在役管道或压力容器的超声波检测装置及检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种在役管道或压力容器的超声波检测装置及检测方法，其包括：轨道组件，包括柔性轨道以及用于将柔性轨道定位在待检测壁面上的辅助定位件；检测小车，包括小车主体、横向驱动组件以及相控阵检测探头组件，所述相控阵检测探头组件与小车主体固定，小车主体置于柔性轨道上、且在横向驱动组件的驱动下沿所述柔性轨道运动；纵向驱动组件，与所述柔性轨道相连，带动柔性轨道沿待检测壁面移动；检测控制器，包括与相控阵检测探头组件中的相控阵探头相连的探头激励单元，以及与所述纵向驱动组件和横向驱动组件相连的移动控制单元。本发明专利技术可适用于各种外径以及各种壁面的检测。

【技术实现步骤摘要】
在役管道或压力容器的超声波检测装置及检测方法
本专利技术涉及在役管道或压力容器检测
，特别是涉及一种在役管道或压力容器的超声波检测装置及检测方法。
技术介绍
近年来，随着我国国民经济的高速发展，对能源的需求也日益增长，同时带动了一大批石油化工企业的发展。这些行业无论是用于原料的储存，运输还是化工冶炼的工业过程，都要用到大量的管道和压力容器。这些管道和压力容器的安全运营至关重要。特别是管道或压力容器处于长期加压输气和卸压放气的过程容易产生金属疲劳，而且很多管道或压力容器放置在地面，周围并没有地下设施之类进行保护。如果管道或压力容器内部有小的裂纹或腐蚀，在加压卸压过程中会产生应力集中从而使裂纹进一步扩展并有可能最终造成事故。所以对管道或压力容器的定期检测就显得尤为重要，使裂纹或腐蚀在发展的初期被检出并采取措施防止进一步扩展。目前对压力容器的检测依照通用压力容器的检验标准“TSGR7001-2013《压力容器定期检验规则》”，而且现在的检测手段采用人工手动探伤的方法，但手动检测方法有几个缺点：1.管道或压力容器的检测总面积较大，手工检测费时费力；2.手工检测手段没有可存入电脑的检测结果，很难对管道或压力容器的检测服务进行可靠的质量跟踪与管理；3.手工检测的覆盖率及耦合质量都很难进行控制，直接影响了检测效果；4.人工检测每次只能用一种检测模式，而真正可靠地检测管道或压力容器要多种模式共同检测。根据我国能源行业标准NB/T47013.3-2015中关于承压设备用无缝钢管超声检测方法和质量分级的规定，检测时需检测出钢管内部纵向缺陷，横向缺陷以及平底孔缺陷，因而完成检测需要从多种角度检测才能完成，人工检测的方法费时费力。因此，需要一种自动化超声波扫描设备对在役管道及压力容器进行100％的全覆盖检测。为此行业中已出现得到应用的便携式超声波C扫描装置，典型的是英国的银翼公司推出的便携式超声波扫描设备，这些设备的特点都是依赖于一个带X轴刚性导轨的扫查架，探头沿X轴往复移动，Y轴驱动电机带动扫查架沿Y轴方向移动。这些扫查架用于管道检测时，由于X轴是刚性的不能弯曲，X轴只能沿管道轴向方向放置，因而扫描方向也就是X轴方向选在管道的轴线方向上，Y轴的步进选在管道的圆周方向上。由于X轴导轨的长度非常有限，所以这些扫查架一次扫描管道的轴向长度非常有限，往往小于0.5米。当这些扫查架用于检测长的管道时，操作人员需要每次只能扫描0.5米再移到下一个0.5米区域扫描，因此完成一个10米长的管道检测需要分成20次扫描才能完成，因而检测的自动化程度很低。另外，由于X轴采用刚性导轨，这类便携式扫描只能沿管道轴线方向放置才能检测，现场使用的局限性很多。因而迫切需要一种扫描装置，能够实现方便快速扫描管道及压力容器的目的，同时该扫描装置既可用到不同管径管道的检测，也可用于平板或压力容器的检测。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种在役管道或压力容器的超声波检测装置及检测方法，用于解决现有技术中管道或压力容器难以高效检测的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种在役管道或压力容器的超声波检测装置，其包括：轨道组件，包括柔性轨道以及用于将柔性轨道定位在待检测壁面上的辅助定位件；检测小车，包括小车主体、横向驱动组件以及相控阵检测探头组件，所述相控阵检测探头组件与小车主体固定，小车主体置于柔性轨道上、且在横向驱动组件的驱动下沿所述柔性轨道运动；纵向驱动组件，与所述柔性轨道相连，带动柔性轨道沿待检测壁面移动；检测控制器，包括与相控阵检测探头组件中的相控阵探头相连的探头激励单元，以及与所述纵向驱动组件和横向驱动组件相连的移动控制单元。优选的，所述相控阵检测探头组件包括密封的探头腔、以及至少一个所述相控阵探头，所有相控阵探头的探头部均位于探头腔内，构成探头腔、且与所述探头部相对的腔壁由弹性的透声薄膜构成。优选的，所述探头腔的腔壁上还设有向腔内加压的冲压嘴。优选的，在检测时，所述探头腔内充有耦合液，所述透声薄膜向外凸起、且与待检测壁面紧贴。优选的，所述小车主体上设有导向轮。优选的，所述柔性轨道上设有齿条，所述小车主体上设有与所述齿条相啮合的齿轮，所述横向驱动组件中的横向电机与所述齿轮传动相连。优选的，所述轨道组件包括两条平行的所述柔性轨道，所述小车主体置于两条柔性轨道之间，所述相控阵探头的检测面与两条柔性轨道间的宽度匹配。优选的，所述辅助定位件与所述待检测壁面吸合的磁吸件。优选的，所述辅助定位件为与所述柔性轨道衔接形成闭合圈的绳状件。优选的，所述检测小车上设有编码器，编码器与所述移动控制单元信号相连，使探头激励单元根据检测小车行走的距离周期型地发射超声波进行检测。优选的，所述柔性轨道由柔性材料制成，随所述待检测壁面的表面伸展。本专利技术还提供一种在役管道或压力容器的超声波检测方法，其采用如上所述的在役管道或压力容器的超声波检测装置进行检测，包括：1)将所述轨道组件铺设在待检测壁面上，所述相控阵检测探头组件与待检测壁面贴合；2)进行检测，所述移动控制单元控制所述横向驱动组件和所述纵向驱动组件交替动作，横向驱动组件控制检测小车在柔性轨道两端间沿柔性轨道作横向运动，纵向驱动组件控制柔性轨道在待检测壁面上作纵向运动，且在检测小车作横向运动中，所述探头激励单元激励相控阵探头动作、使其实时对壁面进行检测，相控阵探头检测的数据信息传输给所述检测控制器；通过横向运动和纵向运动结合实现待检测壁面的全覆盖检测。优选的，所述检测小车上设有编码器，所述检测小车作横向运动时，所述相控阵探头横向扫描间距由所述检测控制器通过编码器控制。优选的，纵向运动时，所述柔性轨道行走间距为所述检测小车上所述相控阵探头的纵向扫描宽度匹配。如上所述，本专利技术的在役管道或压力容器的相控阵超声波检测装置及检测方法，具有以下有益效果：采用柔性轨道，其便于携带与使用，柔性轨道可随着管道或容器表面自然弯曲，易实现将相控阵检测探头组件贴在管道或压力容器上，完成对管道或压力容器横向的全方位检测；另外通过纵向驱动组件可使柔性轨道沿管道或压力容器进行纵向移动，实现对管道或压力容器纵向的全方位检测；另外，辅助定位件的设置可使柔性轨道不受管道或压力容器的外径限制，其可适用于各种外径以及各种壁面的检测。附图说明图1显示为本专利技术的在役高压管道或压力容器的超声波检测装置示意图。图2显示为本专利技术的柔性轨道在压力容器上检测的示意图。图3显示本专利技术的在役高压管道或压力容器的超声波检测装置的原理框图。图4显示为本专利技术在役高压管道或压力容器的超声波检测装置的工作状态图。图5显示为本专利技术检测小车和柔性轨道的具体结构图。图6显示为本专利技术检测小车的剖视图。图7显示为本专利技术相控阵检测探头组件的激发角度和模式。元件标号说明1待检测壁面2辅助定位件3纵向驱动组件4柔性轨道...

【技术保护点】
1.一种在役管道或压力容器的超声波检测装置，其特征在于：包括：/n轨道组件，包括柔性轨道以及用于将柔性轨道定位在待检测壁面上的辅助定位件；/n检测小车，包括小车主体、横向驱动组件以及相控阵检测探头组件，所述相控阵检测探头组件与小车主体固定，小车主体置于柔性轨道上、且在横向驱动组件的驱动下沿所述柔性轨道运动；/n纵向驱动组件，与所述柔性轨道相连，带动柔性轨道沿待检测壁面移动；/n检测控制器，包括与相控阵检测探头组件中的相控阵探头相连的探头激励单元，以及与所述纵向驱动组件和横向驱动组件相连的移动控制单元。/n

【技术特征摘要】
1.一种在役管道或压力容器的超声波检测装置，其特征在于：包括：
轨道组件，包括柔性轨道以及用于将柔性轨道定位在待检测壁面上的辅助定位件；
检测小车，包括小车主体、横向驱动组件以及相控阵检测探头组件，所述相控阵检测探头组件与小车主体固定，小车主体置于柔性轨道上、且在横向驱动组件的驱动下沿所述柔性轨道运动；
纵向驱动组件，与所述柔性轨道相连，带动柔性轨道沿待检测壁面移动；
检测控制器，包括与相控阵检测探头组件中的相控阵探头相连的探头激励单元，以及与所述纵向驱动组件和横向驱动组件相连的移动控制单元。


2.根据权利要求1所述的在役管道或压力容器的超声波检测装置，其特征在于：所述相控阵检测探头包括密封的探头腔、以及至少一个相控阵探头，所有相控阵探头的探头部均位于探头腔内，构成探头腔、且与所述探头部相对的腔壁由弹性的透声薄膜构成。


3.根据权利要求2所述的在役管道或压力容器的超声波检测装置，其特征在于：所述探头腔的腔壁上还设有向腔内加压的冲压嘴。


4.根据权利要求2所述的在役管道或压力容器的超声波检测装置，其特征在于：在检测时，所述探头腔内充有耦合液，所述透声薄膜向外凸起、且与待检测壁面紧贴。


5.根据权利要求2所述的在役管道或压力容器的超声波检测装置，其特征在于：所述小车主体上设有导向轮。


6.根据权利要求1所述的在役管道或压力容器的超声波检测装置，其特征在于：所述柔性轨道上设有齿条，所述小车主体上设有与所述齿条相啮合的齿轮，所述横向驱动组件中的横向电机与所述齿轮传动相连。


7.根据权利要求1所述的在役管道或压力容器的超声波检测装置，其特征在于：所述轨道组件包括两条平行的所述柔性轨道，所述小车主体置于两条柔性轨道之间，所述相控阵探头的检测面与两条柔性轨道间的宽度匹配。

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【专利技术属性】
技术研发人员：张峰，左晓杰，田卫星，艾懿硕，刘禾，扈秀峰，唐伟，杨虎诚，许明，李剑，
申请(专利权)人：上海鼎声电子科技有限公司，山东省特种设备检验研究院鲁特检验检测有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31