CZ2015953A3 - Manipulátor pro kontrolu potrubí, zejména pro kontrolu svarů potrubí s omezeným přístupem, a způsob uchycení manipulátoru k tomuto potrubí - Google Patents
Manipulátor pro kontrolu potrubí, zejména pro kontrolu svarů potrubí s omezeným přístupem, a způsob uchycení manipulátoru k tomuto potrubí Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2015953A3 CZ2015953A3 CZ2015-953A CZ2015953A CZ2015953A3 CZ 2015953 A3 CZ2015953 A3 CZ 2015953A3 CZ 2015953 A CZ2015953 A CZ 2015953A CZ 2015953 A3 CZ2015953 A3 CZ 2015953A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- pipe
- carriage
- clamping element
- pipeline
- manipulator
- Prior art date
Links
- 238000007689 inspection Methods 0.000 title claims description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 9
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 47
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 5
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 claims 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 claims 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 7
- 238000013461 design Methods 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/043—Analysing solids in the interior, e.g. by shear waves
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K31/00—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups
- B23K31/12—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups relating to investigating the properties, e.g. the weldability, of materials
- B23K31/125—Weld quality monitoring
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/225—Supports, positioning or alignment in moving situation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/26—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor
- G01N29/265—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor by moving the sensor relative to a stationary material
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
- G01N2291/044—Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/26—Scanned objects
- G01N2291/263—Surfaces
- G01N2291/2634—Surfaces cylindrical from outside
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/26—Scanned objects
- G01N2291/267—Welds
- G01N2291/2675—Seam, butt welding
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
Manipulátor pro kontrolu potrubí, zejména pro kontrolu obvodových svarů potrubí s omezeným přístupem, tvořený alespoň vozíkem (1) pro nesení alespoň jedné sondy, řídící jednotkou a upínacím prvkem (13) pro upnutí kolem kontrolovaného potrubí (14). Vozík (1) je vytvořen pro obvodový pohyb kolem kontrolovaného potrubí (14), zatímco upínací prvek (13) je vytvořen pro obepnutí kontrolovaného potrubí (14) a má dva protilehlé volné konce. Vozík (1) je opatřen dvěma nezávislými od sebe vzdálenými hnacími mechanismy, které jsou vytvořeny pro uchycení vozíku (1) k upínacímu prvku (13) a k pohybu po něm kolem kontrolovaného potrubí (14), přičemž řídící jednotka je naprogramován pro ovládání jednoho hnacího mechanismu pro zajištění požadovaného pohybu vozíku (1) po kontrolovaném potrubí (14) a pro ovládání druhého hnacího mechanismu pro zajištění napnutí upínacího prvku (13) při uvedeném pohybu vozíku (1) přitažením upínacího prvku (13) k potrubí (14).
Description
Oblast techniky
Vynález se týká manipulátoru ke kontrole potrubí, zejména k provádění nedestruktivní kontroly obvodových svarů potrubí z vnějšího povrchu, zvláště výhodně v místech, kde je přístup ke svaru omezen, a to jak ve směru osy potrubí, tak i ve směru radiálním, případně v obou směrech. Manipulátor je využitelný pro kontrolu potrubních systémů o vnějších průměrech od 200 jmffi(do 1250 mm ve všech průmyslových odvětvích a ve všech typech elektráren, zvláště výhodně je využitelné pro kontroly prováděné na potrubních systémech z nemagnetických materiálů instalovaných na provozovaných jaderných elektrárnách. Vynález se dále týká způsobu uchycení manipulátoru ke kontrolovanému potrubí.
Dosavadní stav techniky
Doposud používané manipulátory, určené pro zkoušení svarů potrubí jsou sestavené z obvodového pojezdu lineárního posuvu kolmého na směr pojezdu a jsou obvykle ke zkoušenému potrubí uchyceny pomocí vodící dráhy, magnetickými kolečky, řetězem nebo ozubeným řemenem spojeným do uzavřené smyčky. Nevýhodou uchycení pomocí vodicí dráhy je malý rozsah průměrů, na které lze dráhu upevnit a tedy nutnost velkého počtu vodicích drah pro různé průměry zkoušeného potrubí. Manipulátory s magnetickými kolečky lze zase použít pro velký rozsah průměrů potrubí, ale nelze je použít pro potrubí z nemagneticke oceli, která se na jaderných elektrárnách vyskytují. Uchycení pomocí řetězu nebo ozubeného řemene tvořícího uzavřenou smyčku lze použít i na potrubí z nemagnetické oceli, jednu smyčku řetězu nebo řemene lze opět použít pouze pro malý rozsah vnějšího průměru potrubí. Výhodou oproti použití vodicí dráhy jsou menší pořizovací náklady na jednu smyčku řetězu nebo řemene.
Příkladem stavu techniky manipulátoru je patentový spis č. Ep[578402, kde je technické řešení tvořeno vozíkem uchyceným k potrubí ozubeným řemenem procházejícím přes dvě ozubené řemenice propojené s motorem pomocí převodů. Toto řešení vzhledem ke koncepci neumožňuje napínání řemene v průběhu jízdy manipulátoru, což je základní nedostatek.
Druhý značný nedostatek je velká výška vozíku a tím omezení použití pouze na potrubí s dostatečným prostorem po obvodu.
Dalším příkladem stavu techniky je patentový spis GB^D3^46. Zde je řemen spojen čepem v jeden nekonečný řemen (smyčku), který obepíná potrubí a prochází vozíkem, kde je nasazen na řemenici. Pohon vozíku zajištuje jedna řemenice a napnutí řemene se provádí ručně po nasazení vozíku oddálením této řemenice od povrchu potrubí. Nevýhodou je velká zástavbová výška vozíku a nemožnost dopínání řemene v průběhu provozu.
Podstata vynálezu
Manipulátor pro kontrolu potrubí, zejména pro kontrolu svarů potrubí s omezeným přístupem, tvořený alespoň vozíkem pro nesení alespoň jedné sondy, řídicí jednotkou a upínacím prvkem pro upnutí kolem potrubí, kde vozík je vytvořen pro obvodový pohyb kolem kontrolovaného potrubí, kde tento upínací prvek je vytvořen pro obepnutí kontrolovaného potrubí a má dva protilehlé volné konce a vozík je opatřen dvěma nezávislými od sebe vzdálenými hnacími mechanismy, které jsou vytvořeny pro uchycení vozíku k upínacímu prvku a k pohybu po něm kolem kontrolovaného potrubí, přičemž řídicí jednotka je naprogramována pro ovládání jednoho hnacího mechanismu pro zajištění požadovaného pohybu vozíku po kontrolovaném potrubí a pro ovládání druhého hnacího mechanismu pro zajištění napnutí upínacího prvku při uvedeném pohybu vozíku přitažením upínacího prvku k potrubí.
Manipulátor pro kontrolu potrubí výhodně obsahuje vozík opatřený pohyblivým ramenem pro uchycení alespoň jedné sondy, kde pohyblivé rameno je opatřeno lineárním pohonem, jehož směr pohybuje v podstatě kolmý na směr pohybu vozíku kolem potrubí, tj. je ve směru osy potrubí. Uvedený lineárním pohon je tvořený například ozubeným hřebenem s pohonem. Na konci pohyblivého ramene je uchycen držák pro alespoň jednu ultrazvukovou sondu. Při kontrole potrubí, například při kontrole svaru potrubí odrazovou technikou, může sonda díky pohyblivému ramenu výhodně vykonávat požadovaný měřicí pohyb meandrovitého tvaru nebo může být nastavena do požadované vzdálenosti od zkoušeného svaru při zkoušení technikou difrakční TOFD nebo technikou Phased array.
Podle dalšího aspektu je předložen způsob upevnění manipulátoru pro kontrolu potrubí ke kontrolovanému potrubí, podle kterého se kolem potrubí uspořádá upínací prvek s volnými konci, které se následně uchytí do hnacích mechanismů vozíku, načež se ovládáním hnacích mechanismů přitáhne upínací prvek kolem potrubí.
Konstrukce manipulátoru je zvláště výhodně navržena pro možný kontakt s vodou, která se případně přivádí k měřící sondě pro zajištění akustické vazby se zkoušeným povrchem v okolí svaru. Konstrukce celého manipulátoru je zvláště výhodně vytvořena jako rozebíratelná, např. pomocí šroubů, a to z důvodu jednoduché opravy komponent výměnným způsobem.
/Přehled ohřá-zků-n^vykreshohl
Příkladné provedení manipulátoru je popsáno s odkazem na výkresy, na kterých je znázorněno:
Obr. 1 Bokorys manipulátoru
Obr. 2 Půdorys manipulátoru
Obr. 3 Vývojový diagram řídící jednotky pro řízení motorů manipulátoru
Příklady uskutečnění vynálezu
Předmět vynálezu bude snadněji pochopen na příkladu provedení, vyobrazeném na připojených výkresech. Je ale zřejmé že tento příklad provedení slouží pro ilustraci a neměl by být chápán tak, že omezuje rozsah ochrany technického řešení jen na toto vyobrazené provedení.
Manipulátor pro kontrolu potrubí podle tohoto vynálezu, zejména pro kontrolu obvodových svarů potrubí s omezeným přístupem, je představen na obr. 1 a je tvořen alespoň upínacím prvkem 13 a vozíkem 1 pro připevnění alespoň jedné sondy pro kontrolu potrubí 14. Vozík 1 je opatřen dvěma od sebe v odstupu provedenými hnacími jednotkami, přičemž manipulátor je opatřen řídící jednotkou napojenou k oběma hnacím jednotkám a naprogramovanou pro ovládání těchto hnacích jednotek pro zajištění pojezdu vozíku 1 po kontrolovaném potrubí 14 při současném dotahování upínacího prvku 13 tak, aby nedošlo k uvolnění vozíku 1 z potrubí 14.
Oba hnací mechanismy na vozíku 1 tedy zajišťují jednak přichycení vozíku 1 manipulátoru ke kontrolovanému potrubí 14 prostřednictvím upínacího prvku 13 a jednak pohyb vozíku 1 po tomto potrubí 14 v průběhu prováděné kontroly. Příslušným dotahováním upínacího prvku 13 ke kontrolovanému potrubí 14 jedním z hnacích mechanismů je vytvářen požadovaný přítlak vozíku 1 k potrubí 14, kterým se zajistí jednak přichycení vozíku 1 k potrubí 14 a jednak spolehlivý pohyb vozíku 1 po potrubí 14. Upínací prvek 13 je výhodně zvolen s přihlédnutím k požadavkům na umožnění pohybu vozíku 1 manipulátoru a alespoň přibližné přítlačné síly manipulátoru k potrubí 14. Upínací prvek 13 má dva volné konce pro snadné nasazení upínacího prvki^3 na kontrolované potrubí 14 a pro zjednodušení instalace celého manipulátoru. Upínacím prvkem 13 je zvláště výhodně řemen, zvláště pak ozubený řemen, nebo řetěz. Délka upínacího prvku 13 se volí tak, aby vyhovovala průměru kontrolovaného potrubí 14 a aby mohl vozík 1 manipulátoru kontrolované potrubí 14 bezpečně objet. Výhodně je délka upínacího prvku 13 alespoň cca dvojnásobek obvodu kontrolovaného potrubí 14, aby se usnadnil pohyb vozíku 1 kolem celého obvodu kontrolovaného potrubí 14. Například pro kontrolované potrubí o průměrů 510 mm je výhodná délka upínacího prvku 3600 mm.
Vozík 1 manipulátoru je vybaven dvěma hnacími mechanismy vytvořenými pro posouvám upínacího prvku 13 vzhledem k vozíku 1, čímž se provádí jednak posun vozíku i kolem potrubí 14 a jednak se tak zajišťuje potřebné napnutí upínacího prvku 13 ke kontrolovanému potrubí 14. U příkladného provedení vozíku 1 manipulátoru je hnací mechanismus vytvořen naváděcí kladkou 8, tvarovou kladkou 6 poháněnou motorem 5 a případně i přítlačnou kladkou 7. Tvarová kladka 6 je vytvořena pro podávání upínacího prvku 13 hnacím mechanismem. Navadeci kladka 8 je usporadana u tvarové kladky 6 pro zajištění správného zavedení upínacího prvku T3 do hnacího mechanismu, zejména zajišťuje, aby nedošlo k šikmému zavedení upínacího prvku 13, čímž se eliminuje nebezpečí zaseknutí vozíku 1 při kontrole potrubí M, případně i nebezpečí destrukce hnacího mechanismu vozíku 1. Odborníkovi je ale zřejmé, že toto je pouze příklad sloužící pro ilustraci možného provedení hnacího mechanismu. Je možné vytvořit různá provedení hnacích mechanismů, dokonce není nutné, aby byly oba hnací mechanismy stejné konstrukce. Je ale výhodné, když oba hnací mechanismy jsou stejné konstrukce, čímž se snižují případné náklady na opravy apod.
Každý hnací mechanismus vozíku J obsahuje alespoň jeden motor 5 pro zajištění posunu upínacího prvku j_3 vzhledem k vozíku L V představeném provedení je motor 5 napojen na tvarovou kladku 6 zajištující spolehlivý posun upínacího prvku 13 v hnacím mechanismu řemenovým převodem 9. Tvarovou kladkoufínůže^například být ozubený válec, tvarově odpovídající ozubenému řemenu, nebo např. ozubené kolo se zuby tvarově odpovídajícími řetězu apod. Je výhodné, když oba hnací mechanismy vozíku 1 předepínají upínací prvek 13 prostřednictvím řídicí jednotky, která je naprogramována pro vyhodnocení informací získaných z motoru 5 hnacích mechanismu, např. velikost odběru elektrického proudu každého z motorů 5, a na základě toho potom se provádí odpovídající ovládání motorů 5, tzn. že dojde například k napnutí upínacího prvku 13, případně kjeho dopnutí, pokud například upínací prvek 1_3 zcela neprilehl k potrubí 14 apod., nebo je proveden potřebný posuv vozíku 1 po kontrolovaném potrubí 14 při současném dopínání upínacího ]T] prvku ke kontrolovanému potrubí 14.
Motory 5 hnacích mechanismů jsou výhodně vybaveny planetovými převodovkami pro snížení otáček tvarové kladky 6 a pro zvýšení kroutícího momentu na výstupních hřídelích. Zvláště výhodně je osa motorů 5 rovnoběžná s osou potrubí (tj. kolmá na směr pohybu vozíku 1 po potrubí 14). Dále jsou oba motory 5 výhodně opatřeny příslušnými brzdami (nejsou zobrazeny), které zajistí řádné ustavení vozíku 1 manipulátoru na potrubí a také zabrání vytažení upínacího prvku 13 z hnacích členů, v důsledku čehož by mohlo dojít k pádu vozíku 1 manipulátoru z potrubí 14, a také zajistí, že i při vypnutí pohonu zůstane vozík 1 pevně připnutý k upínacímu prvku 13.
V příkladném provedeni je kazdy hnací mechanismus vybaven řemenovým převodem 9 umístěným mezi motorem 5 s převodovkou (není zobrazena) a tvarovou kladkou 6 pro zajištění přenosu točivého momentu z motoru 5 na tvarovou kladku 6 pohánějící upínací prvek 13. Osa hřídele motoru 5 je rovnoběžná s osou tvarové kladky 6. Celkový převodový poměr je v příkladu provedení tvořen převodovým poměrem planetové převodovky a řemenovým převodem pohánějícím tvarovou kladku 6.
Vozík 1 manipulátoru je ve vyobrazeném provedení výhodně opatřen alespoň jedním středovým opěrným kolem 3, pomocí kterého se vozík 1_ snadněji pohybuje po kontrolovaném potrubí 14. V představeném provedení je vozík 1 opatřen dvěma středovými opěrnými koly 3 uspořádanými na bocích vozíku 1 v ose kolmé na podélnou osu vozíku 1. Podélná osa vozíku X je myšlena ve směru předpokládaného pohybu vozíku X po upínacím prvku 13, resp. ve směru upínacího prvku X3 přichyceného k upínacím mechanismům vozíku χ. V příkladném provedení vyobrazený vozík X manipulátoru umožňuje změnu úhlu rozevření obou naklápěcích částí vozíku kolem kloubového mechanismu a současně i středového opěrného kola 3, které se pohybuje po povrchu potrubí. Konstrukce vozíku manipulátoru s dvěma naklápěcími částmi je výhodná pro zajištění nízké konstrukční výšky manipulátoru při jeho ustavení na různé průměry potrubí.
Jak již bylo uvedeno, v představeném provedení je vozík vytvořen ze dvou naklápěcích částí, které jsou vůči sobě uchyceny v místě osy středových opěrných kol 3 umístěných na bocích vozíku. Vlastní provedení středového opěrného kola ale může být různé, středové opěrné kolo 3 například může být vytvořeno jako válec uchycený v ose naklápění obou naklápěcích částí atd. Odborníkovi je dále zřejmé, že v příkladu provedení popsané uchycení naklápěcích částí vozíku a středového opěrného kola není jediné možné, je například možné použít například čtyři středová opěrná kola, umístěná ve dvojicích po obou okrajích osy naklápění uvedených dvou naklápěcích částí vozíku nebo je také například možné vytvořit středová opěrná kola jako dva válce uchycené po stranách osy naklápění atd.
V představeném provedení umožňuje konstrukce manipulátoru změnu úhlu rozevření obou částí kolem osově umístěného středového opěrného kola 3, přičemž je vozík X opatřen aretačním mechanismem X2, který umožňuje zajistit nastavené rozevření obou naklápěcích částí vozíku X vůči sobě pro danou kontrolovanou trubku 14. Vozík X je dále výhodně opatřen postranními opěrnými koly 4 uspořádanými u opačného konce obou naklápěcích částí vozíku X, takže se při pohybu po kontrolovaném potrubí vozík opře o postranní opěrná kola 4. Tím je umožněna nízká konstrukční výška manipulátoru i pro různé průměry potrubí. Zvláště výhodně je vozík X manipulátoru opatřen dvěma dvojicemi postranních opěrných kol 4, uspořádaných na vzdáleném konci obou naklápěcích částí, jak je vyobrazeno na obr. 1. Vzdáleným koncem je pro účely tohoto popisu myšlen konec naklápěcí části vzdálený od místa naklápění a přiléhající ke kontrolovanému potrubí při pohybu vozíku po něm. Obě naklápěcí části vozíku X manipulátoru se mohou opřít o postranní opěrná kola 4, přičemž jejich povrch je výhodně vytvořen tak, že umožňuje správné natočení vozíku do směru ustavení upínacího prvku X3 na kontrolovaném potrubí 14 částečným bočním pohybem vozíku manipulátoru při zahájení pohybu vozíku po kontrolovaném potrubí, čímž se eliminuje nebezpečí šikmého ustavení vozíku na potrubí a následných z toho vzniklých komplikací při pojíždění vozíku kolem obvodu kontrolovaného potrubí. Povrch postranních opěrných kol 4 je výhodně proveden z vhodného materiálu zajišťujícího dostatečné podélné vedení vozíku po kontrolovaném potrubí. Boční skluz vozíku se eliminuje použitím upínacího prvku 13 zastávajícího jak pohonnou, tak i vodicí funkci, přičemž postranní opěrná kola 4 výhodně pouze umožňují boční skluz vozíku do té míry, že si ho upínací prvek 13 “nasměruje“. Odborníkovi je ale zřejmé, že přítomnost postranních opěrných kol 4 je pouze výhodná a není pro funkci manipulátoru nezbytná, případně že je možné tato kola nahradit jiným prvkem schopným zajistit spolehlivý pohyb vozíku manipulátoru po potrubí.
Vozík 1 je opatřen příslušnou sondou pro kontrolu potrubí 14. Podle svého výhodného provedení vyobrazeného na obr. 2 je vozík 1 opatřen pohyblivým ramenem 10 pro upevnění alespoň jedné sondy a pro manipulaci s ní při kontrole potrubí. Pohyblivé rameno 10 je na svém pohyblivém konci výhodně opatřeno upínacím prostředkem 11 pro upevnění jedné sondy nebo i více sond, zejména ultrazvukových sond. Upínacím prostředkem 11 je například upínací destička a je výhodně vytvořena jako výměnná pro připevnění různých držáků sond podle potřeby. Pohyb pohyblivého ramene 10 při kontrole potrubí je v příkladném provedení zajištován lineárním pohonem, zvláště výhodně tvořeným motorem s planetovou převodovkou s výstupní hřídelí osazenou pastorkem a ramenem s ozubeným hřebenem, na jehož konci je uspořádán upínací prostředek 11 pro uchycení ultrazvukových sond. Například při kontrole potrubí 14 pomocí odrazové techniky sonda/sondy mohou provádět tzv. meandrovitý pohyb. Při provádění kontroly potrubí pomocí difrakční techniky, tzv. TOFD nebo techniky Phased array, může být naopak pohyblivé rameno 10 se sondou/sondami nastaveno do požadované vzdálenosti od zkoušeného svaru potrubí 14, přičemž při vlastní kontrole se již nepohybuje, apod. Z uvedeného popisuje ale zřejmé, že pohyblivé rameno 10 je pouze výhodným provedením a může být nahrazeno pro určité kontrolní techniky pevným ramenem o pnslusne delce, nebo muže byt vozík 1 příslušně vytvořen nebo upraven pro uchycení sond ke kontrole potrubí 14 tak, aby bylo možné kontrolu tohoto potrubí provést.
Vozík 1 manipulátoru je podle svého výhodného provedení opatřen veškerým nezbytným vybavením pro provádění kontroly, včetně příslušných senzorů zajišťujících snímání potřebných veličin pro zajištění potřebného posuvu a napnutí upínacího prvku 13. Ve vyobrazeném provedení je vozík X opatřen externí řídící jednotkou, se kterou je vozík spojen svazkem napájecích a signálových kabelů. Napájecí kabely zajišťují příslušné napájení motorů hnacích mechanismů, zatímco signálové kabely zajišťují přenos řídících signálů a signálů ze senzorů.
Vlastní použití manipulátoru pro kontrolu potrubí, zejména kontrolu svarů potrubí s omezeným přístupem, je následující. Manipulátor pro zkoušení svarů potrubí, zejména potrubí s omezeným přístupem, je nejprve ustaven na potrubí v blízkosti testovaného svaru, kdy vozík 1 je pomocí upínacího prvku 13 s volnými konci, kterým je v tomto příkladu provedení ozubený řemen, připevněn k potrubí 14, Jeden volný konec upínacího prvku 13 je provlečen prvním hnacím mechanismem vozíku 1 pro zajištění posuvu upínacího prvku 13 vzhledem k vozíku χ. Druhý volný konec upínacího prvku 13 je obdobně prosunut druhým hnacím mechanismem vozíku X Je zřejmé, že provedení obou hnacích mechanismů nemusí být nutně v obou případech identické, ale vzhledem k možnému pohybu vozíku 1 po upínacím prvku 13 v obou směrech je symetrické provedení obou hnacích mechanismů výhodné. U příkladného provedení manipulátoru se upnutí vozíku χ manipulátoru ke kontrolovanému potrubí Γ4 pomocí upínacího prvku 13 provede tak, že se oba volné konce upínacího prvku 13, ve vyobrazeném příkladu provedení ozubeného řemenu, zavedou na příslušné tvarové kladky_6 přes naváděcí kladky χ a přítlačné kladky 7 a jsou následně utaženy pomocí příslušného řízení motorů _5 pohánějících tvarové kladky X které se v tu chvíli otáčejí proti sobě. Je samozřejmě možné ovládat i jen jeden motor _5, ale uvedeným řízením obou motorů 5 otáčejících se proti sobě se připnutí urychlí. Po dotažení na předem danou tažnou sílu vyvíjenou motory na upínací prvek je vozík ustaven v základní poloze na potrubí. Dopínám upínacího prvku Γ3 při provozu manipulátoru, zejména při provádění kontroly, je realizováno pomocí rozdílných otáček každého z motorů 5 pohánějícího příslušnou tvarovou kladku 6. Řídicí jednotka je naprogramována tak, že je předem stanovena tažná síla, která má být vyvinuta na upínací prvek 13, a tato síla je při provozu manipulátoru vytvářena příslušným ovládáním obou motorů 5 pohánějících tvarové kladky X obou hnacích mechanismů, kdy jeden motor _5_ zajišťuje pohyb vozíkuχ manipulátoru po upínacím prvku 13, zatímco druhý hnací mechanismus zajišťuje neustálé dopínání upínacího prvku 13 ke kontrolovanému potrubí 14 požadovanou tažnou silou. Tato tažná sílaje zvláště výhodně měřena z proudového odběru dopínajícího motoru _5, které neustále dopíná upínací prvek 13, přičemž zároveň umožňuje pohyb vozíku χ manipulátoru po upínacím prvku 13, který je zajišťován prvním motorem 5. Pohyb vozíku při současném dopínání upínacího prvku 13 je výhodně umožněn díky odpovídajícímu řízení obou motorů 5. Konkrétní hodnoty proudů a otáček na jednotlivých motorech jsou závislé zejména na použitých typech motorů a převodovek a nejsou zde uváděny.
Obr. 3 popisuje formou vývojového diagramu naprogramování řídící jednotky pro jednotlivé režimy řízení motorů 5 vozíku 1:
1. Vozík 1 manipulátoru je v klidu, tzn. brzdy obou motorů 5 jsou zabrzděny.
2. Při vydání pokynu operátora k pohybu vozíku j_ je nejprve vyhodnocen požadovaný směr pohybu vozíku 1, tedy zda je požadován pohyb vozíku ve směru za motorem 1 nebo za motorem 2.
3. Pokud bude výsledný pohyb ve směru za motorem 1, tj. motor 1 bude hnací motor udávající rychlost a délku pohybu, je motor 2 přepnut do proudového režimu, ve kterém je vyhodnocován proud procházející tímto motorem pro zajištění dopínání upínacího prvku 13 na předem nastavenou hodnotu a zároveň dojde k odbrzdění motoru 2. Tím vznikne tah v upínacím prvku.
4. Vyhodnocuje se pokračování pohybu vozíku za motorem 1.
5. Motor 1 se přepne do rychlostního režimu, přičemž rychlost motoru 1 je zatím rovna nule a dojde k odbrzdění motoru 1.
6. Vyhodnocuje se pokračování pohybu za motorem 1.
7. Nastaví se požadovaná rychlost obvodového pojezdu jako rychlost motoru 1.
8. Vyhodnocuje se pokračování pohybu za motorem 1.
O2T q2*
9. >14. jsou obdobou kroků 3. + 8. upravených pro pohyb za motorem 2.
Následně se ovládají oba motory 5 hnacích mechanismů tak, aby se zajistil požadovaný pohyb vozíku 1 manipulátoru po kontrolovaném potrubí 14 při současném neustálém dopínání upínacího prvku 13, přičemž se provádí vlastní kontrola svaru kontrolovaného potrubí 14 sondami snímajícími hodnoty měřených veličin pro vyhodnocení kvality svaru. Postupně se provede kontrola svaru kolem celého obvodu kontrolovaného potrubí 14.
Odborník zajisté pochopí, že je možná řada konstrukčních úprav popsaného příkladu provedení. Například je možné provést vozík v jednom celku, tedy bez obou naklápěcích částí, kdy jsou obě vodící dráhy uspořádány v příslušném odstupu od sebe, aby vozík mohl po upínacím prvku pojíždět kolem kontrolovaného potrubí, aniž by bylo nutné naklápět sklopné částí s příslušnými hnacími mechanismy. Nebo je naopak možné provést vozík s více než dvěma naklápěcími částmi, přičemž hnací mechanismus může být umístěn i ve více než dvou z nich. V takovém případě je vhodné provést příslušné naprogramování řídící jednotky ovládající tyto pohony tak, aby docházel k požadovanému posuvu vozíku po kontrolovaném potrubí při současném dotahování upínacího prvku tak, aby se vozík neuvolnil z potrubí.
Průmyslová využitelnost
Praktické použití navrhovaného řešení je uvažováno pro zkoušení obvodových svarů potrubí o vnějším průměru v rozsahu 200 Hm|až 1250 mm, ve všech průmyslových odvětvích a ve všech typech elektráren, zejména na potrubních systémech z nemagnetických materiálů instalovaných na provozovaných jaderných elektrárnách. Konstrukce umožňuje použití v místech, kde je přístup ke svaru omezený překážkami v radiálním i axiálním směru. Navrhované řešení může být využito i pro kontroly základního materiálu potrubí.
Seznam vztahových značek
1. Vozík
2. Rozpěra
3. Středové opěrné kolo
4. Postranní opěrné kolo
5. Motor
6. Tvarová kladka
7. Přítlačné kladka
8. Vodící kladka
9. Řemenový převod
10. Pohyblivé rameno
11. Upínací prostředek pro uchycení sondy
12. Aretační mechanismus
13. Upínací prvek
14. Potrubí
Claims (9)
- Patentové nároky1. Manipulátor pro kontrolu potrubí, zejména pro kontrolu obvodových svarů potrubí s omezeným přístupem, tvořený alespoň vozíkem (1) pro nesení alespoň jedné sondy, řídicí jednotkou a upínacím prvkem (13) pro upnutí kolem kontrolovaného potrubí (14), kde vozík (1) obsahuje hnací mechanismus a je vytvořen pro obvodový pohyb po upínacím prvku (13) kolem kontrolovaného potrubí (14), vyznačující se tím, že upínací prvek (13) je vytvořen pro obepnutí kontrolovaného potrubí (14) a má dva protilehlé volné konce a že vozík (1) je opatřen dvěma nezávislými od sebe vzdálenými hnacími mechanismy, které jsou vytvořeny pro uchycení vozíku (1) k upínacímu prvku (13) a k pohybu po něm kolem kontrolovaného potrubí (14), přičemž řídící jednotka je naprogramována pro ovládání jednoho hnacího mechanismu pro zajištění požadovaného pohybu vozíku (1) po kontrolovaném potrubí (14) a pro ovládání druhého hnacího mechanismu pro zajištění napnutí upínacího prvku (13) při uvedeném pohybu vozíku (1) přitažením upínacího prvku (13) k potrubí (14).
- 2. Manipulátor pro kontrolu potrubí podle nároku 1, vyznačující se tím, že vozík (1) obsahuje alespoň dvě naklápěcí části spojené kloubovým spojem pro přizpůsobení tvaru vozíku (1) různým vnějším průměrům kontrolovaného potrubí (14).
- 3. Manipulátor pro kontrolu potrubí podle nároku 2, vyznačující se tím, že kloubový spoj je opatřen aretačním mechanismem (12) pro jeho zafixování ve zvolené poloze.
- 4. Manipulátor pro kontrolu potrubí podle nároku 2 nebo 3, vyznačující se tím, že je opatřen alespoň jedním středovým opěrným kolem (3) uspořádaným v místě kloubového spoje.
- 5. Manipulátor pro kontrolu potrubí podle kteréhokoliv z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že každý z obou hnacích mechanismů obsahuje tvarovou kladkou (6) poháněnou motorem (5), přičemž tvarová kladka (6) je vytvořena pro podávání upínacího prvku (13) hnacím mechanismem.
- 6. Manipulátor pro kontrolu potrubí podle kteréhokoliv z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že upínacím prvkem (13) je ozubený řemen nebo řetěz.·· · · · · · 13 · ,· .*>· ··* »*·····
- 7. Manipulátor pro kontrolu potrubí podle kteréhokoliv z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že vozík (1) je opatřen pohyblivým ramenem (10) se směrem pohybu rovnoběžným s osou kontrolovaného potrubí (14).
- 8. Manipulátor pro kontrolu potrubí podle kteréhokoliv z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že vozík je napojen na řídící jednotku naprogramovanou alespoň pro pohyb v jednom z následujících režimů: upínací režim pro připevnění vozíku k potrubí nebo sundám z něj s omezeným silovým momentem pro zamezení zranění obsluhy)ra automatický kontrolní režim s aktivním dopínáním upínacího prvku.
- 9. Způsob upevnění manipulátoru pro kontrolu potrubí podle kteréhokoliv z nároků 1 až 8 ke kontrolovanému potrubí (14), vyznačující se tím, že se kolem potrubí uspořádá upínací prvek s volnými konci, které se následně uchytí do hnacích mechanismů vozíku, načež se ovládáním hnacích mechanismů přitáhne upínací prvek (13) kolem potrubí (14).
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2015-953A CZ2015953A3 (cs) | 2015-12-29 | 2015-12-29 | Manipulátor pro kontrolu potrubí, zejména pro kontrolu svarů potrubí s omezeným přístupem, a způsob uchycení manipulátoru k tomuto potrubí |
| EP16466016.9A EP3187871A1 (en) | 2015-12-29 | 2016-12-23 | Pipeline examination manipulator, preferably for examination of pipeline welds in places with difficult access, and method of attachment of such manipulator to a pipeline |
| RU2016151632A RU2016151632A (ru) | 2015-12-29 | 2016-12-27 | Манипулятор для контроля трубопроводов, прежде всего, для контроля сварных соединений трубопровода с ограниченным доступом, и способ крепления манипулятора к данному трубопроводу |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2015-953A CZ2015953A3 (cs) | 2015-12-29 | 2015-12-29 | Manipulátor pro kontrolu potrubí, zejména pro kontrolu svarů potrubí s omezeným přístupem, a způsob uchycení manipulátoru k tomuto potrubí |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ306666B6 CZ306666B6 (cs) | 2017-04-26 |
| CZ2015953A3 true CZ2015953A3 (cs) | 2017-04-26 |
Family
ID=57965627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2015-953A CZ2015953A3 (cs) | 2015-12-29 | 2015-12-29 | Manipulátor pro kontrolu potrubí, zejména pro kontrolu svarů potrubí s omezeným přístupem, a způsob uchycení manipulátoru k tomuto potrubí |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3187871A1 (cs) |
| CZ (1) | CZ2015953A3 (cs) |
| RU (1) | RU2016151632A (cs) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11650185B2 (en) | 2020-11-30 | 2023-05-16 | Saudi Arabian Oil Company | System and method for passive normalization of a probe |
| CN112589347B (zh) * | 2020-12-03 | 2023-03-07 | 中国核工业二四建设有限公司 | 一种应用于核电站钢衬里模块整体拼装的调整工装及系统 |
| CN113649671B (zh) * | 2021-08-02 | 2023-10-13 | 岭澳核电有限公司 | 核电站boss头焊缝引流堵漏修复方法、设备及介质 |
| CN114822889B (zh) * | 2022-04-24 | 2024-12-10 | 上海交通大学 | 竖直悬挂非固定狭长管道内壁面爬升与定位装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5233584A (en) * | 1975-09-09 | 1977-03-14 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | Device for driving detectors for ultrasonic flaw detectors |
| GB2012047A (en) * | 1978-01-05 | 1979-07-18 | Boc Subocean Services Ltd | Non-destructive testing of welds |
| GB2032046B (en) * | 1978-09-26 | 1982-09-08 | Sgs Sonomatic Ltd | Continuous surfaces |
| US4387598A (en) * | 1981-09-15 | 1983-06-14 | Electric Power Research Institute | Pipe scanner mechanism |
| JPS60146850U (ja) * | 1984-03-12 | 1985-09-30 | 三菱重工業株式会社 | 検査素子の保持装置 |
| FI93780C (fi) * | 1992-06-24 | 1995-05-26 | Imatran Voima Oy | Sovitelma erilaisten laitteiden kuljettamiseksi pitkänomaisten kappaleiden ympäri |
-
2015
- 2015-12-29 CZ CZ2015-953A patent/CZ2015953A3/cs unknown
-
2016
- 2016-12-23 EP EP16466016.9A patent/EP3187871A1/en not_active Withdrawn
- 2016-12-27 RU RU2016151632A patent/RU2016151632A/ru not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3187871A1 (en) | 2017-07-05 |
| CZ306666B6 (cs) | 2017-04-26 |
| RU2016151632A3 (cs) | 2020-05-19 |
| RU2016151632A (ru) | 2018-06-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ2015953A3 (cs) | Manipulátor pro kontrolu potrubí, zejména pro kontrolu svarů potrubí s omezeným přístupem, a způsob uchycení manipulátoru k tomuto potrubí | |
| EP1063521B1 (de) | Vorrichtung zur Prüfung von Rohrleitungen aus ferromagnetischen Materialien | |
| EP3682215B1 (en) | Speed control device for a smart pipeline inspection gauge | |
| JPH05188040A (ja) | パイプライン検査装置 | |
| KR101519410B1 (ko) | 배전선로 점검장치 | |
| KR101602903B1 (ko) | 비파괴검사용 벨트 스캐너 | |
| HRP20110678T1 (hr) | Postupak i uređaj za instaliranje kabela i cijevi u kanalizaciji koja nije pristupačna | |
| RU158684U1 (ru) | Устройство контроля гибов трубопроводов системы аварийного охлаждения зоны и системы компенсации давления | |
| WO2015194629A1 (ja) | 非破壊検査装置 | |
| US4403499A (en) | Cable tester arrangement and methods | |
| EP0045770A1 (en) | Method and apparatus for pipe inspection | |
| US20140197829A1 (en) | Mobile carrier system for at least one sensor element designed for non-destructive testing | |
| JPH05131924A (ja) | パイプライン検査等を行う台車の牽引回り継手 | |
| CZ29605U1 (cs) | Manipulátor pro kontrolu potrubí, zejména pro kontrolu svarů potrubí s omezeným přístupem | |
| FR2553890A1 (fr) | Appareil electromagnetique de manoeuvre de sondes | |
| KR101602905B1 (ko) | 비파괴검사용 벨트 스캐너 | |
| ES2864577T3 (es) | Dispositivo para remolcar un objeto tubular de gran longitud | |
| RU2516364C1 (ru) | Комплекс дефектоскопии технологических трубопроводов | |
| EP0134341A1 (en) | Magnetical testing device for supported objects | |
| FI93780B (fi) | Sovitelma erilaisten laitteiden kuljettamiseksi pitkänomaisten kappaleiden ympäri | |
| RU117568U1 (ru) | Система для перемещения устройств диагностики | |
| JP2004212161A (ja) | 配管検査方法 | |
| JPH09285893A (ja) | 自動溶接装置 | |
| JP5813735B2 (ja) | 配管の非破壊検査装置 | |
| KR200494940Y1 (ko) | 케이블 드럼의 지그 툴 |