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专利名称：潜海钢管x射线实时成像检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无损检测装置，具体说涉及一种海上钢管焊缝的X射线实时成像 检测装置
背景技术：
近年来国内外对油气等管路铺设项目大量增加。海上管路铺设和沙漠管路铺设项 目增长迅速，但其复杂的工作条件，工作环境限制了管路铺设对接焊缝缺陷的X射线探伤 检测。由于管线另一端很长且深入海底，无法对钢管转动进行焊缝的自动检查，只能采用以 往传统X射线拍片检测方法。这样势必会有效率极其低下，胶片损耗资源大等缺陷。从而 无法满足大 量工作任务的需要。
发明内容针对现有X射线探伤检测装置存在的缺陷，本发明提供一种能够满足在复杂的工 况条件下，具有自动化程度高，节约时间及工作效率高，节约大量胶片耗材，对钢管的对接 焊缝进行X射线实时成像检测装置。解决上述技术问题所采取的具体技术措施是一种潜海钢管X射线实时成像检测 装置，包括数字平板X射线实时成像装置、铅房、自动喷标装置、系统转换控制装置，其特征 是在船上安装的铅房(202)内装有数字平板X射线实时成像装置(1)，传动装置(2)，传 动装置(2)由钢管输送辊道(201)和环绕式机械移动平台(203)组成，在船上安装的铅房 (202)内装有环绕式机械移动平台(203)，铅房外部两侧安装钢管输送辊道(201)，其中环 绕式机械移动平台(203)最底端的移传动导轨装置(231)承载移动整体平台，中间支撑的 环形导轨移动架(232)固定在平移传动导轨装置(231)上面，环形移动轨道小车机构(233) 紧密连接固定在环形导轨移动架(232)上面的环形轨道上，环形齿轮小车驱动装置(234) 安装在环形移动轨道小车装置(233)上并通过其上的齿轮与环形导轨移动架(232)上的环 形齿轮相咬合，自动喷标装置(235)装配在环形移动轨道小车机构(233)的成像板一侧，数 字平板X射线实时成像装置(1)是由X射线管(101)、数字成像板(103)组成，系统转换控 制装置(3)由计算机、运动控制器PLC、伺服控制驱动器、位置编码器组成。本发明的有益效果在复杂恶劣的海上船舶等工作条件下，进行钢管对接焊缝的 X射线探伤检测时由于管线另一端很长且深入海底，无法对钢管转动进行焊缝的自动检查， 只能采用以往传统的X射线拍片检测方法，即用胶片分段曝光显像后检测。这样势必会有 生产效率极其低下，劳动强度高及胶片损耗资源大等缺陷。本发明采用环形的机械移动平 台，结合X射线实时成像系统，能够满足在复杂的工况条件下对钢管的对接焊缝进行高效 率的X射线实时成像检测。具有自动化程度高，节约时间及提高工作效率等优点。同时由 于采用了计算机图像存贮，节约了大量胶片等耗材。可广泛应用在钢管检测系统中各种复 杂恶劣工作条件下的焊缝χ射线检测领域。
图1是本实用新型结构示意图。图2是图1中数字平板X射线实时成像装置示意图。图3是图1中传动装置示意图。图4是图3中环绕式机械移动平台结构示意图。图5角度测量缺陷定位方法示意图。图6是海上钢管焊缝X射线实时成像检测方法系统流程控制框图。
具体实施方式
结合附图说明潜海钢管X射线实时成像检测装置结构及使用方法。一种潜海钢管X射线实时成像检测装置，如图1所示，是由数字平板X射线实时成 像装置、铅房、传动装置、自动喷标装置、系统转换控制装置组成。数字平板X射线实时成像装置如图2所示，X射线管101发射出X射线穿透被检 测钢管102，照在数字成像板上103，数字成像板103将接收到的光信号转换成图像信号， 再将信号传输到计算机等控制系统上的进行实时的图像缺陷检查。由于是双臂透照钢管， 为避免前后两条焊缝重叠，将射线管与成像板偏移微小角度检测靠近成像板一端的焊缝即 可。同时由于图片是数字图片，方便存贮保留存档。替换了因拍片而使用的大量胶片，节约 成本资源。传动装置如图3所示，它由外部钢管输送辊道201检测防护铅房202环绕式机械 移动平台203组成。其中外部钢管输送辊道201是根据适用钢管仿形制成的V行传送辊道，固定在船 舶上铅房外部两侧对钢管进行输送。两根钢管对接焊接成形后，送入检测防护铅房202进 行X射线探伤检测，合格后又将钢管一直输送到终端的海里。其中检测防护铅房202根据国家标准在开启X射线对接焊缝探伤检测时对X射线 等进行防护屏蔽，保证人员安全。环绕式机械移动平台203如图4所示，它由平移传动导轨装置231、环形导轨移动 架232、环形移动轨道小车装置233、环形齿轮小车驱动装置234、自动喷标装置235组成。 最底端的平移传动导轨装置231承载移动整体平台，中间支撑的环形导轨移动架232固定 在平移传动导轨装置231上面，环形移动轨道小车装置233紧密连接固定在环形导轨移动 架232上面的环形轨道上，环形齿轮小车驱动装置234安装在环形移动轨道小车装置233 上并通过其上的齿轮与环形导轨移动架232上的环形齿轮相咬合，其中平移传动导轨装置 231由导向平移直线导轨、平移传动齿轮齿条和传动电机减速机等组成。可将整体平台沿 横向左移动一定距离。以便当钢管焊缝有缺陷时向一侧移动一定空间，进行焊缝的修补工 作。其中环形导轨移动架装置232，由整体支撑架体和环形支撑导向导轨组成，起到支撑固 定这个系统结构，环形凸槽定位导向功能。其中环形移动轨道小车装配233分别由射线管移动固定小车、成像板移动固定小车和环形固定拉板组成。分别固定定位射线管和成像板 等元器件，并利用车体的行走轮在环形支撑导向导轨上滚动，实现射线管与成像板等的同 步环绕运动。其中环形齿轮小车驱动装配234由圆环齿轮、电机减速机及驱动齿轮组成。圆 环齿轮固定在环形导轨移动架232上，电机减速机及驱动齿轮固定在成像板移动固定小车上。系统控制咬合传动，带动环形移动轨道小车运动。其中自动喷标装置235为电控自动 喷涂液体漆液的小型喷标装置，固定于成像板移动固定小车上，当发现缺陷后系统自动将 喷嘴瞄准缺陷位置，自动喷标，标记缺陷位置。 结合图5说明角度测量缺陷定位方法由于整套系统均采用数字成像，和数字控制环形移动定位，射线管与成像板的旋 转移动扫描均能用数字化标示出其移动的实时状态，包括旋转速度和旋转角度，并以射线 管正对成像板的中心线为角度度量基准线。当检测图像发现缺陷时，屏幕标记缺陷位置，软 件处理系统，自动计算测定缺陷点位置相对于基准线的角度值α。由于基准线与自动喷标 装置的喷嘴角度β是固定，所以此时喷嘴距离缺陷点位置角度距离为β-α = Y，即此时 动喷标装置的喷嘴再移动Y角度后即可到达缺陷点位置。系统将Y数值反馈给驱动系统， 将自动喷标装置的喷嘴移动到缺陷位置后，自动喷标完成缺陷的自动标识。系统转换控制装置3由计算机、运动控制器、伺服电机及控制驱动器、位置编码器 及相关电气元件组成。采用计算机作为上位机，利用面向对象的语言Delphi进行软件设 计、开发，通过运动控制卡驱动系统并采集移动的数据，得到移动位置数据，以用于计算。上 位机作为整个系统的操作界面，完成数据分析、报告、处理以及对执行机构的控制等任务。 运动控制器作为控制核心，完成发送及接收控制脉冲信号。伺服电机接受控制器发送的脉 冲驱动移动轴运动，同时伺服电机编码器将信号信息反馈给运动控制器。结合图6说明检测方法第一步，系统转换控制装置3控制驱动外部钢管输送辊道201，在两根钢管对接焊 接成形后，将其送入检测防护铅房202内，到达射线管与成像板中心检测区后停止。第二步，系统转换控制装置3发出控制指令控制驱动环绕式机械移动平台203中 的环形齿轮小车驱动装置234带动环形移动轨道小车装置233沿环形导轨移动架232上的 环形导轨转动，从而达到驱动环形移动轨道小车上固定的射线管和成像板同步沿环形轨道 正向检测移动。第三步，在第二步射线管和成像板同步环形检测移动的同时，系统转换控制装置3 发出控制指令，启动数字平板X射线实时成像装置1工作，开始同步检测。第四步，射线管和成像板环绕钢管对接焊缝正向均勻顺次移动，数字平板X射线 实时成像装置1将所成的焊缝透照图像呈现在计算机显示器上，进行实时评定缺陷检测。第五步，检测、移动同步进行，在环绕360度一周后，停止移动，关闭射线系统。结 束检测。第六步，若在检测过程中，在显示器上发现焊接缺陷，操作控制停止移动和检测， 用鼠标在屏幕上标记缺陷点位置。同时操作控制继续移动和检测，完成剩余检测。第七步，在完成剩余检测过程中，系统根据角度测量缺陷定位方法，计算出自动喷 标装置235中的喷嘴距离缺陷点位置角度Y，当环形齿轮小车驱动装置234承载的自动喷 标装置235中的喷嘴同步移动经过γ角度后到达缺陷点上方时，控制系统控制自动喷标装 置动作，喷射液体漆液附着在焊缝缺陷位置处。移动检测继续进行，若仍有缺陷，同上用鼠 标在屏幕上标记缺陷点位置，自动计算并标记。直到本次检测结束。第七步，缺陷标记检测结束后，系统转换控制装置3发出控制指令，控制驱动环绕 式机械移动平台中的平移传动导轨机构231上的传动电机转动。带动整体平台沿横向左移动一定距离。第八步，在平台移出的空间里，对标记的缺陷点进行焊缝的修补工作。第九步，在完成修补后操作控制驱动环绕式机械移动平台203中的平移传动导轨 机构231上的传动电机反向转动。带动整体平台沿横向向右移回原先的检测位。重新进行 焊缝检测。直到整体焊缝无缺陷检测结束。第十步，重新回到第一步将下一道焊缝输送到检测位检测。重复第步，但驱动环形 移动轨道小车上固定的射线管和成像板同步沿环形轨道反向检测移动。其余步骤顺次不变。
权利要求一种潜海钢管X射线实时成像检测装置，包括数字平板X射线实时成像装置、铅房、自动喷标装置、系统转换控制装置，其特征是在船上安装的铅房(202)内装有数字平板X射线实时成像装置(1)，传动装置(2)，传动装置(2)由钢管输送辊道(201)和环绕式机械移动平台(203)组成，在船上安装的铅房(202)内装有环绕式机械移动平台(203)，铅房外部两侧安装钢管输送辊道(201)，其中环绕式机械移动平台(203)最底端的平移传动导轨装置(231)承载移动整体平台，中间支撑的环形导轨移动架(232)固定在移传动导轨装置(231)上面，环形移动轨道小车装置(233)紧密连接固定在环形导轨移动架(232)上面的环形轨道上，环形齿轮小车驱动装置(234)安装在环形移动轨道小车装置(233)上并通过其上的齿轮与环形导轨移动架(232)上的环形齿轮相咬合，自动喷标装置(235)装配在环形移动轨道小车装置(233)的成像板一侧，数字平板X射线实时成像装置(1)是由X射线管(101)、数字成像板(103)组成，系统转换控制装置(3)由计算机、运动控制器PLC、伺服控制驱动器、位置编码器组成。
专利摘要一种潜海钢管X射线实时成像检测装置，在船上的铅房内装有数字平板X射线实时成像装置，在通过数字平板X射线实时成像装置位置装有钢管输送辊道；在铅房内装有环绕式机械移动平台，自动喷标装置固定于成像板移动固定小车上；检测装置装有系统转换控制装置。本实用新型采用环形的机械移动平台，结合X射线实时成像系统，能够满足在复杂的工况条件下对钢管的对接焊缝进行高效率的X射线实时成像检测。具有自动化程度高，节约时间及提高工作效率等优点。同时由于采用了计算机图像存贮，节约了大量胶片等耗材。可广泛应用在钢管检测系统中各种复杂恶劣工作条件下的焊缝X射线检测领域。
文档编号G01N23/04GK201555817SQ200920288148
公开日2010年8月18日 申请日期2009年12月17日 优先权日2009年12月17日
发明者尚宝刚, 徐传波, 沙燕, 禾继旺, 聂振平 申请人:丹东华日理学电气有限公司