【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于容器检测，具体为一种用于大型压力容器现场检测的超声波检测装置。
技术介绍
1、压力容器用于盛装具有一定压力的液体或气体，是化工生产设备的重要组成部分。压力容器检测是保证压力容器使用过程中安全性和可靠性的不可或缺的重要环节。一般化工生产中使用的大型压力容器由钢板焊接工艺制成，因此压力容器检测主要是对压力容器焊接部位的焊缝进行检测。压力容器检测分为出厂检测和定期年检，焊接缺陷中的夹渣、凹坑、气孔、咬边、焊瘤、局部烧穿、未焊透等缺陷一般在出厂检测中就会被检出，定期年检主要是检测在使用过程中可能出现的焊接处的内部裂纹。压力容器检测有x射线、超声波、磁探伤等多种方式，出厂检测由于尚未安装使用，可以灵活的使用其中一种或者多种组合进行检测。但是压力容器在使用过程中的定期检测，由于设备庞大并且安装了多类型的管路和线路，无法实现拆卸返厂检测，只能在工业现场进行检测，这时x射线的辐射效应、磁探伤的精度低等缺点就比较明显，主要检测手段为超声波检测。超声波检测与x射线检测相比尽管不存在射线辐射，对检测人员安全性高，但是超声波检测对超声波探头与压力容器壁之间的位置耦合非常敏感，需要精细调整超声波探头与压力容器壁之间的位置关系，否则容易出现漏检和误检现象。
2、现有技术的缺点：
3、目前在工业现场对压力容器的超声波检测主要以人工检测为主，对压力容器表面进行打磨，喷涂机油等耦合剂，手持超声波探头沿着焊缝侧边进行反复探测，观察超声波回波数据。这种方法是最传统有效的方式，但是由于人工检测工作量巨大且现场环境恶劣，常常只能进行
技术实现思路
1、针对现有技术在工业现场对压力容器超声波检测的不足，本专利技术提供了一种用于大型压力容器现场检测的超声波检测装置，利用超声波检测探头体积小、重量轻的特点，研制轻质结构可方便地安装于压力容器本体，可精细控制超声波探头沿焊缝方向和垂直焊缝方向的缓慢运动，通过调节安装杆和柔性轨道的尺寸，尽可能增大压力容器焊缝的可检测区域，可实现局部区域的自动化精细检测并适用于同区域多次重复探测，设备成本低廉，无其它使用安全隐患。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种用于大型压力容器现场检测的超声波检测装置，包括超声波探头、超声波柔性轨道包覆机构、真空吸盘固定装置、沿轨道充油推动装置、垂直轨道推动装置和控制器，所述超声波探头置于超声波柔性轨道包覆机构中，所述超声波柔性轨道包覆机构的两端通过真空吸盘固定装置紧贴于压力容器的外壁上，所述超声波柔性轨道包覆机构的轨道内部充油，利用沿轨道充油推动装置中微型油泵实现超声波探头沿柔性轨道方向的缓慢位移运动，所述超声波柔性轨道包覆机构的侧壁与垂直轨道推动装置相连接，通过控制步进电机的运动来提供垂直轨道的推力运动，实现对压力容器焊缝处可能出现的内部裂纹进行检测。
3、优选地，所述超声波柔性轨道包覆机构包括聚合物柔性轨道和包覆在聚合物柔性轨道外侧的薄膜覆盖套，所述薄膜覆盖套的两端设有硬质密封端，所述聚合物柔性轨道的内部充油，其内侧壁的结构超声波检测探头的外轮廓吻合，所述薄膜覆盖套的厚度小于用于检测的超声波的半个波长。
4、优选地，所述聚合物柔性轨道在薄膜覆盖套的包覆下通过01号拉线穿舱件、01号油管穿舱件、01号高频线穿舱件、02号油管穿舱件与沿轨道充油推动装置进行连接，聚合物柔性轨道的腔体结构及连接管路全部密封充油；其中超声波检测探头的检测数据线通过超声波检测高频线、穿过01号高频线穿舱件、在高频线套管的保护下再通过02号高频线穿舱件与沿轨道充油推动装置内部的自动收线器连接，自动收线器通过超声波检测器控制线与控制器连接，实现对超声波检测探头发射波控制和接收波的数据采集；所述超声波检测探头的沿轨道位移数据通过位移传感器拉线，穿过01号拉线穿插件、拉线套管02号拉线穿舱件与沿轨道充油推动装置内部的拉线传感器连接，拉线传感器通过拉线传感器控制线与控制器连接，实现对超声波检测探头沿轨道方向位置的记录及沿该方向位置移动的数据反馈。
5、优选地，所述聚合物柔性轨道在薄膜覆盖套的包覆下通过01号油管穿舱件、01号油管、04号油管穿舱件与微型油泵相连，微型油泵再通过03号油管穿舱件、02号油管、02号油管穿舱件返回与聚合物柔性轨道内部连通，形成内部完全密封的充油回路，微型油泵同时通过微型油泵水密接插件、微型油泵控制线与控制器相连，控制器控制微型油泵的转速，使得超声波检测探头两端的油压差发生变化，超声波检测探头在油压差的推动下可以沿柔性轨道方向缓慢移动。
6、优选地，所述沿轨道充油推动装置为充油密封箱体，用于放置微型油泵、自动收线器、拉线传感器，并连接超声波柔性轨道包覆机构的充油油路、线路端和控制器的非充油线路端，为降低微型油泵震动对拉线传感器测量可能带来的扰动，在微型油泵底部设计了弹簧支架结构用于进行震动缓冲。
7、优选地，所述真空吸盘固定装置包括若干真空吸盘和配合真空吸盘的吸附胶圈，利用吸附胶圈与压力容器光滑表面接触时压实排出吸附胶圈内部气体，使吸附胶圈内部气压低于外部大气压，从而产生内外压差形成表面吸附力，同时通过胶圈套和吸附扳手固定住吸附胶圈排出空气时的形变状态；每两个真空吸盘中间通过一个真空吸盘连接板连接组成一个真空吸盘对，一共有五个真空吸盘对，分别为01号真空吸盘对、02号真空吸盘对和03号真空吸盘对、04号真空吸盘对、05号真空吸盘对。
8、优选地，所述01号真空吸盘对和02号真空吸盘对通过真空吸盘连接板上的无牙螺杆紧固件、01号无牙螺杆进行连接，形成固定支撑结构，无牙螺杆套管横穿柔性轨道的硬质密封端，将01号无牙螺杆穿过无牙螺杆套管，就构成了对超声波柔性轨道包覆机构的固定，另一端以同样的方式进行固定；利用01号无牙螺杆和无牙螺杆套管接触面的光本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于大型压力容器现场检测的超声波检测装置，其特征在于：包括超声波探头、超声波柔性轨道包覆机构、真空吸盘固定装置、沿轨道充油推动装置、垂直轨道推动装置和控制器，所述超声波探头置于超声波柔性轨道包覆机构中，所述超声波柔性轨道包覆机构的两端通过真空吸盘固定装置紧贴于压力容器的外壁上，所述超声波柔性轨道包覆机构的轨道内部充油，利用沿轨道充油推动装置中微型油泵实现超声波探头沿柔性轨道方向的缓慢位移运动，所述超声波柔性轨道包覆机构的侧壁与垂直轨道推动装置相连接，通过控制步进电机的运动来提供垂直轨道的推力运动，实现对压力容器焊缝处可能出现的内部裂纹进行检测。
2.根据权利要求1所述的一种用于大型压力容器现场检测的超声波检测装置，其特征在于：所述超声波柔性轨道包覆机构包括聚合物柔性轨道和包覆在聚合物柔性轨道外侧的薄膜覆盖套，所述薄膜覆盖套的两端设有硬质密封端，所述聚合物柔性轨道的内部充油，其内侧壁的结构超声波检测探头的外轮廓吻合，所述薄膜覆盖套的厚度小于用于检测的超声波的半个波长。
3.根据权利要求2所述的一种用于大型压力容器现场检测的超声波检测装置，其特征在于：
4.根据权利要求2所述的一种用于大型压力容器现场检测的超声波检测装置，其特征在于：所述聚合物柔性轨道在薄膜覆盖套的包覆下通过01号油管穿舱件、01号油管、04号油管穿舱件与微型油泵相连，微型油泵再通过03号油管穿舱件、02号油管、02号油管穿舱件返回与聚合物柔性轨道内部连通，形成内部完全密封的充油回路，微型油泵同时通过微型油泵水密接插件、微型油泵控制线与控制器相连，控制器控制微型油泵的转速，使得超声波检测探头两端的油压差发生变化，超声波检测探头在油压差的推动下可以沿柔性轨道方向缓慢移动。
5.根据权利要求4所述的一种用于大型压力容器现场检测的超声波检测装置，其特征在于：所述沿轨道充油推动装置为充油密封箱体，用于放置微型油泵、自动收线器、拉线传感器，并连接超声波柔性轨道包覆机构的充油油路、线路端和控制器的非充油线路端，为降低微型油泵震动对拉线传感器测量可能带来的扰动，在微型油泵底部设计了弹簧支架结构用于进行震动缓冲。
6.根据权利要求1所述的一种用于大型压力容器现场检测的超声波检测装置，其特征在于：所述真空吸盘固定装置包括若干真空吸盘和配合真空吸盘的吸附胶圈，利用吸附胶圈与压力容器光滑表面接触时压实排出吸附胶圈内部气体，使吸附胶圈内部气压低于外部大气压，从而产生内外压差形成表面吸附力，同时通过胶圈套和吸附扳手固定住吸附胶圈排出空气时的形变状态；每两个真空吸盘中间通过一个真空吸盘连接板连接组成一个真空吸盘对，一共有五个真空吸盘对，分别为01号真空吸盘对、02号真空吸盘对、03号真空吸盘对、04号真空吸盘对和05号真空吸盘对。
7.根据权利要求6所述的一种用于大型压力容器现场检测的超声波检测装置，其特征在于：所述01号真空吸盘对和02号真空吸盘对通过真空吸盘连接板上的无牙螺杆紧固件、01号无牙螺杆进行连接，形成固定支撑结构，无牙螺杆套管横穿柔性轨道的硬质密封端，将01号无牙螺杆穿过无牙螺杆套管，就构成了对超声波柔性轨道包覆机构的固定，另一端以同样的方式进行固定；利用01号无牙螺杆和无牙螺杆套管接触面的光滑性，使超声波柔性轨道包覆机构在微小的横向推力作用下，就可以实现沿01号无牙螺杆轴向方向上的移动。
8.根据权利要求5所述的一种用于大型压力容器现场检测的超声波检测装置，其特征在于：所述垂直轨道推动装置包括安装在03号真空吸盘对上的U型固定件，U型固定件的一侧安装带编码器步进电机，另一侧安装推进器螺杆、01号推进器无牙螺杆、02号推进器无牙螺杆，带编码器步进电机的转轴与推进器螺杆中间通过同轴器连接，组成常规的高精度步进电机推进机构。
9.根据权利要求8所述的一种用于大型压力容器现场检测的超...
【技术特征摘要】
1.一种用于大型压力容器现场检测的超声波检测装置，其特征在于：包括超声波探头、超声波柔性轨道包覆机构、真空吸盘固定装置、沿轨道充油推动装置、垂直轨道推动装置和控制器，所述超声波探头置于超声波柔性轨道包覆机构中，所述超声波柔性轨道包覆机构的两端通过真空吸盘固定装置紧贴于压力容器的外壁上，所述超声波柔性轨道包覆机构的轨道内部充油，利用沿轨道充油推动装置中微型油泵实现超声波探头沿柔性轨道方向的缓慢位移运动，所述超声波柔性轨道包覆机构的侧壁与垂直轨道推动装置相连接，通过控制步进电机的运动来提供垂直轨道的推力运动，实现对压力容器焊缝处可能出现的内部裂纹进行检测。
2.根据权利要求1所述的一种用于大型压力容器现场检测的超声波检测装置，其特征在于：所述超声波柔性轨道包覆机构包括聚合物柔性轨道和包覆在聚合物柔性轨道外侧的薄膜覆盖套，所述薄膜覆盖套的两端设有硬质密封端，所述聚合物柔性轨道的内部充油，其内侧壁的结构超声波检测探头的外轮廓吻合，所述薄膜覆盖套的厚度小于用于检测的超声波的半个波长。
3.根据权利要求2所述的一种用于大型压力容器现场检测的超声波检测装置，其特征在于：所述聚合物柔性轨道在薄膜覆盖套的包覆下通过01号拉线穿舱件、01号油管穿舱件、01号高频线穿舱件、02号油管穿舱件与沿轨道充油推动装置进行连接，聚合物柔性轨道的腔体结构及连接管路全部密封充油；其中超声波检测探头的检测数据线通过超声波检测高频线、穿过01号高频线穿舱件、在高频线套管的保护下再通过02号高频线穿舱件与沿轨道充油推动装置内部的自动收线器连接，自动收线器通过超声波检测器控制线与控制器连接，实现对超声波检测探头发射波控制和接收波的数据采集；所述超声波检测探头的沿轨道位移数据通过位移传感器拉线，穿过01号拉线穿插件、拉线套管02号拉线穿舱件与沿轨道充油推动装置内部的拉线传感器连接，拉线传感器通过拉线传感器控制线与控制器连接，实现对超声波检测探头沿轨道方向位置的记录及沿该方向位置移动的数据反馈。
4.根据权利要求2所述的一种用于大型压力容器现场检测的超声波检测装置，其特征在于：所述聚合物柔性轨道在薄膜覆盖套的包覆下通过01号油管穿舱件、01号油管、04号油管穿舱件与微型油泵相连，微型油泵再通过03号油管穿舱件、02号油管、02号油管穿舱件返回与聚合物柔性轨道内部连通，形成内部完全密封的充油回路，微型油泵同时通过微型油泵水密接插件、微型油泵控制线与控制器相连，控制器控制微型油泵的转速，使得超声波检测探头两端的油压差发生变化，超声波检测探头在油压差的推动下可以沿柔性轨道方向缓慢移动。
5.根据权利要求4所述的一种用于大型压力容器现场检测的超声波检测装置，其特征在于：所述沿轨道充油推动装置为充油密封箱体，用于放置微型油泵、自动收线器、拉线传感器，并连接超声波柔性轨道包覆机构的充油油路、线路端和控制器的非...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹星慧，程辉，马彪，宋江，马随东，刘康林，尹绪文，甄换成，陈岁繁，
申请(专利权)人：新疆理工学院，
类型：发明
国别省市：
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