CN209055500U - 一种在役长输管线环焊缝缺陷磁粉内检测机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种在役长输管线环焊缝缺陷磁粉内检测机构,涉及对接焊缝无损探伤技术领域，包括中心管，固定套设上在中心管两端的固定座和转动套设在中心管两端的转动机构；两个所述固定座上均安装有行走轮；两个所述转动机构之间还连接设置有安装架，安装架的圆周方向均匀间隔安装有清扫装置、高清可视采集装置、自动磁粉检测装置；所述中心管的头部还固定安装有焊缝识别探头。本实用新型对环焊缝进行自动识别，自动推进定位，并进行轴向转动对焊缝进行偏差扫描确认，并通过行走轮的升降机构进行姿态的调整，使焊缝与转动机构精确定位，为下一步的检测提供保障；且可适应性强，达到效果最优。

Description

一种在役长输管线环焊缝缺陷磁粉内检测机构

技术领域

本实用新型涉及对接焊缝无损探伤技术领域，具体而言，涉及一种在役长输管线环焊缝缺陷磁粉内检测机构。

背景技术

根据疲劳缺陷的研究，使疲劳裂纹的萌生和扩展具有重大的意义，而疲劳破坏往往在载荷低于许用值的应力状态下发生突然的脆性断裂，在疲劳破坏前没有明显的塑性变形，不易觉察出来，目前的漏磁检测技术并不能检测出其裂纹前应力集中的状态，因此，这些缺陷经常给人们带来意外的灾难性事故。近几年来，油气管道发生多起焊缝开裂事故，其中也有开裂未遂，通过检测手段发现而进行了消减。这中破坏形式不光在油气管道行业，在航空航天、船舶、交通运输、高铁、桥梁、动力机械等都有发生。

80％以上的长输管线的缺陷均在管道对接环焊缝处，其传统的国内外无损检查方法在此处的检出率与识别率均较低(<60％)，远远不能满足生产运营的需求，为此，有针对性的对此环焊缝进行单独缺陷的检测成为必然。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种在役长输管线环焊缝缺陷磁粉内检测机构，使管道环焊缝的检出率与识别率将有大幅提升。

为实现本实用新型目的，采用的技术方案为：一种在役长输管线环焊缝缺陷磁粉内检测机构，包括中心管，固定套设上在中心管两端的固定座和转动套设在中心管两端的转动机构；两个所述固定座上均安装有行走轮；两个所述转动机构之间还连接设置有安装架，安装架的圆周方向均匀间隔安装有清扫装置、高清可视采集装置、自动磁粉检测装置；所述中心管的头部还固定安装有焊缝识别探头。

进一步的，两个所述固定座上均设置有多个行走轮支架，多个行走轮支架沿固定座的圆周方向均匀间隔排布，且多个行走轮分别一一安装在多个行走轮支架上。

进一步的，所述中心管的头部还固定套设有安装头；所述焊缝识别探头为多个，多个焊缝识别探头沿安装头的圆周方向均匀间隔排布。

进一步的，所述中心管上还固定套设有两个安装盘，两个转动机构分别安装在两个安装盘上。

进一步的，两个所述安装盘的外侧均固定设置有限位盘，且转动机构的端部与限位盘抵拢。

进一步的，两个所述转动机构均包括套设在安装盘上的内圈和固定安装在内圈内壁上的齿圈，且安装架的两端分别固定在两个内圈上。

进一步的，每个所述安装盘上均至少安装有一个第一驱动电机，多个第一驱动电机的输出轴上均安装有主动齿轮，多个主动齿轮共同与齿圈啮合。

进一步的，所述安装架包括多个沿内圈圆周方向均匀间隔排布的连接架，多个连接架的两端分别与两个内圈固定，且清扫装置、高清可视采集装置、自动磁粉检测装置分别一一安装在多个连接架上；多个所述连接架的两端分别共同套设有外圈。

进一步的，所述清扫装置包括固定安装在连接架上的第二驱动电机和打磨控制电源，第二驱动电机分别与打磨控制电源、总控制箱的输出端连接；所述第二驱动电机的输出轴上还固定安装有清扫轮。

进一步的，所述高清可视采集装置包括固定安装在连接架上的高清摄像头和摄像头控制电源，高清摄像头与摄像头控制电源的输出端连接，且高清摄像头与总控制箱双向连接。

进一步的，所述自动磁粉检测装置包括固定安装在固定安装在连接架上的固定板、磁粉控伤仪、悬浮液与反差剂控制器；所述固定板上还固定安装有悬浮液喷枪和反差剂喷枪，每个外圈的外侧均固定设置有磁悬液缸和反差剂缸，磁悬液缸与磁悬液缸连通，反差剂缸与反差剂喷枪连通；所述悬浮液喷枪和反差剂喷枪均与悬浮液与反差剂控制器的输出端连接；所述固定板上还固定安装有自动磁粉检测控制器，且磁粉控伤仪与自动磁粉检测控制器的输出端连接。

本实用新型的有益效果是,

一、本实用新型通过对被检工件施加磁场使其磁化，在工件的表面和近表面缺陷处将有磁力线逸出被检工件表面而形成漏磁场，由于磁极的存在吸附施加在工件表面上的磁粉形成聚集磁痕，从而显示出缺陷；且本实用新型对铁磁性材料的表面及近表面缺陷的检测灵敏度最高、检测速度较快，能直接针对不易检测与识别的环焊缝处的缺陷进行自动磁粉检测系统的检测，使用十分方便，针对性强，其检出率与识别率将有大幅提升；

二、本实用新型对环焊缝进行自动识别，自动推进定位，并进行轴向转动对焊缝进行偏差扫描确认，并通过行走轮的升降机构进行姿态的调整，使焊缝与转动机构精确定位，为下一步的检测提供保障；且可适应性强，达到效果最优。

附图说明

图1是本实用新型提供的在役长输管线环焊缝缺陷磁粉内检测机构的立体图1；

图2是本实用新型提供的在役长输管线环焊缝缺陷磁粉内检测机构的立体图2

图3是图1中转动机构与安装架的安装架结构图；

图4是图4中转动机构的结构图；

图5是图4中安装架的结构图。

附图中标记及相应的零部件名称：

1、中心管，2、固定座，3、转动机构，4、行走轮，5、安装架，6、清扫装置，7、高清可视采集装置，10、自动磁粉检测装置，12、焊缝识别探头，13、行走轮支架，14、安装头，15、安装盘，16、限位盘；

31、内圈，32、齿圈，33、第一驱动电机，34、主动齿轮；

51、连接架，52、外圈；

61、第二驱动电机，62、打磨控制电源，63、清扫轮；

71、高清摄像头，72、摄像头控制电源；

101、固定板，102、磁粉控伤仪，103、悬浮液与反差剂控制器，104、自动磁粉检测控制器，105、悬浮液喷枪，106、反差剂喷枪，107、磁悬液缸，108、反差剂缸。

具体实施方式

下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

图1至图5所示出了本实用新型提供的一种在役长输管线环焊缝缺陷磁粉内检测机构，包括中心管1，固定套设上在中心管1两端的固定座2和转动套设在中心管1两端的转动机构3；两个所述固定座2上均安装有行走轮4；两个所述转动机构3之间还连接设置有安装架5，安装架5的圆周方向均匀间隔安装有清扫装置6、高清可视采集装置7、自动磁粉检测装置10；所述中心管1的头部还固定安装有焊缝识别探头12。

所述中心管1为空心管，固定座2为圆盘状，固定座2与中心管1可直接焊接或采用键连接固定，且行走轮4转动支承在固定座2上；两个固定座2和两个转动机构3均沿中心管1的中部对称排布；所述安装架5的两端分别与两个转动机构3固定，清扫装置6、高清可视采集装置7、自动磁粉检测装置10均在同一圆环上；且清扫装置6、高清可视采集装置7、自动磁粉检测装置10均位于安装架5的中部，即清扫装置6、高清可视采集装置7、自动磁粉检测装置10到安装架5两端的距离均相等。

所述焊缝识别探头12为KE-H60Q12红外探头，用于对焊缝进行识别；所述清扫装置6用于对焊缝进行清扫，使焊缝位置更加干净、清晰；所述高清可视采集装置7用于对焊缝情况和位置进行图像识别；所述自动磁粉检测装置10用于对焊缝的缺陷进行检测。所述行走轮4的型号为24V750W，该行走轮4自带驱动电机，即行走轮4不需要另外的驱动电机对行走轮4进行驱动。通过向转动机构3、行走轮4、清扫装置6、高清可视采集装置7、自动磁粉检测装置10、焊缝识别探头12发送信号，使转动机构3、行走轮4、清扫装置6、高清可视采集装置7、自动磁粉检测装置10、焊缝识别探头12在接受到信号后作出对应的工作，实现对管道焊缝的自动检测。

两个所述固定座2上均设置有多个行走轮支架13，多个行走轮支架13沿固定座2的圆周方向均匀间隔排布，且多个行走轮4分别一一安装在多个行走轮支架13上。多个所述行走轮4之间通过螺钉固定安装在固定座2上，两个固定座2上的行走轮支架13数量相等，且两个固定座2上的行走轮支架13的安装位置相同，使位于在中心管1两端的行走轮4对称排布，使检测装置在前进过程中更加平稳。

所述中心管1的头部还固定套设有安装头14；所述焊缝识别探头12为多个，多个焊缝识别探头12沿安装头14的圆周方向均匀间隔排布。所述中心管1的头部即为检测装置在使用过程中，中心管1先进入到管道的一端，中心管1的尾部为远离中心管1头部的一端，具体的，所述安装头14与中心管1可为焊接固定或键连接固定。所述焊缝识别探头12可通过螺钉或焊接固定或嵌固在安装头14上，通过多个安装头14的配合，实现对焊缝整个圆周方向均能进行识别，使焊缝识别的精度更高，实现对焊缝的精准定位。

所述中心管1上还固定套设有两个安装盘15，两个转动机构3分别安装在两个安装盘15上。两个所述沿中心管1对称排布，且两个安装盘15可直接焊接或通过键连接与中心管1固定，两个转动机构3分别在两个安装盘15上转动，通过两个转动机构3的转动，从而共同带动安装架5进行转动，使位于安装架5上的清扫装置6、高清可视采集装置7、自动磁粉检测装置10随安装架5的转动而转动，从而实现对焊缝在圆周方向进行圆周检测，使焊缝的检测更加精准。

两个所述安装盘15的外侧均固定设置有限位盘16，且转动机构3的端部与限位盘16抵拢。所述限位盘16为环状，且限位盘16的小径小于安装盘15的大径，限位盘16的大径大于安装盘15的大径，限位盘16与安装盘15通过螺钉固定连接，且通过限位盘16限位，使两个转动机构3的外侧均能通过两个限位盘16分别进行限位，使安装架5的轴向距离得到限定，使安装架5上的清扫装置6、高清可视采集装置7、自动磁粉检测装置10的轴向位置得到固定，安装架5随转动机构3产生轴向位移，使检测的精度更高。

两个所述转动机构3均包括套设在安装盘15上的内圈31和固定安装在内圈31内壁上的齿圈32，且安装架5的两端分别固定在两个内圈31上。所述内圈31的小径与安装盘15的大径间隙配合，使内圈31可在安装盘15上充分的转动；所述内圈31的长度大于安装盘15的厚度，使内圈31的一端套设在安装盘15上，内圈31的另一端呈悬空状；所述齿圈32与内圈31可通过螺钉固定或通过键连接固定，安装架5的两端分别与两个内圈31焊接固定，使两个齿圈32的转动分别带动两个内圈31转动，两个内圈31的共同带动安装架5转动。

每个所述安装盘15上均至少安装有一个第一驱动电机33，多个第一驱动电机33的输出轴上均安装有主动齿轮34，多个主动齿轮34共同与齿圈32啮合。每个安装盘15上的多个第一驱动电机33均沿安装盘15的圆周方向均匀间隔排布，每个第一驱动电机33的输出轴上的主动齿轮34均通过键连接固定，且每个安装盘15上的多个第一驱动电机33上的主动齿轮34共同与齿圈32啮合，不仅能防止齿圈32在转动过程中产生径向位移，且能使齿圈32的转动更加平稳，使内圈31的转动更加平稳，最终使内圈31带动安装架5转动更加平稳，防止安装架5上的清扫装置6、高清可视采集装置7、自动磁粉检测装置10发生抖动。

所述安装架5包括多个沿内圈31圆周方向均匀间隔排布的连接架51，多个连接架51的两端分别与两个内圈31固定，且清扫装置6、高清可视采集装置7、自动磁粉检测装置10分别一一安装在多个连接架51上；多个所述连接架51的两端分别共同套设有外圈52。所述连接架51呈矩形框架状，且连接架51的宽度方向与内圈31的半径方向在同一直线上，连接架51的两端分别与两个内圈31焊接固定，且清扫装置6、高清可视采集装置7、自动磁粉检测装置10均通过安装支座采用螺钉一一固定在各个连接架51。两个所述外圈52分别与两个内圈31同轴间隔排布，且内圈31与外圈52的长度相等，内圈31的两端分别与外圈52的两端对齐，方便多个连接架51两端的安装；所述内圈31的外表面和外圈52的内表面还可设置成正多边形状，当内圈31的外表面和外圈52的内表面为多边形时，内圈31外表面的边数与外圈52内表面的边数相等，具体的，边数与连接架51的数量相等，使连接架51的两端在安装时，将连接架51的端部共同与内圈31的外表面、外圈52的内表面焊接固定，使连接架51两端的安装更加方便。

所述清扫装置6包括固定安装在连接架51上的第二驱动电机61和打磨控制电源62，第二驱动电机61与打磨控制电源62的输出端连接；所述第二驱动电机61的输出轴上还固定安装有清扫轮63。所述第二驱动电机61、打磨控制电源62均通过安装支座采用螺钉固定在连接架51，清扫轮63通过螺钉固定安装在第二驱动电机61的输出轴上，打磨控制电源62为12V直流电源，打磨控制电源62为第二驱动电机61进行供电，使第二驱动电机61能进行转动，从而使第二驱动电机61输出轴上的清扫轮63进行转动，使清扫轮63实现对焊缝的清扫。

所述高清可视采集装置7包括固定安装在连接架51上的高清摄像头71和摄像头控制电源72，高清摄像头71与摄像头控制电源72的输出端连接。所述高清摄像头71和摄像头控制电源72均通过安装支座采用螺钉固定在连接架51上，且高清摄像头71为SGMC-Ex-W红外高清摄像头71，摄像头控制电源72为12V直流电源，摄像头控制电源72为高清摄像头71供电，使高清摄像头71对焊缝表面情况进行采集，且高清摄像头71在对焊缝表面情况进行采集后，并将高清摄像头71采集的图像传输出。

所述自动磁粉检测装置10包括固定安装在固定安装在连接架51上的固定板101、磁粉控伤仪102、悬浮液与反差剂控制器103；所述固定板101上还固定安装有悬浮液喷枪105和反差剂喷枪106，每个外圈52的外侧均固定设置有磁悬液缸107和反差剂缸108，磁悬液缸107与磁悬液缸107连通，反差剂缸108与反差剂喷枪106连通；所述悬浮液喷枪105和反差剂喷枪106均与悬浮液与反差剂控制器103的输出端连接；所述固定板101上还固定安装有自动磁粉检测控制器104，且磁粉控伤仪102与自动磁粉检测控制器104的输出端连接。

所述固定板101、磁粉控伤仪102、悬浮液与反差剂控制器103均通过安装支座安装在连接架51上；所述磁粉控伤仪102型号为B100S，且悬浮液与反差剂控制器103的型号为KY12S；所述悬浮液喷枪105和反差剂喷枪106均嵌装在固定板101上，且悬浮液喷枪105与磁悬液缸107通过塑胶软管连通，反差剂喷枪106与反差剂缸108也通过塑胶软管连通。当需要对焊缝进行检查时，悬浮液与反差剂控制器103向反差剂喷枪106发送信号，反差剂喷枪106向焊缝喷洒反差剂，悬浮液与反差剂控制器103向悬浮液喷枪105发送信号，悬浮液喷枪105向焊缝喷洒悬浮液，最后磁粉控伤仪102对焊缝局部进行磁化处理。

上述在役长输管线环焊缝缺陷磁粉内检测机构的具体检测方法如下：

(1)将检测装置送入到管道内，行走轮4开始转动，使检测装置在管道内前进。

(2)检测装置在前进过程中，焊缝识别探头12对管道内的焊缝进行识别，焊缝识别探头12在识别到焊缝后，行走轮4继续转动，使检测装置在管道内继续前进，并当清扫装置6、高清可视采集装置7、自动磁粉检测装置10均与焊缝对齐后，行走轮4停止转动，使检测装置停止在管道内前进。

当焊缝识别探头12在对焊缝识别后，行走轮4继续前进一段固定距离，该固定距离为焊缝识别探头12到检测装置中部之间的距离，当行走轮4在前进该固定距离后，行走轮4停止转动，使检测装置整体停止前进，此时检测装置上的清扫装置6、高清可视采集装置7、自动磁粉检测装置10均与焊缝对齐，此时，由清扫装置6、高清可视采集装置7、自动磁粉检测装置10共同围城的环形的圆心与焊缝的圆心相重合。

(3)高清可视采集装置7进行采集，且在采集的同时，两个转动机构3同时转动，使高清可视采集装置7对焊缝进行圆周采集。

具体的，在高清可视采集装置7在采集过程中，高清可视采集装置7中的摄像头控制电源72为高清摄像头71提供电能，高清摄像头71对焊缝进行采集，在高清摄像头71在采集过程中，两个转动机构3中的第一驱动电机33均开始转动，且两个转动机构3中的第一驱动电机33输出轴上的主动齿轮34分别带动两个转动机构3中的齿圈32，而两个齿圈32分别带动两个内圈31转动，两个内圈31转动共同带动安装架5同步转动，使高清摄像头71实现对焊缝进行圆周扫描采集，并对焊缝状况进行记录。

(4)高清可视采集装置7采集完毕后，清扫装置6开始对焊缝进行清扫，且清扫装置6在清扫过程中，随着两个转动机构3的转动，使清扫装置6完成对整个焊缝的清扫，且在清扫装置6在进行清扫的同时，高清可视采集装置7持续对焊缝进行采集。

具体的，当安装架5上的清扫装置6、高清可视采集装置7、自动磁粉检测装置10均与焊缝精准对齐后，清扫装置6中的第二驱动电机61开始转动，第二驱动电机61的转动使固定在第二驱动电机61输出轴上的清扫轮63同步转动，使清扫轮63对焊缝表面进行清扫；在清扫轮63进行清扫的过程中，由于安装架5处于持续转动过程中，因此安装架5在转动过程中，使清扫轮63实现对焊缝进行圆周方向进行全部清扫，方便后续对焊缝的检测。

(5)清扫装置6对焊缝清扫完毕后，自动磁粉检测装置10开始对焊缝局部进行磁化处理，此时，两个转动机构3同时转动，使自动磁粉检测装置10对焊缝进行圆周检测，使焊缝整体被磁化处理。

具体的，当清扫轮63对焊缝进行清扫后，自动磁粉检测装置10中的悬浮液与反差剂控制器103先将反差剂喷枪106打开，使反差剂喷枪106向焊缝喷洒反差剂；然后悬浮液与反差剂控制器103将悬浮液喷枪105打开，使悬浮液喷枪105向喷洒过反差剂的焊缝喷洒悬浮液，此时，自动磁粉检测控制器104向磁粉控伤仪103发出信号，磁粉控伤仪103在接收到信号后开始磁粉控伤仪102对焊缝的局部进行磁化，在磁粉控伤仪103在对焊缝局部磁化的过程中，由于安装架5在进行持续转动，从而使磁粉控伤仪103对整个焊缝进行全部磁化。

(6)在焊缝进行磁化后，高清可视采集装置7对磁化后的焊缝进行采集，并将采集后的图像进行保存与处理。

具体的，在整个焊缝被磁化后，高清可视采集装置7中的高清摄像头71对被磁化后的焊缝进行采集，在高清摄像头71在采集过程中，由于两个安装架5持续转动，使高清摄像头71实现对焊缝进行圆周扫描采集，并对焊缝状况进行记录，在对焊缝采集完成后对采集的图像进行保存与处理。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种在役长输管线环焊缝缺陷磁粉内检测机构，其特征在于，包括中心管，固定套设上在中心管两端的固定座和转动套设在中心管两端的转动机构；两个所述固定座上均安装有行走轮；两个所述转动机构之间还连接设置有安装架，安装架的圆周方向均匀间隔安装有清扫装置、高清可视采集装置、自动磁粉检测装置；所述中心管的头部还固定安装有焊缝识别探头。

2.根据权利要求1所述的在役长输管线环焊缝缺陷磁粉内检测机构，其特征在于，两个所述固定座上均设置有多个行走轮支架，多个行走轮支架沿固定座的圆周方向均匀间隔排布，且多个行走轮分别一一安装在多个行走轮支架上。

3.根据权利要求1所述的在役长输管线环焊缝缺陷磁粉内检测机构，其特征在于，所述中心管的头部还固定套设有安装头；所述焊缝识别探头为多个，多个焊缝识别探头沿安装头的圆周方向均匀间隔排布。

4.根据权利要求1所述的在役长输管线环焊缝缺陷磁粉内检测机构，其特征在于，所述中心管上还固定套设有两个安装盘，两个转动机构分别安装在两个安装盘上。

5.根据权利要求4所述的在役长输管线环焊缝缺陷磁粉内检测机构，其特征在于，两个所述安装盘的外侧均固定设置有限位盘，且转动机构的端部与限位盘抵拢。

6.根据权利要求4或5所述的在役长输管线环焊缝缺陷磁粉内检测机构，其特征在于，所述两个所述转动机构均包括套设在安装盘上的内圈和固定安装在内圈内壁上的齿圈，且安装架的两端分别固定在两个内圈上；每个所述安装盘上均至少安装有一个第一驱动电机，多个第一驱动电机的输出轴上均安装有主动齿轮，多个主动齿轮共同与齿圈啮合。

7.根据权利要求5所述的在役长输管线环焊缝缺陷磁粉内检测机构，其特征在于，所述安装架包括多个沿内圈圆周方向均匀间隔排布的连接架，多个连接架的两端分别与两个内圈固定，且清扫装置、高清可视采集装置、自动磁粉检测装置分别一一安装在多个连接架上；多个所述连接架的两端分别共同套设有外圈。

8.根据权利要求1所述的在役长输管线环焊缝缺陷磁粉内检测机构，其特征在于，所述清扫装置包括固定安装在连接架上的第二驱动电机和打磨控制电源，第二驱动电机与打磨控制电源的输出端连接；所述第二驱动电机的输出轴上还固定安装有清扫轮。

9.根据权利要求1所述的在役长输管线环焊缝缺陷磁粉内检测机构，其特征在于，所述高清可视采集装置包括固定安装在连接架上的高清摄像头和摄像头控制电源，高清摄像头与摄像头控制电源的输出端连接，且高清摄像头与总控制箱双向连接。

10.根据权利要求1所述的在役长输管线环焊缝缺陷磁粉内检测机构，其特征在于，所述自动磁粉检测装置包括固定安装在固定安装在连接架上的固定板、磁粉控伤仪、悬浮液与反差剂控制器；所述固定板上还固定安装有悬浮液喷枪和反差剂喷枪，每个外圈的外侧均固定设置有磁悬液缸和反差剂缸，磁悬液缸与磁悬液缸连通，反差剂缸与反差剂喷枪连通；所述悬浮液喷枪和反差剂喷枪均与悬浮液与反差剂控制器的输出端连接；所述固定板上还固定安装有自动磁粉检测控制器，且磁粉控伤仪与自动磁粉检测控制器的输出端连接。