CN113720291A - 一种不锈钢管检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种不锈钢管检测装置，其包括用于支撑设备和提供安装平台的机架，设置在机架上的超声波检测仪和往复横移机构，超声波检测探头设置在往复横移机构上，往复横移机构带动超声波检测探头水平横向往复移动。本发明利用往复横移机构夹持超声波检测探头，使之左右横移实现对检测区域的扫描工作，能够代替技术人员的手工操作，大大降低了劳动强度，并且一个技术人员可以利用多个本发明所提供的装置同时对多条焊缝进行检测，提高了焊缝检测的工作效率，节省人工和时间成本。

Description

一种不锈钢管检测装置

技术领域

本发明涉及焊缝检测装置，尤其涉及一种不锈钢管检测装置。

背景技术

大型特种设备在焊接后，需要对焊缝进行检测，焊缝质量的好坏直接影响到承压类特种设备的安全性。现有技术中，一般采用超声波焊缝检测仪进行检测。

超声波焊缝检测仪是根据多种国家及行业标准研发的检测仪器，能够快速便捷、无损伤、精确地进行工件内部多种缺陷如裂纹、焊缝、气孔、砂眼、夹杂、折叠等的检测、定位、评估及诊断。广泛应用在建设工程、钢结构制造、特种设备检验、锅炉压力容器制造、工程机械制造、钢铁冶金、船舶制造、石油天然气装备制造等行业的金属结构及焊接质量检测，是提高产品质量必备的无损检测仪器。

例如在直径较大的圆管对接焊接后，钢管置于滚轮架上，由技术人员手持超声波焊缝检测仪对焊缝进行检测，检测时需要先在焊缝两侧涂布耦合剂，然后手持检测探头在焊缝的左右两侧宽度区域10-15cm内进行左右移动扫描，同时通过滚轮架的转动使圆管进行转动，逐渐完成扫描检测工作。有些不锈钢管的直径达到3-6米，检测一条焊缝需多个小时，导致检测人员的劳动量较大，并且一人只能同时检测一条焊缝，检测效率也较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用超声波检测仪实现自动化检测的不锈钢管对接焊缝检测装置。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种不锈钢管检测装置，其关键技术征在于，其包括：

机架，用于支撑设备和提供安装平台；

超声波检测仪，其包括机身以及与机身连接的超声波检测探头；

往复横移机构，设置在所述机架上，所述超声波检测探头设置在所述往复横移机构上，往复横移机构带动超声波检测探头水平横向往复移动。

作为本发明的进一步改进，所述往复横移机构包括固定设置的壳体、横移齿条圈和伺服电机，所述伺服电机固定在所述壳体上，其输出轴固定设置有与所述横移齿条圈啮合的驱动齿轮，所述横移齿条圈的上下两侧为齿条结构，所述横移齿条圈的左右端固定设置有移动臂杆，所述壳体内固定设置有滑套，所述移动臂杆套装在所述滑套中，所述驱动齿轮为不完全齿轮，其与所述横移齿条圈的上侧齿条啮合时横移齿条圈左移，与下侧齿条啮合时横移齿条圈右移，所述超声波检测探头夹持设置在其中一个移动臂杆上随之左右移动。

作为本发明的进一步改进，其中一个所述移动臂杆上通过十字夹夹持设置有固定杆，所述固定杆与所述移动臂杆垂直，所述超声波检测探头固定设置在所述固定杆上。

作为本发明的进一步改进，还包括纠偏机构，所述纠偏机构包括横向调节装置、CCD传感装置及控制器，所述横向调节装置设置于所述机架上，所述往复横移机构固定在所述横向调节装置上，所述CCD传感装置固定在所述往复横移机构上，CCD传感装置用于识别焊缝并通过控制器控制所述横向调节装置进行纠偏。

作为本发明的进一步改进，所述横向调节装置包括固定设置的底座，所述底座两侧固定设置有侧立板，两个所述侧立板之间设置有导向杆以及丝杠，所述导向杆上滑动设置有滑动座，所述滑动座上固定设置有与所述丝杠配合的螺母，其中一侧的侧立板上固定设置有用于驱动所述丝杠转动的纠偏电机，所述纠偏电机的控制端与所述控制器连接，所述横向调节装置设置于所述滑动座上。

作为本发明的进一步改进，还包括耦合剂涂布机构，所述耦合剂涂布机构包括设置在所述机架上的支撑臂和固定在所述支撑臂上的耦合剂涂布头。

作为本发明的进一步改进，所述耦合剂涂布头包括耦合剂涂布盒体，所述耦合剂涂布盒体底部设置有海绵头，所述海绵头上设置有与所述耦合剂涂布盒体相通的若干漏液通孔。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本发明利用往复横移机构夹持超声波检测探头，使之左右横移实现对检测区域的扫描工作，能够代替技术人员的手工操作，大大降低了劳动强度，并且一个技术人员可以利用多个本发明所提供的装置同时对多条焊缝进行检测，提高了焊缝检测的工作效率，节省人工和时间成本。

通过设置纠偏机构，能够进一步提高本发明的自动化程度，随着钢管的转动，可以自动识别焊缝的位置并且通过横向调节装置使往复横移机构整体横移调整位置，保证CCD传感装置的镜头始终对着焊缝，而超声波检测探头也始终在焊缝左侧或右侧10-15cm区域内进行扫描，保证了检测的准确度和可靠性。

通过设置耦合剂涂布机构，使耦合剂的涂布也实现了自动化，并且能够与超声波检测探头的位置和操作同步进行，耦合剂涂布机构在先对设定的区域涂布耦合剂，接着经过超声波检测探头的扫描，使整个过程连续自动的进行，整体自动化程度大大提高，节省了人力及时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明的结构示意图。

图2是往复移动机构的侧视结构示意图。

图3是往复移动机构的内部结构示意图。

图4是横移调节机构的俯视结构示意图。

图5是耦合剂涂布机构的结构示意图。

图6是耦合剂涂布头的剖视结构示意图。

其中：1机架、2侧立板、3丝杠、4底座、5导向杆、6纠偏电机、7滑动座、8垫板、9横移平板、10壳体、11CCD传感装置、12十字夹、13伺服电机、14固定板、15固定杆、16超声波检测探头、17横移齿条圈、18移动臂杆、19滑套、20驱动齿轮、21支撑臂、22耦合剂涂布盒体、23海绵头、24漏液通孔、25网板、26盖板、27超声波检测仪、28支撑脚、29螺母。

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，下面结合具体实施例对发明进行清楚、完整的描述。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“中心”、“竖向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

如图1-6所示的一种不锈钢管检测装置，其包括用于支撑设备和提供安装平台的机架1、设置在所述机架1上的超声波检测仪27以及设置在所述机架1上的往复横移机构，所述超声波检测仪27包括机身以及与机身连接的超声波检测探头16；所述超声波检测探头16设置在所述往复横移机构上，往复横移机构带动超声波检测探头16水平横向往复移动，实现对检测区域的扫描。如图1所示，所述机架1底部设置多个支撑脚28，通过所述支撑脚28能够调节所述支撑架的水平度。

如图2和3所示，所述往复横移机构包括固定设置的壳体10、横移齿条圈17和伺服电机13，所述伺服电机13通过支座固定在所述壳体10上，伺服电机13的输出轴固定设置有与所述横移齿条圈17啮合的驱动齿轮20，所述横移齿条圈17的上下两侧为齿条结构，所述横移齿条圈17的左右端固定设置有移动臂杆18，所述壳体10内固定设置有滑套19，所述移动臂杆18套装在所述滑套19中，两个所述移动臂杆18将整个横移齿条圈17滑动设置在两个滑套19中，使之能够左右滑动，所述驱动齿轮20为不完全齿轮，其与所述横移齿条圈17的上侧齿条啮合时横移齿条圈17左移，与下侧齿条啮合时横移齿条圈17右移，因此随着驱动齿轮20不断的旋转，横移齿条圈17能够左右往复移动，所述超声波检测探头16夹持设置在其中一个移动臂杆18上随之左右移动。一般扫描的范围为焊缝左右两侧宽度为10-15cm的区域，因此横移齿条圈17及驱动齿轮20的设置根据水平移动的幅度进行选择。使用时，可以先将超声波检测探头16的位置调节到焊缝左侧，检测完毕以后再移动到右侧进行扫描检测。将移动臂杆18设置的足够长，可以在其上同时安装两个超声波检测探头16，分别置于焊缝的左右两侧，能够实现对焊缝两侧的同时同步检测，进一步提高效率。

如图所示，其中一个所述移动臂杆18上通过十字夹12夹持设置有固定杆15，所述固定杆15与所述移动臂杆18垂直，所述超声波检测探头16固定设置在所述固定杆15上。通过十字夹12连接移动臂杆18和固定杆15，使超声波检测探头16在水平面上左右前后都能够进行调整，方便装置位置的摆放设定。

如图所示，本发明中公开的检测装置还包括纠偏机构，所述纠偏机构包括横向调节装置、CCD传感装置及控制器，所述横向调节装置设置于所述机架1上，所述往复横移机构固定在所述横向调节装置上，所述CCD传感装置固定在所述往复横移机构上，CCD传感装置用于识别焊缝并通过控制器控制所述横向调节装置进行纠偏。由于焊接的不锈钢管放置在滚轮架上会有一定角度的偏移，因此在旋转的过程中，焊缝的轨迹不在同一个平面上，其会发生偏移，因此需要对超声波检测探头16的扫描位置随着焊缝的偏移进行调整。

如图1及4所示，所述横向调节装置包括固定设置的底座4，所述底座4两侧固定设置有侧立板2，两个所述侧立板2之间设置有导向杆5以及丝杠3，所述导向杆5上滑动设置有滑动座7，所述滑动座7上固定设置有与所述丝杠3配合的螺母29，其中一侧的侧立板2上固定设置有用于驱动所述丝杠3转动的纠偏电机6，所述纠偏电机6的控制端与所述控制器连接，所述横向调节装置设置于所述滑动座7上。所述滑动座7底部设置有4个直线轴承30，每个导向杆5上设置两个直线轴承30，滑动座7上通过垫板8固定设置横移平板9。滑动座7移动带动所述横移平板9移动。所述往复横移机构设置在所述横移平板9上。具体说来，往复横移机构的壳体10固定在固定板14上，所述固定板14设置在所述横移平板9上，固定板14和所述横移平板9之间可以相对滑动，以便于整体调整往复横移机构的位置。所述CCD传感装置也安装在所述固定板14上，使其与超声波检测探头16保持稳定的相对位置关系。

如图5所示，本发明还包括耦合剂涂布机构，超声波探头与被测工件表面之间的空气将阻碍超声波传入工件，为了使超声波能有效地穿入被测工件，保证探测面上有足够的声强透射率，以达到检测的目的，需要液性传导介质来连接探头与被测工件。使用耦合剂的目的首先是充填接触面之间的微小空隙，不使这些空隙间的微量空气影响超声波的穿透；其次是通过耦合剂“过渡”作用，使超声波探头与被测工件表面之间的声阻抗差减小，从而减小超声波能量在此界面的反射损失。另外，还起到“润滑”作用，减小超声波探头面与被测工件表面之间的摩擦，使超声波探头能灵活的滑动检测以及延长超声波探头使用寿命。

所述耦合剂涂布机构包括设置在所述机架1上的支撑臂21和固定在所述支撑臂21上的耦合剂涂布头。如图6所示，所述耦合剂涂布头包括耦合剂涂布盒体22，所述耦合剂涂布盒体22底部设置有海绵头23，所述海绵头23上设置有与所述耦合剂涂布盒体22相通的若干漏液通孔24。所述耦合剂涂布盒体22底部和海绵头23之间设置有网板25，网板25上设置有若干网孔，使耦合剂能够顺利漏下，金属材质的网板25能够加强耦合剂涂布盒体22底部结构强度和承压能力，所述海绵头23能够吸附大量的耦合剂并且涂布到被检测的钢管上，所述漏液通孔24也方便耦合剂顺利流出。所述耦合剂涂布盒体22上设置有盖板26，所述盖板26与所述耦合剂涂布盒体22的内壁为滑动配合，在盖板26外侧设置槽体，能够放置配重块，需要的时候通过配重块压盖板26使耦合剂快速被挤出，实现快速涂布。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种不锈钢管检测装置，其特征在于，其包括：

机架(1)，用于支撑设备和提供安装平台；

超声波检测仪(27)，其包括机身以及与机身连接的超声波检测探头(16)；

往复横移机构，设置在所述机架(1)上，所述超声波检测探头(16)设置在所述往复横移机构上，往复横移机构带动超声波检测探头(16)水平横向往复移动，使之左右横移实现对检测区域的扫描工作；

所述往复横移机构包括固定设置的壳体(10)、横移齿条圈(17)和伺服电机(13)，所述伺服电机(13)固定在所述壳体(10)上，其输出轴固定设置有与所述横移齿条圈(17)啮合的驱动齿轮(20)，所述横移齿条圈(17)的上下两侧为齿条结构，所述横移齿条圈(17)的左右端固定设置有移动臂杆(18)，所述壳体(10)内固定设置有滑套(19)，所述移动臂杆(18)套装在所述滑套(19)中，所述驱动齿轮(20)为不完全齿轮，其与所述横移齿条圈(17)的上侧齿条啮合时横移齿条圈(17)左移，与下侧齿条啮合时横移齿条圈(17)右移，所述超声波检测探头(16)夹持设置在其中一个移动臂杆(18)上随之左右移动；

还包括纠偏机构，所述纠偏机构包括横向调节装置、CCD传感装置及控制器，所述横向调节装置设置于所述机架(1)上，所述往复横移机构固定在所述横向调节装置上，所述CCD传感装置固定在所述往复横移机构上，CCD传感装置用于识别焊缝并通过控制器控制所述横向调节装置进行纠偏；

还包括耦合剂涂布机构，所述耦合剂涂布机构包括设置在所述机架(1)上的支撑臂(21)和固定在所述支撑臂(21)上的耦合剂涂布头；

所述横向调节装置包括固定设置的底座(4)，所述底座(4)两侧固定设置有侧立板(2)，两个所述侧立板(2)之间设置有导向杆(5)以及丝杠(3)，所述导向杆(5)上滑动设置有滑动座(7)，所述滑动座(7)上固定设置有与所述丝杠(3)配合的螺母(29)，其中一侧的侧立板(2)上固定设置有用于驱动所述丝杠(3)转动的纠偏电机(6)，所述纠偏电机(6)的控制端与所述控制器连接，所述横向调节装置设置于所述滑动座(7)上。

2.根据权利要求1所述的一种不锈钢管检测装置，其特征在于，其中一个所述移动臂杆(18)上通过十字夹(12)夹持设置有固定杆(15)，所述固定杆(15)与所述移动臂杆(18)垂直，所述超声波检测探头(16)固定设置在所述固定杆(15)上。

3.根据权利要求1所述的一种不锈钢管检测装置，其特征在于，所述耦合剂涂布头包括耦合剂涂布盒体(22)，所述耦合剂涂布盒体(22)底部设置有海绵头(23)，所述海绵头(23)上设置有与所述耦合剂涂布盒体(22)相通的若干漏液通孔(24)。

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