CN218671652U

CN218671652U - 一种管道检测设备

Info

Publication number: CN218671652U
Application number: CN202222513486.1U
Authority: CN
Inventors: 傅建勋; 蔡创雄; 王子赟; 刘呈则
Original assignee: Shanghai Institute of Applied Physics of CAS
Current assignee: Shanghai Institute of Applied Physics of CAS
Priority date: 2022-09-19
Filing date: 2022-09-22
Publication date: 2023-03-21
Anticipated expiration: 2032-09-22

Abstract

本实用新型涉及一种管道检测设备，管道检测设备包括轴向导轨和径向导轨，所述轴向导轨设置在管道的保温层外壁，并沿管道的轴向延伸；所述径向导轨套设在管道的保温层外侧并与所述轴向导轨滑动连接；所述径向导轨上滑动设置有相对的射线发射装置和射线接收装置。本实用新型的管道检测设备，通过射线发射装置发射X射线对管道内道进行成像，根据成像信息检测管道是否泄漏或冻堵，无需拆开保温层即可实现检测，操作方便，省时省力。

Description

一种管道检测设备

技术领域

本实用新型涉及管道检修技术领域，更具体地涉及一种管道检测设备。

背景技术

自上世纪50年代以来，核能的利用开发不断加速，一些严重的核能设备运行事故陆续发生，让人们对核能设备安全更加重视。世界各国都在开始着力发展新一代更加安全的核反应堆型，作为新一代堆型的熔盐堆备受关注。其中熔盐堆运行过程中，管道内熔盐温度在600度以上，在高辐射工况下运行回路管道中熔盐的泄露及冻堵检测问题时有发生，存在重大安全隐患。为保持回路系统内部熔盐温度在合理范围内，一般在管道外侧设置保温层使回路中的熔盐维持高温。由于管道外侧保温层的存在，运行过程中无法直接观测到管道的表面状况，导致熔盐泄漏或冻堵等事故无法及时获知。

现有技术中，通常是先将加热设备等停止工作，使熔盐温度降至常温，然后拆开保温层，直接观测管道表面是否有泄漏或冻堵等，然后安装新的保温棉。由于需要将保温棉拆开，因此会消耗大量人力物力。

实用新型内容

本实用新型提供一种管道检测设备，无需拆除保温层即可实现对管道的检测。

本实用新型一方面提供一种管道检测设备，包括轴向导轨和径向导轨，所述轴向导轨设置在管道的保温层外壁，并沿管道的轴向延伸；所述径向导轨套设在管道的保温层外侧并与所述轴向导轨滑动连接；所述径向导轨上滑动设置有相对的射线发射装置和射线接收装置。

进一步地，所述径向导轨上设置有齿轮，所述轴向导轨上设置有齿条，所述齿轮与所述齿条啮合。

进一步地，所述径向导轨上设置有驱动电机，所述驱动电机与所述齿轮相连。

进一步地，所述齿轮和齿条均采用无油润滑设计。

进一步地，所述轴向导轨、径向导轨、齿轮和驱动电机均由纳米钨粉制成，且外部包覆二氧化硅绝缘材料。

进一步地，所述射线发射装置和所述射线接收装置上均设置有滑轮或滑块，所述滑轮或滑块滑入所述径向导轨中。

进一步地，所述管道上设置有多个支撑装置，所述支撑装置包括相连的抱紧箍和支撑脚，所述抱紧箍套设在所述管道的保温层外壁，所述支撑脚支撑在地面。

进一步地，所述轴向导轨通过安装块与所述抱紧箍固定连接。

进一步地，还包括分别与所述射线发射装置、射线接收装置和驱动电机电连接或通信连接的控制装置。

进一步地，所述控制装置为计算机。

本实用新型另一方面提供一种管道检测方法，包括以下步骤：

S1：控制装置控制驱动电机启动，使径向导轨沿轴向导轨移动至一检测位置；

S2：控制装置控制射线发射装置和射线接收装置沿径向导轨周向运动一周，在运动过程中，射线发射装置发射X射线，射线接收装置接收穿过管道的X射线后成像并将成像信息传输至控制装置；

S3：重复步骤S1-S2直至所有检测位置均完成检测；

S4：控制装置分析所有检测位置的成像信息，得出检测结果。

本实用新型的管道检测设备及方法，通过射线发射装置发射X射线对管道内道进行成像，根据成像信息检测管道是否泄漏或冻堵，无需拆开保温层即可实现检测，操作方便，省时省力。

附图说明

图1为根据本实用新型实施例的管道检测设备的结构示意图；

图2为根据本实用新型实施例的管道检测设备的径向导轨的结构示意图；

图3为根据本实用新型实施例的X射线检测原理图。

具体实施方式

下面结合附图，给出本实用新型的较佳实施例，并予以详细描述。

如图1所示，本实用新型一实施例提供一种管道检测设备，包括轴向导轨1和径向导轨2，其中，轴向导轨1设置在管道3的保温层31外壁，并沿管道3的轴向延伸；径向导轨2套在管道3的保温层31外侧并与轴向导轨1滑动连接，从而使径向导轨2可沿轴向导轨1滑动；径向导轨2上相对设置有射线发射装置4和射线接收装置5，它们均与径向导轨2滑动连接，从而使其可沿径向导轨2滑动，即沿管道3的圆周方向同步运动，射线发射装置4发射X射线，X射线穿过保温层31及管道3后，由相对一侧的射线接收装置5接收并成像，从而采集到管道3内部的成像信息。在射线发射装置4和射线接收装置5工作时，其同时沿径向导轨2滑动，从而采集管道圆周方向的信息，当旋转一周后，径向导轨2沿轴向导轨1滑动至下一检测位置，并使射线发射装置4和射线接收装置5沿周向旋转一周，采集该位置处的管道成像信息，将采集到的信息进行分析后即可得到管道的泄漏或冻堵位置，这样无需拆开保温层31即可完成管道轴向和周向的检测，操作简单。

如图2所示，径向导轨2上设置有齿轮21，轴向导轨1上则设置有齿条(图中未示出)，齿轮21与齿条啮合，从而使齿轮21沿轴向移动，即径向导轨2沿轴向移动。

径向导轨2上还可设置驱动电机6，其与齿轮21相连，用于驱动齿轮21转动，从而驱动径向导轨2沿管道的轴向移动。

轴向导轨1和齿轮21采用无油润滑设计，无需加入润滑油，避免润滑油在高温下氧化而影响润滑效果。

射线发射装置4和射线接收装置5上均设置有滑块或滑轮，滑块或滑轮滑入径向导轨2中，从而使它们通过滑块或滑轮与径向导轨2相连，并沿径向导轨2滑动。射线发射装置4和射线接收装置5上可设置电机等驱动装置，用于驱动射线发射装置4和射线接收装置5周向运动。或者，射线发射装置4和射线接收装置5可通过手动沿径向导轨2周向运动。在运动过程中，射线发射装置4和射线接收装置5始终保持相对设置，从而使射线接收装置5可接收到射线发射装置4发出的X射线。

径向导轨也采用无油润滑设计，无需加入润滑油，避免润滑油在高温下氧化而影响润滑效果。

轴向导轨1、径向导轨2、齿轮21等均由纳米钨粉制成，且外部包覆二氧化硅绝缘材料，以提高其耐辐照能力，使其可应用在核电站环境中。

管道3上还设置有多个支撑装置7，支撑装置7包括相连的抱紧箍71和支撑脚72，抱紧箍71套设在管道3的保温层31外壁，支撑脚72则支撑在地面，从而对管道3起到支撑作用。轴向导轨1通过安装块73与抱紧箍71固定连接，从而安装在管道3上。当径向导轨2移动至支撑装置7的位置时，安装块73、抱紧箍71和支撑脚72可快速拆卸，进而避让径向导轨2，使其顺利完成检测。

该管道检测设备还包括控制装置(图中未示出)，其分别与射线发射装置4、射线接收装置5和驱动电机6电连接或通信连接，以控制射线发射装置4和射线接收装置5沿管道轴向和径向运动，并在运动过程中采集管道内部的成像信息，控制装置设置为接收射线接收装置5采集到的成像信息。

控制装置可以为计算机，其包括显示屏，成像信息可通过显示屏显示。控制装置上还可设置分析软件，通过对成像信息进行分析而得出管道是否泄漏或冻堵。

该管道检测设备的具体原理如下：

射线发射装置4发射宽束流的X射线，符合宽束多色射线的强度衰减规律。一次投射射线到达射线接收装置5，如图3所示，设到达射线接收装置的射线总强度为I，设射线初始强度为I₀，被测管道(包含保温层)厚度为T，线衰减系数为μ；高温熔盐厚度为△T，线衰减系数为μ’，一次透射射线强度分别为I_p和I′_p，散射比为n，透射射线总强度为I，则有：

I＝(1+n)I₀e^-μT

I_p＝I₀e^-μT

I_p′＝I₀e^{-μ(T-△T)-μ‘△T}

ΔI＝I′_p-I_p＝I₀e^-μT(e^{(μ-μ‘)△T}-1)

因此，可以得到辐射强度差值比，如下：

辐射强度差值比描述了射线接收装置接受射线而产生不同黑度的根本原因，ΔI/I称为对比度。影响该对比度的因素主要有被测高温熔盐回路结构的透照厚度，线衰减系数以及散射比。

宽束、多色射线在检测过程中与被检测高温熔盐回路相互作用，因吸收和散射而使其强度减弱，强度衰减程度取决于物质的衰减系数和射线在回路中穿过的厚度。如果被照射回路结构中存在异物，则该区域的物质的衰减系数不同于被检测其他物质，该局部区域的透过射线强度与周围产生差异。把射线接收装置放在适当位置，将照射量转化为数字图片，图片上将呈现不同黑度分布。

具体地，如果管壁外侧呈浅灰色云朵状，且管壁边界模糊，则说明管道泄漏；如果管道一端出现熔盐固相与液相交界面且固态熔盐呈深灰色，则说明管道冻堵；如果管壁边界清晰且颜色无变化，熔盐固相与液相无明显交界面且颜色无变化，则说明管道正常。

本实用新型的管道检测设备，通过射线发射装置4发射X射线对管道内道进行成像，根据成像信息检测管道是否泄漏或冻堵，无需拆开保温层31即可实现检测，操作方便，省时省力；通过轴向导轨1和径向导轨2可实现射线发射装置4和射线接收装置5沿轴向和周向的运动，从而采集管道轴向和周向信息。

本实用新型另一实施例提供一种管道检测方法，包括以下步骤：

S1：控制装置控制驱动电机6启动，使径向导轨2沿轴向导轨1移动至一检测位置；

S2：控制装置控制射线发射装置4和射线接收装置5沿径向导轨2周向运动一周，在运动过程中，射线发射装置4发射X射线，射线接收装置5接收穿过管道3的X射线后成像并将成像信息传输至控制装置；

S3：重复步骤S1-S2直至所有检测位置均完成检测；

控制装置在分析成像信息时，如果管壁外侧呈浅灰色云朵状，且管壁边界模糊，则说明管道泄漏；如果管道一端出现熔盐固相与液相交界面且固态熔盐呈深灰色，则说明管道冻堵；如果管壁边界清晰且颜色无变化，熔盐固相与液相无明显交界面且颜色无变化，则说明管道正常。得到的检测结果包括哪些检测位置冻堵，哪些检测位置泄漏，哪些检测位置正常等信息，其可通过显示屏显示，工作人员可根据检测结果对管道进行维修。

本实用新型的管道检测方法，通过射线发射装置4发射X射线对管道内道进行成像，根据成像信息检测管道是否泄漏或冻堵，无需拆开保温层31即可实现检测，操作方便，省时省力。

以上所述的，仅为本实用新型的较佳实施例，并非用以限定本实用新型的范围，本实用新型的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本实用新型申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本实用新型专利的权利要求保护范围。本实用新型未详尽描述的均为常规技术内容。

Claims

1.一种管道检测设备，其特征在于，包括轴向导轨和径向导轨，所述轴向导轨设置在管道的保温层外壁，并沿管道的轴向延伸；所述径向导轨套设在管道的保温层外侧并与所述轴向导轨滑动连接；所述径向导轨上滑动设置有相对的射线发射装置和射线接收装置。

2.根据权利要求1所述的管道检测设备，其特征在于，所述径向导轨上设置有齿轮，所述轴向导轨上设置有齿条，所述齿轮与所述齿条啮合。

3.根据权利要求2所述的管道检测设备，其特征在于，所述径向导轨上设置有驱动电机，所述驱动电机与所述齿轮相连。

4.根据权利要求2所述的管道检测设备，其特征在于，所述齿轮和齿条均采用无油润滑设计。

5.根据权利要求3所述的管道检测设备，其特征在于，所述轴向导轨、径向导轨、齿轮和驱动电机均由纳米钨粉制成，且外部包覆二氧化硅绝缘材料。

6.根据权利要求1所述的管道检测设备，其特征在于，所述射线发射装置和所述射线接收装置上均设置有滑轮或滑块，所述滑轮或滑块滑入所述径向导轨中。

7.根据权利要求1所述的管道检测设备，其特征在于，所述管道上设置有多个支撑装置，所述支撑装置包括相连的抱紧箍和支撑脚，所述抱紧箍套设在所述管道的保温层外壁，所述支撑脚支撑在地面。

8.根据权利要求7所述的管道检测设备，其特征在于，所述轴向导轨通过安装块与所述抱紧箍固定连接。

9.根据权利要求3所述的管道检测设备，其特征在于，还包括分别与所述射线发射装置、所述射线接收装置和所述驱动电机电连接或通信连接的控制装置。

10.根据权利要求9所述的管道检测设备，其特征在于，所述控制装置为计算机。