉室和气压室，气压室内为等径筒状且匹配套装有活塞，气压室首端有入口，末端通过过滤层连通于磁粉室，磁粉室设置加粉口和喷头。喷粉器还包括增压罐，增压罐的设置注压嘴和出口，出口通过电磁阀和气压管与所述气压室的入口密闭连通。

以及，还可以在所述机壳外侧或者在机壳的检测区域内安装有收粉室，收粉室侧壁安装有收粉管和排料口，收粉管的末端为锥形口，收粉室内安装有电推杆，电推杆的伸缩杆末端通过密封滑座固定有电磁吸粉头，电推杆的控制端和电磁吸粉头的电磁体控制端分别与控制器的控制端连接。

本发明上述方案与现有磁粉探伤仪相比较，能够始终保持两侧金属磁轭柱紧贴压力管道外表面且沿圆周转动，从而使对压力管道圆周表面的磁粉探测实现连续检测，从而达到高效率高质量无损探测需求，实现无漏点检测和节约成本的目的，操作简单方便。

本发明上述方案能够通过改变齿履带的松紧程度来实现其沿轴向平移的功能。具体地，在按压齿轮动轴后使动齿轮与履带末齿轮脱离后，此时可是履带末齿轮和履带末（带）轮处于自由转动状态，从而齿履带的末端为自由放缩状态，通过松弛齿履带后能够实现在压力管道上的松绑和轴向平移。松开齿轮动轴后，动齿轮自动与履带末齿轮啮合，从而履带末（带）轮与履带首（带）轮处于同步异向转动状态，履带末（带）轮与履带首（带）轮的这种关系能够将齿履带锁在压力管道侧壁，但用手推动手柄后能够使履带末（带）轮与履带首（带）轮同步异向转动，此时能实现该装置在压力管道侧壁沿圆周转动，进而将两侧金属磁轭柱沿压力管道外表面沿圆周转动。进一步地，在按压齿轮动轴后使动齿轮与履带末齿轮脱离后，还可以将齿履带的末端从相应履带通道内完全取出，此时用于更换压力管道再检测。

本发明通过在检测区域内安装探照灯和摄像头后，能够将对应压力管道对应段的检测数据进行对外显示和记录存储。可以通过外置设备贯穿和放大分析压力管道表面损伤程度。

本发明还可以在检测区域内或外安装喷粉器或收粉器，以实现持续喷粉、探测和收粉功能。

附图说明

图1是本发明实例1的使用状态示意图。

图2是图1的俯视状态示意图。

图3是图2中A-A剖面结构图。

图4是图2中B-B剖面结构图。

图5是图2中C-C剖面结构图。

图6是图2的内部结构关图。

图7是图5中齿轮组配合结构示意图。

图8是本发明实施例2的内部结构图。

图9是图8的使用状态示意图。

图10是与图1或图9配合安装的吸粉器的一种内部结构示意图。

图11是本发明一种实例的控制部分框图。

图中标号：机壳1，手柄2，齿履带3，磁粉探测仪主机4，金属磁轭柱5，固定套6，探照灯7，摄像头8，履带通道9，履带末轮10，履带首轮11，固定齿轮12，首齿轮13，过渡齿轮14，动齿轮15，齿轮架16，齿轮定轴17，齿轮动轴18，牵引座19，拉簧20，导向轮21，电源22，处理器23，检测区域24，金属滚轮25，磁粉室26，气压室27，活塞28，过滤层29，喷头30，履带首段31，履带末段32，增压罐33，电磁阀34，气压管35，磁轭室36，收粉室37，收粉管38，锥形口39，电推杆40，密封滑座41，电磁吸粉头42，排料口43，轮座44，图像接收设备45，压力管道46。

具体实施方式

实施例1：一种如图1所示的针对压力管道的磁粉无损探测装置，主要应用于锅炉和压力容器管道的无损探测过程。图1和图2可以看出该装置主要包括机壳1、手柄2、齿履带3、磁粉探测仪主机4、金属磁轭柱5和探照灯7以及电源22等。其中手柄2位于机壳1的后侧，磁粉探测仪主机4位于机壳内部，磁粉探测仪主机4两侧固定连接的金属磁轭柱5外露于机壳之外，探照灯7固定在两侧金属磁轭柱5支架的机壳上。

由图2可知，齿履带3位于机壳两侧对称位置，当齿履带3套装在压力管道46外侧后，通过摆动手柄2能够驱使机壳及磁粉探测仪主机4沿管道侧壁沿圆周转动，在转动过程中，金属磁轭柱5始终接触压力管道46外侧壁，两侧各有一对金属磁轭柱5磁性相反，同侧一对的磁性相同。在两侧金属磁轭5之间的区域形成磁场，可对压力管道表面磁粉进行磁化。能够始终保持两侧金属磁轭柱紧贴压力管道外表面且沿圆周转动，从而使对压力管道圆周表面的磁粉探测实现连续检测，提高检测效率和精度，操作简单方便。其中，能够通过改变齿履带的松紧程度来实现其沿轴向平移的功能。还可以将齿履带的末端从相应履带通道内完全取出，此时用于更换压力管道再检测。

该装置的内部结构分布关系如图6所示，机壳内部中心为检测区域24，即位于两侧金属磁轭5之间的区域。检测区域24两外侧对称有侧壁，侧壁与磁粉探测仪主机4外壳为一体，在将磁粉探测仪主机4固定于即可中部后，位于磁粉探测仪主机4两侧的侧壁与机壳侧壁围成了两个磁轭室36。磁粉探测仪主机4的一端或两端侧壁与机壳侧壁之间存在间隙，该间隙内可以固定安装电源22。所述金属磁轭柱5位于磁轭室内，所述探照灯7位于检测区域24内。进一步地，又分别在两侧磁轭室36外侧对称有外侧壁，之间区域为履带驱动室。

如图5所示，在履带驱动室内的上端安装有履带末轮10，下端安装有履带首轮11，如图6所示，履带末轮10一侧复合有固定齿轮12，履带首轮11一侧复合有首齿轮13。同时，如图7所示，在履带首轮11的转轴（即齿轮定轴17）上套装有齿轮架16，齿轮架16上依次安装有过渡齿轮14和动齿轮15，传递关系为履带首轮11与过渡齿轮14啮合，过渡齿轮14与动齿轮15啮合。在机壳1两侧壁上对称设置有弧形滑槽，如图5所示。动齿轮15的转轴（即齿轮动轴18）安装在机壳1侧壁上对应的弧形滑槽内。

如图7中，在机壳内设置了牵引座19，牵引座19与所述齿轮架16之间连接有拉簧20，拉簧20驱动齿轮架16确保动齿轮15与所述履带末齿轮10啮合。但推动动齿轮15的转轴在弧形滑槽内移动后，动齿轮15与履带末齿轮10脱离。如图5中还进一步安装有导向轮21，齿履带的背面绕过导向轮21后被引出机壳之外。

进一步地，在两侧履带驱动室的上下端分别有履带通道9，齿履带3的两端分别位于上下履带通道9内，且两端含齿面分别与履带末轮10和履带首轮11啮合，且齿履带3的两端引出机壳之外。履带通道9的厚度与齿履带厚度相当，从而能够确保齿履带的两端被压迫在相应履带齿轮上保持始终啮合状态。

在操作时，在按压齿轮动轴后使动齿轮与履带末齿轮脱离后，此时可是履带末齿轮和履带末轮（或称履带末带轮）处于自由转动状态，从而齿履带的末端为自由放缩状态，通过松弛齿履带后能够实现在压力管道46上的松绑和轴向平移。松开齿轮动轴后，动齿轮自动与履带末齿轮啮合，从而履带末轮与履带首轮（或称履带首带轮）处于同步异向转动状态，履带末轮与履带首轮的这种关系能够将齿履带锁在压力管道46侧壁，但用手推动手柄后能够使履带末轮与履带首轮同步异向转动，此时能实现该装置在压力管道46侧壁沿圆周转动，进而将两侧金属磁轭柱沿压力管道46外表面沿圆周转动。

如图3和图6可以看出，在本实施例中，位于磁粉探测仪主机4两侧的金属磁轭柱5，分别为对称的双磁轭。为提高磁轭的支撑强度，分别在各磁轭的末端套固有固定套6，固定套6固定在机壳壁上。

另外，在本实施例中，又在所述检测区域24内还安装有摄像头8，以及安装有处理器23，处理器23将摄像头8捕捉的图像信息通过无线收发模块发送至外置设备（即图像接收设备45）进行显示，或者将摄像头8捕捉的图像信息通过记载显示器进行显示，以及存储相应压力管道图像监测信息和监测日期。通过在检测区域内安装探照灯和摄像头后，能够将对应压力管道对应段的检测数据进行对外显示和记录存储。可以通过外置设备贯穿和放大分析压力管道表面损伤程度。

实施例2：在实施例1基础上，进一步设置该装置的磁场部分，使各金属磁轭柱的末端分别通过金属轮座44及轴安装有金属滚轮25，金属滚轮25支撑在压力管道外侧壁。金属磁轭柱的磁性通过金属轮座44及金属滚轮25传递至压力管道46外侧壁，通过金属滚轮25可提高该装置的旋转灵活性。

实施例3：在实施1基础上，又在机壳外侧或者在机壳的检测区域内安装有喷粉器，该喷粉器包括磁粉室26和气压室27，气压室27内为等径筒状且匹配套装有活塞28，气压室27首端有入口，末端通过过滤层29连通于磁粉室26，磁粉室26设置加粉口和喷头30。喷粉器还包括增压罐33，增压罐33的设置注压嘴和出口，出口通过电磁阀34和气压管35与所述气压室27的入口密闭连通。

实施例4：在实施3基础上，又在机壳外侧或者在机壳的检测区域内安装有收粉室37，收粉室37侧壁安装有收粉管38和排料口43，收粉管38的末端为锥形口39，收粉室37内安装有电推杆40，电推杆40的伸缩杆末端通过密封滑座41固定有电磁吸粉头42，电推杆40的控制端和电磁吸粉头42的电磁体控制端分别与控制器的控制端连接。本实施在检测区域内或外安装喷粉器或收粉器，以实现持续喷粉、探测和收粉功能。

实施例5：在实施1基础上，在检测区域24内仅安装探照灯而不设置摄像头，检测区域24两侧壁设置有便于观察的缺口。

Claims (7)

1.一种锅炉压力容器管道无损探测装置，包括机壳（1）、手柄（2）、磁粉探测仪主机（4）、金属磁轭柱（5）和探照灯（7）以及电源（22）， 其中手柄（2）位于机壳（1）的后侧，磁粉探测仪主机（4）位于机壳内部，磁粉探测仪主机（4）两侧分别固定连接的金属磁轭柱（5）的末端外露于机壳之外，探照灯（7）固定在两侧金属磁轭柱（5）之间的机壳上，其特征在于，所述机壳内部中心为检测区域（24），检测区域（24）两外侧对称有磁轭室（36），两侧磁轭室（36）外侧对称有履带驱动室，在履带驱动室内的上下端分别安装有履带末轮（10）和履带首轮（11），履带末轮（10）一侧复合有固定齿轮（12），履带首轮（11）一侧复合有首齿轮（13），同时履带首轮（11）的转轴上套装有齿轮架（16），齿轮架（16）上依次安装有过渡齿轮（14）和动齿轮（15），传递关系为履带首轮（11）与过渡齿轮（14）啮合，过渡齿轮（14）与动齿轮（15）啮合，动齿轮（15）的转轴安装在机壳（1）侧壁上对应的弧形滑槽内，同时，在机壳内与所述齿轮架（16）之间连接有拉簧（20）或压簧，拉簧（20）或压簧驱动齿轮架（16）确保动齿轮（15）与所述履带末齿轮（10）啮合，但推动动齿轮（15）的转轴在弧形滑槽内移动后，动齿轮（15）与履带末齿轮（10）脱离；在两侧履带驱动室的上下端分别有履带通道（9），齿履带（3）的两端分别位于上下履带通道（9）内，且两端含齿面分别与履带末轮（10）和履带首轮（11）啮合，至少使齿履带（3）的首端引出机壳之外；所述金属磁轭柱（5）位于磁轭室内，所述探照灯（7）位于检测区域（24）内。

2.根据权利要求1所述的锅炉压力容器管道无损探测装置，其特征在于，位于磁粉探测仪主机（4）两侧的金属磁轭柱（5），分别为单体磁轭或者为对称的双磁轭。

3.根据权利要求1所述的锅炉压力容器管道无损探测装置，其特征在于，分别在各磁轭的末端套固有固定套（6），固定套（6）固定在磁轭室端口侧壁上。

4.根据权利要求1所述的锅炉压力容器管道无损探测装置，其特征在于，位于各磁轭的末端分别通过金属轮座（44）及轴安装有金属滚轮（25），金属滚轮（25）支撑在压力管道外侧壁。

5.根据权利要求1所述的锅炉压力容器管道无损探测装置，其特征在于，在所述检测区域（24）内还安装有摄像头（8），以及安装有处理器（23），处理器（23）将摄像头（8）捕捉的图像信息通过无线收发模块发送至外置设备进行显示，或者将摄像头（8）捕捉的图像信息通过记载显示器进行显示，以及存储相应压力管道图像监测信息和监测日期。

6.根据权利要求1所述的锅炉压力容器管道无损探测装置，其特征在于，在所述机壳外侧或者在机壳的检测区域内安装有喷粉器，该喷粉器包括磁粉室（26）和气压室（27），气压室（27）内为等径筒状且匹配套装有活塞（28），气压室（27）首端有入口，末端通过过滤层（29）连通于磁粉室（26），磁粉室（26）设置加粉口和喷头（30）,喷粉器还包括增压罐（33），增压罐（33）的设置注压嘴和出口，出口通过电磁阀（34）和气压管（35）与所述气压室（27）的入口密闭连通。

7.根据权利要求1所述的锅炉压力容器管道无损探测装置，其特征在于，在所述机壳外侧或者在机壳的检测区域内安装有收粉室（37），收粉室（37）侧壁安装有收粉管（38）和排料口（43），收粉管（38）的末端为锥形口（39），收粉室（37）内安装有电推杆（40），电推杆（40）的伸缩杆末端通过密封滑座（41）固定有电磁吸粉头（42），电推杆（40）的控制端和电磁吸粉头（42）的电磁体控制端分别与控制器的控制端连接。

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