CN209945642U - 一种核一级高放阀门焊缝自动渗透检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种核一级高放阀门焊缝自动渗透检测装置，应用于阀门，包括：机械扫查装置、电气控制设备和视频监控设备；机械扫查装置，用于在对阀门进行焊缝渗透检测时，安放于阀门的阀体内部，以对阀门焊缝进行渗透检测并获取渗透检测过程的过程图像信息和视频图像信息；电气控制设备与机械扫查装置连接，用于在机械扫查装置渗透检测过程中控制机械扫查装置执行渗透动作和运动，以及接收机械扫查装置获取的过程图像信息并上传给上位机；视频监控设备与机械扫查装置连接，用于接收机械扫查装置获取的视频图像信息并输出相应的视频数据至监视器。本方案可达部分增加、精度提高，观察记录更有效，工期成本低，人员剂量率和污染风险降低。

Description

一种核一级高放阀门焊缝自动渗透检测装置

技术领域

本实用新型涉及核电站阀门检测领域，更具体地说，涉及一种核一级高放阀门焊缝自动渗透检测装置。

背景技术

现有的核电站一级高放阀门焊缝的检测装置，根据检测结果判断阀门焊缝的焊接情况。

然而，现有的渗透检测方式为手工操作，检测在阀门内部时，存在不可达的情况，对于不可达部分，很难满足相应的精度，而且技术人员必须接近高辐照、高污染区域。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种核一级高放阀门焊缝自动渗透检测装置。

本实用新型所采用的技术方案是：构造一种核一级高放阀门焊缝自动渗透检测装置，应用于阀门，包括：机械扫查装置、电气控制设备和视频监控设备；

所述机械扫查装置，用于在对所述阀门进行焊缝渗透检测时，安放于所述阀门的阀体内部，以对所述阀门焊缝进行渗透检测并获取渗透检测过程的过程图像信息和视频图像信息；

所述电气控制设备与所述机械扫查装置连接，用于在所述机械扫查装置渗透检测过程中控制所述机械扫查装置执行渗透动作和运动，以及接收所述机械扫查装置获取的过程图像信息并上传给上位机；

所述视频监控设备与所述机械扫查装置连接，用于接收所述机械扫查装置获取的视频图像信息并输出相应的视频数据至监视器。

其中，所述电气控制设备包括：气动控制箱和运动控制箱；

所述气动控制箱通过气缆与所述所述机械扫查装置连接，所述运动控制箱与所述气动控制箱电连接，且所述运动控制箱通过电缆与所述机械扫查装置连接；

在所述机械扫查装置进行渗透检测过程中，所述运动控制箱通过电缆输出驱动信号至所述机械扫查装置以驱动所述机械扫查装置执行渗透检测过程的运动，以及输出IO控制信号至所述气动控制箱，以控制所述气动控制箱控制所述机械扫查装置执行渗透动作。

其中，所述视频监控设备通过电缆分别与所述机械扫查装置和所述监视器连接。

其中，所述机械扫查装置包括：基准调节工具、PT检测工具和视频工具；

所述基准调节工具设置在所述阀体口并延伸至所述阀体内部，用于调节所述PT检测工具和所述视频工具在所述阀门中的轴线基准位置；

所述PT检测工具设置在所述基准调节工具上，用于对阀门焊缝进行渗透检测并获取渗透检测过程的过程图像信息；

所述视频工具设置在所述基准调节工具上，用于在渗透检测结束后，获得所述阀门焊缝的视频图像信息。

其中，所述基准调节工具包括：法兰安装机构、锁紧机构、轴向调节机构以及竖直运动机构；

所述法兰安装机构设置在所述阀体的法兰盘上，并通过所述锁紧机构将所述法兰安装机构固定在所述法兰盘上；

所述轴向调节机构设置在所述法兰安装机构上，并沿所述法兰安装机构沿周向来回旋转；

所述竖直运动机构设置在所述轴向调节机构上，并沿所述轴向调节机构在轴向上来回滑动以及在径向上下滑动。

其中，所述PT检测工具包括：PT喷头组、第一环境检测装置、环境检测装置喷头、以及第一驱动机构；

所述第一环境检测装置与所述第一驱动机构连接，所述PT喷头组设置在所述第一环境检测装置远离所述第一驱动机构的一面上，所述环境检测装置喷头设置在所述第一环境检测装置的检测方向上。

其中，所述第一环境检测装置包括环境摄像头和第一光源；

所述环境摄像头与所述第一驱动机构连接，所述第一光源设置在所述环境摄像头侧边以在所述环境摄像头工作过程中提供光源。

其中，所述视频工具包括：第二环境检测装置和第二驱动机构；

所述第二环境检测装置与所述第二驱动机构连接，用于根据所述第二驱动机构输出的驱动信号检测阀门内部的视频图像信息。

其中，所述第二环境检测装置包括：观察摄像头和第二光源；

所述观察摄像头与所述第二驱动机构连接，所述第二光源设置在所述观察摄像头侧边以在所述观察摄像头工作过程提供光源。

其中，所述第二驱动机构为旋转电机。

实施本实用新型的核一级高放阀门焊缝自动渗透检测装置，具有以下有益效果：可达部分增加，检测精度提高，观察记录更有效，工期成本低，人员剂量率和污染风险降低。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型实施例提供的核一级高放阀门焊缝自动渗透检测装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的阀体俯视图；

图3是本实用新型实施例提供的PT检测工具的一个侧面的示意图；

图4是本实用新型实施例提供的PT检测工具的另一个侧面的示意图；

图5是本实用新型实施例提供的视频工具的一个侧面的示意图；

图6是本实用新型实施例提供的视频工具的另一个侧面的示意图；

图7是本实用新型实施例提供的核一级高放阀门焊缝自动渗透检测装置的整体示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图进行详细说明。

参考图1，为本实用新型提供的一种核一级高放阀门焊缝自动渗透检测装置的结构示意图。

如图1所示，该核一级高放阀门焊缝自动渗透检测装置，应用于阀门100，该阀门100为高放阀门，应用核一级高放阀门焊缝自动渗透检测装置可以实现对阀门100焊缝进行自动检测。

如图1所示，该核一级高放阀门焊缝自动渗透检测装置包括：机械扫查装置14、电气控制设备12和视频监控设备15。进一步地，如图1所示，电气控制设备12与上位机11连接，视频监控设备15与监视器16连接。

其中，机械扫查装置14，用于在对阀门100进行焊缝渗透检测时，安放于阀体内部，以对阀门100焊缝进行渗透检测并获取渗透检测过程的过程图像信息和视频图像信息。

该机械扫查装置14先对阀门100焊缝进行渗透检测，并且在渗透检测过程中实时记录渗透检测过程，从而获取到渗透检测全过程的过程图像信息，并将获取到的过程图像信息通过电气控制设备12返回给上位机11，实现对渗透检测的实时监控。并在完成渗透检测后，再进一步对阀门100内部的渗透后焊缝的图像进行采集，并将所采集的视频图像信息通过视频监控设备15处理为对应的视频图像数据后发送给监视器16，实现对渗透检测结果的进一步准确监控，并根据渗透后的显示进行观察评定。

电气控制设备12与机械扫查装置14连接，用于在机械扫查装置14渗透检测过程中控制机械扫查装置14执行渗透动作和运动，以及接收机械扫查装置14获取的过程图像信息并上传给上位机11。

视频监控设备15与机械扫查装置14连接，用于接收机械扫查装置14获取的视频图像信息并输出相应的视频数据至监视器16。

本实用新型实施例中，如图3至图7所示，机械扫查装置14包括：基准调节工具141、PT检测工具142(PT，Penetrant Testing即渗透检测或者液体渗透检测)和视频工具143。

具体的，基准调节工具141设置在阀体口并延伸至阀体内部，用于调节PT检测工具142和视频工具143在阀门100中的轴线基准位置。

其中，如图2所示(其中，图2中的尺寸仅作为示例，不能对本实用新型实施例的阀门100进行任何限制，即不能限定阀门100的类型、大小等)，阀门100包括阀体。

进一步地，如图7所示，基准调节工具141包括：法兰安装机构1411、锁紧机构、轴向调节机构1412以及竖直运动机构1413。

其中，法兰安装机构1411设置在阀体的法兰盘上，并通过锁紧机构将法兰安装机构1411固定在法兰盘上。

轴向调节机构1412设置在法兰安装机构1411上，并沿法兰安装机构1411沿周向来回旋转；竖直运动机构1413设置在轴向调节机构1412上，并沿轴向调节机构1412在轴向上来回滑动以及在径向上下滑动。其中，竖直运动机构1413为导轨，其与轴向调节机构1412呈十字形。PT检测工具142设置在基准调节工具141上，用于对阀门100焊缝进行渗透检测并获取渗透检测过程的过程图像信息。视频工具143设置在基准调节工具141上，用于在渗透检测结束后，获得阀门100焊缝的视频图像信息。

需要说明的是，PT检测工具142和视频工具143为两个独立的工具，且需要进行自动渗透检测时，PT检测工具142和视频工具143根据工序轮流旋转在阀体内部，通过基准调节工具141调节位置，并执行检测工序，获得过程图像信息和视频图像信息。具体的，先将PT检测工具142安装在基准调节工具141上，具体如图7中竖直运动机构1413的下端，然后通过竖直运动机构1413将PT检测工具142放入阀门100内部，并根据阀门100尺寸大小，调整PT检测工具142在阀门100的腔体中的位置。然后再开始执行渗透检测，并在PT检测工具142执行完渗透检测后，将PT检测工具142取出，接着将视频工具143安装在基准调节工具141上，其中，视频工具143的安装过程和位置与PT检测工具142一致，然后再通过视频工具143对焊缝渗透结果进行记录。

电气控制设备12与机械扫查装置14连接，用于在机械扫查装置14渗透检测过程中控制机械扫查装置14执行渗透动作及运动，即电气控制设备12用于完成对机械扫查装置14的动作的控制，而且电气控制设备12还接收机械扫查装置14获取的过程图像信息并上传给上位机11。

其中，电气控制设备12包括：气动控制箱121和运动控制箱122。

气动控制箱121通过气缆与机械扫查装置14连接，运动控制箱122与气动控制箱121电连接，且运动控制箱122通过电缆与机械扫查装置14连接，运动控制箱122通过网线与上位机11连接。

在机械扫查装置14进行渗透检测过程中，运动控制箱122通过电缆输出驱动信号至机械扫查装置14以驱动机械扫查装置14执行渗透检测过程的运动，以及输出IO控制信号至气动控制箱121，以控制气动控制箱121控制机械扫查装置14执行渗透动作。其中，运动控制箱122是根据上位机11下发的操作指令输出驱动信号，以控制机械扫查装置14中的PT检测工具142和视频工具143的运动(如旋转、翻转、移动等运动)，并控制气动控制箱121，使气动控制箱121控制PT检测工具142执行渗透动作(如实施喷涂、吹扫、清洗等动作)。

视频监控设备15与机械扫查装置14连接，用于接收机械扫查装置14中的视频工具143获取的视频图像信息并输出相应的视频数据至监视器16。视频监控设备15可以采用现有的具有视频图像处理功能的处理器，本实用新型不作具体限定。通过视频监控设备15接收及储存视频工具143采集的视频图像信息，可便于人员观察渗透后的效果。

监视器16与视频监控设备15连接，用于接收视频数据并显示。通过设置监视器16，可以实现对渗透结果进行实时监测以及查看。

视频监控设备15通过电缆与分别与机械扫查装置14和监视器16连接。

进一步地，如图3和图4所示，本实用新型实施例中，PT检测工具142包括：PT喷头组1421、第一环境检测装置、环境检测装置喷头、以及第一驱动机构1425。

PT喷头组1421可以包括四个喷头，分别为吹扫喷头、渗透剂喷头、显像剂喷头和冲水喷头。

第一环境检测装置与第一驱动机构1425连接，PT喷头组1421设置在第一环境检测装置远离第一驱动机构1425的一面上，环境检测装置喷头设置在第一环境检测装置的检测方向上。

第一环境检测装置包括环境摄像头1422和第一光源1423。

环境摄像头1422与第一驱动机构1425连接，第一光源1423设置在环境摄像头1422侧边以在环境摄像头1422工作过程中提供光源。进一步地，本实用新型实例的第一光源1423为白光源，用于给环境摄像头1422提供照明。进一步地，通过在环境摄像头1422的检测方向上设置环境检测喷头1424，可以对环境摄像头1422的镜面进行冲水清洗或空气吹扫，以保证环境摄像头1422可准确拍摄整个渗透过程。

进一步地，本实用新型实施例的第一驱动机构1425可以为旋转电机，通过该旋转电机可以驱动PT检测工具142在阀门100内部旋转，以覆盖整个焊缝。

如图5和图6所示，本实用新型实施例中，视频工具143包括：第二环境检测装置和第二驱动机构1433。

第二环境检测装置与第二驱动机构1433连接，用于根据第二驱动机构1433输出的驱动信号检测阀门100内部的视频图像信息。

可选的，第二环境检测装置包括：观察摄像头1431和第二光源1432。

观察摄像头1431与第二驱动机构1433连接，第二光源1432设置在观察摄像头1431侧边以在观察摄像头1431工作过程提供光源。

本实用新型实施例中，第二光源1432为黑光源，其可以使观察摄像头1431可以将渗透后的图像清晰拍摄下来。

本实用新型实施例的第二驱动机构1433可以为旋转电机，通过该旋转电机，可以驱动视频工具143在阀门100内部旋转，以覆盖整个焊缝。

以下对渗透检测过程进行具体说明：

首先，将PT检测工具142安装于基准调节工具141上，并将基准调节工具141安装在阀体的法兰盘上，根据阀门100尺寸大小，调整PT检测工具142在阀门100的腔体中的位置。

接着，通过上位机11下发的操作指令至运动控制箱122，运动控制箱122驱动气动控制箱121控制PT检测工具142输出渗透试剂，以控制PT检测工具142中的PT喷头组1421执行以下动作：

冲水喷头对焊缝进行冲水清洗，完成预清洗动作---吹扫喷头进行吹扫干燥---渗透剂喷头输出渗透剂对焊缝进行渗透---冲水喷头再次冲水以将多余渗透液清洗掉---吹扫喷头再次进行吹扫达到干燥目的---显像剂喷头输出显像剂进行显像---最后冲水喷头进行冲洗，完成后清洗动作。

同时，在PT喷头组1421的整个渗透过程中，运动控制箱122控制旋转电机带动PT喷头组1421旋转和环境摄像头1422运动，通过环境摄像头1422对整个渗透过程进行图像采集，并将采集的过程图像信息实时通过运动控制箱122上传给上位机11，实现对渗透的实时监控。

需要说明的是，在PT检测工具142的渗透过程中，PT检测工具142是通过基准调节机构直线运动，以完成对一条焊缝的渗透检测，并在完成一侧焊缝的渗透检测后再通过基准调节机构调整PT检测工具142的位置，实现同侧的另一条焊缝的渗透检测。

在完成全部焊缝的渗透检测后，取出PT检测工具142，安装视频工具143，其中，视频工具143的安装过程及位置与PT检测工具142一致，并通过视频工具143对焊缝检测结果进行记录(采集渗透后的视频图像信息，并返回给视频监控设备15，由视频监控设备15进行处理输出视频数据给监视器16，实现对检测结果的监控)。进一步地，通过基准调节机构调整视频工具位置，实现同侧另一条焊缝的视频检测。

需要说明的是，施加渗透液、清洗、吹扫、观察显像剂是否喷涂到位等工序都是在白光(可见光)环境下进行的，使用环境摄像头1422观察各个步骤执行效果，然而，该环境摄像头1422不足以观察缺陷，因此，为了清晰地观察缺陷，通过视频工具143中的观察摄像头1431进行视频图像采集。具体的，为了清楚地观察缺陷，使用的是荧光渗透剂，观察时必须使用黑光(紫外光)。因此，两种观察需要的光源不同，清晰度要求也不同，而且腔体内部空间狭窄，不能同时安置上述两个单元，所以采用前后两种工具，前面的渗透检测工具进行清洗、渗透、显像等，后面的视频工具143用于观察显像后的缺陷。进一步地，在检测时阀体是拆除的，把法兰安装机构1411直接放在阀体的密封面上，竖直运动机构1413和轴向调节机构1412呈十字形。

高放阀门的传统渗透检测只能采用手工进行，具有人员辐照剂量高、对部分高放阀门不可达、检测效果无法直观记录等缺点。

本方案的优势为：

1.降低人员剂量率：除了拆装设备，其他检测、评价过程人员可远程实施，辐照、沾污风险低。

2.可达部分增加：能接近的部位、阀门类型增加。

3.观察记录方便：通过视频装置可全过程、全方位观察，并提供永久记录。

4.工期成本降低：无需解体阀门，在线即可执行渗透检测，在节约工期方面有隐性非量化的优势。

以上实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据此实施，并不能限制本实用新型的保护范围。凡跟本实用新型权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种核一级高放阀门焊缝自动渗透检测装置，应用于阀门，其特征在于，包括：机械扫查装置、电气控制设备和视频监控设备；

所述机械扫查装置，用于在对所述阀门进行焊缝渗透检测时，安放于所述阀门的阀体内部，以对所述阀门焊缝进行渗透检测并获取渗透检测过程的过程图像信息和视频图像信息；

所述电气控制设备与所述机械扫查装置连接，用于在所述机械扫查装置渗透检测过程中控制所述机械扫查装置执行渗透动作和运动，以及接收所述机械扫查装置获取的过程图像信息并上传给上位机；

所述视频监控设备与所述机械扫查装置连接，用于接收所述机械扫查装置获取的视频图像信息并输出相应的视频数据至监视器。

2.根据权利要求1所述的核一级高放阀门焊缝自动渗透检测装置，其特征在于，所述电气控制设备包括：气动控制箱和运动控制箱；

所述气动控制箱通过气缆与所述机械扫查装置连接，所述运动控制箱与所述气动控制箱电连接，且所述运动控制箱通过电缆与所述机械扫查装置连接；

在所述机械扫查装置进行渗透检测过程中，所述运动控制箱通过电缆输出驱动信号至所述机械扫查装置以驱动所述机械扫查装置执行渗透检测过程的运动，以及输出IO控制信号至所述气动控制箱，以控制所述气动控制箱控制所述机械扫查装置执行渗透动作。

3.根据权利要求1所述的核一级高放阀门焊缝自动渗透检测装置，其特征在于，所述视频监控设备通过电缆与所述机械扫查装置的视频工具和所述监视器连接。

4.根据权利要求1所述的核一级高放阀门焊缝自动渗透检测装置，其特征在于，所述机械扫查装置包括：基准调节工具、PT检测工具和视频工具；

所述基准调节工具设置在所述阀体口并延伸至所述阀体内部，用于调节所述PT检测工具和所述视频工具在所述阀门中的轴线基准位置；

所述PT检测工具设置在所述基准调节工具上，用于对阀门焊缝进行渗透检测并获取渗透检测过程的过程图像信息；

所述视频工具设置在所述基准调节工具上，用于在渗透检测结束后，获得所述阀门焊缝的视频图像信息。

5.根据权利要求4所述的核一级高放阀门焊缝自动渗透检测装置，其特征在于，所述基准调节工具包括：法兰安装机构、锁紧机构、轴向调节机构以及竖直运动机构；

所述法兰安装机构设置在所述阀体的法兰盘上，并通过所述锁紧机构将所述法兰安装机构固定在所述法兰盘上；

所述轴向调节机构设置在所述法兰安装机构上，并沿所述法兰安装机构沿周向来回旋转；

所述竖直运动机构设置在所述轴向调节机构上，并沿所述轴向调节机构在轴向上来回滑动以及在径向上下滑动。

6.根据权利要求4所述的核一级高放阀门焊缝自动渗透检测装置，其特征在于，所述PT检测工具包括：PT喷头组、第一环境检测装置、环境检测装置喷头、以及第一驱动机构；

所述第一环境检测装置与所述第一驱动机构连接，所述PT喷头组设置在所述第一环境检测装置远离所述第一驱动机构的一面上，所述环境检测装置喷头设置在所述第一环境检测装置的检测方向上。

7.根据权利要求6所述的核一级高放阀门焊缝自动渗透检测装置，其特征在于，所述第一环境检测装置包括环境摄像头和第一光源；

所述环境摄像头与所述第一驱动机构连接，所述第一光源设置在所述环境摄像头侧边以在所述环境摄像头工作过程中提供光源。

8.根据权利要求4所述的核一级高放阀门焊缝自动渗透检测装置，其特征在于，所述视频工具包括：第二环境检测装置和第二驱动机构；

所述第二环境检测装置与所述第二驱动机构连接，用于根据所述第二驱动机构输出的驱动信号检测阀门内部的视频图像信息。

9.根据权利要求8所述的核一级高放阀门焊缝自动渗透检测装置，其特征在于，所述第二环境检测装置包括：观察摄像头和第二光源；

所述观察摄像头与所述第二驱动机构连接，所述第二光源设置在所述观察摄像头侧边以在所述观察摄像头工作过程提供光源。

10.根据权利要求8所述的核一级高放阀门焊缝自动渗透检测装置，其特征在于，所述第二驱动机构为旋转电机。

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