CN112304967A - 一种用于电站管道前检阶段自动化着色渗透检测的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于电站管道前检阶段自动化着色渗透检测的方法，采用检测仪器进行检测；检测仪器包括机械手、移动底盘和高度调节手臂，高度调节手臂设置在移动底盘上，机械手安装在高度调节手臂的端部，检测仪器配置有清洗抹布和终端设备；检测剂包括清洗剂、渗透剂和显像剂；检测步骤依次为预清洗、干燥、施加渗透剂、去除多余渗透剂、干燥、施加显像剂；环境条件为在整个检测过程中，渗透检测剂的温度、工件表面温度和操作温度在10℃～50℃的温度范围；本发明可精准识别被检部件的表面，代替人为实加清洗剂、渗透剂以及显像剂，以避免渗透剂及显像剂对人体的伤害，提高了现场检测的效率，缩短了检测周期，降低了人力成本。

Description

一种用于电站管道前检阶段自动化着色渗透检测的方法

技术领域

本发明涉及电站管道渗透检测技术，尤其是涉及一种用于电站管道前检阶段自动化着色渗透检测的方法。

背景技术

安装前检验（以下简称前检）是指依据电力及相关行业的标准及规范，在设备前检阶段对设备质量进行抽查检验。前检作为电厂投运前监督设备质量的最后一道关卡，有利地填补了制造厂内设备制造的漏洞死角，与设备监造互为补充，对于保证机组投产后的安全运行具有重要意义。渗透检测技术是以不破坏被检测对象为前提，以毛细作用原理为基础的检查开口缺陷的无损检测方法。但现有着色渗透检测技术均为人为喷洒渗透检测剂，不仅增加人力方面的投入，检测时间长，而且渗透剂含有煤油、苏丹红等大量对人体有害物质，显象剂也有苯等添加物，不利于检测人员的健康。

随着科学技术的发展和工业生产相关领域的需要，机器人的使用已经渗入到各行各业当中。尤其在某些场合中担任着极其重要的角色，能够辅助人力完成许多工作任务，在一些不良环境以及非常耗费人力的场合中，机器人能够在人的操控或者监视下，帮助人们完成具有危害或者危险的工作任务，同时也能极大地提高工作效率。除了传统的有线通信方式，以及笔记本电脑作为终端设备外，工作人员还可以使用手持设备，通过无线通信的方式来操控以及监控机器人，并且机器人也可以将一些有用的数据信息传输到终端设备中，通过上位机界面进行数据的查看和分析，方便了数据的采集和分析，提高了工作效率和准确率。

发明内容

本发明的目的在于解决现有电站管道前检阶段的渗透检测技术对检测人员职业健康上的不利影响以及检测周期长、人力消耗大的不利因素，而提供一种前检阶段的电站管道自动化着色渗透检测方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种用于电站管道前检阶段自动化着色渗透检测的方法，其特征是，采用检测仪器进行检测；所述检测仪器包括机械手、移动底盘和高度调节手臂，所述高度调节手臂设置在移动底盘上，所述机械手安装在高度调节手臂的端部，所述检测仪器配置有清洗抹布和终端设备；检测剂包括清洗剂、渗透剂和显像剂；检测步骤依次为预清洗、干燥、施加渗透剂、去除多余渗透剂、干燥、施加显像剂；环境条件为在整个检测过程中，渗透检测剂的温度、工件表面温度和操作温度在10℃～50℃的温度范围；

所述机械手的末端为三指机械结构，可单独控制，三指之间的位置角度可任意调整，每个手指具有两个关节，并且每个关节也可以独立控制，能够固定并且喷洒清洗剂、渗透剂、显像剂等试剂以及固定并使用清洗抹布；

检测人员可以通过终端设备对机械手、移动底盘、高度调节手臂进行检测作业编辑，使其按照编辑好的作业进行检测任务；检测人员也可以通过终端设备实时操控机械手、移动底盘和高度调节手臂，来完成某些特殊的检测任务；

所述终端设备的操作界面包括四个模块，分别为预处理、检测方向、操作类型和操作模式；预处理模块可分别调节机械手、移动底盘、高度调节手臂与被检测管样的距离，移动底盘以及高度调节手臂用于快速粗略调节距离、高度，机械手用于精确调节距离高度等设置；检测方向分为纵向检测以及横向检测；操作类型分为实施清洗剂、渗透剂、清洗抹布和显像剂；操作模式分为连续操作和单独操作；

所述移动底盘为全向轮，每个轮单独驱动，并且移动底盘具有位置模式运行和速度模式切换功能，在距离目标位置较远时，以速度模式快速运行到目标附近后，切换到位置模式进行精准的定位，以便完成作业任务；

所述清洗抹布根据检测管道的直径制作而成，为提高作业效率，大直径管道使用大规格清洗抹布，直径较小管道使用小规格清洗抹布，并且两种规格的清洗抹布均可以与机械手完美贴合。

进一步的，所述机械手安装有3D相机，可自动识别被检部件，使其沿着被检部件边缘逐步实施喷洒清洗剂、渗透剂、显像剂以及使用清洗抹布等操作。

用于电站管道前检阶段自动化着色渗透检测的方法，其特征是，步骤如下：

1）首先在预处理模式下选择“移动底盘”，根据实际情况按前、后、左、右键使该设备仪器快速移动到被检测管样附近，当选择“移动底盘”时，上、下键为不可用状态，同样在预处理模式下选择“高度调节手臂”，根据实际情况按前、后、左、右、上、下键使机械手快速移动到管样表面，最后根据实际情况按前、后、左、右、上、下键使机械手精准定位到检测起点位置，检测预处理工作完成；

2）输入被检测管道的直径，点击“确定”按钮；

3）在检测方向模式下选择“纵向”或者“横向”检测，“纵向”为沿着环焊缝方向，“横向”为介质流动方向；

4）在检测程序模式下选择所要使用的检测程序，默认从“清洗剂”开始，也可根据需要选择所需要的程序；

5）在操作模式下选择“连续进行”或者“单独进行”，如果选择“连续进行”，系统将默认从“清洗剂”、“渗透剂”、“清洗抹布”、“显像剂”依次进行；如果选择“单独进行”，系统将从检测程序模式下选择的检测程序单独进行。

进一步的，所述检测仪器具有通信功能，包括有线通信方式和无线通信方式，能够与不同种类的终端设备进行通信。

进一步的，用户操作的终端设备可以是示教盒、手机、平板电脑等手持设备，或者笔记本电脑；示教盒通过工业以太网对检测仪器进行作业编辑，查看该检测仪器的状态信息；手机、平板电脑等手持设备通过4G/5G、WiFi等无线通信来控制该检测仪器，通过APP软件对其进行作业的编辑，查看其运行状态信息；笔记本电脑使用WiFi通信与检测仪器连接，通过上位机软件对检测仪器进行操作，使其完成所需要的作业。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：渗透剂含有煤油、苏丹红等大量对人体有害物质，显象剂也有苯等添加物，现有检测方法中检测人员在施加渗透剂、显像剂的过程中，不可避免吸入有害物质，长期下去，不利于检测人员的身体健康。现有检测方法需要大量人力方面的投入，经济投入较大。本发明可精准识别被检部件的表面，代替人为实加清洗剂、渗透剂以及显像剂，以避免渗透剂及显像剂对人体的伤害，提高了现场检测的效率，缩短了检测周期，降低了人力成本。

附图说明

图1是本发明实施例中检测仪器的结构示意图。

图2是本发明实施例中终端设备的人机交互界面示意图。

图3是本发明实施例中管样的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

参见图1，一种用于电站管道前检阶段自动化着色渗透检测的方法，采用检测仪器进行检测；检测仪器包括机械手、移动底盘和高度调节手臂，高度调节手臂设置在移动底盘上，机械手安装在高度调节手臂的端部，检测仪器配置有清洗抹布和终端设备；机械手可精准调节位置并且固定、喷洒检测剂以及使用清洗抹布；移动底盘为全向轮，每个轮单独驱动，可快速移动至被检测管样附近；终端设备界面参见图2，包括四个模块，分别为预处理、检测方向、操作类型、操作模式。预处理模块可分别调节机械手、移动底盘、高度调节手臂与被检测管样的距离。移动底盘以及高度调节手臂用于快速粗略调节距离、高度，机械手用于精确调节距离高度等设置。检测方向分为纵向检测以及横向检测，纵向检测为沿着环焊缝方向依次实施，横向为沿着介质流动方向依次进行。操作类型为实施清洗剂、渗透剂、清洗抹布、显像剂。操作模式分为连续进行与单独进行两种方式，当选择连续进行时，系统将默认从清洗剂开始，依次进行预清洗、干燥（自然风干）、施加渗透剂、去除多余渗透剂（使用清洗抹布）、干燥（自然风干）、施加显像剂操作。如果选择单独进行方式，系统将从操作类型选择的方式单独进行，完成操作，系统自动停止工作。下面以检测管道直径为540mm的管样为例具体通过两种实施方法来说明，管样如图3所示。

实施例1。

点击终端设备界面电源开关键，开机后在预处理模式下选择“移动底盘”，根据实际情况按前、后、左、右键使该装置快速移动到被检测管样附近，同样在预处理模式下选择“高度调节手臂”，根据实际情况按前、后、左、右、上、下键使机械手快速移动到管样表面，最后根据实际情况按前、后、左、右、上、下键使机械手精准定位到检测起点位置，起点位置一般设置在管道开始检测部位的中性面处，检测预处理工作完成。

输入被检测管道直径，在设备终端界面处输入540，点击“确定”按钮。在检测方向模式下有“纵向”和“横向”两种检测方向，其中“纵向”为沿着环焊缝方向，“横向”为介质流动方向。本实施例中选择“纵向”检测。

在检测程序模式下选择所要使用的检测程序，默认从“清洗剂”开始，也可根据需要选择所需要的程序。本实施例中，从清洗管样开始进行，即选择“清洗剂”。在操作模式下有“连续进行”和“单独进行”两种方式，如果选择“连续进行”，系统将默认从“清洗剂”、“渗透剂”、“清洗抹布”、“显像剂”依次进行；如果选择“单独进行”，系统将从检测程序模式下选择的检测程序单独进行。本实施例中选择“单独进行”，至此，所有设置工作已完成，点击“开始”按钮，开始检测。

首先进行预清洗流程，机械手将固定并且沿着纵向逐步喷洒清洗剂，起点为中性面上一点，沿着焊缝方向喷洒至中性面上另一点，即检测1/2管道，完成后，机械手将继续行走至下一点重复上述喷洒，直至预清洗完毕。单独进行模式下，检测人员需要检查干燥情况，如果管样表面已风干，则进行下一步操作，即在检测程序模式下选择“渗透剂”，点击“开始”按钮，检测轨迹同上述预清洗流程，完成后去除多余渗透剂，即在检测程序模式下选择“清洗抹布”，该管道属于大直径管道，为提高工作效率，选用大规格清洗抹布，清洗轨迹同上述预清洗流程，点击“开始”按钮，完成清洗流程后等待管道自然干燥，最后进行施加“显像剂”流程，即在检测程序模式下选择“显像剂”，点击“开始”按钮，检测轨迹同上述预清洗流程，自此1/2管道检测完成，等待无损检测人员对缺陷进行评估，然后重复上述步骤检测管道另一部分。

实施例2。

检测预处理工作同实施例1，输入被检测管道直径，在设备终端界面处输入540，点击“确定”按钮。在检测方向模式下选择“横向”检测。在检测程序模式下选择所要使用的检测程序，本实施例中，从清洗管样开始进行，即选择“清洗剂”。在操作模式下选择“连续进行”，至此，所有设置工作已完成，点击“开始”按钮，开始检测。机械手将从起点开始，沿着介质流向方向依次进行预清洗、等待管样干燥(根据环境温度范围，系统设置为3分钟)、施加渗透剂、清洗、等待管样干燥(根据环境温度范围，系统设置为3分钟)、施加显像剂操作，期间无需人为操纵，当检测完1/2管样时，机械手自动停止，等待无损检测人员对缺陷进行评估，完成后重复上述操作，检测另一部分管样。

本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于电站管道前检阶段自动化着色渗透检测的方法，其特征是，采用检测仪器进行检测；所述检测仪器包括机械手、移动底盘和高度调节手臂，所述高度调节手臂设置在移动底盘上，所述机械手安装在高度调节手臂的端部，所述检测仪器配置有清洗抹布和终端设备；检测剂包括清洗剂、渗透剂和显像剂；检测步骤依次为预清洗、干燥、施加渗透剂、去除多余渗透剂、干燥、施加显像剂；环境条件为在整个检测过程中，渗透检测剂的温度、工件表面温度和操作温度在10℃～50℃的温度范围；

所述机械手的末端为三指机械结构，可单独控制，三指之间的位置角度可任意调整，每个手指具有两个关节，并且每个关节也可以独立控制，能够固定并且喷洒试剂以及固定并使用清洗抹布；

检测人员可以通过终端设备对机械手、移动底盘、高度调节手臂进行检测作业编辑，使其按照编辑好的作业进行检测任务；检测人员也可以通过终端设备实时操控机械手、移动底盘和高度调节手臂，来完成某些特殊的检测任务；

所述终端设备的操作界面包括四个模块，分别为预处理、检测方向、操作类型和操作模式；预处理模块可分别调节机械手、移动底盘、高度调节手臂与被检测管样的距离，移动底盘以及高度调节手臂用于快速粗略调节距离、高度，机械手用于精确调节距离高度；检测方向分为纵向检测以及横向检测；操作类型分为实施清洗剂、渗透剂、清洗抹布和显像剂；操作模式分为连续操作和单独操作；

所述移动底盘为全向轮，每个轮单独驱动，并且移动底盘具有位置模式运行和速度模式切换功能，在距离目标位置较远时，以速度模式快速运行到目标附近后，切换到位置模式进行精准的定位，以便完成作业任务；

所述清洗抹布根据检测管道的直径制作而成，为提高作业效率，大直径管道使用大规格清洗抹布，直径较小管道使用小规格清洗抹布，并且两种规格的清洗抹布均可以与机械手贴合。

2.根据权利要求1所述的用于电站管道前检阶段自动化着色渗透检测的方法，其特征是，所述机械手安装有3D相机，可自动识别被检部件，使其沿着被检部件边缘逐步实施喷洒清洗剂、渗透剂、显像剂以及使用清洗抹布操作。

3.根据权利要求2所述的用于电站管道前检阶段自动化着色渗透检测的方法，其特征是，步骤如下：

1）首先在预处理模式下选择“移动底盘”，根据实际情况按前、后、左、右键使该设备仪器快速移动到被检测管样附近，当选择“移动底盘”时，上、下键为不可用状态，同样在预处理模式下选择“高度调节手臂”，根据实际情况按前、后、左、右、上、下键使机械手快速移动到管样表面，最后根据实际情况按前、后、左、右、上、下键使机械手精准定位到检测起点位置，检测预处理工作完成；

2）输入被检测管道的直径，点击“确定”按钮；

3）在检测方向模式下选择“纵向”或者“横向”检测，“纵向”为沿着环焊缝方向，“横向”为介质流动方向；

4）在检测程序模式下选择所要使用的检测程序，默认从“清洗剂”开始，也可根据需要选择所需要的程序；

5）在操作模式下选择“连续进行”或者“单独进行”，如果选择“连续进行”，系统将默认从“清洗剂”、“渗透剂”、“清洗抹布”、“显像剂”依次进行；如果选择“单独进行”，系统将从检测程序模式下选择的检测程序单独进行。

4.根据权利要求1所述的用于电站管道前检阶段自动化着色渗透检测的方法，其特征是，所述检测仪器具有通信功能，包括有线通信方式和无线通信方式，能够与不同种类的终端设备进行通信。

5.根据权利要求4所述的用于电站管道前检阶段自动化着色渗透检测的方法，其特征是，用户操作的终端设备可以是手持设备，或者笔记本电脑。

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