CN117517196A - 一种在役管道无损检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于检测分析技术领域，本发明公开了一种在役管道无损检测系统，包括环绕自走模块、裂隙触点检测模块、控制模块、异常区域标记单元，所述裂隙触点检测模块通过环向自走单元沿所述环绕自走模块环形运动，所述环绕自走模块与管道通过轴向自走单元实现轴向运动，所述控制模块单次控制所述轴向自走单元、所述环向自走单元同步运动一个步距，所述控制模块根据所述触发单元的位移行程控制所述异常区域标记单元对异常点位进行标记，获取异常区域；组合步距可以使裂隙粗检测的精度进行提高，实现大面积自动检测，大面积管道上形成多个问题区域，通过渗透检测与磁粉检测将裂隙细化显示，进而在后续进行分析、判断与补救。
Description
技术领域
本发明属于无损检测技术领域，具体是一种在役管道无损检测系统。
背景技术
为了保证运行的稳定性、安全性，需要对在役管道外壁进行检测，从而判断在役管道的外壁有没有受到环境等因素影响产生裂隙影响使用稳定性和安全性。而在正常的维护检修工作中，并不会在管道发生问题后进行检测，而是在正常状态下，在指定的时间内进行检测。该种检测方式应用于无损检测时，导致劳动量过大主要为以下原因：
1、目前最常见的情况是在容易发生问题的区域进行针对性检测，该方式导致检测的全面性不足。
2、为了解决上述缺点，因此对管道可以进行全面检测。最常用的表面检测方式为渗透检测和磁粉检测。渗透检测需要对管道进行大面积的涂抹渗透剂、显像剂等，但是随着指定的维护检修，管道产生大量裂缝的情况并不多见，因此导致材料浪费。
3、磁粉检测则需要将管道局部磁化，磁化区域并不大，因此对管道进行全面检修，浪费磁粉。
而超声波检测时，首先需要依据裂隙类型选择对应的探头，应用于全面检测时，需要准备多类型探头切换使用，并且需要具有一定经验的专业技术人员对波形进行判断，导致痕迹的判断具有主观性。新手则需要经过系统化的培训以及一定的工作经验后，才会提高波形判断的准确度，比磁粉检测、渗透检测的培养难度高。
综上所述在役管道的全面性检查虽然可以提高使用的稳定性和安全性，但是表面裂隙探伤主要的磁粉检测、渗透检测在全面探测时具有局限性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在役管道无损检测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种在役管道无损检测系统，包括环绕自走模块、裂隙触点检测模块、控制模块和异常区域标记单元；
所述环绕自走模块包括两个扣合式环形载体，所述扣合式环形载体由两个半圆弧板可拆卸固定连接组成，所述裂隙触点检测模块滑动连接在两个所述扣合式环形载体之间，所述裂隙触点检测模块通过环向自走单元沿所述环绕自走模块环形运动，所述环绕自走模块与管道通过轴向自走单元实现轴向运动，所述控制模块单次控制所述轴向自走单元、所述环向自走单元同步运动一个步距；
所述裂隙触点检测模块包括触发单元、测距判定单元，所述触发单元通过永磁体与触发启动单元配合利用磁性斥力实现下降，所述永磁体利用居中弹性支撑单元的弹性实现复位，所述测距判定单元位于所述触发单元的正上方，用以检测组合步距点上的触发单元垂直位移量，并将数据传输至所述控制模块内通过计算机进行数据分析，所述控制模块根据所述触发单元的位移行程控制所述异常区域标记单元对异常点位进行标记，从而获取异常区域。
作为本发明再进一步的方案：每个所述半圆弧板内壁均转动连接有四个轴向驱动轮，四个轴向驱动轮两两一组分布。
作为本发明再进一步的方案：所述裂隙触点检测模块具有长条形载体，所述触发单元垂直滑动连接在所述长条形载体靠近管道的一侧，所述长条形载体与所述半圆弧板侧面环槽滑动连接，所述触发单元的数量为若干个，且所述触发单元沿所述长条形载体长边等距分布。
作为本发明再进一步的方案：所述异常区域标记单元包括设置在所述裂隙触点检测模块内部的标记储存仓和设置在所述裂隙触点检测模块下方的标记喷射环，所述标记喷射环与所述标记储存仓连通，所述标记喷射环的圆心位于所述触发单元的轴线上，所述标记喷射环的内径大于所述触发单元同一水平面处的直径。
作为本发明再进一步的方案：所述控制模块在所述环绕自走模块一个组合步距运动停止后，控制所述触发启动单元通电、断电后，进行下一个组合步距控制运动。
作为本发明再进一步的方案：所述控制模块通过延伸杆固定在所述裂隙触点检测模块的一侧，所述控制模块通过万向调节单元与所述延伸杆活动连接，所述控制模块滑动在所述扣合式环形载体的外部。
作为本发明再进一步的方案：所述环向自走单元包括自走齿轮和配合齿环，所述自走齿轮设置在所述裂隙触点检测模块的两端通过伺服电机控制，所述配合齿环设置在所述扣合式环形载体的所述侧面环槽内。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：环绕自走模块同步带动裂隙触点检测模块沿管道轴向进行运动时，则形成管道环绕面，从而实现大面积自动检测。并且组合步距可以使裂隙粗检测的精度进行提高，管道主要为环向裂隙和轴向裂隙。而在裂隙触点检测模块环向运动一个步距时，环绕自走模块带动裂隙触点检测模块轴向同步运动一个步距。此时第一组检测触击点与第二组检测触击点在环向产生错位，从而避免由于相邻两个触发单元的间距产生的环向检测空白区，进而提高粗检测精度。通过永磁体与触发启动单元配合利用磁性斥力实现下降，永磁体利用居中弹性支撑单元的弹性实现复位，测距判定单元位于触发单元的正上方，用以检测组合步距点上的触发单元垂直位移量，并将数据传输至控制模块内通过计算机进行数据分析，控制模块根据触发单元的位移行程控制异常区域标记单元对异常点位进行标记，从而获取异常区域，其主要目的为在大面积管道上形成多个问题区域，再通过渗透检测与磁粉检测将裂隙细化显示，进而再后续进行分析、判断与补救。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一种在役管道无损检测系统的立体示意图；
图2为图1中A部的放大示意图；
图3为一种在役管道无损检测系统的管道检测自走轨迹及点位分布示意图；
图4为一种在役管道无损检测系统中裂隙触点检测模块的剖面示意图；
图5为一种在役管道无损检测系统的系统图；
图6为一种在役管道无损检测系统的测距判定单元的图形分析图；
图7为一种在役管道无损检测系统中环绕自走模块的剖面示意图；
图中：1、环绕自走模块；11、轴向自走单元；12、环向自走单元；121、自走齿轮；122、配合齿环；2、裂隙触点检测模块；21、触发单元；211、永磁体；212、居中弹性支撑单元；213、触发启动单元；22、测距判定单元；3、控制模块；31、万向调节单元；4、异常区域标记单元；41、标记储存仓；42、标记喷射环。
具体实施方式
请参阅图1-图7。
实施例一：
本实施例中，一种在役管道无损检测系统包括环绕自走模块1、裂隙触点检测模块2、控制模块3和异常区域标记单元4。
本实施例中，为了实现大范围自动化检测，裂隙触点检测模块2需要在管道上进行运动。裂隙触点检测模块2上的触发单元21为线性分布，因此在触发单元21环形运动时，则在管道表面形成环形敲击面。当环绕自走模块1同步带动裂隙触点检测模块2沿管道轴向进行运动时，则形成管道环绕面，从而实现大面积自动检测。由于该检测方式为判断问题区域，因此该装置的采集精度不需要很高。其主要目的为在大面积管道上形成多个问题区域，再通过渗透检测与磁粉检测将裂隙细化显示，进而再后续进行分析、判断与补救。
本实施例中，环绕自走模块1包括两个扣合式环形载体，扣合式环形载体由两个半圆弧板可拆卸固定连接组成，裂隙触点检测模块2滑动连接在两个扣合式环形载体之间，裂隙触点检测模块2通过环向自走单元12沿环绕自走模块1环形运动，环绕自走模块1与管道通过轴向自走单元11实现轴向运动，控制模块3单次控制轴向自走单元11、环向自走单元12同步运动一个步距。
本实施例中，在役管道端部处理连接状态，因此将环绕自走模块1设置为扣合式环形载体，当两个半圆弧板之间固定连接后，形成环形结构沿管道轴向滑动。而裂隙触点检测模块2则通过环向自走单元12沿着环绕自走模块1环形运动。通过控制模块3对环绕自走模块1、裂隙触点检测模块2进行运动控制时，裂隙触点检测模块2沿着环绕自走模块1的环形轨迹朝一个方向单次运动单个步距。环绕自走模块1沿着管道方向单次运动一个步距，从而形成环绕运动。请参阅图3，设置该方式的目的为触发单元21主要利用垂直位移时，针尖与管道的接触，在不影响管道表面的情况下，当针尖运动至裂隙区则产生特殊移位，从而被捕捉。为了避免对管道产生损伤，可以对触发单元21的材质进行改变或者改变触发单元21与管道的接触作用力即可。
本实施例中，裂隙触点检测模块2采用组合步距可以使裂隙粗检测的精度进行提高，首先管道主要为环向裂隙和轴向裂隙。而在裂隙触点检测模块2环向运动一个步距时，环绕自走模块1带动裂隙触点检测模块2轴向同步运动一个步距。此时第一组检测触击点与第二组检测触击点在环向产生错位，从而避免由于相邻两个触发单元21的间距产生的环向检测空白区，进而提高粗检测精度。
本实施例中，裂隙触点检测模块2包括触发单元21、测距判定单元22，触发单元21通过永磁体211与触发启动单元213配合利用磁性斥力实现下降，永磁体211利用居中弹性支撑单元212的弹性实现复位，测距判定单元22位于触发单元21的正上方，用以检测组合步距点上的触发单元21垂直位移量，并将数据传输至控制模块3内通过计算机进行数据分析，控制模块3根据触发单元21的位移行程控制异常区域标记单元4对异常点位进行标记，从而获取异常区域。
本实施例中，控制触发单元21的运动方式为电磁，电磁的好处在于，当触发单元21的运动行程为动态行程，触发单元21无法下降时，触发启动单元213与永磁体211之间的间隔余量压缩，相对于凸轮结构来说，该方式更加稳定，且控制反应更快，不需要转动一圈，同时避免电机驱动震动对检测参数的精度影响。触发启动单元213为电磁铁，触发启动单元213与永磁体211为磁极相斥；而当环绕自走模块1、裂隙触点检测模块2运动一个步距后，可以为触发启动单元213通电、断电，从而使触发单元21完成下降、提升一个行程。通过永磁体211避免触发单元21的顶部被遮挡。测距判定单元22测量永磁体211与触发单元21的距离，即可判断异常区域。
本实施例中，请参阅图6，图中的组合步距为第一步距中触发单元21与管道的接触距离和第二步距中触发单元21与管道的接触距离。正常状态下，原点线不变，标准点线不变。而当管道表面产生凸点时，请参阅高位点线，此时的低位点过高造成异常。当管道产生裂隙时，请参阅低位点线，此时说明触发单元21底部针尖触碰裂隙，产生低位。该图主要为了方便显示，该图的纵轴为垂直方向的坐标变化量。利用处理器对数据进行切换。实际垂直方向坐标减量等同于测距判定单元22检测的触发单元21位移增量。
本实施例中，控制模块3通过对数据分析后，判断异常点，从而控制该异常点位处的异常区域标记单元4进行开启。
本实施例中，异常区域标记单元4包括设置在裂隙触点检测模块2内部的标记储存仓41和设置在裂隙触点检测模块2下方的标记喷射环42，标记喷射环42与标记储存仓41连通，标记喷射环42的圆心位于触发单元21的轴线上，标记喷射环42的内径大于触发单元21同一水平面处的直径。
本实施例中，请参阅图4，标记储存仓41内储存有标记物，标记物可以为液体，标记喷射环42为圆环形，触发单元21在上下运动时，标记喷射环42可以对触发单元21的运动行程进行限位，避免触发单元21过量运动。标记喷射环42可以采用荧光液或红外显影液等不影响磁粉检测观察和渗透观察的液体进行喷淋标记。可在标记喷射环42内设置推送结构，推送液体通过标记喷射环42底部的喷头喷在目标点区域。
本实施例中，由于该装置的数据处理分析简单，针对于长时间的自动化检测快速标记问题区域，再对问题区域进行进一步的检测，从而细化裂隙形态，实现管道全面性检测的基础上，解放劳动力与检测成本。
本实施例中，每个半圆弧板内壁均转动连接有四个轴向驱动轮，四个轴向驱动轮两两一组分布。
本实施例中，轴向方向具有两个轴向驱动轮，设计的目的在于保证环绕自走模块1的轴线始终与管道轴线共线，从而保证触发单元21的检测精度提高，同时四组轴向驱动轮保证环绕自走模块1可以包围在管道外部。
本实施例中，裂隙触点检测模块2具有长条形载体，触发单元21垂直滑动连接在长条形载体靠近管道的一侧，长条形载体与半圆弧板侧面环槽滑动连接，触发单元21的数量为若干个，且触发单元21沿长条形载体长边等距分布。
本实施例中，裂隙触点检测模块2的长条形载体可以使两端与环绕自走模块1实现滑动配合，而触发单元21则沿长条形载体进行等距分布，则可以利用线运动后，转变为面，从而实现全面检测。
本实施例中，控制模块3在环绕自走模块1一个组合步距运动停止后，控制触发启动单元213通电、断电后，进行下一个组合步距控制运动。
本实施例中，为了避免触发单元21在下降与管道接触时，同步发生步距运动问题，因此在环绕自走模块1一个组合步距运动停止后，控制触发启动单元213通电、断电后，进行下一个组合步距控制运动，从而避免触发单元21与管道产生滑动。
本实施例中，控制模块3通过延伸杆固定在裂隙触点检测模块2的一侧，控制模块3通过万向调节单元31与延伸杆活动连接，控制模块3滑动在扣合式环形载体的外部。
本实施例中，控制模块3可以随着裂隙触点检测模块2进行旋转，设置万向调节单元31的目的在于，当控制模块3运动至不方便观察的角度时，可以通过万向调节单元31控制旋转，使控制模块3转动至便于观察的位置。
本实施例中，环向自走单元12包括自走齿轮121和配合齿环122，自走齿轮121设置在裂隙触点检测模块2的两端通过伺服电机控制，配合齿环122设置在扣合式环形载体的侧面环槽内。
本实施例中，在控制时，自走齿轮121转动与配合齿环122配合，由于轴向自走单元11与管道的接触摩擦力，因此环绕自走模块1无法转动，使裂隙触点检测模块2自身沿着环绕自走模块1的环向轨迹转动。环绕自走模块1靠近裂隙触点检测模块2一侧可以设置滑槽与滑块，避免裂隙触点检测模块2发生转动。
以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种在役管道无损检测系统，其特征在于：包括环绕自走模块（1）、裂隙触点检测模块（2）、控制模块（3）和异常区域标记单元（4）；
所述环绕自走模块（1）包括两个扣合式环形载体，所述扣合式环形载体由两个半圆弧板可拆卸固定连接组成，所述裂隙触点检测模块（2）滑动连接在两个所述扣合式环形载体之间，所述裂隙触点检测模块（2）通过环向自走单元（12）沿所述环绕自走模块（1）环形运动，所述环绕自走模块（1）与管道通过轴向自走单元（11）实现轴向运动，所述控制模块（3）单次控制所述轴向自走单元（11）、所述环向自走单元（12）同步运动一个步距；
所述裂隙触点检测模块（2）包括触发单元（21）、测距判定单元（22），所述触发单元（21）通过永磁体（211）与触发启动单元（213）配合利用磁性斥力实现下降，所述永磁体（211）利用居中弹性支撑单元（212）的弹性实现复位，所述测距判定单元（22）位于所述触发单元（21）的正上方，用以检测组合步距点上的触发单元（21）垂直位移量，并将数据传输至所述控制模块（3）内通过计算机进行数据分析，所述控制模块（3）根据所述触发单元（21）的位移行程控制所述异常区域标记单元（4）对异常点位进行标记，从而获取异常区域。
2.根据权利要求1所述的一种在役管道无损检测系统，其特征在于：每个所述半圆弧板内壁均转动连接有四个轴向驱动轮，四个轴向驱动轮两两一组分布。
3.根据权利要求1所述的一种在役管道无损检测系统，其特征在于：所述裂隙触点检测模块（2）具有长条形载体，所述触发单元（21）垂直滑动连接在所述长条形载体靠近管道的一侧，所述长条形载体与所述半圆弧板侧面环槽滑动连接，所述触发单元（21）的数量为若干个，且所述触发单元（21）沿所述长条形载体长边等距分布。
4.根据权利要求1所述的一种在役管道无损检测系统，其特征在于：所述异常区域标记单元（4）包括设置在所述裂隙触点检测模块（2）内部的标记储存仓（41）和设置在所述裂隙触点检测模块（2）下方的标记喷射环（42），所述标记喷射环（42）与所述标记储存仓（41）连通，所述标记喷射环（42）的圆心位于所述触发单元（21）的轴线上，所述标记喷射环（42）的内径大于所述触发单元（21）同一水平面处的直径。
5.根据权利要求1所述的一种在役管道无损检测系统，其特征在于：所述控制模块（3）在所述环绕自走模块（1）一个组合步距运动停止后，控制所述触发启动单元（213）通电、断电后，进行下一个组合步距控制运动。
6.根据权利要求1所述的一种在役管道无损检测系统，其特征在于：所述控制模块（3）通过延伸杆固定在所述裂隙触点检测模块（2）的一侧，所述控制模块（3）通过万向调节单元（31）与所述延伸杆活动连接，所述控制模块（3）滑动在所述扣合式环形载体的外部。
7.根据权利要求3所述的一种在役管道无损检测系统，其特征在于：所述环向自走单元（12）包括自走齿轮（121）和配合齿环（122），所述自走齿轮（121）设置在所述裂隙触点检测模块（2）的两端通过伺服电机控制，所述配合齿环（122）设置在所述扣合式环形载体的所述侧面环槽内。
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