CN114838690A - 一种大型管道壁厚测量装置及其测量方法 - Google Patents

一种大型管道壁厚测量装置及其测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种大型管道壁厚测量装置及其测量方法，属于壁厚测量技术领域，装置包括两根通过销轴将尾端旋转连接的测量架、设置在两根测量架中部的精密弹簧、设置在精密弹簧一端端部的精密受力处理器、分别设置在两根测量架首端的外侧滚轮和内侧滚轮、设置在与外侧滚轮连接的测量架上的角度传感器、缠绕设置在外侧滚轮上的长度传感器卷尺和中央处理器；所述精密受力处理器采集精密弹簧受力信号并转换成壁厚信号；所述中央处理器采集壁厚信号、角度信号和长度信号；方法包括快速测量方法、环向测量方法与轴向测量方法。本发明既能够实现对大型管壁厚的简易测量，又能够实现对大型管壁厚与位置关系的对应测量，为大型管的质量管理提供依据。

Description

一种大型管道壁厚测量装置及其测量方法
技术领域
本发明涉及壁厚测量技术领域，尤其是一种大型管道壁厚测量装置及其测量方法。
背景技术
目前，测量大型管道壁厚存在诸多不便，例如，测量大型球铁管壁厚采用球铁管端面切取并测量金相样的方法，只能反映球铁管端面某一部位壁厚，无法测量球铁管内部及圆周方向壁厚。并且，其他现有检测手段也无法获取大型球铁管壁厚度与测量位置的对应关系，为大型管道测量与质量管理增设阻碍。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种大型管道壁厚测量装置及其测量方法，能够在保证管道完整性的前提下，既能够实现对大型管壁厚的简易测量，又能够实现对大型管壁厚与位置关系的对应测量，为大型管的质量管理提供依据。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种大型管道壁厚测量装置，包括两根通过销轴将尾端旋转连接的“7”型测量架、设置在两根测量架中部的精密弹簧、设置在精密弹簧一端端部的精密受力处理器、分别设置在两根测量架首端的外侧滚轮和内侧滚轮、设置在与外侧滚轮连接的测量架上的角度传感器、缠绕设置在外侧滚轮上的长度传感器卷尺和中央处理器；所述两根测量架的首端相对设置；所述精密受力处理器采集精密弹簧受力信号并转换成壁厚信号；所述中央处理器采集精密受力处理器的壁厚信号、角度传感器的角度信号和长度传感器卷尺的长度信号；在与外侧滚轮连接的测量架折弯处设置有扶手。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述外侧滚轮和内侧滚轮分别通过滚轮销轴与滚轮架滚动连接，所述 滚轮架安装在测量架的首端。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述滚轮架以测量架为轴，方向能够改变，并设置有方向固定开关。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述长度传感器卷尺端头上设置卡沿；所述长度传感器卷尺上设置固定伸出卷尺长度的定长开关。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述精密受力处理器上还连接有能够对壁厚就地显示的壁厚显示屏。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述测量架的材质采用高强度零变形材质。
一种使用大型管道壁厚测量装置的测量方法，其特征在于：包括快速测量方法、环向测量方法与轴向测量方法；
所述快速测量方法包括以下步骤：
K1、打开两个滚轮架的方向固定开关，将外侧滚轮和内侧滚轮分别置于管道的外表面和内表面上；
K2、通过扶手移动外侧滚轮和内侧滚轮，对指定点进行快速壁厚测量；
所述环向测量方法包括以下步骤：
H1、将外侧滚轮和内侧滚轮分别置于管道的外表面和内表面上；
H2、将外侧滚轮和内侧滚轮的方向调节为环向，并打开方向固定开关；
H3、在管壁环向采集N1个点的壁厚值，每个点停留2～5秒；
H4、中央处理器通过无线的方式采集角度信号和壁厚信号，并生成二维信息存储；
H5、通过判断环向壁厚变化趋势，找出管道壁厚异常点，对异常点对应的角度信号进行分析；
所述轴向测量方法包括以下步骤：
Z1、将外侧滚轮和内侧滚轮分别置于管道的外表面和内表面上，将长度传感器卷尺端头的卡沿固定在管道边缘处，关闭定长开关；
Z2、将外侧滚轮和内侧滚轮的方向调节为轴向，并打开方向固定开关；
Z3、在管壁轴向采集N2个点的壁厚值，每个点停留2～5秒；
Z4、中央处理器通过无线的方式采集角度信号、长度信号和壁厚信号，并生成三维信息存储；
Z5、通过判断轴向壁厚变化趋势，找出管道壁厚异常点，对异常点所在的长度信号进行分析。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述N1的取值范围为6～18。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述N2的取值范围为5～15。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：
1、本发明通过在测量架上设置精密弹簧，通过弹簧形变量反应管道的壁厚，能够在保证管道完整性的前提下，方便且准确地测量大型管道的壁厚。
2、本发明通过设置角度传感器、长度传感卷尺，将壁厚信息从一维信息转换为三维信息，将管道上测量点的角度值、距端头的长度、壁厚信息统一反应出来，能够实现对大型管壁厚与位置关系的对应测量，为大型管的质量管理提供依据。
3、本专利申请通过设置快速测量方法、环向测量方法与轴向测量方法，适用性更强，并且环向测量与轴向测量还能反应出壁厚在环向与轴向的变化趋势，极具参考价值。
4、本专利申请通过设置方向固定开关、长度固定开关和扶手，能够使测量装置更容易操作，实用性更强。
附图说明
图1是本发明中一种大型管道壁厚测量装置的结构示意图；
图2是本发明中一种使用大型管道壁厚测量装置的测量方法示意图；
其中，1、外侧滚轮，2、内侧滚轮，3、角度传感器，4、长度传感卷尺，5、测量架，6、精密弹簧，7、精密受力处理器，8、壁厚显示屏，9、销轴，10、扶手。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明：
如图1所示，一种大型管道壁厚测量装置，包括两根通过销轴9将尾端旋转连接的“7”型测量架5、设置在两根测量架5中部的精密弹簧6、设置在精密弹簧6一端端部的精密受力处理器7、分别设置在两根测量架5首端的外侧滚轮1和内侧滚轮2、设置在与外侧滚轮1连接的测量架5上的角度传感器3、缠绕设置在外侧滚轮1上的长度传感器卷尺4和中央处理器；所述两根测量架5的首端相对设置；所述精密受力处理器7采集精密弹簧6受力信号并转换成壁厚信号；所述中央处理器采集精密受力处理器7的壁厚信号、角度传感器3的角度信号和长度传感器卷尺4的长度信号；在与外侧滚轮1连接的测量架5折弯处设置有扶手10。
所述外侧滚轮1和内侧滚轮2分别通过滚轮销轴与滚轮架滚动连接，滚轮架安装在测量架5的首端。
所述滚轮架以测量架5为轴，方向能够改变，并设置有方向固定开关；进而能够调节外侧滚轮1和内侧滚轮2的方向，方便外侧滚轮1和内侧滚轮2管道的环向或轴向移动。
所述长度传感器卷尺4端头上设置卡沿，用于将长度传感器卷尺4端头固定在管道边缘处；所述长度传感器卷尺4上还设置固定伸出卷尺长度的定长开关。
所述精密受力处理器7与上还连接有能够对壁厚就地显示的壁厚显示屏8，便于对壁厚就地显示。
所述连接的测量架5的材质采用为高强度零变形材质。
与外侧滚轮1连接的测量架5折弯处设置扶手10，便于对测量装置的移动。
如图2所示，一种使用大型管道壁厚测量装置的测量方法，包括快速测量方法、环向测量方法与轴向测量方法；
所述快速测量方法包括以下步骤：
K1、打开两个滚轮架的方向固定开关，将外侧滚轮1和内侧滚轮2分别置于管道的外表面和内表面上；
K2、通过扶手10移动外侧滚轮1和内侧滚轮2，对指定点进行快速壁厚测量；
所述环向测量方法包括以下步骤：
H1、将外侧滚轮1和内侧滚轮2分别置于管道的外表面和内表面上；
H2、将外侧滚轮1和内侧滚轮2的方向调节为环向，并打开方向固定开关；
H3、在管壁环向采集N1个点的壁厚值，每个点停留2～5秒；
H4、中央处理器通过无线的方式采集角度信号和壁厚信号，并生成二维信息存储；
H5、通过判断环向壁厚变化趋势，找出管道壁厚异常点，对异常点对应的角度信号进行分析，即继续采样同一角度不同长度下是否存在多点壁厚异常；
所述轴向测量方法包括以下步骤：
Z1、将外侧滚轮1和内侧滚轮2分别置于管道的外表面和内表面上，将长度传感器卷尺4端头的卡沿固定在管道边缘处，关闭定长开关；
Z2、将外侧滚轮1和内侧滚轮2的方向调节为轴向，并打开方向固定开关；
Z3、在管壁轴向采集N2个点的壁厚值，每个点停留2～5秒；
Z4、中央处理器通过无线的方式采集角度信号、长度信号和壁厚信号，并生成三维信息存储；
Z5、通过判断轴向壁厚变化趋势，找出管道壁厚异常点，对异常点所在的长度信号进行分析，即继续采样同一长度不同角度下是否存在多点壁厚异常。
所述N1的取值范围为6～18；
所述N2的取值范围为5～15。
所述管道壁厚异常点为壁厚与其他点的壁厚或壁厚的平均值超出阈值的点，阈值范围根据管道大小与材料而定。
工作原理：
通过与管道外表面接触的外侧滚轮1和与管道内表面接触的内侧滚轮2之间距离的变化，带动精密弹簧6发生弹力大小的变化，弹力发生细微改变时，精密受力处理器7接收到信号并转化为实际壁厚数据，并将数据，从而实时显示管道不同位置的壁厚数据。
长度传感器卷尺4在适用的状态下卷在外侧滚轮1上，在使用的状态下拉出，通过拉出的长度的变化，长度传感器卷尺内部的传感器感应信号变化，进而向中央处理器发送实时的长度信号。
综上所述，本发明既能够实现对大型管壁厚的简易测量，又能够实现对大型管壁厚与位置关系的对应测量，为大型管的质量管理提供依据。

Claims (9)

1.一种大型管道壁厚测量装置，其特征在于：包括两根通过销轴（9）将尾端旋转连接的“7”型测量架（5）、设置在两根测量架（5）中部的精密弹簧（6）、设置在精密弹簧（6）一端端部的精密受力处理器（7）、分别设置在两根测量架（5）首端的外侧滚轮（1）和内侧滚轮（2）、设置在与外侧滚轮（1）连接的测量架（5）上的角度传感器（3）、缠绕设置在外侧滚轮（1）上的长度传感器卷尺（4）和中央处理器；所述两根测量架（5）的首端相对设置；所述精密受力处理器（7）采集精密弹簧（6）受力信号并转换成壁厚信号；所述中央处理器采集精密受力处理器（7）的壁厚信号、角度传感器（3）的角度信号和长度传感器卷尺（4）的长度信号；在与外侧滚轮（1）连接的测量架（5）折弯处设置有扶手（10）。
2.根据权利要求1所述的一种大型管道壁厚测量装置，其特征在于：所述外侧滚轮（1）和内侧滚轮（2）分别通过滚轮销轴与滚轮架滚动连接，所述 滚轮架安装在测量架（5）的首端。
3.根据权利要求2所述的一种大型管道壁厚测量装置，其特征在于：所述滚轮架以测量架（5）为轴，方向能够改变，并设置有方向固定开关。
4.根据权利要求1所述的一种大型管道壁厚测量装置，其特征在于：所述长度传感器卷尺（4）端头上设置卡沿；所述长度传感器卷尺（4）上设置固定伸出卷尺长度的定长开关。
5.根据权利要求1所述的一种大型管道壁厚测量装置，其特征在于：所述精密受力处理器（7）上还连接有能够对壁厚就地显示的壁厚显示屏（8）。
6.根据权利要求1所述的一种大型管道壁厚测量装置，其特征在于：所述测量架（5）的材质采用高强度零变形材质。
7.一种使用如权利要求1～6任一项所述的大型管道壁厚测量装置的测量方法，其特征在于：包括快速测量方法、环向测量方法与轴向测量方法；
所述快速测量方法包括以下步骤：
K1、打开两个滚轮架的方向固定开关，将外侧滚轮（1）和内侧滚轮（2）分别置于管道的外表面和内表面上；
K2、通过扶手（10）移动外侧滚轮（1）和内侧滚轮（2），对指定点进行快速壁厚测量；
所述环向测量方法包括以下步骤：
H1、将外侧滚轮（1）和内侧滚轮（2）分别置于管道的外表面和内表面上；
H2、将外侧滚轮（1）和内侧滚轮（2）的方向调节为环向，并打开方向固定开关；
H3、在管壁环向采集N1个点的壁厚值，每个点停留2～5秒；
H4、中央处理器通过无线的方式采集角度信号和壁厚信号，并生成二维信息存储；
H5、通过判断环向壁厚变化趋势，找出管道壁厚异常点，对异常点对应的角度信号进行分析；
所述轴向测量方法包括以下步骤：
Z1、将外侧滚轮（1）和内侧滚轮（2）分别置于管道的外表面和内表面上，将长度传感器卷尺（4）端头的卡沿固定在管道边缘处，关闭定长开关；
Z2、将外侧滚轮（1）和内侧滚轮（2）的方向调节为轴向，并打开方向固定开关；
Z3、在管壁轴向采集N2个点的壁厚值，每个点停留2～5秒；
Z4、中央处理器通过无线的方式采集角度信号、长度信号和壁厚信号，并生成三维信息存储；
Z5、通过判断轴向壁厚变化趋势，找出管道壁厚异常点，对异常点所在的长度信号进行分析。
8.根据权利要求7所述的一种大型管道壁厚测量装置的测量方法，其特征在于：所述N1的取值范围为6～18。
9.根据权利要求7所述的一种大型管道壁厚测量装置的测量方法，其特征在于：所述N2的取值范围为5～15。
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