專利名稱：石油套管、鉆桿超聲波自動(dòng)探傷機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于對(duì)石油套管、鉆桿或高壓鍋爐管等重要用途無(wú)縫鋼管進(jìn)行在線或離線自動(dòng)探傷的超聲波自動(dòng)探傷機(jī)。
為保證石油套管、鉆桿或鍋爐管等重要用途的無(wú)縫鋼管的生產(chǎn)質(zhì)量和使用安全，在無(wú)縫鋼管的生產(chǎn)工藝中和使用前都要進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)。這在API規(guī)范和GB5777標(biāo)準(zhǔn)中都有明確的規(guī)定?，F(xiàn)有的無(wú)縫鋼管無(wú)損檢測(cè)設(shè)備中主要是采用超聲波、漏磁，渦流和磁粉等探傷技術(shù)。然而渦流和磁粉檢測(cè)方法只能檢測(cè)出鋼管的表面缺陷，且磁粉方法只能人工操作，無(wú)法自動(dòng)定量；而漏磁方法存在鋼管端頭的不可探區(qū)段，滿足不了鋼管全自動(dòng)探傷的需要。
本實(shí)用新型是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而設(shè)計(jì)的一種可對(duì)石油套管、鉆桿或高壓鍋爐管等重要無(wú)縫鋼管進(jìn)行縱、橫雙向自動(dòng)探傷、測(cè)厚，并能對(duì)有傷部位進(jìn)行自動(dòng)標(biāo)記的超聲波自動(dòng)探傷機(jī)。
本實(shí)用新型的超聲波自動(dòng)探傷機(jī)，是通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)的。探傷機(jī)由CDT10型十通道超聲波電腦探傷測(cè)厚儀、上、下料機(jī)構(gòu)、鋼管旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、鋼管縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)、多組雙向探傷、測(cè)厚聯(lián)合探頭和打標(biāo)機(jī)組成。鋼管旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是由兩排滾輪組成，每個(gè)滾輪均安裝在支座上，并與傳動(dòng)軸相連接。鋼管縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)是由V型滾輪、活動(dòng)支架、電機(jī)和支座組成，V型滾輪安裝在活動(dòng)支架上，與活動(dòng)支架上的電機(jī)相連接；活動(dòng)支架的下端與氣缸的推桿連接。多組雙向探傷、測(cè)厚聯(lián)合探頭分別浮動(dòng)安置在探頭行走機(jī)構(gòu)上，探頭行走機(jī)構(gòu)的絲桿與行走電機(jī)連接。每一組聯(lián)合探頭與鋼管旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等距間隔設(shè)置，都與CDT10型十通道超聲波電腦探傷測(cè)厚儀相連，每個(gè)通道都有獨(dú)立的界面跟蹤的兩個(gè)報(bào)警閘門。探傷機(jī)的一端設(shè)有固定和活動(dòng)的定位裝置。雙向探傷測(cè)厚聯(lián)合探頭、鋼管旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和鋼管縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)均設(shè)置在被測(cè)鋼管的下面。每一組雙向探傷、測(cè)厚聯(lián)合探頭均由一對(duì)縱向傷探頭、一對(duì)橫向傷探頭、一個(gè)測(cè)厚探頭、可調(diào)支撐螺栓和溢水倉(cāng)組成。一對(duì)縱向傷探頭分別與中心線呈15 °-25 °的夾角，所在的平面與被測(cè)鋼管的中心線垂直。一對(duì)橫向傷探頭分別與中心線呈15°-25°的夾角，所在的平面與縱向傷探頭所在的平面垂直。一個(gè)測(cè)厚探頭位于聯(lián)合探頭的中心位置；聯(lián)合探頭與被測(cè)鋼管之間有可調(diào)支撐螺栓，通過(guò)探頭浮動(dòng)裝置安置在探頭行走機(jī)構(gòu)上。打標(biāo)機(jī)是由氣缸、連桿和標(biāo)記筆組成，標(biāo)記筆安裝在連桿的一端，氣缸安裝在連桿的另一端，并與探傷儀的控制機(jī)構(gòu)相連。根據(jù)探傷儀給出的傷信號(hào)由控制機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)氣缸，帶動(dòng)連桿和標(biāo)記筆在相應(yīng)的部位進(jìn)行標(biāo)記。
探傷機(jī)的自動(dòng)探傷是分段進(jìn)行的，待檢測(cè)的鋼管從上料機(jī)構(gòu)落到縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)的滾輪上，縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)的V型滾輪抬起并旋轉(zhuǎn)，使鋼管的一端移至活動(dòng)定位裝置處落下。鋼管旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)管子自轉(zhuǎn)。探頭行走機(jī)構(gòu)帶動(dòng)聯(lián)合探頭沿縱向移動(dòng)，完點(diǎn)了對(duì)管子的部分全方位探傷。此時(shí)縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)將管子抬起并平移，使鋼管的一端位于固定定位裝置處，子位于旋轉(zhuǎn)滾輪處的鋼管移到探頭可探部位。鋼管自轉(zhuǎn)的，探頭行走機(jī)構(gòu)帶動(dòng)聯(lián)合探頭沿原運(yùn)動(dòng)的相反方向運(yùn)動(dòng)，完成了對(duì)鋼管的全部全方位探傷。超聲探頭與被測(cè)鋼管通過(guò)溢水耦合法耦合。探出有傷部位即自動(dòng)予以標(biāo)記，同時(shí)報(bào)警。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與探頭行走機(jī)構(gòu)的運(yùn)行速度根據(jù)不同鋼管的探傷工藝要求由微機(jī)統(tǒng)一控制。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是，由于采用四個(gè)探傷探頭和一個(gè)測(cè)厚探頭組合在一起，形成一個(gè)可進(jìn)行全方位起聲波探傷與測(cè)厚的聯(lián)合探頭，既能測(cè)出縱向傷，又能測(cè)出橫向傷，并能在有傷的部位自動(dòng)予以標(biāo)記。探傷的靈敏度高，質(zhì)量可靠，不能發(fā)生漏檢和誤檢，完全可以滿足API規(guī)范和GB5777標(biāo)準(zhǔn)要求的技本指標(biāo)。可廣泛應(yīng)用于石油套管、鉆桿及重要用途無(wú)縫鋼管的探傷檢測(cè)。
附圖1-4為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，附圖2為附圖1的A-A剖視圖，附圖3為附圖1的B-B剖面，附圖4為附圖3的C-C剖面。圖中(1)為固定定位裝置；(2)為活動(dòng)定位裝置；(3)為雙向探傷測(cè)厚聯(lián)合探頭；(4)為探頭行走機(jī)構(gòu)；(5)為鋼管縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)；(6)為鋼管旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；(7)為待檢測(cè)鋼管；(8)為調(diào)整螺栓；(9)為縱向傷探頭；(10)為探頭浮動(dòng)裝置；(11)為溢水倉(cāng)；(12)為橫向傷探頭；(13)為測(cè)厚探頭；(14)為定位氣缸；(15)為行走電機(jī)；(16)為氣缸；(17)為活動(dòng)支架；(18)為推桿；(19)為傳動(dòng)軸；(20)為電機(jī)。
以下結(jié)合
本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例。
本實(shí)用新型中的鋼管旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(6)是由兩排滾輪組成，每個(gè)滾輪均安裝在支座上，并與傳動(dòng)軸(19)相連接。鋼管縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)(5)是由V型滾輪，活動(dòng)支架(17)、電機(jī)(20)和支座組成。V型滾輪安裝在活動(dòng)支架(17)上，與活動(dòng)支架上的電機(jī)(20)相連接，活動(dòng)支架(17)的下端與氣缸(16)的推桿(18)連接。多組雙向探傷、測(cè)厚聯(lián)合探頭(3)分別浮動(dòng)安置在探頭行走機(jī)構(gòu)(4)上，探頭行走機(jī)構(gòu)(4)的絲桿與行走電機(jī)(15)連接。每一組聯(lián)合探頭(3)與鋼管旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(6)等距間隔設(shè)置，都與CDT10型十通道超聲波電腦探傷測(cè)厚儀相連，每個(gè)通道都有獨(dú)立的界面跟蹤的兩個(gè)報(bào)警閘門。探傷機(jī)的一端設(shè)有固定和活動(dòng)的定位裝置(1)和(2)。雙向探傷測(cè)厚聯(lián)合探頭(3)、鋼管旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(6)和鋼管縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)(5)均設(shè)置在被測(cè)鋼管(7)的下面。每一組雙向探傷、測(cè)厚聯(lián)合探頭(3)中的一對(duì)縱向傷探頭(9)分別與中心線呈15°-25°的夾角，所在的平面與被測(cè)鋼管的中心線垂直。一對(duì)橫向傷探頭(12)分別與中心線呈15°- 25°的夾角，所在的平面與縱向傷探頭(9)所在的平面垂直。一個(gè)測(cè)厚探頭(13)位于聯(lián)合探頭的中心位置。聯(lián)合探頭與被測(cè)鋼管(7)之間有可調(diào)走撐螺栓(8)，并通過(guò)探頭浮動(dòng)裝置(10)安置在探頭行走機(jī)構(gòu)(4)上。
探傷機(jī)工作時(shí)，待檢測(cè)鋼管(7)首先通過(guò)縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)(5)置于活動(dòng)定位裝置(2)處，啟動(dòng)鋼管旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(6)和探頭行走機(jī)構(gòu)(4)，位于鋼管下方的4組雙向探傷、測(cè)厚聯(lián)合探頭(3)通過(guò)溢水倉(cāng)(11)溢水耦合，對(duì)鋼管進(jìn)行全方位的探傷和測(cè)厚。由于探頭行走機(jī)構(gòu)(4)的行程有限(受旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)的影響)，每次只能探測(cè)管子全長(zhǎng)的二分之一。此時(shí)定位氣缸(14)將活動(dòng)定位裝置(2)移開，氣缸(16)通過(guò)推桿(18)將鋼管(7)抬起，鋼管縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)(5)將鋼管(7)平移，使其一端置于固定定位裝置(1)處后落下。原來(lái)位于旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(6)和縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)(5)處的鋼管處在了聯(lián)合探頭(3)的附近。啟動(dòng)鋼管旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(6)和探頭行走機(jī)構(gòu)(4)，使探頭沿原探傷運(yùn)動(dòng)的相反方向運(yùn)動(dòng)，即可完成對(duì)鋼管的全部全方位探傷。
權(quán)利要求1.一種石油套管，鉆桿超聲波自動(dòng)探傷機(jī)，由CDT10型十通道超聲波電腦探傷測(cè)厚儀，上下料機(jī)構(gòu)、鋼管旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、鋼管縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)、多組雙向探傷、測(cè)厚聯(lián)合探頭和打標(biāo)機(jī)組成，其特征是所說(shuō)鋼管旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(6)是由兩排滾輪組成，每個(gè)滾輪均安裝在支座上，并與傳動(dòng)軸(19)相連接，鋼管縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)(5)是由V型滾轉(zhuǎn)、活動(dòng)支架(17)、電機(jī)(20)和支座組成，V型滾輪安裝在活動(dòng)支架(17)上，與活動(dòng)支架上的電機(jī)(20)相連接；活動(dòng)支架(17)的下端與氣缸(16)的推桿(18)連接，多組雙向探傷、測(cè)厚聯(lián)合探頭(3)分別浮動(dòng)安置在探頭行走機(jī)構(gòu)(4)上，探頭行走機(jī)構(gòu)(4)的絲桿與行走電機(jī)(15)連接，每一組聯(lián)合探頭(3)與鋼管旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(6)等距間隔設(shè)置，都與CDT10型十通道超聲波電腦探傷測(cè)厚儀相連，每個(gè)通道都有獨(dú)立的界面跟蹤的兩個(gè)報(bào)警閘門；探傷機(jī)的一端設(shè)有固定和活動(dòng)的定位裝置(1)和(2)；雙向探傷測(cè)厚聯(lián)合探頭(3)、鋼管旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(6)和鋼管縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)(5)均設(shè)置在被測(cè)鋼管(7)的下面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油套管、鉆桿超聲波自動(dòng)探傷機(jī)，其特征是每一組雙向探傷、測(cè)厚聯(lián)合探頭(3)均由一對(duì)縱向傷探頭(9)，一對(duì)橫向傷探頭(12)，一個(gè)測(cè)厚探頭(13)、可調(diào)支撐螺栓(8)和溢水倉(cāng)(11)組成；一對(duì)縱向傷探頭(9)分別與中心線呈15°-25°的夾角，所在的平面與被測(cè)鋼管的中心線垂直；一對(duì)橫向傷探頭(12)分別與中心線呈15°-25°的夾角，所在的平面與縱向傷探頭(9)所在的平面垂直；一個(gè)測(cè)厚探頭(13)位于聯(lián)合探頭的中心位置；聯(lián)合探頭與被測(cè)鋼管(7)之間有可調(diào)支撐螺栓(8)；聯(lián)合探頭通過(guò)探頭浮動(dòng)裝置(10)安置在探頭行走機(jī)構(gòu)(4)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油套管，鉆桿超聲波自動(dòng)探傷機(jī)，其特征是所說(shuō)的打標(biāo)機(jī)是由氣缸，連桿和標(biāo)記筆組成，標(biāo)記筆安裝在連桿的一端，氣缸安裝在連桿的另一端，并與探傷儀的控制機(jī)構(gòu)相連。
專利摘要一種石油套管、鉆桿超聲波自動(dòng)探傷機(jī),主要由十通道超聲波電腦探傷測(cè)厚儀、旋轉(zhuǎn)及縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)、聯(lián)合探頭和打標(biāo)機(jī)等組成。聯(lián)合探頭是由兩對(duì)分別與中心呈一定角度對(duì)稱布置的縱向、橫向檢測(cè)探頭和位于中心的測(cè)厚探頭組成,可對(duì)鋼管進(jìn)行全方位在線或離線自動(dòng)探傷,并可根據(jù)有傷部位自動(dòng)予以標(biāo)記,全機(jī)由微機(jī)統(tǒng)一管理控制,探傷靈敏度高,質(zhì)量穩(wěn)定、可靠,無(wú)漏檢和誤檢。廣泛應(yīng)用于石油等行業(yè)的重要無(wú)縫鋼管的探傷檢測(cè)。
文檔編號(hào)G01N29/04GK2286313SQ9622547
公開日1998年7月15日 申請(qǐng)日期1996年2月14日 優(yōu)先權(quán)日1996年2月14日
發(fā)明者張永和, 王晏齊, 丁丕顯, 趙儼, 于崇烈, 劉敬元 申請(qǐng)人:張永和