CN218212237U - 基于受热面管座角焊缝检测的自动预处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及无损检测技术领域，涉及一种基于受热面管座角焊缝检测的自动预处理装置，包括磁性环形轨道、柔性磁性轨道、预处理装置和滚动支撑架箱，磁性环形轨道设置在待检测联箱或管道底部，并沿周向环绕在角焊缝外侧，柔性磁性轨道环绕在小口径管子外壁，滚动支撑架一端滑动设置在磁性环形轨道上，另一端滑动设置在柔性磁性轨道上，预处理装置设置在滚动支撑架上，预处理装置端部与角焊缝完全接触，本实用新型有效解决狭小空间内无法开展打磨工作的难题，实现受热面管座无损检测工作的全覆盖，实现提高保证锅炉的安全稳定运行，且与传统人工的打磨相比，具有操作简单、打磨效率高、实现机械化等优点。

Description

基于受热面管座角焊缝检测的自动预处理装置

技术领域

本实用新型涉及无损检测技术领域，涉及一种基于受热面管座角焊缝检测的自动预处理装置，适用于火电厂受热面管座角焊缝检测前的预处理。

背景技术

在电站锅炉的制造和安装过程中，为了便于现场施工，在汽包或集箱与接管间往往加装管座，于是在电站锅炉的汽包、集箱、管道上均设计了大量的管座角接接头，并在电站锅炉的总焊口中占有很大比例。接管座与母体的厚度往往相差很大，角焊缝在焊接过程中由于冷却速度较快，容易出现未焊透、未熔合和裂纹等缺陷，焊接质量难以保证。运行过程中，锅炉管座角焊缝，特别是锅炉集箱小口径接管座角焊缝是连接管排与集箱的刚性结构，其结构应力主要集中在角焊缝的根部，若管排膨胀不畅，焊缝的根部将造成很大的应力。在锅炉启停和运行过程中，瞬间的温度变化和运行工况的波动都会使得接管与集箱之间产生较大的温差，由此会产生较大的热应力，从而导致原有焊接缺陷的扩展和热疲劳裂纹的形成和发展。管座角焊缝是多见的失效部位，因此对电站锅炉管座角焊缝的无损检测具有十分重要的现实意义。

在对管座角焊缝表面缺陷进行探测时，可以采用磁粉探伤法以及渗透探伤法进行检测。在实际应用中应优先选择磁粉探伤的检测方法。在进行磁粉探伤的时候，为了排除检测干扰，更好的保证相应的探测仪与工件表面之间接触，探测前期，首先需要磨掉角焊缝以及边缘的氧化皮、油漆以及锈蚀，然后将咬边等地方的表面所存在的宏观缺陷进行修磨。为了提升对于横向缺陷以及纵向缺陷的有效性，可以在检测条件允许的情况下对角焊缝进行多次探测。

在锅炉内，联箱与受热面相连的管座角焊缝空间狭小。在役锅炉受热面管座角焊缝的检测过程中，除了每屏管屏的外侧第一根管子的管座角焊缝可以整圈进行检测外，其余管子的管座角焊缝均因空间狭小无法打磨等预处理以致于无法开展检测。

“3060目标”碳达峰、碳中和的目标下，火电机组将全面变成调峰机组，在深度调峰形式下，大型机组频繁启停、长期低负荷运行，快速升降负荷，对金属受监部件寿命影响较大，机组的频繁变负荷将进一步加大焊缝疲劳裂纹的产生，进而造成锅炉非停事故发生，因此开展管座角焊缝的检测显得尤为必要。开展角焊缝的无损检测，焊缝表面处理的质量十分重要，如果表面未进行有效的预处理，将直接影响检测的灵敏度，因此实用新型一种基于受热面管座角焊缝检测的自动预处理装置具有迫切的实际意义。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题：本实用新型的目的在于针对受热面相连的管座角焊缝空间狭小，现有技术无法开展检测前的打磨等预处理，提供一种基于受热面管座角焊缝检测的自动预处理装置，在狭小的空间内采用全自动的研磨装置对角焊缝进行打磨，解决空间狭小角焊缝打磨问题。

本实用新型的技术方案：

基于受热面管座角焊缝检测的自动预处理装置，包括磁性环形轨道、柔性磁性轨道、预处理装置和滚动支撑架，所述磁性环形轨道设置在待检测联箱或管道底部，并沿周向环绕在角焊缝外侧，所述柔性磁性轨道环绕在小口径管子外壁，滚动支撑架一端滑动设置在磁性环形轨道上，另一端滑动设置在柔性磁性轨道上，所述预处理装置设置在滚动支撑架上，所述预处理装置端部与角焊缝完全接触。

优选的，所述磁性环形轨道包括两个半环形轨道，两个半环形轨道上设置位置相同的轨道槽，两个半环形轨道一端通过轨道连接件铰接，另一端通过活动锁扣连接，每个半环形轨道上设置有磁铁吸附件，两个半环形轨道通过磁铁吸附件吸附在在待检测联箱或管道底部。

优选的，所述的磁性环形轨道包括一个带开口的环形轨道本体，环形轨道本体上设置沿其周长方向的轨道槽，其开口处设置活动锁扣，活动锁扣表面与环形轨道本体表面结构相同，二者连接形成完整的磁性环形轨道槽，环形轨道本体上设置有磁铁吸附件，环形轨道本体通过磁铁吸附件吸附在在待检测联箱或管道底部。

优选的，所述柔性磁性轨道由若干柔性磁性轨道单元首尾串联而成，所述柔性磁性轨道单元包括条形磁性件，条形磁性件沿其长度方向开设轨道槽，所述条形磁性件一端设置锁扣，另一端设置连接件，锁扣和连接件相匹配，每两个相邻的柔性磁性轨道单元通过锁扣和连接件可拆卸连接。

优选的，所述柔性磁性轨道由若干柔性磁性轨道单元首尾串联而成，所述柔性磁性轨道单元包括条形磁性件，条形磁性件沿其长度方向开设轨道槽，每两个相邻的柔性磁性轨道单元通过弹簧可拆卸连接。

优选的，所述滚动支撑架包括支撑架，支撑架两端分别连接驱动轮，驱动轮分别滑动设置在磁性环形轨道、柔性磁性轨道的轨道槽内，所述支撑架上设置恒压电源，恒压电源与预处理装置通过电缆线连接，给预处理装置提供工作电压，所述恒压电源上设置用于控制电压输出的启停控制件，所述驱动轮上设置有速度控制器，用于分别控制两个驱动轮的滑动速度。

优选的，所述支撑架由若干同轴嵌套的连接管组成，通过调节内部连接管与最外部连接管的相对位置，实现支撑架长度伸缩调整。

优选的，所述预处理装置包括驱动电机、振动研磨组件、可拆卸连接板、连接轴承、研磨粘贴片，所述驱动电机固定设置在支撑架上，振动研磨组件设置在驱动电机上，通过驱动电机驱动振动研磨组件振动，可拆卸连接板通过连接轴承可拆卸的连接在振动研磨组件上，可拆卸连接板表面设置研磨粘贴片，研磨粘贴片与待处理的角焊缝接触。

优选的，所述驱动电机上设置启停控制按钮，用于控制驱动电机启停。

优选的，所述振动研磨组件包括研磨机、研磨连接轴和控制器，控制器与研磨机通过研磨连接轴连接，控制研磨机的工作。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供了一种基于受热面管座角焊缝检测的自动预处理装置，具备以下有益效果：

(1)本实用新型通过设置磁性环形轨道和柔性磁性轨道，可以保证滚动支撑架两端的驱动轮分别连接在磁性环形轨道和柔性磁性轨道的轨道槽内，预处理装置固定在滚动支撑架，根据预处理角焊缝的位置调整预处理装置的位置和长度，确保研磨粘贴板在轴向上能覆盖角焊缝，并与角焊缝完全接触，滚动支撑架带动预处理装置环绕角焊缝转动，使得角焊缝表面得到充分的打磨。

(2)本实用新型通过设置支撑架长度可以伸缩调整，根据预处理角焊缝的位置调整预处理装置的位置，确保研磨粘贴片在轴向上能覆盖角焊缝，并与角焊缝完全接触。

(3)通过磁铁吸附将磁性环形轨道吸附在待检联箱或管道的底部便于安装和拆卸，可重复利用性高；通过若干条形磁性将柔性磁性轨道单元吸附在小口径管子外壁上，便于安装和拆卸，另外，可以根据小口径管子外壁直径，选择数量匹配的柔性磁性轨道单元进行连接，适用于各种管径的小口径管子，实用性强。

(4)通过驱动轮带动支撑架在上下两侧轨道滑动，并通过速度控制器分别控制两个驱动轮的转动速度，使得支撑架始终带动预处理装置沿着贴合角焊缝的方向移动，确保预处理装置能完全打磨角焊缝。

(5)通过预处理装置的驱动电机驱动振动研磨组件，振动研磨组件带动研磨粘贴片打磨角焊缝，实现小空间内角焊缝自动打磨，达到去除角焊缝上氧化皮、油漆以及锈蚀等的目的；研磨粘贴片失效后，可以卸下可拆卸连接板进行更换，操作方便，节约成本。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中一种磁性环形轨道结构示意图；

图3为本实用新型柔性磁性轨道的柔性磁性轨道单元结构示意图；

图4为本实用新型滚动支撑架与预处理装置安装连接示意图；

图中：10-联箱；20-磁性环形轨道；21-半环形轨道；22-轨道连接件；23-磁铁吸附件；24-活动锁扣；30-柔性磁性轨道；31-条形磁性件；32-连接件；33-锁扣；40-小口径管子；50-角焊缝；60-预处理装置；61-驱动电机、62-振动研磨组件；63-可拆卸连接板；64-连接轴承；65-研磨粘贴片；66-启停控制按钮；70-滚动支撑架；71-驱动轮；72-支撑架；73-恒压电源；74-启停控制件；75-速度控制器；80-电缆线。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，基于受热面管座角焊缝检测的自动预处理装置，包括磁性环形轨道20、柔性磁性轨道30、预处理装置60和滚动支撑架70，所述磁性环形轨道20设置在待检测联箱10或管道底部，通过磁力吸附在待检测联箱10或者管道底部，并沿周向环绕在角焊缝50外侧，所述柔性磁性轨道30环绕在小口径管子40外壁，滚动支撑架70一端滑动设置在磁性环形轨道20上，另一端滑动设置在柔性磁性轨道30上，所述预处理装置60设置在滚动支撑架70上，所述预处理装置60端部与角焊缝50完全接触，在使用过程中，磁性环形轨道20距离角焊缝50边缘约20mm左右，柔性磁性轨道30距离角焊缝50边缘也大概20mm左右。

在本实施例中，图2示出了磁性环形轨道20的一种实施方案，如图2所示，磁性环形轨道20包括两个半环形轨道21，两个半环形轨道21上设置位置相同的轨道槽，两个半环形轨道21的轨道槽可以拼接成一个完整的环形轨道槽，在轨道槽背面设置轨道连接件22，两个半环形轨道21一端通过轨道连接件22铰接，另一端通过活动锁扣24连接，活动锁扣24也位于轨道槽背面，每个半环形轨道21上设置有磁铁吸附件23，两个半环形轨道21通过磁铁吸附件23吸附在在待检测联箱10或管道底部，在本实施例中，轨道连接件22、活动锁扣24以及磁铁吸附件23都是设置在轨道槽背面，不影响滚动支撑架70在磁性环形轨道20上滑动，另外，本实施例中，磁铁吸附件23一共采用4个，每个半环形轨道21背面均设置2个，确保半环形轨道21可以牢固吸附在待检测联箱10或者管道底部。

磁性环形轨道20的另一种实施方案是：磁性环形轨道20包括一个带开口的环形轨道本体，带有开口的结构可以绕过小口径管子40，环形轨道本体上设置沿其周长方向的轨道槽，其开口处设置活动锁扣24，活动锁扣24表面与环形轨道本体表面结构相同，也带有轨道槽，二者的轨道槽无缝衔接形成完整的磁性环形轨道槽，可以保证滚动支撑架70在轨道上的无障碍滑动，环形轨道本体上设置有磁铁吸附件23，环形轨道本体通过磁铁吸附件23吸附在待检测联箱10或管道底部。

在本实施例中，图3示出了柔性磁性轨道的一种实施方案，如图3所示，柔性磁性轨道30由若干柔性磁性轨道单元首尾串联而成，所述柔性磁性轨道单元包括条形磁性件31，条形磁性件31沿其长度方向开设轨道槽，所述条形磁性件31一端设置锁扣33，另一端设置连接件32，锁扣33和连接件32相匹配，每两个相邻的柔性磁性轨道单元通过锁扣33和连接件32可拆卸连接，柔性磁性轨道单元通过磁力吸合在小口径管子40外壁面，并通过锁扣33和连接件32配合锁紧。

柔性磁性轨道30的另一种实施方案是：由若干柔性轨道单元首尾串联而成，所述柔性磁性轨道单元包括条形磁性件31，条形磁性件31沿其长度方向开设轨道槽，每两个相邻的柔性磁性轨道单元通过弹簧可伸缩、可拆卸连接，柔性磁性轨道单元通过磁力吸合在小口径管子40外壁面，通过弹簧的伸缩性能，使得柔性磁性轨道单元锁紧，在本实施例中，条形磁性件31也可以采用其他带轨道槽的无磁性柔性条形件，通过弹簧直接将若干个无磁性柔性条形件拉紧，贴合在小口径管子40外壁面即可。

另外，在本实用新型中，磁性环形轨道20和柔性磁性轨道30均采用柔性材料制成，例如橡胶、硅胶、金属铝条等柔性材料均可实现，使磁性环形轨道20和柔性环形轨道30具有较强的柔韧性，能与待检测联箱10或管道以及小口径管子40的外型面相适配，完全贴合在待检测联箱10或管道以及小口径管子40的外表面。

本实用新型通过磁铁吸附件23将磁性环形轨道20吸附在待检联箱10或管道的底部，便于安装和拆卸，可重复利用性高；通过若干条形磁性件31将柔性磁性轨道单元吸附在小口径管子40外壁上，便于安装和拆卸，另外，可以根据小口径管子40外壁直径，选择数量匹配的柔性磁性轨道单元进行连接，适用于各种管径的小口径管子40，实用性强。

如图4中显示了滚动支撑架70的一种实施方案，滚动支撑架70包括支撑架72，支撑架72两端分别连接驱动轮71，驱动轮71分别滑动设置在磁性环形轨道20、柔性磁性轨道30的轨道槽内，所述支撑架72上设置恒压电源73，恒压电源73与预处理装置60通过电缆线80连接，给预处理装置60提供工作电压，恒压电源73上设置用于控制电压输出的启停控制件74，驱动轮71上设置有速度控制器75，用于分别控制两个驱动轮71的滑动速度，支撑72长度可以伸缩调整，根据两侧轨道的距离调整至适合的长度。

支撑架72由若干同轴嵌套的连接管组成，通过调节内部连接管与最外部连接管的相对位置，实现支撑架72长度伸缩调整，预处理装置60固定在支撑架72上，根据预处理的角焊缝50位置调整预处理装置60的位置和长度，确保研磨粘贴板65在轴向上能覆盖角焊缝50，并与角焊缝50完全接触。

速度控制器75用于分别控制两个驱动轮71的滑动速度，通常情况下，待检测联箱10或管道的直径大于小口径管子40的直径，因此，在使用时，通常也将磁性环形轨道20的直径设置成大于柔性磁性轨道30的直径，也就是说磁性环形轨道20的周长大于柔性环形磁性轨道30的周长，为了实现滚动支撑架70带动预处理装置60一直贴合角焊缝50运动，位于磁性环形轨道20内的驱动轮71受到速度控制器75的控制转速较快，而位于柔性磁性轨道30内的驱动轮71受到速度控制器75的控制转速较慢。

如图4，预处理装置60包括驱动电机61、振动研磨组件62、可拆卸连接板63、连接轴承64、研磨粘贴片65，驱动电机61固定设置在支撑架72上，振动研磨组件62设置在驱动电机61上，通过驱动电机61驱动振动研磨组件62振动，可拆卸连接板63通过连接轴承64可拆卸的连接在振动研磨组件62上，可拆卸连接板63表面设置研磨粘贴片65，研磨粘贴片65与待处理的角焊缝50接触，驱动电机61上设置启停控制按钮66，用于控制驱动电机61启停，振动研磨组件62包括研磨机、研磨连接轴和控制器，控制器与研磨机通过研磨连接轴连接，控制研磨机的工作。

本实用新型的工作方式如下：

启动预处理装置60的启停控制按钮66，调试预处理装置60的角度，确保研磨粘贴片65完全贴合待打磨的角焊缝50表面，能有效的对角焊缝50进行研磨。启动所述滚动支撑架70沿周向转动的启停控制件74，滚动支撑架70可以在角焊缝50两侧管子的轨道上沿周向移动，启动预处理装置60，使研磨粘贴片65对角焊缝50轴向全覆盖进行研磨，达到去除角焊缝50上氧化皮、油漆以及锈蚀等的目的。

若发现研磨质量不佳，可先停止支撑架72转动的启停控制件74，再停止预处理装置60的启停控制按钮66后，更换研磨粘贴片65，重复以上步骤，完成预处理，可先后关闭支撑架72转动的启停控制件74和预处理装置60的启停控制按钮66。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.基于受热面管座角焊缝检测的自动预处理装置，其特征在于：包括磁性环形轨道(20)、柔性磁性轨道(30)、预处理装置(60)和滚动支撑架(70)，所述磁性环形轨道(20)设置在待检测联箱(10)底部，并沿周向环绕在角焊缝(50)外侧，所述柔性磁性轨道(30)环绕在小口径管子(40)外壁，滚动支撑架(70)一端滑动设置在磁性环形轨道(20)上，另一端滑动设置在柔性磁性轨道(30)上，所述预处理装置(60)设置在滚动支撑架(70)上，所述预处理装置(60)端部与角焊缝(50)完全接触。

2.根据权利要求1所述的基于受热面管座角焊缝检测的自动预处理装置，其特征在于：所述磁性环形轨道(20)包括两个半环形轨道(21)，两个半环形轨道(21)上设置位置相同的轨道槽，两个半环形轨道(21)一端通过轨道连接件(22)铰接，另一端通过活动锁扣(24)连接，每个半环形轨道(21)上设置有磁铁吸附件(23)，两个半环形轨道(21)通过磁铁吸附件(23)吸附在在待检测联箱(10)底部。

3.根据权利要求1所述的基于受热面管座角焊缝检测的自动预处理装置，其特征在于：所述的磁性环形轨道(20)包括一个带开口的环形轨道本体，环形轨道本体上设置沿其周长方向的轨道槽，其开口处设置活动锁扣(24)，活动锁扣(24)表面与环形轨道本体表面结构相同，二者连接形成完整的磁性环形轨道槽，环形轨道本体上设置有磁铁吸附件(23)，环形轨道本体通过磁铁吸附件(23)吸附在在待检测联箱(10)底部。

4.根据权利要求1所述的基于受热面管座角焊缝检测的自动预处理装置，其特征在于：所述柔性磁性轨道(30)由若干柔性磁性轨道单元首尾串联而成，所述柔性磁性轨道单元包括条形磁性件(31)，条形磁性件(31)沿其长度方向开设轨道槽，所述条形磁性件(31)一端设置锁扣(33)，另一端设置连接件(32)，锁扣(33)和连接件(32)相匹配，每两个相邻的柔性磁性轨道单元通过锁扣(33)和连接件(32)可拆卸连接。

5.根据权利要求1所述的基于受热面管座角焊缝检测的自动预处理装置，其特征在于：所述柔性磁性轨道(30)由若干柔性磁性轨道单元首尾串联而成，所述柔性磁性轨道单元包括条形磁性件(31)，条形磁性件(31)沿其长度方向开设轨道槽，每两个相邻的柔性磁性轨道单元通过弹簧可拆卸连接。

6.根据权利要求1所述的基于受热面管座角焊缝检测的自动预处理装置，其特征在于：所述滚动支撑架(70)包括支撑架(72)，支撑架(72)两端分别连接驱动轮(71)，驱动轮(71)分别滑动设置在磁性环形轨道(20)、柔性磁性轨道(30)的轨道槽内，所述支撑架(72)上设置恒压电源(73)，恒压电源(73)与预处理装置(60)通过电缆线(80)连接，给预处理装置(60)提供工作电压，所述恒压电源(73)上设置用于控制电压输出的启停控制件(74)，所述驱动轮(71)上设置有速度控制器(75)，用于分别控制两个驱动轮(71)的速度。

7.根据权利要求6所述的基于受热面管座角焊缝检测的自动预处理装置，其特征在于：所述支撑架(72)由若干同轴嵌套的连接管组成，通过调节内部连接管与最外部连接管的相对位置，实现支撑架(72)长度伸缩调整。

8.根据权利要求6所述的基于受热面管座角焊缝检测的自动预处理装置，其特征在于：所述预处理装置(60)包括驱动电机(61)、振动研磨组件(62)、可拆卸连接板(63)、连接轴承(64)、研磨粘贴片(65)，所述驱动电机(61)固定设置在支撑架(72)上，振动研磨组件(62)设置在驱动电机(61)上，通过驱动电机961驱动振动研磨组件(62)振动，可拆卸连接板(63)通过连接轴承(64)可拆卸的连接在振动研磨组件(62)上，可拆卸连接板(63)表面设置研磨粘贴片(65)，研磨粘贴片(65)与待处理的角焊缝接触。

9.根据权利要求8所述的基于受热面管座角焊缝检测的自动预处理装置，其特征在于：所述驱动电机(61)上设置启停控制按钮(66)，用于控制驱动电机(61)启停。

10.根据权利要求8所述的基于受热面管座角焊缝检测的自动预处理装置，其特征在于：所述振动研磨组件(62)包括研磨机、研磨连接轴和控制器，控制器与研磨机通过研磨连接轴连接，控制研磨机的工作。

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