本實(shí)用新型涉及熱煨彎管自動檢測探傷技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種彎管自動檢測探傷龍門架結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

彎曲鋼管是油氣長輸送管道的重要組成部分，長輸管道通過許多地形復(fù)雜、氣候條件惡劣的地區(qū)， 因此，在管道敷設(shè)中需要使用大口徑熱煨彎管。近20年來，彎管在國內(nèi)外大直徑、高壓油氣輸送管線中得到越來越廣泛的使用。適用于不同工況環(huán)境的大直徑、厚壁、低溫、高壓彎管的應(yīng)用研究也在不斷深入，并且取得了一些工程應(yīng)用成果，彎管的應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛。

彎管在使用中受力狀態(tài)復(fù)雜，且在彎制過程中工藝難度大，影響質(zhì)量性能的因素多，彎管的制造及其質(zhì)量（包括力學(xué)性能和尺寸極限偏差等方面）的優(yōu)劣，直接影響到油氣輸送管道的安全、可靠性和投資經(jīng)濟(jì)效益。如果安全可靠性差，管道將會發(fā)生爆炸破裂，導(dǎo)致生命財(cái)產(chǎn)嚴(yán)重受損。造成惡劣的社會影響也是難以估計(jì)的；如在彎管制作中產(chǎn)生廢品，也將會造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，對彎管在生產(chǎn)制造過程中采用合理的無損檢測方法進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量控制是十分必要的。

無損檢測作為彎管生產(chǎn)中必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)，對于在彎管生產(chǎn)過程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷，保證彎管的生產(chǎn)質(zhì)量有著重要作用，國家有關(guān)部門要求生產(chǎn)企業(yè)必須按照產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)開展高壓彎管的檢測。目前的檢測系統(tǒng)可對直管進(jìn)行自動連續(xù)和點(diǎn)動探傷檢測，但是長期以來，在國內(nèi)相關(guān)石油管道生產(chǎn)行業(yè)內(nèi)，彎管無損檢測基本都采用人工作業(yè)方式進(jìn)行檢測，在工人用手工方式完成磁粉檢測后再使用便攜式超聲檢測儀進(jìn)行檢測，對彎管的檢測結(jié)果仍然停留在經(jīng)驗(yàn)和各種圖表上，不僅過程繁瑣，工作量大，檢測效率低，而且受制于人的主觀性影響，對于檢測缺陷的及時(shí)發(fā)現(xiàn)也存在一定的誤判。傳統(tǒng)的彎管手動檢測方法和檢測儀器無論在檢測速度還是檢測精度上都無法滿足企業(yè)大批量的彎管生產(chǎn)要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上問題，本實(shí)用新型的目的在于針對彎曲鋼管檢測中普遍使用便攜式超聲檢測儀進(jìn)行人工無損檢測的現(xiàn)狀，提供彎管自動檢測探傷龍門架結(jié)構(gòu)，為自動檢測系統(tǒng)提供支撐框架。

技術(shù)方案包括以下具體內(nèi)容：一種彎管自動檢測探傷龍門架結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括橫梁、縱梁，所述縱梁和橫梁連接成矩形框結(jié)構(gòu)，沿所述縱梁上表面縱向固定設(shè)置有導(dǎo)軌，沿所述導(dǎo)軌縱向設(shè)有齒條Ⅰ。

進(jìn)一步地，還包括支腿，每根所述縱梁上設(shè)置至少兩根支腿，所述支腿固定設(shè)置在縱梁的下表面。

進(jìn)一步地，還包括激光識別行走梁，所述激光識別行走梁設(shè)置在縱梁下方并且與縱梁平行。

進(jìn)一步地，所述激光識別行走梁的側(cè)面設(shè)有兩根“工”字型導(dǎo)軌，兩根所述“工”字型導(dǎo)軌之間設(shè)有齒條Ⅱ，所述“工”字型導(dǎo)軌、齒條Ⅱ均沿激光識別行走梁縱向布置且均與激光識別行走梁固定連接。

進(jìn)一步地，所述縱梁的截面形狀為“凸”字型。

進(jìn)一步地，所述導(dǎo)軌呈平面板狀，所述導(dǎo)軌的寬度大于縱梁的上表面寬度。

進(jìn)一步地，所述齒條Ⅰ與導(dǎo)軌為一體式結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述導(dǎo)軌上設(shè)有沉孔，所述縱梁上設(shè)有與沉孔對應(yīng)的螺紋孔。

進(jìn)一步地，所述導(dǎo)軌沿縱向分為左右兩部分，所述齒條Ⅰ設(shè)置在所述導(dǎo)軌左右兩部分之間。

本實(shí)用新型的有益效果：

本實(shí)用新型采用提供的一種彎管自動加測探傷龍門架結(jié)構(gòu)，龍門架呈巨型框架結(jié)構(gòu)，在縱梁的上表面設(shè)有導(dǎo)軌，導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為超聲波探傷掃查系統(tǒng)提供了條件，縱梁上的導(dǎo)軌可以使掃查機(jī)械手完成縱向移動，并且，跟導(dǎo)軌走向相同的齒條可以為自動控制掃查機(jī)構(gòu)的行走提供條件，具有走位精確的特點(diǎn)；激光識別行走梁上兩根“工”字型導(dǎo)軌配合中間的齒條為激光識別機(jī)構(gòu)提供自動行走的功能；整個(gè)龍門架結(jié)構(gòu)剛性好，穩(wěn)定性可靠，對于自動掃查系統(tǒng)的精度提供了保障。

附圖說明：

圖1為彎管自動檢測探傷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為彎管自動檢測探傷系統(tǒng)中機(jī)械手結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為彎管自動檢測探傷龍門架示意圖；

圖4為縱梁以及導(dǎo)軌的剖面圖；

圖5為縱梁以及導(dǎo)軌的俯視圖；

圖6為激光識別行走梁的剖面圖。

具體實(shí)施方式：

下面通過具體的實(shí)施例并結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)描述：

圖1示出了一種彎管自動檢測探傷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，包括龍門架4、機(jī)械手橫向運(yùn)行機(jī)構(gòu)3、機(jī)械手10、激光識別機(jī)構(gòu)5，激光識別機(jī)構(gòu)5設(shè)置在一根激光識別行走梁8上，所述機(jī)械手10滑動設(shè)置在機(jī)械手橫向運(yùn)行機(jī)構(gòu)3上，機(jī)械手橫向運(yùn)行機(jī)構(gòu)3橫跨在龍門架上且可沿龍門架4縱向滑動，激光識別機(jī)構(gòu)5設(shè)置在龍門架4上且可沿龍門架4縱向滑動。作為優(yōu)選，彎管自動檢測探傷龍門架結(jié)構(gòu)還包括載管車，載管車設(shè)置兩套，分別為載管車1和載管車7，載管車1和載管車7的寬度小于所述龍門架4的橫向跨度；龍門架4下方設(shè)置的軌道6于載管車1和載管車7匹配，軌道6在龍門架4的下方沿龍門架4的縱向穿過，位于龍門架4的兩根支腿9之間，每根縱梁16上設(shè)置至少兩根支腿9，支腿9固定設(shè)置在縱梁16的下表面，這里的縱向指的是龍門架4較長的方向，也是機(jī)械手橫向運(yùn)行機(jī)構(gòu)3的運(yùn)行方向。載管車1和載管車7都是依靠設(shè)置在載管車底部的電機(jī)作為行走的動力。

如圖3所示，龍門架4包括橫梁17、縱梁16，縱梁16和橫梁17連接成矩形框結(jié)構(gòu)，沿縱梁16上表面縱向固定設(shè)置有導(dǎo)軌19，沿導(dǎo)軌19縱向設(shè)有齒條Ⅰ25，齒條Ⅰ25與導(dǎo)軌19為一體式結(jié)構(gòu)，也就是說，齒條Ⅰ25是在導(dǎo)軌19上加工出來的。齒條Ⅰ25在圖4和圖5中都能清晰看到其結(jié)構(gòu)。導(dǎo)軌19與縱梁16可以是一體式結(jié)構(gòu)，也可以焊接等固定方式。

如圖4、圖5所示，在本實(shí)施例中，縱梁16的截面形狀為“凸”字型，導(dǎo)軌19呈平面板狀，導(dǎo)軌19的寬度大于縱梁16的上表面寬度，導(dǎo)軌19上設(shè)有沉孔，縱梁16上設(shè)有與沉孔20對應(yīng)的螺紋孔，導(dǎo)軌19與縱梁16的固定連接方式比起焊接和一體式來說更方便維護(hù)。而且作為優(yōu)選，如圖4所示，在本實(shí)施例中導(dǎo)軌19沿縱向分為左右兩部分左23、右24，將齒條Ⅰ25設(shè)置在導(dǎo)軌19左右兩部分之間，也就是說，齒條Ⅰ25可以在左23或者右24上，本實(shí)施例中，齒條Ⅰ25在左23的右表面，導(dǎo)軌19分成兩部分后，沉孔20只能固定左23那一部分，那么右24與縱梁16之間可以焊接，也可以僅僅通過壓板18壓緊，也可以通過在導(dǎo)軌19的兩端采用剛性連接，也可以三者組合使用，其目的都是為了將導(dǎo)軌19緊緊地壓在縱梁16上，方便機(jī)械手的移動。

如圖6所示，還包括激光識別行走梁8，激光識別行走梁8設(shè)置在縱梁16下方并且與縱梁16平行，我們在激光識別行走梁8的側(cè)面設(shè)有兩根“工”字型導(dǎo)軌21，這里描述的側(cè)面是指靠近龍門架內(nèi)側(cè)的方向，兩根 “工”字型導(dǎo)軌21之間設(shè)有齒條Ⅱ22， “工”字型導(dǎo)軌21、齒條Ⅱ22均沿激光識別行走梁8縱向平行布置且均與激光識別行走梁8固定連接。

如圖2所示，機(jī)械手10為四軸機(jī)械手，包括大臂擺動軸11、小臂擺動軸12、腕部周向旋轉(zhuǎn)軸13及腕部軸向旋轉(zhuǎn)軸14等四個(gè)軸；在本實(shí)施例中，采用的機(jī)械手10為直角坐標(biāo)坐標(biāo)機(jī)械手，機(jī)械手10根部與機(jī)械手橫向運(yùn)行機(jī)構(gòu)3連接，機(jī)械手10的端部，也就是機(jī)械手3的腕部軸向旋轉(zhuǎn)軸14上設(shè)置有探架15，探架15要達(dá)到方便拆卸的效果，其作用是是夾持探傷探頭。

本實(shí)施例中的彎管自動探傷系統(tǒng)的工作過程：

如圖1所示，A:第一載管車7將帶檢測彎管2送到檢測工位，載管車7通過軌道6滑進(jìn)龍門架4的下方檢測工位；

B:激光識別機(jī)構(gòu)5對彎管仿形定位；當(dāng)待檢測彎管2到達(dá)檢測工位后，用此激光識別機(jī)構(gòu)5對彎管進(jìn)行掃描，實(shí)時(shí)顯示出待檢測彎管2的形態(tài)并生成三維圖，并將相應(yīng)數(shù)據(jù)傳給上位機(jī)，生成機(jī)械手10的運(yùn)動軌跡，運(yùn)動控制器依照此軌跡控制機(jī)械手10進(jìn)行掃查。

C: 機(jī)械手10移動到彎管2管端圓周的外弧+0°處（在圖1中為通過彎管2管端面圓心的水平面與管外表面的交點(diǎn)），機(jī)械手10帶動夾持在探架15上的探頭從管頭處沿彎管中心線進(jìn)行掃查，探頭到達(dá)管尾后，腕部軸向旋轉(zhuǎn)軸14帶動探架旋轉(zhuǎn)180°，接著原路返回管頭處，這樣做的目的是保證橫波的雙向檢測；機(jī)械手10帶動探架15在彎管2周向偏移一個(gè)步距，該步距不能大于探頭的有效覆蓋寬度，重復(fù)上述步驟，直到完成彎管2上表面的掃查；

D: 第一載管車7離開檢測工位，第二載管車1進(jìn)入檢測工位，對于第一載管車7上的彎管翻轉(zhuǎn)，對第二載管車上的彎管實(shí)施步驟C；

E：第一載管車7重新進(jìn)入檢測工位，第二載管車1離開檢測工位，對于第二載管車1上的彎管翻轉(zhuǎn)，對第一載管車7上的彎管實(shí)施步驟C；

F：第二載管車1重新進(jìn)入檢測工位，第一載管車7離開檢測工位，對于第二載管車1上彎管實(shí)施步驟C；

D、E、F步驟的實(shí)施，是為了提高探傷系統(tǒng)的利用率，在對待檢測彎彎翻面時(shí)，探傷系統(tǒng)一直處于運(yùn)行中。

G：自動生成探傷三維立體圖，標(biāo)識缺陷的位置及大小。

作為優(yōu)選，在步驟C中，探架15帶動探頭往復(fù)掃查，掃查彎管表面的圓弧角大于180°，為了保證翻面前與翻面后兩次掃查之間沒有空白的縫隙，翻面前與翻面后兩次掃查的圓周角度保證重復(fù)2度。

作為優(yōu)選，在步驟C中，掃查方法為為超聲波掃查，采用的探頭為橫波探頭；更進(jìn)一步地，機(jī)械手10上還設(shè)置有分層檢測探頭，分層檢測探頭負(fù)責(zé)管端100mm的分層檢測。分層檢測探頭只在機(jī)械手10帶動橫波探頭從管頭至管尾的過程中才下落進(jìn)行掃查。

作為優(yōu)選，在步驟C中，掃查遇到焊縫時(shí)，調(diào)整步距，探架15帶動探頭沿與焊縫平齊并保持25mm的間距移動。（因?yàn)楹缚p探傷時(shí)，對于焊縫熱影響區(qū)的分層檢測，已經(jīng)安排了一組探頭進(jìn)行25mm的覆蓋）。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較優(yōu)實(shí)施例，并不用于限制本實(shí)用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。