CN219389417U - 在线管道扫描建模及壁厚监测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种在线管道扫描建模及壁厚监测设备，包括用于安装在待测管道上并可在待测管道上移动的环形轨道、用于对待测管道进行扫描和壁厚检测的管道扫描及壁厚检测装置；所述管道扫描及壁厚检测装置设置在所述环形轨道上，且可绕所述环形轨道周向移动以进行扫描和壁厚检测。本实用新型的在线管道扫描建模及壁厚监测设备，通过在待测管道外侧设置环形轨道，利用管道扫描及壁厚检测装置在环形轨道上的移动，实现待测管道的三维扫描建模及全覆盖式壁厚检测，完成管道在服役期间的壁厚情况的在线监测，提升管道监测的效率和精确度。

Description

在线管道扫描建模及壁厚监测设备

技术领域

本实用新型涉及管道监测技术领域，尤其涉及一种在线管道扫描建模及壁厚监测设备。

背景技术

目前，对管道壁厚的检测都是采用点对点式的测量，通过随机选取测量点或在冲蚀腐蚀减薄严重区域选取测量点进行局部测量，这种检测方式不能完全反映管道壁厚的变化情况，给在役管道的运行留下了潜在的风险。并且，在多点检测时，需要借助人力移动检测设备更换测点，增加了检修人员的工作量。对于高处长直管道，增加了检测人员的风险、人工移动检测设备，降低了检测效率，大量的测量点的人工定位不可避免地带来人工误差，给检测结果带来影响，对于核电厂高风险环境下，不适合使用人力控制设备进行管道重复检测。

同时，对于检测点的记录大多数是直接记录到检测记录单内，当对薄弱的管道厚度进行复核时，不能准确定位复核点。因此，亟需开发一套用于管道的三维建模及实现全覆盖式壁厚检测的自动化式装置，满足管道壁厚的自动化实时在线全覆盖式的监测，以及壁厚在管道上的直观监测及精确定位。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种在线管道扫描建模及壁厚监测设备。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种在线管道扫描建模及壁厚监测设备，包括用于安装在待测管道上并可在待测管道上移动的环形轨道、用于对待测管道进行扫描和壁厚检测的管道扫描及壁厚检测装置；

所述管道扫描及壁厚检测装置设置在所述环形轨道上，且可绕所述环形轨道周向移动以进行扫描和壁厚检测。

优选地，所述管道扫描及壁厚检测装置包括沿着周向移动方向前后设置的激光扫描机构和电磁超声波测厚机构；所述激光扫描机构和所述电磁超声波测厚机构之间相连。

优选地，所述激光扫描机构包括激光扫描单元、驱动单元、纵向伸缩轴以及转动轴；

所述驱动单元通过磁性滚轮配合在所述环形轨道上；所述纵向伸缩轴一端与所述驱动单元相连，所述纵向伸缩轴的另一端与所述转动轴转动连接；所述激光扫描单元设置于所述转动轴朝向待测管道的一端上。

优选地，所述电磁超声波测厚机构包括电磁超声波测厚主体、测厚探头以及辅助滚轮；

所述电磁超声波测厚主体通过磁性滚轮配合在所述环形轨道上；所述测厚探头通过探头伸缩轴连接于所述电磁超声波测厚主体靠近待测管道的一侧；所述辅助滚轮连接于所述探头伸缩轴靠近待测管道的一侧。

优选地，所述环形轨道包括至少一个环形的轨道主体、设置在所述轨道主体内圈的若干支撑组件和若干滚轮组件；

所述支撑组件和滚轮组件沿着所述轨道主体的周向交错布置，并且分别抵接在待测管道的外周面上。

优选地，所述支撑组件包括可伸缩的第一支撑轴和支撑块；

所述第一支撑轴的一端连接于所述轨道主体的内侧面，所述第一支撑轴的另一端与所述支撑块相连，所述支撑块支撑于待测管道的外周壁上。

优选地，所述滚轮组件包括可伸缩的第二支撑轴和移动滚轮；

所述第二支撑轴的一端连接于所述轨道主体的内侧面，所述第二支撑轴的另一端与所述移动滚轮相连，所述移动滚轮可滚动地配合在待测管道的外周壁上。

优选地，所述轨道主体包括至少两个弧形轨道体以及至少两个可开合的锁扣，至少两个所述弧形轨道体通过所述锁扣围接形成所述轨道主体。

优选地，所述环形轨道包括两个间隔排布的所述轨道主体以及至少一个连接杆；所述连接杆连接在两个所述轨道主体之间。

优选地，所述在线管道扫描建模及壁厚监测设备还包括至少与所述管道扫描及壁厚检测装置通信连接的远程控制装置。

本实用新型的在线管道扫描建模及壁厚监测设备，通过在待测管道外侧设置环形轨道，利用管道扫描及壁厚检测装置在环形轨道上的移动，实现待测管道的三维扫描建模及全覆盖式壁厚检测，完成管道在服役期间的壁厚情况的在线监测，提升管道监测的效率和精确度。

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是本实用新型一实施例的在线管道扫描建模及壁厚监测设备在待测管道上的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例的在线管道扫描建模及壁厚监测设备的一侧视图；

图3是本实用新型一实施例的在线管道扫描建模及壁厚监测设备的另一侧视图。

其中，各附图标记为：待测管道100、环形轨道10、激光扫描机构20、电磁超声波测厚机构30、远程控制装置40、信号传输单元50、轨道主体11、支撑组件12、滚轮组件13、连接杆14、轨道槽110、第一支撑轴121、支撑块122、第二支撑轴131、移动滚轮132、弧形轨道体111、锁扣112、软性连接轴26、激光扫描单元21、驱动单元22、纵向伸缩轴23、转动轴24、磁性滚轮25、电磁超声波测厚主体31、测厚探头32、辅助滚轮33、磁性滚轮34、探头伸缩轴35。

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，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1-图3所示，本实用新型一实施例的在线管道扫描建模及壁厚监测设备，包括环形轨道10、管道扫描及壁厚检测装置、远程控制装置40。

其中，环形轨道10用于安装在待测管道100上，管道扫描及壁厚检测装置设置在环形轨道10上，可绕环形轨道10的周向移动，从而对待测管道100进行扫描和壁厚检测。环形轨道10能够在待测管道100上移动，例如沿着待测管道100的长度方向移动，从而实现在待测管道100上不同位置进行扫描和壁厚检测。

具体地，环形轨道10包括至少一个环形的轨道主体11、设置在轨道主体11内圈的若干支撑组件12和若干滚轮组件13，轨道主体11通过支撑组件12和滚轮组件13定位在待测管道100的外周。如图1所示，作为优选，各支撑组件12和各滚轮组件13可沿着轨道主体11的周向交错布置，并且分别抵接在待测管道100的外周面上。

轨道主体11上具有轨道槽110，轨道槽110沿着轨道主体11的周向延伸，整体也是环形。轨道槽110用于管道扫描及壁厚检测装置的端部配合其中，对管道扫描及壁厚检测装置的周向移动起到一定的导向作用。

支撑组件12进一步可包括可伸缩的第一支撑轴121和支撑块122。第一支撑轴121的一端连接轨道主体11的内侧面，支撑块122设置在第一支撑轴121的另一端上。支撑块122朝向待测管道100的表面优选与待测管道100的表面对应设置，例如对于圆形管道，支撑块122朝向待测管道100的表面设置为弧面，这样支撑块122能吻合且稳定支撑在待测管道100的表面上。第一支撑轴121的可伸缩设置，不仅实现支撑组件12在待测管道100上的定位和脱离，还可根据不同管径的待测管道100进行伸缩，灵活调节其支撑长度。

滚轮组件13进一步可包括可伸缩的第二支撑轴131和移动滚轮132。第二支撑轴131的一端连接轨道主体11的内侧面，移动滚轮132可滚动地设置在第一支撑轴121的另一端上。通过移动滚轮132在待测管道100表面的滚动，能够调节轨道主体11在待测管道100上的位置。同理，第二支撑轴131的可伸缩设置，不仅实现滚轮组件13在待测管道100上的定位和脱离，还可根据不同管径的待测管道100进行伸缩，灵活调节其支撑长度。

在本实施例中，参考图2及图3，环形轨道10包括两个轨道主体11以及至少一个连接杆14；每一轨道主体11的内侧均设置有支撑组件12和滚轮组件13。轨道主体11间隔排布，连接杆14连接在两个轨道主体11之间，与其形成双轨道式的环形轨道10。两个轨道主体11的设置，使得管道扫描及壁厚检测装置横跨在两个轨道主体11之间并分别配合在两个轨道主体11上，更加平稳。

进一步地，为了方便轨道主体11在待测管道100上的拆装，轨道主体11优选可拆分。例如，轨道主体11包括至少两个弧形轨道体111以及至少两个可开合的锁扣112，至少两个弧形轨道体111通过锁扣112围接形成轨道主体11。具体地，当轨道主体11包括两个弧形轨道体111时，该两个弧形轨道体111分别以两端分别对接，对接处分别通过锁扣112锁紧。当当轨道主体11包括三个弧形轨道体111时，该三个弧形轨道体111依次连接围成闭合的环体，连接处分别通过锁扣112锁紧。

锁扣112可采用现有技术中用于环体可开合的各种锁具实现。

管道扫描及壁厚检测装置包括激光扫描机构20和电磁超声波测厚机构30，激光扫描机构20和电磁超声波测厚机构20之间通过软性连接轴26连接。在环形轨道10上，激光扫描机构20和电磁超声波测厚机构30沿着管道扫描及壁厚检测装置的周向移动方向前后设置，这样先通过激光扫描机构20对待测管道100进行扫描建立三维模型，为后续的电磁超声波测厚机构30提供精准的定位。

其中，激光扫描机构20包括激光扫描单元21、驱动单元22、纵向伸缩轴23以及转动轴24。驱动单元22通过磁性滚轮25配合在环形轨道10上，对此环形轨道10优选采用碳钢材料制造，便于磁性滚轮25的吸附。激光扫描单元21通过纵向伸缩轴23和转动轴24连接在驱动单元22上，驱动单元22为激光扫描单元21提供动力，满足其在环形轨道10上的移动。

在本实施例中，纵向伸缩轴23以与环形轨道10的切线平行设置，其一端连接在驱动单元22上，相对另一端远离驱动单元22。转动轴24连接在纵向伸缩轴23的相对另一端上并相对纵向伸缩轴23可转动，转动轴24远离纵向伸缩轴23的一端则朝向环形轨道10和待测管道100，激光扫描单元21连接在转动轴24朝向待测管道100的一端上，从而通过转动轴24的转动可带动激光扫描单元21转动，调整其激光扫描角度。

电磁超声波测厚机构30通过软性连接轴26连接在驱动单元22的后端，通过驱动单元22提供的牵引动力在环形轨道10上移动。电磁超声波测厚机构30可包括电磁超声波测厚主体31、测厚探头32以及辅助滚轮33。电磁超声波测厚主体31通过磁性滚轮34配合在环形轨道10上，通过磁性滚轮34沿着环形轨道10的轨道槽110移动而在环形轨道10上移动。

测厚探头32通过探头伸缩轴35连接在电磁超声波测厚主体31下方并朝向待测管道100，用于对待测管道100进行检测定位。辅助滚轮33也设置在探头伸缩轴35上并位于测厚探头32至少一侧，起到辅助移动的作用。

远程控制装置40独立于环形轨道10设置，方便远程控制和监测。远程控制装置40至少与管道扫描及壁厚检测装置通信连接，接收激光扫描机构20扫描得到和电磁超声波测厚机构30检测并传输过来的数据，完成数据的远程在线检测。

可以理解地，管道扫描及壁厚检测装置还包括用于将激光扫描机构20和电磁超声波测厚机构30的数据发送至远程控制装置40的信号传输单元50。该信号传输单元50可设置在驱动单元22或者电磁超声波测厚主体上。

远程控制装置40具体可包括信号数据接收单元、系统数据显示单元等软硬件，可实现控制环形轨道10在待测管道100上的移动、管道扫描及壁厚检测装置在环形轨道10上的移动、管道三维扫描的建模显示、管道壁厚的检测数据显示等等。

远程控制装置40可设置为便携式，方便工作人员携带以实时进行监控。

参考图1至图3，本实用新型的在线管道扫描建模及壁厚监测设备工作时，具体步骤可如下：

（1）、将环形轨道10安装在待测轨道上；

（2）、通过远程控制装置40控制支撑组件12的伸缩，将环形轨道10固定在待测管道100上；通过远程控制装置40控制滚轮组件13的伸缩，完成移动滚轮132在待测管道100上的贴附；

（3）、将管道扫描及壁厚检测装置放置于环形轨道10上，通过下方的磁性滚轮吸附在环形轨道10上；

（4）、通过远程控制装置40控制激光扫描机构的纵向伸缩轴23和转动轴24，以完成激光扫描单元21在待测管道100上的扫描定位；

（5）、通过远程控制装置40控制电磁超声波测厚机构的探头伸缩轴动作，以完成测厚探头在待测管道100上的检测定位，同时辅助滚轮也滚动实现辅助移动作用；

（6）、远程控制装置40控制信号传输单元，完成扫描及检测数据的传输；远程控制装置40根据接收到的数据进行分析处理。

综上，完成管道的三维建模及实现全覆盖式壁厚检测，满足管道壁厚的自动化实时在线全覆盖式的监测，以及壁厚在管道上的直观监测及精确定位，解决目前点式检测不能完全反映管道的壁厚情况及需要人工检测等带来的弊端，智能化及直观化管道壁厚的实时监测，可实现在时间上及空间上的精准定位，方便检测人员对管道整体壁厚及异常减薄区域进行长期的跟踪监测。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种在线管道扫描建模及壁厚监测设备，其特征在于，包括用于安装在待测管道上并可在待测管道上移动的环形轨道、用于对待测管道进行扫描和壁厚检测的管道扫描及壁厚检测装置；

所述管道扫描及壁厚检测装置设置在所述环形轨道上，且可绕所述环形轨道周向移动以进行扫描和壁厚检测。

2.根据权利要求1所述的在线管道扫描建模及壁厚监测设备，其特征在于，所述管道扫描及壁厚检测装置包括沿着周向移动方向前后设置的激光扫描机构和电磁超声波测厚机构；所述激光扫描机构和所述电磁超声波测厚机构之间相连。

3.根据权利要求2所述的在线管道扫描建模及壁厚监测设备，其特征在于，所述激光扫描机构包括激光扫描单元、驱动单元、纵向伸缩轴以及转动轴；

所述驱动单元通过磁性滚轮配合在所述环形轨道上；所述纵向伸缩轴一端与所述驱动单元相连，所述纵向伸缩轴的另一端与所述转动轴转动连接；所述激光扫描单元设置于所述转动轴朝向待测管道的一端。

4.根据权利要求3所述的在线管道扫描建模及壁厚监测设备，其特征在于，所述电磁超声波测厚机构包括电磁超声波测厚主体、测厚探头以及辅助滚轮；

所述电磁超声波测厚主体通过磁性滚轮配合在所述环形轨道上；所述测厚探头通过探头伸缩轴连接于所述电磁超声波测厚主体靠近待测管道的一侧；所述辅助滚轮连接于所述探头伸缩轴靠近待测管道的一侧以辅助所述测厚探头移动。

5.根据权利要求1所述的在线管道扫描建模及壁厚监测设备，其特征在于，所述环形轨道包括至少一个环形的轨道主体、设置在所述轨道主体内圈的若干支撑组件和若干滚轮组件；

各所述支撑组件和各所述滚轮组件沿着所述轨道主体的周向交错布置，并且分别抵接在待测管道的外周面上。

6.根据权利要求5所述的在线管道扫描建模及壁厚监测设备，其特征在于，所述支撑组件包括可伸缩的第一支撑轴和支撑块；

所述第一支撑轴的一端连接于所述轨道主体的内侧面，所述第一支撑轴的另一端与所述支撑块相连，所述支撑块支撑于待测管道的外周壁上。

7.根据权利要求5所述的在线管道扫描建模及壁厚监测设备，其特征在于， 所述滚轮组件包括可伸缩的第二支撑轴和移动滚轮；

所述第二支撑轴的一端连接于所述轨道主体的内侧面，所述第二支撑轴的另一端与所述移动滚轮相连，所述移动滚轮可滚动地配合在待测管道的外周壁上。

8.根据权利要求5所述的在线管道扫描建模及壁厚监测设备，其特征在于，所述轨道主体包括至少两个弧形轨道体以及至少两个可开合的锁扣，至少两个所述弧形轨道体通过所述锁扣围接形成所述轨道主体。

9.根据权利要求5所述的在线管道扫描建模及壁厚监测设备，其特征在于，所述环形轨道包括两个间隔排布的所述轨道主体以及至少一个连接杆；

所述连接杆连接在两个所述轨道主体之间。

10.根据权利要求1-9任一项所述的在线管道扫描建模及壁厚监测设备，其特征在于，所述在线管道扫描建模及壁厚监测设备还包括至少与所述管道扫描及壁厚检测装置通信连接的远程控制装置。