一种爬行式制氢转化炉炉管内漏磁检测装置及其检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及的是一种爬行式制氢转化炉炉管内漏磁检测装置及其检测方法，其中爬行式制氢转化炉炉管内漏磁检测装置包括主检测装置、副检测装置、仿生爬行装置，仿生爬行装置包括电机、曲轴、支架、三对足，电机连接曲轴，一对前足、一对中足、一对后足依次沿曲轴长度方向设置，并在曲轴带动下沿行进方向前后摆动，主检测装置设置在前足与中足之间，后足与副检测装置之间设置万向节，副检测装置末端设置编码结构；主检测装置沿轴向磁化被检炉管，副检测装置沿周向磁化被检炉管，副检测装置通过辅助主检测装置，检测出炉管壁中沿各个方向开展的缺陷。本发明专利技术能更好地贴合炉管内直管部分和弯曲部分的形状，实现对制氢转化炉炉管缺陷的全面检测。

A kind of magnetic flux leakage detection device and its detection method in the tube of creeping hydrogen production converter

【技术实现步骤摘要】
一种爬行式制氢转化炉炉管内漏磁检测装置及其检测方法
：本专利技术涉及的是管道损伤检测器，具体涉及的是一种爬行式制氢转化炉炉管内漏磁检测装置及其检测方法。
技术介绍
：制氢转化炉在石油化工和炼油行业中应用十分广泛，而转化炉的核心是其管系。制氢转化炉的炉管长时间处于高温、高压以及临氢状态。在这样的工作环境下时常会发生氧化、腐蚀、高温蠕变等损伤，在炉管壁处形成微孔洞，随着微孔洞的进一步扩展、连接最终生成了微裂纹，而微裂纹在高温、高压、临氢的工作状态下极容易扩展致使炉管开裂失效，引发制氢装置停车，影响企业的生产过程，造成经济损失，甚至由于爆管引发重大安全事故，对环境和人民生命财产安全构成严重威胁。因此，制氢转化炉炉管定期检验与防护对保证安全稳定运行具有重要意义。目前研究论文大多利用超声波检测技术对制氢转化炉炉管进行检测。然而超声波检测对于即将穿孔的缺陷检测信号弱，存在盲区，且对于管壁的平整度要求较高。兴起于上世纪60年代的漏磁检测技术，集无损检测、磁性物理学、金属学等学科于一体，以其高精度、可靠性、易于自动化等特点，被广泛应用到罐区储罐底板、储罐罐壁以及管道的检测中，而将漏磁检测技术应用到检测制氢转化炉炉管的研究较少，目前尚无专门用于制氢转化炉炉管的漏磁扫描检测装置，这主要是由于其结构的限制和实施的难度。由于制氢反应炉炉管较长，且具有弯曲部分，难以实现内壁检测，且能同时检测炉管直管部分与弯曲部分的漏磁检测仪种类较少，本专利技术为制氢转化炉炉管内检测提供了一种有效的方案。
技术实现思路
：本专利技术的目的是提供一种爬行式制氢转化炉炉管内漏磁检测装置，这种爬行式制氢转化炉炉管内漏磁检测装置用于解决制氢反应炉炉管较长，且具有弯曲部分，难以实现内壁检测的问题，本专利技术的另一个目的提供了这种爬行式制氢转化炉炉管内漏磁检测装置的检测方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：这种爬行式制氢转化炉炉管内漏磁检测装置包括主检测装置、副检测装置、仿生爬行装置、万向节、编码结构，仿生爬行装置包括电机、曲轴、支架I、支架II、三对足，三对足为一对前足、一对中足、一对后足，电机连接曲轴，一对前足、一对中足、一对后足依次沿曲轴长度方向设置，并在曲轴带动下沿行进方向前后摆动，主检测装置设置在前足与中足之间，后足与副检测装置之间设置万向节，副检测装置末端设置编码结构；主检测装置沿轴向磁化被检炉管，副检测装置沿周向磁化被检炉管，副检测装置通过辅助主检测装置以便于检测出炉管壁中沿各个方向开展的缺陷；一对前足从支架I的底板两侧伸出，前二连杆位于两个前足之间，前二连杆通过曲轴铰接，前二连杆的两端通过伸缩球杆连接支架I；一对中足从支架II的底板前端两侧伸出，中二连杆位于两个中足之间，中二连杆通过曲轴铰接，中二连杆的两端连接支架II；一对后足从支架II的底板后端两侧伸出，后二连杆位于两个后足之间，后二连杆通过曲轴铰接，前二连杆的两端通过另外的伸缩球杆连接支架II。上述方案中主检测装置中心的主支撑环的侧面与环面开设有螺纹孔，侧面与主隔板相连接，外环面套有环形衔铁，环形衔铁沿轴向分别套有两个环形永磁体，环形衔铁、环形永磁体、磁化气隙、被检炉管内表面形成了闭合的磁回路，并沿轴向磁化被检炉管，环形衔铁外还套有探头固定环、多个探头沿固定环周向排列形成一圈检测环，两个主隔板分别套有主环形橡胶刷，主环形橡胶刷与被检炉管内壁柔性接触。上述方案中副检测装置中心的副支撑环的侧面与环面开设有螺纹孔，侧面与副隔板相连接，四个弧形衔铁固定于副支撑环外环面且沿周向排列，每个弧形衔铁分别固定一对块状永磁体，弧形衔铁、块状永磁体、磁化气隙、被检炉管内表面形成了四个闭合的磁回路，分四个部分沿周向磁化被检炉管，每对永磁体中间设置多个检测探头排列形成的检测结构、多个检测探头排列于探头固定结构之上，探头固定结构通过螺栓与弧形衔铁连接，两个副隔板分别套有副环形橡胶刷，副环形橡胶刷与被检炉管内壁柔性接触。上述方案中一对前足、一对中足、一对后足具有弹性，且套有橡胶套，增加与炉管壁的摩擦性。上述方案中万向节由侧板I，万向连杆，十字轴，侧板II以及橡胶支撑筒构成，侧板I通过螺栓与支架II的后板相连接，侧板II通过螺栓与副检测装置的侧板相连接，橡胶支撑筒套于侧板I和侧板II之间。上述方案中编码结构包括支架III、弹簧、拉杆、编码器、编码器轮，支架III固定在副检测装置末端上，弹簧置于支架III底座上，弹簧连接拉杆，拉杆另一端与支架III的支杆铰接，支杆另一端为编码器座，编码器和编码器轮安装于编码器座上，支架III上所设置的弹簧与拉杆使得编码器与编码器轮能够随着被检炉管的形状上下移动且时刻与炉管壁贴合。上述方案中的编码器采用e6a2型旋转光电脉冲编码器，所选择的采样间距为2mm。上述爬行式制氢转化炉炉管内漏磁检测装置的检测方法：将爬行式制氢转化炉炉管内漏磁检测装置放入待检炉管内，再将系统电源以及工程计算机打开并进入检测界面；打开电机开关，调节电机的旋转方向和转速，电机的转动带动曲轴转动，进而带动一对中足左右摆动，一对前足与一对后足前后摆动，当一对中足向左摆动时，右前足和右后足向后摆动，左前足和左后足向前摆动，由于主检测装置、副检测装置通过各自的环形橡胶刷与炉管内壁柔性接触，右前足和右后足接触炉管壁，而左前足和左后足与炉管壁分离，因此带动主检测装置、副检测装置向前行进；反之，当一对中足向右摆动时，左前足和左后足向后摆动，右前足和右后足向前摆动，此时，左前足和左后足接触炉管壁，而右前足和右后足与炉管壁分离，带动主检测装置、副检测装置向前行进；通过控制电机的转速控制行进速度，改变电机的旋转方向前进和后退；前进或后退过程中，主检测装置和副检测装置分别将炉管内壁沿轴向和周向磁化，形成饱和的轴向励磁场和周向励磁场；当缺陷存在时，磁力线会溢出炉管内壁表面，形成漏磁场，此时，主检测装置的探头和副检测装置的探头会捕捉到漏磁场信号；由于主检测装置对于沿周向开展的缺陷的探测能力较弱，容易引起漏查，这时引入沿周向励磁的副检测装置探测到沿周向开展的缺陷的明显的漏磁信号，提高检测精度；编码器轮时刻贴紧炉管内表面，编码器轮随着前进时，带动编码器旋转，编码器每旋转一定角度就会向数据采集卡的信号接收器发送一个电脉冲信号，这个电脉冲信号将会被数据采集卡处理成里程数据；同时，探头所探测到的信号将被传递到数据采集卡的信号接收端，并被数据采集卡转换成漏磁数据；两组检测装置的两组漏磁数据由数据采集卡发送到工程计算机，完成了沿各个方向开展的缺陷的扫查；编码器随着编码器轮旋转最终产生的里程数据由数据采集卡发送到工程计算机，实现了对缺陷的定位；两组检测装置探测到的数据由工程计算机处理最终生成两组检测报告，通过两组报告的整合最终实现对炉管缺陷的全面检查。本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术设计的六足爬行结构实现了检测装置在制氢转化炉炉管内行进的功能，通过控制电机的旋转速度和方向可以将检测装置调节到合适的行进速度，并控制装置的前进和后退。足部结构具有弹性，可保证装置在炉管内稳定前行，并更好地贴合炉管内直管部分和弯曲部分的形状。足部套有橡胶套，防止足部与炉管内管壁打滑。2、本专利技术通过以主检测装置为主，以副检测装置为辅助的方式，能够探测到沿各个方向开展的缺陷的明显本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种爬行式制氢转化炉炉管内漏磁检测装置，其特征在于：这种爬行式制氢转化炉炉管内漏磁检测装置包括主检测装置（1）、副检测装置（2）、仿生爬行装置、万向节（6）、编码结构（7），仿生爬行装置包括电机（3）、曲轴（8）、支架I（42）、支架II（51）、三对足，三对足为一对前足、一对中足、一对后足，电机（3）连接曲轴（8），一对前足、一对中足、一对后足依次沿曲轴（8）长度方向设置，并在曲轴（8）带动下沿行进方向前后摆动，主检测装置（1）设置在前足与中足之间，后足与副检测装置（2）之间设置万向节（6），副检测装置（2）末端设置编码结构（7）；主检测装置（1）沿轴向磁化被检炉管，副检测装置（2）沿周向磁化被检炉管，副检测装置（2）通过辅助主检测装置（1）以便于检测出炉管壁中沿各个方向开展的缺陷；一对前足从支架I（42）的底板两侧伸出，前二连杆位于两个前足之间，前二连杆通过曲轴（8）铰接，前二连杆的两端通过伸缩球杆连接支架I（42）；一对中足从支架II（51）的底板前端两侧伸出，中二连杆位于两个中足之间，中二连杆通过曲轴（8）铰接，中二连杆的两端连接支架II（51）；一对后足从支架II（51）的底板后端两侧伸出，后二连杆位于两个后足之间，后二连杆通过曲轴（8）铰接，前二连杆的两端通过另外的伸缩球杆连接支架II（51）。...

【技术特征摘要】
1.一种爬行式制氢转化炉炉管内漏磁检测装置，其特征在于：这种爬行式制氢转化炉炉管内漏磁检测装置包括主检测装置（1）、副检测装置（2）、仿生爬行装置、万向节（6）、编码结构（7），仿生爬行装置包括电机（3）、曲轴（8）、支架I（42）、支架II（51）、三对足，三对足为一对前足、一对中足、一对后足，电机（3）连接曲轴（8），一对前足、一对中足、一对后足依次沿曲轴（8）长度方向设置，并在曲轴（8）带动下沿行进方向前后摆动，主检测装置（1）设置在前足与中足之间，后足与副检测装置（2）之间设置万向节（6），副检测装置（2）末端设置编码结构（7）；主检测装置（1）沿轴向磁化被检炉管，副检测装置（2）沿周向磁化被检炉管，副检测装置（2）通过辅助主检测装置（1）以便于检测出炉管壁中沿各个方向开展的缺陷；一对前足从支架I（42）的底板两侧伸出，前二连杆位于两个前足之间，前二连杆通过曲轴（8）铰接，前二连杆的两端通过伸缩球杆连接支架I（42）；一对中足从支架II（51）的底板前端两侧伸出，中二连杆位于两个中足之间，中二连杆通过曲轴（8）铰接，中二连杆的两端连接支架II（51）；一对后足从支架II（51）的底板后端两侧伸出，后二连杆位于两个后足之间，后二连杆通过曲轴（8）铰接，前二连杆的两端通过另外的伸缩球杆连接支架II（51）。2.根据权利要求1所述的爬行式制氢转化炉炉管内漏磁检测装置，其特征在于：所述的主检测装置（1）中心的主支撑环（17）的侧面与环面开设有螺纹孔，侧面与主隔板（11）相连接，外环面套有环形衔铁（16），环形衔铁（16）沿轴向分别套有两个环形永磁体（13），环形衔铁（16）、环形永磁体（13）、磁化气隙、被检炉管内表面形成了闭合的磁回路，并沿轴向磁化被检炉管，环形衔铁（16）外还套有探头固定环（15）、多个探头沿固定环周向排列形成一圈检测环（14），两个主隔板（11）分别套有主环形橡胶刷（12），主环形橡胶刷（12）与被检炉管内壁柔性接触。3.根据权利要求2所述的爬行式制氢转化炉炉管内漏磁检测装置，其特征在于：所述的副检测装置（2）中心的副支撑环（27）的侧面与环面开设有螺纹孔，侧面与副隔板（21）相连接，四个弧形衔铁（26）固定于副支撑环（27）外环面且沿周向排列，每个弧形衔铁（26）分别固定一对块状永磁体（23），弧形衔铁（26）、块状永磁体（23）、磁化气隙、被检炉管内表面形成了四个闭合的磁回路，分四个部分沿周向磁化被检炉管，每对永磁体中间设置多个检测探头排列形成的检测结构、多个检测探头排列于探头固定结构之上，探头固定结构通过螺栓与弧形衔铁（26）连接，两个副隔板（21）分别套有副环形橡胶刷（22），副环形橡胶刷（22）与被检炉管内壁柔性接触。4.根据权利要求3所述的爬行式制氢转化炉炉管内漏磁检测装置，其特征在于：所述的一对前足、一对中足、一对后足具有弹性，且套有橡胶套，增加与炉管壁的摩擦性。5.根据权利要求4所述的爬行式制氢转化炉炉管内漏磁检测装置，其特征在于：所述的万向节（6）由侧板I（61），万向连杆（62），十字轴（63），侧板II（64）以及橡胶支撑筒（65）构成，侧板I（61）通过螺栓与支架II（51）的后板相连接，侧板II（64）通过螺栓与副检测装置（2）的侧板相连接，橡胶支撑筒（65...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔巍，张强，张煜杭，董康兴，冯子明，李玉伟，
申请(专利权)人：东北石油大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23