CN116297828A - 一种贯穿件环焊缝自动超声检测装置 - Google Patents

一种贯穿件环焊缝自动超声检测装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种贯穿件环焊缝自动超声检测装置，包括定位安装部件和除漆扫查部件，所述定位安装部件具有伸缩杆，所述伸缩杆连接所述除漆扫查部件以驱动所述除漆扫查部件轴向运动，所述除漆扫查部件具有圆周轨道和设置在所述圆周轨道上的运动板，所述运动板能够在所述圆周轨道上做圆周运动，所述运动板上设有激光头模块和探头部件，所述激光头模块随着所述运动板做圆周运动并发射激光束对贯穿件外圆进行除漆，所述探头部件在除漆完成后对贯穿件外圆进行超声检测。本发明提供的贯穿件环焊缝自动超声检测装置实现对空间狭小、远离洞口、人员无法进入的贯穿件焊缝实施除漆、超声检测。

Description

一种贯穿件环焊缝自动超声检测装置
技术领域
本发明涉及贯穿件除漆检测技术领域，尤其涉及一种贯穿件环焊缝自动超声检测装置。
背景技术
一些放置有大型承压容器的设施，为了保障其安全，会在外层布置完整的屏蔽层，如果屏蔽层发生破坏，会影响设施的安全运行。屏蔽层内、外的设施为了传输流体介质，需要有管道穿过屏蔽层，由此会形成贯穿件。贯穿件与屏蔽层之间会形成环焊缝，如果此焊缝产生缺陷，在持续运行后可能会造成屏蔽层失效或传输的流体介质泄露，因此需要对该焊缝定期实施无损检测。
焊缝位于贯穿件内部靠近屏蔽层的区域，距离贯穿件孔口的距离达到2～3米；贯穿件内部为孔洞结构，贯穿件位于孔洞中心区域，其与孔洞内壁之间空间狭小，加之存在偏心误差以及管道下垂等情况，贯穿件外圆与贯穿件孔洞之间的最小空间仅有110mm；人员以及简易工具无法对焊缝实施有效检测，需要将专用设备送入贯穿件，通过远程安装固定、自动除漆、自动检测的方式对焊缝实施自动超声检测；因贯穿件在洞口还存在弯头结构，设备在洞口的安装条件受限，设备需要设计成可分段快速组装的结构。此外，管道外壁还喷涂有一定厚度的防锈漆，在实施超声检测之前需要将防锈漆去除掉，所以检测装置需要具有自动除漆及自动超声检测两项功能。
目前对于管道环焊缝的自动超声检测，已有较多设备可以实现，但都是在控件开阔、无遮挡、便于安装的条件下进行设备安装及检测；在检测之前，都是由人工进行焊缝打磨。当环焊缝的位置处于狭小的空洞空间内，人员不可达区域时，设备的安装、油漆的去除均存在问题，设备既要能够从洞口沿着贯穿件向内移动，又能自行定位、固定，保证检测过程中探头的稳定贴合，还要能够远程实施油漆自动去除，在人员无法精确控制和观测的情况下对油漆进行可靠去除、不损伤管道基体。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所述的缺陷，从而提供一种贯穿件环焊缝自动超声检测装置，该贯穿件环焊缝自动超声检测装置实现对空间狭小、远离洞口、人员无法进入的贯穿件焊缝实施除漆、超声检测。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种贯穿件环焊缝自动超声检测装置，包括定位安装部件和除漆扫查部件，所述定位安装部件具有伸缩杆，所述伸缩杆连接所述除漆扫查部件以驱动所述除漆扫查部件轴向运动，所述除漆扫查部件具有圆周轨道和设置在所述圆周轨道上的运动板，所述运动板能够在所述圆周轨道上做圆周运动，所述运动板上设有激光头模块和探头部件，所述激光头模块随着所述运动板做圆周运动并发射激光束对贯穿件外圆进行除漆，所述探头部件在除漆完成后对贯穿件外圆进行超声检测。
作为一种可实施的方式，还包括推杆部件，所述推杆部件连接于所述定位安装部件。
作为一种可实施的方式，所述定位安装部件的主体由连接板和连接块拼接而成，所述连接板为环形结构，所述连接板上布置有支撑顶紧模块用以环抱贯穿管道。
作为一种可实施的方式，所述支撑顶紧模块包括支撑滚轮和顶紧气缸，所述支撑滚轮支撑在所述贯穿管道上，所述顶紧气缸设于所述支撑滚轮上并且能够伸出以顶紧所述贯穿管道。
作为一种可实施的方式，所述顶紧气缸的伸出端上设有顶紧垫以压紧所述贯穿管道的表面。
作为一种可实施的方式，所述定位安装部件还包括伸缩驱动电机，所述伸缩驱动电机驱动所述伸缩杆轴线运动。
作为一种可实施的方式，所述圆周轨道由两个半圆轨道通过固定板连成一体，所述运动板由两个半圆运动板通过连接环连成一体，所述运动板上设有旋转驱动电机，所述旋转驱动电机驱动所述运动板在所述圆周轨道上做圆周运动。
作为一种可实施的方式，所述除漆扫查部件的前端设有限位开关用以接触屏蔽层。
作为一种可实施的方式，所述探头部件包括贴合气缸，所述贴合气缸上设有伸缩导轨，探头框连接于所述伸缩导轨，所述探头框内设有探头。
作为一种可实施的方式，所述推杆部件包括推杆和设置于所述推杆顶端的球关节，所述推杆的底部开设有连接孔。
与现有技术相比，本发明提供的贯穿件环焊缝自动超声检测装置具有以下有益效果：
本发明提供的贯穿件环焊缝自动超声检测装置是用于在孔洞内远距离安装、实施的自动超声检测装置，能够实现油漆自动去除、无损检测，并且能够实现人员在贯穿件洞口对装置进行远程安装，装置在工作区域实现安装定位、除漆以及自动检测，进一步提高了检测效率与准确性。
进一步地，本发明具有定位功能，通过在除漆扫查部件的前端设置限位开关来完成装置的准确定位。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明实施例所提供的贯穿件环焊缝自动超声检测装置的结构示意图；
图2是本发明实施例所提供的定位安装部件的结构示意图；
图3是本发明实施例所提供的除漆扫查部件的结构示意图；
图4是本发明实施例所提供的探头部件的结构示意图；
图5是本发明实施例所提供的推杆部件的结构示意图；
图6是除漆扫查部件在洞口的安装状态；
图7是定位安装部件中的部分结构与除漆扫查部件在洞口组装的状态；
图8是除漆扫查部件和定位安装部件在洞口完成组装的状态；
图9是推杆部件在洞口完成组装并将检测装置推入内部的状态；
图10是对贯穿件焊缝实施除漆及检测的示意图。
附图标记说明：
1、定位安装部件；2、除漆扫查部件；3、推杆部件；4、贯穿件外圈；5、贯穿件；6、焊缝；7、屏蔽层；1001、伸缩杆；1002、支撑顶紧模块；1003、伸缩驱动电机；1004、连接板；1005、连接块；2001、半圆轨道；2002、半圆运动板；2003、激光头模块；2004、旋转驱动电机；2005、固定板；2006、限位开关；2007、探头部件；2008、连接环；3001、推杆；3002、球关节；5001、贯穿件直管段；5002、贯穿件弯头段；1002001、支撑滚轮；1002002、顶紧气缸；1002003、顶紧垫；2003001、激光束；2007001、气缸安装座；2007002、贴合气缸；2007003、夹具安装板；2007004、伸缩导轨；2007005、弹簧；2007006、探头框；2007007、探头；3001001、连接孔。
具体实施方式
虽然本发明的贯穿件环焊缝自动超声检测装置可以通过多种不同方式来实施，但是本文将结合附图对示例性实施方式进行详细描述，可以理解的是，本文的描述应被认为是对贯穿件环焊缝自动超声检测装置的结构进行举例说明，而无意将本发明的保护范围局限于示例性实施方式。因此，在本质上，附图和具体实施方式的描述应被认为用于说明而非限制本发明。
在本发明的描述中，需要说明的是，本文的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”、“水平”、“竖直”、“周向”、“轴向”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部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。
下面通过具体实施方式进一步详细说明。
如图1至图5所示，本发明提供了一种贯穿件环焊缝自动超声检测装置，该装置包括定位安装部件1、除漆扫查部件2、推杆部件3。定位安装部件1、除漆扫查部件2主体结构为环形，中间部分为中空结构以利于管道穿过。
如图2所示，定位安装部件1主体由连接板1004和连接块1005拼接而成，可适应在贯穿管道外围的组装，伸缩驱动电机1003通过连接块1005驱动伸缩杆1001实现伸缩运动，在连接板1004上均匀布置有支撑顶紧模块1002。安装时，支撑顶紧模块1002的支撑滚轮1002001支撑在贯穿管道上，当装置移动到预定位置后，四周的顶紧气缸1002002伸出，将贯穿件5环抱，使得装置在贯穿件外圆上定心、固定，顶紧气缸1002002与贯穿件5之间布置有顶紧垫1002003，顶紧垫1002003为橡胶材质，被顶紧气缸1002002压紧在贯穿管道表面时，起到增大摩擦力的作用，使得装置的安装更加牢固。定位安装部件1是整套装置的基础，承载了除漆扫查部件2和推杆部件3，装置通过定位安装部件1与贯穿件5相对固定，形成确定的位置关系，同时也可以驱动除漆扫查部件2沿着贯穿件5的轴线方向前进、后退。
如图3所示，除漆扫查部件2为两组半圆环结构拼接而成，可以适应在贯穿件外围安装，半圆运动板2002可以在半圆轨道2001的支撑下做圆周运动，当两个半圆轨道2001通过固定板2005拼接成整圈后，再通过连接环2008将两个半圆运动板2002连接成整圈，通过旋转驱动电机2004使得半圆运动板2002在形成整圈的半圆轨道2001内做圆周运动。三个限位开关2006沿圆周方向均匀布置，限位开关2006位于除漆扫查部件2的前端，当装置从洞口推送至贯穿件5内部时，最终限位开关2006会与屏蔽层7(如图10所示)接触并产生信号，证明装置已到达安装位置。除漆扫查部件2自身可以围绕贯穿件5进行圆周运动，带动除漆扫查部件2上安装的激光头模块2003和多个探头部件2007围绕贯穿件5作圆周运动，结合定位安装部件1提供的前进、后退运动，使得激光头模块2003和多个探头部件2007可以在一定区间范围内对贯穿件5的外圆实现完全覆盖，进而保证了除漆、检测的效果。
本发明利用运动控制程序，通过旋转驱动电机2004和伸缩驱动电机1003的组合作用，既能实现装置携带激光模块对一定长度区间内的贯穿件外圆进行自动除漆，也能实现装置携带超声探头对一定长度区间内的贯穿件外圆进行超声波检测，特别是当实施超声波检测时，运动控制程序可控制装置驱动超声探头按照特定的运动轨迹在贯穿件外圆上运动，以实现超声波信号对被检区域的完整覆盖，进而实现了自动超声检测。
如图3和图4所示，一个激光头模块2003和多个探头部件2007安装在除漆扫查部件2的半圆运动板2002上，当半圆运动板2002旋转时，激光头模块2003、探头部件2007同步旋转，当定位安装部件1上的伸缩杆1001沿贯穿管道轴线方向伸缩时，激光头模块2003、探头部件2007同步移动。
如图4所示，探头部件2007包括气缸安装座2007001、贴合气缸2007002、夹具安装板2007003、伸缩导轨2007004、弹簧2007005、探头框2007006、探头2007007。
当装置安装时，探头部件2007上的贴合气缸2007002收回，探头2007007与贯穿管道不接触，不影响装置安装；当需要进行除漆操作时，通过激光头模块2003发射激光束，激光束2003001以一定的距离打到贯穿件外圆上，将激光束所覆盖到的区域的油漆燃烧、进而去除，通过激光头模块2003反复的圆周以及直线运动，可以将贯穿件外圆上一定区域内的油漆去除掉，为后续的超声检测提供条件，同时在激光头模块2003上设置有小型监控摄像头，可实时监控油漆去除的效果，确保将油漆去除干净；当装置需要实施检测时，激光头模块2003关闭，贴合气缸2007002伸出，在弹簧2007005的作用下，伸缩导轨2007004将探头框2007006压在贯穿管道外壁上，使得探头2007007贴合，通过探头部件2007的圆周以及直线运动，可实现对贯穿件外圆上一定区域的自动超声检测。
如图1和图5所示，推杆部件3通过球关节3002与定位安装部件1连接，装置使用人员在洞口将装置安装在贯穿管道外壁上后，通过推杆部件3将装置送入贯穿件内部，球关节3002可以适应在推送过程中的受力方向的偏差。推杆3001与球关节3002连接，推杆3001可以逐节延长，适应深度不同的情况。延长的推杆通过连接孔3001001与前一节推杆连接。通过推杆部件3，操作者可以在洞口将整套装置平稳的推送至焊缝6附近，以便实现装置的远程安装，当除漆和检测完成后，也可通过推杆部件3将整套装置取出。
因贯穿件5在洞口存在弯头段(即贯穿件弯头段5002)，装置在安装时需要在洞口进行分段组装。第一步，如图6所示，利用半圆轨道2001、半圆运动板2002的结构特点，将除漆扫查部件2安装在洞口的贯穿件直管段5001上。第二步，如图7所示，将定位安装部件1中的伸缩杆1001、连接块1005、伸缩驱动电机1003依次与除漆扫查部件2连接，左右两侧分别安装一套。第三步，如图8所示，将定位安装部件1中的连接板1004和支撑顶紧模块1002依次安装在连接块1005上，通过4个连接板1004将分布再两侧的连接块1005连接，形成封闭结构，每个连接板1004上安装2个支撑顶紧模块1002，然后将当前已经完成组装的结构整体向内推送一端距离，为后续结构的安装留出空间。第四步，将推杆部件3中的球关节3002与定位安装部件1中的伸缩驱动电机1003尾部相连，然后再将一节推杆3001与球关节3002相连，此时装置整体完成安装，可继续将装置向孔洞内推送，随着推送深度的增加，可以加装第二节推杆。
当装置被送入贯穿件5内部(即贯穿件外圈4内)时，支撑顶紧模块1002将贯穿管道抱紧，装置整体与贯穿管道相对固定，伸缩杆1001推动探头部件2007沿贯穿管道轴线运动，除漆扫查部件2带动激光头模块2003以及探头部件2007围绕贯穿管道外圆做圆周运动，实现探头对焊缝6的自动除漆以及自动超声检测。
本发明的装置整体采用分段拼接式结构，沿管道轴向扁平分布，以适应在管道外圆上安装的需求以及贯穿件内狭小空间的特点。装置由支撑轮支撑，从洞口推送至焊缝区域，通过气缸均匀环抱的方式与管道相对固定。通过气缸叠加弹簧的方式控制探头与管道外圆的贴合和分离。最终实现设备的远距离安装、定位以及对贯穿件焊缝的自动超声检测。本发明可实现人员在贯穿件洞口对装置进行分段组装，再将装置整体送入贯穿件内部，装置在工作区域实现自动安装定位、自动去除油漆、自动超声检测。该装置实现了在人员不可达的狭小孔洞内实施油漆自动去除、焊缝自动超声检测的效果。
需要说明的是，在实际场景中，首先是一堵很厚的水泥墙，在水泥墙中间埋入了贯穿件外圈4(可以认为是一节直径比较大的管子)，这个结构的长度基本上和水泥墙一样厚，两端都是开口(类似于一个可以从墙外进入墙内的通道)，贯穿件5(本质上也是管道)穿过贯穿件外圈4，将墙内的某一个管道与墙外的某一个管道相连，形成一个通路。所以可以认为贯穿件5是一个很长的管路，两端各自延伸至很远的地方或者连接到某些设备，因此贯穿件5自身存在贯穿件直管段5001和贯穿件弯头段5002。
此时，贯穿件外圈4和贯穿件5之间是有非常明显的空隙的，而核电站是需要通过这一堵水泥墙将“核岛”内外完全隔开，不能留有空隙，所以需要通过屏蔽层7将贯穿件5外圆与贯穿件外圈4内壁之间的空隙封堵住，这个封堵是通过材料之间的焊接完成的，所以产生了焊缝6，贯穿件5和屏蔽层7之间有焊缝，贯穿件外圈4和屏蔽层7之间也有焊缝，本装置针对的是贯穿件5和屏蔽层7之间的焊缝以及其附近的区域。
以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种贯穿件环焊缝自动超声检测装置，其特征在于，包括定位安装部件(1)和除漆扫查部件(2)，所述定位安装部件(1)具有伸缩杆(1001)，所述伸缩杆(1001)连接所述除漆扫查部件(2)以驱动所述除漆扫查部件(2)轴向运动，所述除漆扫查部件(2)具有圆周轨道和设置在所述圆周轨道上的运动板，所述运动板能够在所述圆周轨道上做圆周运动，所述运动板上设有激光头模块(2003)和探头部件(2007)，所述激光头模块(2003)随着所述运动板做圆周运动并发射激光束(2003001)对贯穿件外圆进行除漆，所述探头部件(2007)在除漆完成后对贯穿件外圆进行超声检测。
2.根据权利要求1所述的贯穿件环焊缝自动超声检测装置，其特征在于，还包括推杆部件(3)，所述推杆部件(3)连接于所述定位安装部件(1)。
3.根据权利要求1所述的贯穿件环焊缝自动超声检测装置，其特征在于，所述定位安装部件(1)的主体由连接板(1004)和连接块(1005)拼接而成，所述连接板(1004)为环形结构，所述连接板(1004)上布置有支撑顶紧模块(1002)用以环抱贯穿管道。
4.根据权利要求3所述的贯穿件环焊缝自动超声检测装置，其特征在于，所述支撑顶紧模块(1002)包括支撑滚轮(1002001)和顶紧气缸(1002002)，所述支撑滚轮(1002001)支撑在所述贯穿管道上，所述顶紧气缸(1002002)设于所述支撑滚轮(1002001)上并且能够伸出以顶紧所述贯穿管道。
5.根据权利要求4所述的贯穿件环焊缝自动超声检测装置，其特征在于，所述顶紧气缸(1002002)的伸出端上设有顶紧垫(1002003)以压紧所述贯穿管道的表面。
6.根据权利要求3所述的贯穿件环焊缝自动超声检测装置，其特征在于，所述定位安装部件(1)还包括伸缩驱动电机(1003)，所述伸缩驱动电机(1003)驱动所述伸缩杆(1001)轴线运动。
7.根据权利要求1所述的贯穿件环焊缝自动超声检测装置，其特征在于，所述圆周轨道由两个半圆轨道(2001)通过固定板(2005)连成一体，所述运动板由两个半圆运动板(2002)通过连接环(2008)连成一体，所述运动板上设有旋转驱动电机(2004)，所述旋转驱动电机(2004)驱动所述运动板在所述圆周轨道上做圆周运动。
8.根据权利要求1所述的贯穿件环焊缝自动超声检测装置，其特征在于，所述除漆扫查部件(2)的前端设有限位开关(2006)用以接触屏蔽层(7)。
9.根据权利要求1所述的贯穿件环焊缝自动超声检测装置，其特征在于，所述探头部件(2007)包括贴合气缸(2007002)，所述贴合气缸(2007002)上设有伸缩导轨(2007004)，探头框(2007006)连接于所述伸缩导轨(2007004)，所述探头框(2007006)内设有探头(2007007)。
10.根据权利要求1所述的贯穿件环焊缝自动超声检测装置，其特征在于，所述推杆部件(3)包括推杆(3001)和设置于所述推杆(3001)顶端的球关节(3002)，所述推杆(3001)的底部开设有连接孔(3001001)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN116879323A (zh) * 2023-07-11 2023-10-13 深圳市中昌检测技术有限公司 一种环焊缝射线成型检测装置

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