钢管道内X射线探伤自动装置制造方法及图纸

本发明专利技术是一种钢管道内Ｘ射线探伤自动装置，属于无损检测、控制、信号装置等领域。本装置由管内机载部分和管外监控部分组成。机载部分是机电一体化自动作业小车，主要包括Ｘ射线机、变径机构、测长机构、驱动机构、控制系统、发收信号系统和电瓶等。管外监控部分主要包括发收信号主机及监视器。该装置通过无线遥控方式，能在管道内自动完成焊缝探伤作业。操作灵活方便，工作安全可靠，工效大大提高，交直流供电均可，适用性好。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到无损检测探伤设备，具体而言是一种管道内X射线探伤自动装置。管道焊缝探伤对确保管道工程质量至关重要。多年来，国内外最常用的探伤技术有超声波探伤，γ射线探伤，X射线探伤等，相应的专用探伤设备已普遍应用。在管道施工中常用的射线探伤方法是外照法双壁投影拍片，也就是将射线机置于管外一侧，将胶片置于管外另一侧。因此，射线要穿过双层管壁使胶片感光。这就要求射线辐射强度较高，人身防护比较困难。对于大直径管道探伤，每道焊缝要分几段多次拍片，所以工作效率较低。由于在管外进行探伤作业，在焊口处要挖一个足够大的操作坑，增加工作量。经检索发现，国外已有钢管道内照法单壁投影拍片设备。例如，美国专利3904878，是一种管道内爬行式X射线机，以液化气发电机提供电源驱动轮子前进或后退，采用机载X射线源在管内对管道焊缝进行探伤，在管外用γ射线源控制管内爬行机移动、停止及X射线机工作。由于机载装置包括了发电供电系统，所以整机结构比较复杂庞大。同时还由于采用γ射线源在管外控制，会给人身防护带来新的问题。又例如，英国JME公司研制的管道X射线爬行器，以蓄电池为动力源，以X射线源或γ射线源作为管内探伤射线源，所用的铱192γ射线源放射性活度高达20～120居里。以同位素铯137或钴60源在管外控制，其放射性活度为20毫居里。这两部分放射性源对人身安全防护构成更大威胁，并且给运输、保管和使用带来更大麻烦。再例如，中国专利92232940.0，称作“一种管道探伤爬机”，也是采用γ射线源作为管内探伤源。其控制方式是在管外焊缝处放置定位接收器，用来接收管内γ射线源泄漏射线信号，再通过管外控制仪表对管内爬机进行控制。控制仪表与管内爬机之间，控制仪表与定位接收器之间，都用信号电缆相连。该机不但存在γ射线源人身防护困难的缺点，而且拖两根较长的信号电缆很不方便，深入管内工作的距离受到限制。从已有技术的供电方式来看，有的只能直流供电，有的只能交流供电，而不能同一台设备既能用直流又能用交流供电。鉴于上述已有技术的缺点和不足之处，本专利技术的目的就在于提供一种既能以交流电，又能以蓄电池为动力，以X射线源为管内探伤源，采用无线遥控方式的钢管道内X射线探伤自动装置。它既能克服外照法双壁投影拍片的一系列缺点，又能克服上述内照法单壁投影拍片设备的某些缺点，并且操作更加灵活方便，工作更加可靠，适用性更强。上述目的是由下述技术方案实现的该装置包括管内机载部分和管外监控部分两大部分。管内机械部分是组装式变径可调机电一体化自动作业小车，主要包括X射线机、变径调节机构、旋转滚动测长机构、驱动机构、机载控制系统、机载发收信号系统和电源等。管外监控部分主要包括发收信号主机及监视器。其特征是管内机载部分作业小车分为前后两节，前节的最前端是第一个被动行走轮，通过第一种变径调节机构安装在X射线机头的前端。X射线机头与射线机控制箱体之间一侧径向安装摄像头和发光二极管。射线机控制箱体后部增加副电瓶组，箱体尾端是第一种变径调节机构、第二个被动行走轮及前后节小车连接件。后节小车的最前端是前后节小车连接件和第二种变径调节机构，装在后节小车壳体前端。壳体内前部装有机载图像信号发射及遥控信号接收系统及其天线，再向后依次是第三被动轮及滚动侧长机构总成、主电瓶组、驱动机构、机载可编程控制器系统、最后是电源总开关和动力电缆。管外监控部分的收发信号主机是一台图像信号接收及遥控信号发射装置，配有专用天线、监视器、手持键盘(也叫手持操作器)和电源。管内机载部分作业小车前进、倒退、停车、焊缝的对准、X射线机工作启停，均受机载可编程控制器系统控制。机载可编程控制器系统又受到管外监控部分控制。管外监控部分又是根据管内发射出来的图像信号进行控制操作的。操作人员一边观察管道内的情况，一边操作手持操作器键盘，去完成要求的动作。上述管内机载部分前节作业小车的前后两端具有第一种变径调节机构，该机构由被动轮支架、固定螺栓、支架导向板、固紧螺母、调节丝杠、丝杠固定螺母组成。支架导向板焊在X射线机的前、后端，被动轮支架通过紧固螺母安装在支架导向板上。调节丝杠上端通过铰链和横板安装在支架导板向下，可上下大幅度调节作业小车使其与管道基本同心。固定螺栓具有上下微调作用。上述管内机载部分后节作业小车的前端是第二种变径调节机构，采用左右相同的两个平行四边形连杆结构，由四根水平连杆、四块连接板、一根调节丝杠、一根横轴、一根十字轴构成。左边的两根水平连杆与左边的前后两块连接板构成左边平行四边形连杆结构，右边相同。调节丝杠上端通过铰链安装在两块后连接板之间的横轴上，丝扣下部装进十字轴的孔中。以上各部分构成一个立体整体结构，通过丝杠调节平行四边形连杆上下摆动，使后节小车中心线与不同直径的管道同心。上述管内机载部分后节作业小车前部的第三被动轮及滚动测长机构总成，由小车第三被动轮、齿轮轴、被动齿轮、旋转编码器、支架组成。齿轮轴也就是第三被动轮的轴，轴的中间一段带有齿轮，与被动齿轮啮合，被动齿轮与旋转编码器同轴，旋转编码器安装在支架上，支架安装在第三被动轮轴的轴承套上。上述管内机载部分后节作业小车后部的驱动机构，由直流电机、蜗轮减速器、驱动轮、轮轴、轴承组成。轮轴通过轴承安装在小车骨架底部。蜗轮减速器与电机同轴相联成为一体，也安装在小车骨架底部。上述机载部分的主蓄电瓶组的正负极接到主切换开关上，切换到直流供电时，原交流供电系统中的高压整流电路输入端被切断，由主蓄电瓶供电。副蓄电瓶组的正负极接到副切换开关上，切换到直流供电时，X线机的保护部分和控制部分转换成用副蓄电瓶组供电。主切换开关和副切换开关都装在X射线机控制箱体内的操作面板上。上述管内机载部分后节作业小车后部的机载可编程控制器，由可编程控制器配上180多条用梯形图语言编制的控制指令、接口扩展电路、继电器组组成。接口扩展电路介于可编程控制器与继电器组之间。以可编程控制器为控制主机，通过接口电路输入指令信号，去控制相应的继电器动作，执行操作指令，完成要求的动作。上述管内机载部分后节作业小车前部的机载图像信号发射及遥控信号接收系统，分为发射和接收两个通道。发射通道由CCD摄像头、视频放大器、微波调制器、双工器和天线组成。接收通道由天线、双工器、高频放大器、一体化调谐器、锁相环和继电器组成。两个通道共用一个双工器和一个天线，同时工作，互不干扰。上述管外监控部分的图像信号接收及遥控信号发射系统，分为接收和发射两个通道。接收通道由天线、双工器、高频放大器、一体化调谐器、视频放大器和监视器组成。发射通道由手持键盘、编码器、频率综合器、微波调制器、双工器和天线组成。两个通道共用一个双工器和一个天线，同时工作，互不干扰。上述管内外发收及收发系统中的双工器，是一个三端器件，由环形器和滤波器组成。环形器利用波的走向不同而使出波隔离，滤波器是将进出电波频率拉远而增加隔离度。该设备所用双工器差频119MHz，与环形器双管齐下，使输往天线的电波与从天线来的电波同时进出，互不影响。该系统图像信号的载波频率为1337MHz，遥控信号的载波频率为1218MHz。本专利技术由于采用了上述技术方案，其主要优点是与已有技术中的管道外照法双壁投影拍片探伤对比，可以实现360°周向一次曝光，拍照一道φ529×7mm管道焊缝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢管道内Ｘ射线探伤自动装置，包括管内机载部分和管外监控两大部分，管内机载部分是组装式变径可调机电一体化自动作业小车，主要包括Ｘ射线机、变径调节机构、滚动测长机构、驱动机构、机载控制系统、机载发收信号系统和电源等，管外监控部分主要包括收发信号主机及监视器，其特征是管内机载部分作业小车分为前后两节，前节的最前端是第一个被动行走轮，通过第一种变径调节机构安装在Ｘ射线机头的前端，Ｘ射线机头与射线机控制箱体之间一侧径向安装摄像机头和发光二极管，射线机控制箱体后部增加副电瓶组，箱体尾端是第一种变径调节机构、第二个被动行走轮及前后节小车连接件；后节小车的最前端是前后节小车连接件和第二种变径调节机构，装在后节小车壳体前端，壳体内前部装有机载图像信号发射及遥控信号接收系统及其天线，再向后依次是第三被动轮及滚动测长机构总成、主电瓶组、驱动机构、机载可编程控制器系统，最后是电源总开关和电力电缆；管外监控部分的发收信号主机是一台图像信号接收及遥控信号发射装置，配有专用天线、监视器、手持键盘和电源。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴进军，宋长山，孙法远，田宗民，高天宝，于志鑫，
申请(专利权)人：胜利石油管理局油建一公司，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]