CN114062397A - 一种用于无损检测的智能评定系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于无损检测的智能评定系统，包括焊接设备、无损检测设备、与无损检测设备通信连接并对无损检测设备采集的探伤成像进行分析评定的智能评定装置、转动设置于两个待施工管道上并带动焊接设备和无损检测设备于两个待施工管道拼接处分别进行旋转焊接、旋转无损检测的转动组件。本发明通过两个连接环和两个连接搭件组成焊接设备和无损检测设备的旋转工装，在驱动机构的带动下，能够同时实现管道间的360°焊接和无损检测，缓慢的焊接速度正好为无损检测提供了充足的检测时间，因此两者同时进行能够解决管道焊接和无损检测分开进行导致的施工效率低的问题，大大提高管道施工的速度，操作也非常方便、稳定。
Description
技术领域
本发明属于管道检测技术领域，具体涉及一种用于无损检测的智能评定系统。
背景技术
管道运输作为一种高效的专用运输手段，已在石油天然气运输等领域发挥越来越大的作用。而大部分长输管线均在野外，在长距离金属管道施工时，管道的焊接是一项非常重要的环节，但是受气候、海拔、地势等环境的影响，使得管道焊接后不能够完全保证焊接质量，需要多种手段的管道焊缝探伤检测技术，以发现焊接缺陷。
但是现有技术中，管道检测手段不能够确保工程施工进度与焊接进度的一致，这就导致管道焊接加检测的总体施工时间大大延长了，工作效率较差。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种用于无损检测的智能评定系统。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种用于无损检测的智能评定系统，包括焊接设备、无损检测设备、与无损检测设备通信连接并对无损检测设备采集的探伤成像进行分析评定的智能评定装置、转动设置于两个待施工管道上并带动焊接设备和无损检测设备于两个待施工管道拼接处分别进行旋转焊接、旋转无损检测的转动组件；
所述转动组件包括分别套设于两个待施工管道拼接端的转动环、连接两个转动环并分别用于安装焊接设备和无损检测设备的两个连接搭件、以及驱动其中一个转动环旋转的驱动机构，旋转的转动环通过连接搭件带动另一个转动环以及连接搭件上安装的焊接设备和无损检测设备旋转。
作为本发明的进一步优化方案，每个所述转动环均包括两个半圆环、以及嵌设于两个半圆环内侧壁且沿待施工管道长度方向上并排设置两组的滚珠，每组滚珠呈环形阵列分布于半圆环内壁。
作为本发明的进一步优化方案，每个半圆环两端均固定设有安装耳，所述连接搭件包括安装框板、固定于安装框板两侧的口型套环、固定于口型套环前后两侧的卡板，所述口型套环卡接于两个半圆环一端的两个安装耳外部，且两个卡板贴合于两个安装耳的前后两侧，所述安装耳和卡板上均对应设置有螺纹孔，所述安装耳和卡板之间通过螺钉和螺母可拆卸连接。
作为本发明的进一步优化方案，所述焊接设备、无损检测设备分别安装于两个连接搭件上的安装框板内，且焊接设备的焊接头以及无损检测设备的检测头均贯穿安装框板中部的穿孔并与待施工管道焊缝对应。
作为本发明的进一步优化方案，经驱动机构驱动而旋转的转动环上设置有齿圈，所述齿圈固定设置于转动环的环形外壁上且每个齿圈均分成两个半环齿圈，两个半环齿圈分别与半圆环外壁固定连接，所述驱动机构包括支撑板、安装于支撑板上的伺服电机、与伺服电机输出轴连接的齿轮，所述齿轮与齿圈啮合，所述支撑板下表面与待施工管道表面贴合。
作为本发明的进一步优化方案，所述支撑板内设置有蓄电池，所述支撑板下表面固定设有电磁铁，所述电磁铁通电后吸合于待施工管道表面，所述支撑板上表面设置有伺服电机和电磁铁的控制开关。
作为本发明的进一步优化方案，所述齿圈两侧对应的转动环上固定设有环形挡板，每个环形挡板分成两个半环形挡板，两个半环形挡板与半圆环外壁固定连接，所述齿轮限位于两个环形挡板之间。
作为本发明的进一步优化方案，每个连接环的两个半圆环之间通过插块和插槽卡接，所述插块和插槽分别设置于两个半圆环相互拼接的端面上。
作为本发明的进一步优化方案，所述无损检测设备采用X射线探伤机或超声波探伤仪，所述无损检测设备的检测头上安装有陀螺仪，所述智能评定装置安装于无损检测设备上并与无损检测设备和驱动机构无线通讯连接。
作为本发明的进一步优化方案，所述智能评定装置包括单片机、探伤成像分析评定模块、显示器；
所述单片机接收由无损检测设备采集的探伤成像以及由陀螺仪发送的探伤角度信息，并发送探伤成像至探伤成像分析评定模块；
所述探伤成像分析评定模块对接收的探伤成像进行图像识别、分析，判断出缺陷部位及缺陷类型后反馈至单片机，由单片机控制显示器进行报警提示，并显示缺陷部位的探伤成像，并由单片机控制伺服电机，使其驱动焊接设备转动至缺陷部位进行补焊。
本发明的有益效果在于：
1)本发明通过两个连接环和两个连接搭件组成焊接设备和无损检测设备的旋转工装，在驱动机构的带动下，能够同时实现管道间的360°焊接和无损检测，缓慢的焊接速度正好为无损检测提供了充足的检测时间，因此两者同时进行能够解决管道焊接和无损检测分开进行导致的施工效率低的问题，大大提高管道施工的速度，操作也非常方便、稳定；
2)本发明通过连接搭件与拼接后的连接环上的安装耳卡接，再通过螺钉一体安装，安装结构简单，能够同时实现连接环自身的拼接固定以及两个连接环之间的固定，在驱动机构带动其中一个连接环转动时，能够同时带动整个旋转工装及其上的加工设备转动，整个装置拆装快速方便，适用于野外多管道焊接加工；
3)本发明通过在支撑板底部设置电磁铁，通电后，能够保证驱动机构的稳定，而驱动机构的齿轮经连接环上齿圈两侧的环形挡板限位，齿轮与齿圈啮合，因此在驱动机构带动连接环及其上的加工设备转动工作时，能够实现焊接和无损检测的高稳定性，操作非常方便，无需人工辅助固定，节省劳动力；
4)本发明通过智能评定装置对无损探伤设备采集的探伤成像进行实时分析、评定，判断出管道缺陷部位，再配合陀螺仪，能够在检测到缺陷部位时将其旋转角度位置发送至单片机，由单片机控制驱动机构和焊接设备对缺陷部位及时进行补焊，保证焊缝无损、高质量。
附图说明
图1是本发明的转动组件主视图。
图2是本发明的图1中A-A处的剖面结构示意图。
图3是本发明的整体侧视图。
图4是本发明的驱动机构与齿圈配合时的侧视图。
图5是本发明的焊接设备剖面结构示意图。
图6是本发明的无损检测设备剖面结构示意图。
图7是本发明的系统框图。
图中：1、焊接设备；101、焊接头；2、无损检测设备；201、检测头；3、智能评定装置；31、单片机；32、探伤成像分析评定模块；33、显示器；4、转动组件；41、转动环；411、半圆环；412、滚珠；413、安装耳；42、连接搭件；421、安装框板；422、口型套环；423、卡板；43、驱动机构；431、支撑板；432、伺服电机；433、齿轮；5、齿圈；6、蓄电池；7、电磁铁；8、环形挡板；9、插块；10、插槽；11、陀螺仪。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“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；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。
实施例1
如图1-6所示，一种用于无损检测的智能评定系统，包括焊接设备1、无损检测设备2、与无损检测设备2通信连接并对无损检测设备2采集的探伤成像进行分析评定的智能评定装置3、转动设置于两个待施工管道上并带动焊接设备1和无损检测设备2于两个待施工管道拼接处分别进行旋转焊接、旋转无损检测的转动组件4；
所述转动组件4包括分别套设于两个待施工管道拼接端的转动环41、连接两个转动环41并分别用于安装焊接设备1和无损检测设备2的两个连接搭件42、以及驱动其中一个转动环41旋转的驱动机构43，旋转的转动环41通过连接搭件42带动另一个转动环41以及连接搭件42上安装的焊接设备1和无损检测设备2旋转。
每个所述转动环41均包括两个半圆环411、以及嵌设于两个半圆环411内侧壁且沿待施工管道长度方向上并排设置两组的滚珠412，每组滚珠412呈环形阵列分布于半圆环411内壁；每个连接环的两个半圆环411之间通过插块9和插槽10卡接，所述插块9和插槽10分别设置于两个半圆环411相互拼接的端面上。
每个半圆环411两端均固定设有安装耳413，所述连接搭件42包括安装框板421、固定于安装框板421两侧的口型套环422、固定于口型套环422前后两侧的卡板423，所述口型套环422卡接于两个半圆环411一端的两个安装耳413外部，且两个卡板423贴合于两个安装耳413的前后两侧，所述安装耳413和卡板423上均对应设置有螺纹孔，所述安装耳413和卡板423之间通过螺钉和螺母可拆卸连接。
所述焊接设备1、无损检测设备2分别安装于两个连接搭件42上的安装框板421内，且焊接设备1的焊接头101以及无损检测设备2的检测头201均贯穿安装框板421中部的穿孔并与待施工管道焊缝对应。
经驱动机构43驱动而旋转的转动环41上设置有齿圈5，所述齿圈5固定设置于转动环41的环形外壁上且每个齿圈5均分成两个半环齿圈，两个半环齿圈分别与半圆环411外壁固定连接，所述驱动机构43包括支撑板431、安装于支撑板431上的伺服电机432、与伺服电机432输出轴连接的齿轮433，所述齿轮433与齿圈5啮合，所述支撑板431下表面与待施工管道表面贴合。
所述齿圈5两侧对应的转动环41上固定设有环形挡板8，每个环形挡板8分成两个半环形挡板8，两个半环形挡板8与半圆环411外壁固定连接，所述齿轮433限位于两个环形挡板8之间。
需要说明的是，在管道施工焊接时，将两个连接环套在两个拼接的管道端部，具体的，两个半圆环411拼接成一个连接环，且两个半圆环411拼接时采用插块9和插槽10进行初步卡接，两个半圆环411连接处的安装耳413贴合在一起，两个连接环拼接好后，调整两者之间的位置，使得连接搭件42的两个口型套环422能够分别套在两侧贴合的安装耳413外部，最后再用螺钉贯穿安装耳413和卡板423上的螺纹孔，用螺母固定即可，当两个连接搭件42均安装完成后，即可将焊接设备1和无损检测设备2进行安装，也可在连接搭件42与连接环安装之前就将焊接设备1和无损检测设备2安装在连接搭件42上的安装框板421上，整个装置安装完成后，左右移动至焊接设备1的焊接头101和无损检测设备2的检测头201与管道焊缝对应即可；
由于连接环内侧壁设置滚珠412，因此在上述对连接环移动操作时，连接环能够顺畅移动；
接着将驱动机构43与连接环进行连接，具体的，将驱动机构43置于管道顶部，使得齿轮433与齿圈5对应，将齿轮433放置在环形挡板8之间并与齿圈5啮合，此时支撑板431底端面与管道外壁贴合，由此，按压住支撑板431，启动伺服电机432即可通过齿轮433带动齿圈5转动，齿圈5带动连接环转动，连接环通过连接搭件42带动另一个连接环以及连接搭件42上安装的焊接设备1和无损检测设备2转动，转动中的焊接设备1启动时，能够将两个管道360°焊接在一起，同时启动转动中的无损检测设备2，无损检测设备2能够对焊缝进行探伤检测，所得探伤成像发送至智能评定装置3进行分析评定，确定出管道缺陷部位及缺陷类型。
整个装置能够同时进行焊接和无损检测，保证管道连接的高效有序进行，当检测到焊接缺陷时，能够立即进行返工补焊，非常方便实用；
在需要焊接下一个管道时，若相邻管道之间无障碍物，则可以直接给电磁铁7断电，拉动连接环即可移动整个装置；
若相邻管道之间有障碍物，例如管道底部有泥土支撑，则可以给电磁铁7断电，拆下安装耳413处的螺钉，即可实现连接搭件42与连接环的拆卸、连接环的两个半圆环411之间的拆卸，整个装置操作简单，拆卸快速，提高了加工效率。
如图1、图3和图6所示，所述支撑板431内设置有蓄电池6，所述支撑板431下表面固定设有电磁铁7，所述电磁铁7通电后吸合于待施工管道表面，所述支撑板431上表面设置有伺服电机432和电磁铁7的控制开关。
需要说明的是，为了保证驱动机构43使用时的稳定性，在支撑板431下表面设置电磁铁7，电磁铁7下表面与管道表面贴合，驱动机构43使用之前，在齿轮433与齿圈5啮合后，按下电磁铁7的控制开关，即可将驱动机构43与金属管道吸合固定在一起，接着按下伺服电机432的控制开关，即可驱动转动环41带动焊接设备1和无损检测设备2进行焊接工作和无损检测工作。
整个过程中，驱动机构43固定，齿轮433和齿圈5啮合并经环形挡板8限位，两个转动环41转动稳定，不会发生左右晃动，保证了焊接精度和无损检测精度。
如图6-7所示，所述无损检测设备2采用X射线探伤机或超声波探伤仪，所述无损检测设备2的检测头201上安装有陀螺仪11，所述智能评定装置3安装于无损检测设备2上并与无损检测设备2和驱动机构43无线通讯连接。
所述智能评定装置3包括单片机31、探伤成像分析评定模块32、显示器33；
所述单片机31接收由无损检测设备2采集的探伤成像以及由陀螺仪11发送的探伤角度信息，并发送探伤成像至探伤成像分析评定模块32；
所述探伤成像分析评定模块32对接收的探伤成像进行图像识别、分析，判断出缺陷部位及缺陷类型后反馈至单片机31，由单片机31控制显示器33进行报警提示，并显示缺陷部位的探伤成像，并由单片机31控制伺服电机432，使其驱动焊接设备1转动至缺陷部位进行补焊。
需要说明的是，当无损检测设备2转动检测焊缝时，智能评定装置3实时对采集的探伤成像分析评定，若判断出缺陷部位后，由陀螺仪11记录缺陷部位的角度，从而后续可以通过伺服电机432控制连接环转动，使得焊接设备1到达该缺陷部位进行补焊；
另外缺陷部位和缺陷类型判断出后，通过显示器33可以声光提示报警，并展示缺陷部位成像，由工作人员再次判断并采取补救措施。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于无损检测的智能评定系统，其特征在于：包括焊接设备(1)、无损检测设备(2)、与无损检测设备(2)通信连接并对无损检测设备(2)采集的探伤成像进行分析评定的智能评定装置(3)、转动设置于两个待施工管道上并带动焊接设备(1)和无损检测设备(2)于两个待施工管道拼接处分别进行旋转焊接、旋转无损检测的转动组件(4)；
所述转动组件(4)包括分别套设于两个待施工管道拼接端的转动环(41)、连接两个转动环(41)并分别用于安装焊接设备(1)和无损检测设备(2)的两个连接搭件(42)、以及驱动其中一个转动环(41)旋转的驱动机构(43)，旋转的转动环(41)通过连接搭件(42)带动另一个转动环(41)以及连接搭件(42)上安装的焊接设备(1)和无损检测设备(2)旋转。
2.根据权利要求1所述的一种用于无损检测的智能评定系统，其特征在于：每个所述转动环(41)均包括两个半圆环(411)、以及嵌设于两个半圆环(411)内侧壁且沿待施工管道长度方向上并排设置两组的滚珠(412)，每组滚珠(412)呈环形阵列分布于半圆环(411)内壁。
3.根据权利要求2所述的一种用于无损检测的智能评定系统，其特征在于：每个半圆环(411)两端均固定设有安装耳(413)，所述连接搭件(42)包括安装框板(421)、固定于安装框板(421)两侧的口型套环(422)、固定于口型套环(422)前后两侧的卡板(423)，所述口型套环(422)卡接于两个半圆环(411)一端的两个安装耳(413)外部，且两个卡板(423)贴合于两个安装耳(413)的前后两侧，所述安装耳(413)和卡板(423)上均对应设置有螺纹孔，所述安装耳(413)和卡板(423)之间通过螺钉和螺母可拆卸连接。
4.根据权利要求3所述的一种用于无损检测的智能评定系统，其特征在于：所述焊接设备(1)、无损检测设备(2)分别安装于两个连接搭件(42)上的安装框板(421)内，且焊接设备(1)的焊接头(101)以及无损检测设备(2)的检测头(201)均贯穿安装框板(421)中部的穿孔并与待施工管道焊缝对应。
5.根据权利要求2所述的一种用于无损检测的智能评定系统，其特征在于：经驱动机构(43)驱动而旋转的转动环(41)上设置有齿圈(5)，所述齿圈(5)固定设置于转动环(41)的环形外壁上且每个齿圈(5)均分成两个半环齿圈，两个半环齿圈分别与半圆环(411)外壁固定连接，所述驱动机构(43)包括支撑板(431)、安装于支撑板(431)上的伺服电机(432)、与伺服电机(432)输出轴连接的齿轮(433)，所述齿轮(433)与齿圈(5)啮合，所述支撑板(431)下表面与待施工管道表面贴合。
6.根据权利要求5所述的一种用于无损检测的智能评定系统，其特征在于：所述支撑板(431)内设置有蓄电池(6)，所述支撑板(431)下表面固定设有电磁铁(7)，所述电磁铁(7)通电后吸合于待施工管道表面，所述支撑板(431)上表面设置有伺服电机(432)和电磁铁(7)的控制开关。
7.根据权利要求5所述的一种用于无损检测的智能评定系统，其特征在于：所述齿圈(5)两侧对应的转动环(41)上固定设有环形挡板(8)，每个环形挡板(8)分成两个半环形挡板(8)，两个半环形挡板(8)与半圆环(411)外壁固定连接，所述齿轮(433)限位于两个环形挡板(8)之间。
8.根据权利要求2所述的一种用于无损检测的智能评定系统，其特征在于：每个连接环的两个半圆环(411)之间通过插块(9)和插槽(10)卡接，所述插块(9)和插槽(10)分别设置于两个半圆环(411)相互拼接的端面上。
9.根据权利要求4所述的一种用于无损检测的智能评定系统，其特征在于：所述无损检测设备(2)采用X射线探伤机或超声波探伤仪，所述无损检测设备(2)的检测头(201)上安装有陀螺仪(11)，所述智能评定装置(3)安装于无损检测设备(2)上并与无损检测设备(2)和驱动机构(43)无线通讯连接。
10.根据权利要求9所述的一种用于无损检测的智能评定系统，其特征在于：所述智能评定装置(3)包括单片机(31)、探伤成像分析评定模块(32)、显示器(33)；
所述单片机(31)接收由无损检测设备(2)采集的探伤成像以及由陀螺仪(11)发送的探伤角度信息，并发送探伤成像至探伤成像分析评定模块(32)；
所述探伤成像分析评定模块(32)对接收的探伤成像进行图像识别、分析，判断出缺陷部位及缺陷类型后反馈至单片机(31)，由单片机(31)控制显示器(33)进行报警提示，并显示缺陷部位的探伤成像，并由单片机(31)控制伺服电机(432)，使其驱动焊接设备(1)转动至缺陷部位进行补焊。
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