CN214539376U - 一种自行走式钢管漏磁探伤车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自行走式钢管漏磁探伤车，包括小车框架、升降平台、小车行走支撑轮组；小车框架跨设在钢管及钢管支撑对轮之上；升降平台下安装有驱动轮盘、磁化机构、探头机构，三者均位于钢管之上；小车行走支撑轮组为无动力轮组；驱动轮盘的轴线相对钢管的轴线旋转呈锐角，钢管的两端被限制轴向移动自由度，驱动轮盘和钢管中一方设有主动旋转动力带动另一方旋转，并驱动小车框架沿着钢管轴线行进和产生扫查的螺距，磁化机构、探头机构在行进过程中进行检测，实现对钢管全覆盖磁化，实现探头对钢管全覆盖扫描，解决管端漏检问题，能在较短的空间布置探伤系统。

Description

一种自行走式钢管漏磁探伤车

技术领域

本实用新型属于钢管内外缺陷自动检测领域，具体涉及一种自行走式钢管漏磁探伤车。

背景技术

钢管作为一项基础工程材料被广泛应用于石油、石化、电站、锅炉和建筑等行业，随着我国社会生产建设的迅猛发展，钢管的生产和需求不断增长，其生产效率和速度也逐年提高，对其质量的要求也越来越严格。为确保安全生产，目前国内的高品质钢管生产线，重要的钢管使用行业和使用场合，如石油、石化行业，均配备专用无损检测线，以检测钢管生产及使用过程中产生的内外质量缺陷，如裂纹、孔洞、腐蚀坑等质量缺陷，如质量缺陷超过API5L和ISO9000质量认证标准中的要求，则进行处理。

要实现钢管漏磁纵横向同时检测探伤，须对钢管进行纵横向磁化，须在钢管与检测探头间实现相对扫查运动。

对于钢管漏磁检测探伤，目前广泛使用的钢管横向磁化装置，多用穿过式磁化，即，线圈磁化，横向探头包容钢管，钢管直行从线圈中间穿过对钢管进行纵向磁化，探头对钢管进行扫描检测；或，线圈磁化，探头固定，钢管旋转并直行从线圈中间穿过对钢管进行纵向磁化，探头对钢管进行螺旋扫查。

目前广泛使用的钢管纵向探头扫查方式，钢管直行，探头围绕钢管旋转实现螺旋扫查；或，探头固定，钢管旋转并直行，实现螺旋扫查。磁化方式为磁轭式周向磁化。

以上系统的共同缺点是：

1)在对钢管检测时，钢管必须直行运动；

2)磁化装置或检测探头包容钢管；

3)存在管端漏检查，检查线要求的布局长度较长。

实用新型内容

针对现有技术以上缺陷或改进需求中的至少一种，本实用新型提供了一种自行走式钢管漏磁探伤车，实现对钢管全覆盖磁化，实现探头对钢管全覆盖扫描，解决管端漏检问题，能在较短的空间布置探伤系统。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种自行走式钢管漏磁探伤车，包括安装于小车框架上部的升降平台和下部的小车行走支撑轮组；

所述小车框架跨设在钢管及钢管支撑对轮之上；

所述升降平台下安装有驱动轮盘、磁化机构、探头机构，三者均位于钢管之上；所述小车行走支撑轮组为无动力轮组；

所述驱动轮盘的轴线相对所述钢管的轴线旋转呈锐角，钢管的两端被限制轴向移动自由度，所述驱动轮盘和钢管中一方设有主动旋转动力带动另一方旋转，并驱动小车框架沿着钢管轴线行进和产生扫查的螺距，所述磁化机构、探头机构在行进过程中进行检测。

优选地，所述钢管支撑对轮设有驱动力，驱动钢管主动原地旋转，其切向摩擦分量带动所述驱动轮盘旋转、周旋摩擦分量驱动小车框架行进。

优选地，所述驱动轮盘设有主动旋转动力，其切向摩擦分量带动所述钢管原地旋转、轴向摩擦分量的反作用力驱动小车框架行进。

优选地，所述磁化机构包括纵向磁化机构和横向磁化机构，均采用磁轭式磁化器。

优选地，所述纵向磁化机构包括纵向线圈、纵向柱状铁芯及纵向柱状铁芯径向移动机构；

两套所述纵向磁化机构相对钢管竖向中心面左右对称布置，两纵向柱状铁芯夹角90°，覆盖钢管90°扇区。

优选地，所述横向磁化机构包括横向线圈、横向U形铁芯及横向U形铁芯径向移动机构；

两套横向磁化机构相对钢管竖向中心面左右对称布置，两横向U形铁芯夹角90°，覆盖钢管90°扇区。

优选地，所述磁轭式磁化器的磁轭的长度大于所述螺距。

优选地，所述探头机构包括条形探头，其覆盖长度大于所述螺距。

优选地，所述驱动轮盘设有轮盘径向移动机构，用于径向移动驱动轮盘，调节与钢管的接触与脱离。

优选地，钢管的上料台架、下料台架与钢管支撑对轮之间，均设置移动料架作为过渡，以避让漏磁探伤车的通行。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比：

1、本实用新型的自行走式钢管漏磁探伤车，在对钢管检测时，钢管无轴向横移仅原地旋转。探伤车架于待检测钢管上方，沿钢管轴向移动。探伤车驱动轮盘相对钢管轴线旋转一定的角度，提供轴向移动的动力，提供确定的扫查螺距。探伤车升降平台上安装纵横向漏磁检测主机，安装检测探头机构和驱动轮盘。

2、本实用新型的自行走式钢管漏磁探伤车的工作原理为：钢管由钢管支撑对轮支撑，钢管两端安装有定位挡轮限制其轴向移动自由度；检测小车上的驱动轮盘相对钢管轴线旋转一定的角度，二者间产生压力和摩擦力；对钢管讲，该摩擦力是阻力，小车上的驱动轮盘阻碍钢管原地旋转；对小车上的驱动轮盘讲，该摩擦力是动力，它使驱动轮盘旋转并驱动小车沿钢管轴向前进；二者间的摩擦力和钢管切向速度同向；同理，钢管的速度沿驱动轮盘的轴向和切向(周向)产生分速度，切向的分速度使驱动轮盘旋转，轮盘轴向的分速度在钢管轴向的分量驱动小车沿钢管轴向运行，实现了探伤车自行走的目的，而小车行走支撑轮组不配驱动或小车不配另外的牵引装置。因此，本检测系统是2个运动的合成，即钢管的原地旋转运动和小车沿钢管轴向运动的合成。合成运动产生的螺距的大小(钢管原地放旋转一周，小车沿钢管轴向的移动距离)由钢管直径和小车上的驱动轮盘相对钢管轴线的转角决定。

3、本实用新型的自行走式钢管漏磁探伤车，检测小车上安装有纵横向磁轭式磁化器和条形探头，在小车沿钢管轴向自行走及钢管的旋转运动过程中，纵横向磁化器完成对钢管的磁化，条形探头完成对钢管的探伤扫描。为防止漏磁化和漏探伤扫描，条形探头的覆盖长度及磁轭式磁化器磁轭的长度均大于以上合成运动产生的螺距。

4、本实用新型的自行走式钢管漏磁探伤车，在钢管的两端，小车可实现在原地不动，因钢管在原地旋转，故可实现管端漏磁探伤，避免了管端漏检。

5、本实用新型的自行走式钢管漏磁探伤车，为保证钢管原地旋转，在钢管的两端设计了轴端定位挡轮，可根据管长尺寸调整轴端定位挡轮的间距。

6、本实用新型的自行走式钢管漏磁探伤车，小车上的驱动轮盘可以是单轮盘，也可以对轮轮盘，单轮盘适用于小规格的钢管检测，双轮盘适用于大钢管检测。

7、本实用新型的自行走式钢管漏磁探伤车，钢管也可以不主动旋转，小车上的驱动轮盘配电机，由驱动轮盘驱动钢管原地旋转并使小车自行沿钢管轴向前进而实现探伤车自行走的目的，小车行走支撑轮组不配驱动或小车不配另外的牵引装置。

附图说明

图1为本实用新型的立面图。

图2a为本实用新型用于钢管检测的布置图(钢管主动旋转)。

图2b为本实用新型用于钢管检测的布置图(钢管被动旋转)。

图3a为本实用新型的单驱动轮盘安装位置及方式断面图。

图3b为本实用新型的双驱动轮盘安装位置及方式断面图。

图4a为本实用新型的纵向磁化机构的结构断面图。

图4b为图4a中A1-A1处的局部剖视图。

图5a为本实用新型的横向磁化机构的结构断面图。

图5b为图5a中A2-A2处的局部剖视图。

图6为本实用新型的驱动轮盘的结构断面图。

图7为本实用新型探头机构的装配结构图。

图8a为移动料架与上料台架的位置关系图。

图8b为移动料架与下料台架的位置关系图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面结合具体实施方式对本实用新型进一步详细说明。

作为本实用新型的一种较佳实施方式，如图1-7、8a、8b所示，本实用新型提供一种自行走式钢管漏磁探伤车，包括安装于小车框架11上部的升降平台12和下部的小车行走支撑轮组13。

所述小车框架11跨设在钢管2及钢管支撑对轮21之上；钢管支撑对轮21的轴线和钢管轴线平行。

所述升降平台12下安装有驱动轮盘14、磁化机构15、探头机构16，三者均位于钢管2之上；所述小车行走支撑轮组13为无动力轮组。

所述驱动轮盘14的轴线相对所述钢管2的轴线旋转呈锐角，钢管的两端安装有定位挡轮26限制轴向移动自由度，依前述原理，所述驱动轮盘14和钢管2中一方设有主动旋转动力带动另一方旋转，并驱动小车框架11沿着钢管2轴线行进和产生扫查的螺距，所述磁化机构15、探头机构16在行进过程中进行检测，实现了小车自行走，小车行走支撑轮组不配驱动或小车不配另外的牵引装置。

如图2a所示，所述钢管支撑对轮21设有驱动力，驱动钢管2主动原地旋转，其切向摩擦分量带动所述驱动轮盘14旋转、周旋摩擦分量驱动小车框架11行进。

如图2b所示，所述驱动轮盘14设有主动旋转动力，其切向摩擦分量带动所述钢管2原地旋转、轴向摩擦分量的反作用力驱动小车框架11行进。

一组所述驱动轮盘14为单驱动轮盘(如图3a)或双驱动轮盘(如图3b)。

如图1所示，所述驱动轮盘14有多组，沿所述小车框架11依次间隔设置。

如图3a-b所示，升降平台12上安用升降驱动机构121，例如4套螺旋升降机，用同步轴和链条并串驱动，保证4台螺旋升降机升降平稳同步。升降机底座固定在小车框架上，升降机活动螺母与升降平台固定。小车行走支撑轮组13在地轨上运行，也可以将小车运行轨道安装在对轮框架25上。

优选地，所述磁化机构15包括纵向磁化机构151和横向磁化机构152，均采用磁轭式磁化器。

如图4a-b所示，所述纵向磁化机构151包括纵向线圈1511、纵向柱状铁芯1512及纵向柱状铁芯径向移动机构1513；两套所述纵向磁化机构151相对钢管竖向中心面左右对称布置，两纵向柱状铁芯夹角90°，覆盖钢管90°扇区，对钢管进行周向磁化。

如图5a-b所示，所述横向磁化机构152包括横向线圈1521、横向U形铁芯1522及横向U形铁芯径向移动机构1523；两套横向磁化机构152相对钢管竖向中心面左右对称布置，两横向U形铁芯夹角90°，覆盖钢管90°扇区。形成对钢管进行横向磁化的磁场。

检测钢管规格变化，则升降平台升降，保证两类铁芯中线永远指向钢管的中心。规格壁厚不同，则两类铁芯与钢管表面的距离要求不同，这时就可以调节两类铁芯径向移动机构，以保证铁芯头部与钢管表面距离最佳，磁化效果最好。两类铁芯上设计有T型槽口以安装过渡铁芯，如前述，钢管运行螺距与钢管直径、驱动轮盘转角有关，安装过渡铁芯就可以让铁芯的磁化扫描长度大于钢管运行螺距并有安全系数，保证钢管完全磁化。小车上安装大容量的电池组件，给磁化线圈提供电源。

如图6所示，升降平台12与驱动轮盘14之间设有升降套筒142。驱动轮盘14相对钢管2轴线旋转要求的角度并和钢管外圆相切。驱动轮盘14随升降平台12升降以适应不同规格的管径，但因为钢管母线高差和中心线高差不一致，故还设置了轮盘径向移动机构141进行差动补偿，驱动轮盘14可在升降套筒142内升降，保证驱动轮盘和钢管外圆相切。同时，在升降套筒142内设置预压缩弹簧143，保证驱动轮盘和钢管接触力足够大，给小车提供足够大的轴向移动动力，保证扫查的螺距。

在钢管的两端，轮盘径向移动机构141使用驱动轮盘脱离钢管，这样，钢管的旋转运动不会传递至驱动轮盘上，小车不会沿钢管轴向运动，小车停在原地，探头机构检测管端缺陷。检测毕，小车运行至等待工位。

如图1、4a、5a、7所示，在升降平台12上安装了探头机构16。探头机构16包括条形探头161、探头开闭跟踪机构162、本体安装支座163、张开弹簧164、探头径向调节机构165等。条形探头161在钢管横断面的12点位置进行扫描探伤。探头机构16随升降平台12升降以适应不同规格的管径，但因为钢管母线高差和中心线高差不一致，故设置了探头径向调节机构165进行差动补偿，保证条形探头161和钢管外圆相切贴合。张开弹簧164的作用是使条形探头张开迎向钢管，不撞探头。探头开闭跟踪机构162中配有气弹簧(或机械式弹簧套)，保证在探伤过程中，条形探头和钢管贴合紧。

如前述，钢管运行螺距与钢管直径、驱动轮盘转角有关，条形探头可更换，保证覆盖长度大于运行螺距，并留有安全余量。

如图2a、2b、8a、8b所示，为使上下料顺畅，不影响小车运行，在上下料侧，钢管的上料台架22、下料台架23与钢管支撑对轮21之间，均设置移动料架24作为过渡，以避让漏磁探伤车的通行。上下料时移动料架外移作为过渡料架传送钢管，上下料毕，移动料架回收，给小车让出运行空间。

本实用新型的自行走式钢管漏磁探伤车由电池组件17供电作为磁化电源，在钢管两端的停顿位置进行无线、间隙充电，信号无线传输至计算机终端。小车上安装了充电系统。因系统是电池组件供电、在两端的等待停顿工位进行无线、间隙充电，检测信号无线传输，探头开闭跟踪机构中配有气弹簧(或机械式弹簧套)，故，系统无须专门拖链机构给小车供电供压缩气体，整个检测系统占地空间小、成本低。

综上所述，与现有技术相比，本实用新型的方案具有如下显著特定和优势：

本实用新型的自行走式钢管漏磁探伤车，在对钢管检测时，钢管无轴向横移仅原地旋转。探伤车架于待检测钢管上方，沿钢管轴向移动。探伤车驱动轮盘相对钢管轴线旋转一定的角度，提供轴向移动的动力，提供确定的扫查螺距。探伤车升降平台上安装纵横向漏磁检测主机，安装检测探头机构和驱动轮盘。

本实用新型的自行走式钢管漏磁探伤车的工作原理为：钢管由钢管支撑对轮支撑，钢管两端安装有定位挡轮限制其轴向移动自由度；检测小车上的驱动轮盘相对钢管轴线旋转一定的角度，二者间产生压力和摩擦力；对钢管讲，该摩擦力是阻力，小车上的驱动轮盘阻碍钢管原地旋转；对小车上的驱动轮盘讲，该摩擦力是动力，它使驱动轮盘旋转并驱动小车沿钢管轴向前进；二者间的摩擦力和钢管切向速度同向；同理，钢管的速度沿驱动轮盘的轴向和切向(周向)产生分速度，切向的分速度使驱动轮盘旋转，轮盘轴向的分速度在钢管轴向的分量驱动小车沿钢管轴向运行，实现了探伤车自行走的目的，而小车行走支撑轮组不配驱动或小车不配另外的牵引装置。因此，本检测系统是2个运动的合成，即钢管的原地旋转运动和小车沿钢管轴向运动的合成。合成运动产生的螺距的大小(钢管原地放旋转一周，小车沿钢管轴向的移动距离)由钢管直径和小车上的驱动轮盘相对钢管轴线的转角决定。

本实用新型的自行走式钢管漏磁探伤车，检测小车上安装有纵横向磁轭式磁化器和条形探头，在小车沿钢管轴向自行走及钢管的旋转运动过程中，纵横向磁化器完成对钢管的磁化，条形探头完成对钢管的探伤扫描。为防止漏磁化和漏探伤扫描，条形探头的覆盖长度及磁轭式磁化器磁轭的长度均大于以上合成运动产生的螺距。

本实用新型的自行走式钢管漏磁探伤车，在钢管的两端，小车可实现在原地不动，因钢管在原地旋转，故可实现管端漏磁探伤，避免了管端漏检。

本实用新型的自行走式钢管漏磁探伤车，为保证钢管原地旋转，在钢管的两端设计了轴端定位挡轮，可根据管长尺寸调整轴端定位挡轮的间距。

本实用新型的自行走式钢管漏磁探伤车，小车上的驱动轮盘可以是单轮盘，也可以对轮轮盘，单轮盘适用于小规格的钢管检测，双轮盘适用于大钢管检测。

本实用新型的自行走式钢管漏磁探伤车，钢管也可以不主动旋转，小车上的驱动轮盘配电机，由驱动轮盘驱动钢管原地旋转并使小车自行沿钢管轴向前进而实现探伤车自行走的目的，小车行走支撑轮组不配驱动或小车不配另外的牵引装置。

可以理解的是，以上所描述的系统的实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，既可以位于一个地方，或者也可以分布到不同网络单元上。可以根据实际需要选择其中的部分或全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

另外，本领域内的技术人员应当理解的是，在本实用新型实施例的申请文件中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本实用新型实施例的说明书中，说明了大量具体细节。然而应当理解的是，本实用新型实施例的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。类似地，应当理解，为了精简本实用新型实施例公开并帮助理解各个实用新型方面中的一个或多个，在上面对本实用新型实施例的示例性实施例的描述中，本实用新型实施例的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。

然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本实用新型实施例要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，实用新型方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本实用新型实施例的单独实施例。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型实施例进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种自行走式钢管漏磁探伤车，其特征在于，包括安装于小车框架(11)上部的升降平台(12)和下部的小车行走支撑轮组(13)；

所述小车框架(11)跨设在钢管(2)及钢管支撑对轮(21)之上；

所述升降平台(12)下安装有驱动轮盘(14)、磁化机构(15)、探头机构(16)，三者均位于钢管(2)之上；所述小车行走支撑轮组(13)为无动力轮组；

所述驱动轮盘(14)的轴线相对所述钢管(2)的轴线旋转呈锐角，钢管的两端被限制轴向移动自由度，所述驱动轮盘(14)和钢管(2)中一方设有主动旋转动力带动另一方旋转，并驱动小车框架(11)沿着钢管(2)轴线行进和产生扫查的螺距，所述磁化机构(15)、探头机构(16)在行进过程中进行检测。

2.如权利要求1所述的自行走式钢管漏磁探伤车，其特征在于：

所述钢管支撑对轮(21)设有驱动力，驱动钢管(2)主动原地旋转，其切向摩擦分量带动所述驱动轮盘(14)旋转、周旋摩擦分量驱动小车框架(11)行进。

3.如权利要求1所述的自行走式钢管漏磁探伤车，其特征在于：

所述驱动轮盘(14)设有主动旋转动力，其切向摩擦分量带动所述钢管(2)原地旋转、轴向摩擦分量的反作用力驱动小车框架(11)行进。

4.如权利要求1所述的自行走式钢管漏磁探伤车，其特征在于：

所述磁化机构(15)包括纵向磁化机构(151)和横向磁化机构(152)，均采用磁轭式磁化器。

5.如权利要求4所述的自行走式钢管漏磁探伤车，其特征在于：

所述纵向磁化机构(151)包括纵向线圈(1511)、纵向柱状铁芯(1512)及纵向柱状铁芯径向移动机构(1513)；

两套所述纵向磁化机构(151)相对钢管竖向中心面左右对称布置，两纵向柱状铁芯夹角90°，覆盖钢管90°扇区。

6.如权利要求4所述的自行走式钢管漏磁探伤车，其特征在于：

所述横向磁化机构(152)包括横向线圈(1521)、横向U形铁芯(1522)及横向U形铁芯径向移动机构(1523)；

两套横向磁化机构(152)相对钢管竖向中心面左右对称布置，两横向U形铁芯夹角90°，覆盖钢管90°扇区。

7.如权利要求4所述的自行走式钢管漏磁探伤车，其特征在于：

所述磁轭式磁化器的磁轭的长度大于所述螺距。

8.如权利要求1所述的自行走式钢管漏磁探伤车，其特征在于：

所述探头机构(16)包括条形探头(161)，其覆盖长度大于所述螺距。

9.如权利要求1所述的自行走式钢管漏磁探伤车，其特征在于：

所述驱动轮盘(14)设有轮盘径向移动机构(141)，用于径向移动驱动轮盘，调节与钢管的接触与脱离。

10.如权利要求1所述的自行走式钢管漏磁探伤车，其特征在于：

钢管的上料台架(22)、下料台架(23)与钢管支撑对轮(21)之间，均设置移动料架作为过渡，以避让漏磁探伤车的通行。

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