專利名稱：X射線實時成像無損檢測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種管道檢測裝置，尤其是一種管道X射線檢測裝置。
背景技術：
厚壁在役管道，由于壁厚較大，承壓能力較強，必須采用雙壁透照方式對其焊縫部位進行X射線檢測。目前，對厚壁在役管道，均采用人工檢測方法，即先用與管道圓周等長度的標帶纏繞在管道外周周上，將標帶等分為若干段圓弧，用于完成對X射線管及成像器的各次定位，利用可調松緊的扎帶將X射線管固定在管道外部的某一位置，該位置對應于標帶上的某一段圓弧，然后將成像器固定在管道外部該位置180°相位位置處，完成檢測后，松開扎帶，調整X射線管的位置，使其對應于標帶上的下一段圓弧，相應調整成像器的位置，完成下一位置的檢測，如此直至整個焊縫檢測完成。這種方法不僅效率低、勞動強度大，而且費用高。
實用新型內容為了克服現有以人工方式進行管道檢測效率低的不足，本實用新型所要解決的技術問題是提供一種效率更高的X射線實時成像無損檢測裝置。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:X射線實時成像無損檢測裝置，包括含有X射線管和成像器的成像系統，所述X射線管和成像器均安裝在同一繞設定轉動中心線作平面旋轉運動且可定位的成像系統支架上并相互對應設置，所述轉動中心線位于X射線管和成像器之間。安裝時，使所述轉動中心線與管道中心線相重合，通過成像系統支架的旋轉及定位，就能夠使其含有X射線管和成像器的成像系統繞管道轉動并完成檢測，不必對X射線管和成像器的位置進行反復調整，提高了工作效率。
成像系統支架可通過多種常規設計的支架用于安裝在管道外側，并可以利用手動或自動的操作方式進行定位，為改善該裝置的操作性，特別設計以下的結構實現對成像系統支架的旋轉及定位:所述裝置包括設置有齒圈的基座和安裝在基座上并沿所述齒圈運動的爬行器，爬行器包括與齒圈嚙合的主動齒輪，所述成像系統支架安裝在爬行器上，從而以齒圈的中心線為所述的轉動中心線，基座上還設置有用于將基座與管道固定連接的基座固定器。所述基座固定器為至少三個伸縮支腳，伸縮支腳沿平行于齒圈徑向的方向設置，伸縮支腳接近齒圈的中心線的內端連接有V形片，V形片的內口對應于齒圈的中心線。所述各伸縮支腳與基座螺紋連接。所述基座為分體式結構，其包括上座體和與之可拆卸連接的下座體，上座體和下座體上的齒圈組合成完成的360°齒圈，其中上座體的齒圈所對應的圓心角大于180°，基座固定器安裝在上座體上。所述齒圈為外齒圈。所述齒圈有同軸間隔布置的兩個，所述爬行器上設置有一對同軸的主動齒輪分別與該兩個齒圈相嚙合，爬行器上設置有平行于齒圈的中心線的懸臂，成像系統支架連接在懸臂上，兩個齒圈位于成像系統支架的同一側。所述兩個齒圈通過平行于齒圈的中心線的拉桿相互固定連接。所述主動齒輪以伺服電機驅動。所述成像系統支架包括固定架和連接在固定架上的伸縮架，其中固定架與爬行器連接，X射線管和成像器分別安裝在固定架和伸縮架上。本實用新型的有益效果是:能夠繞管道旋轉并定位檢測，自動化程度較高，效率高，尤其適合于厚壁在役管道的在線檢測。
圖1是本實用新型X射線實時成像無損檢測裝置的使用狀態圖(從管道中心線方向觀察)。圖2是本實用新型X射線實時成像無損檢測裝置的使用狀態圖(從垂直于管道中心線的方向觀察)。圖中標記為 ，1-基座，2-爬行器，3-成像系統支架，4-X射線管，5-成像器，6_伸縮支腳，7-V形片，8-管道，9-卡環，10-轉動中心線，11-上座體，12-下座體，13-齒圈，14-拉桿，15-連接螺栓，21-伺服電機，22-懸臂，23-主動齒輪，31-固定架，32-伸縮架，33-緊固螺栓，101-內環槽，201-內懸掛。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。如圖1、圖2所示，本實用新型的X射線實時成像無損檢測裝置，包括設置有齒圈13的基座I和安裝在基座I上并沿所述齒圈13運動的爬行器2，基座I上設置有用于將基座I與管道8固定連接的基座固定器，爬行器2包括與齒圈13嚙合的主動齒輪23，還包括含有X射線管4和成像器5的成像系統，所述X射線管4和成像器5均安裝在同一成像系統支架3上并相互對應設置，所述成像系統支架3安裝在爬行器2上，從而成像系統支架3能夠以齒圈13的中心線為轉動中心線10轉動，所述轉動中心線10位于X射線管4和成像器5之間，當主動齒輪23停止轉動時，爬行器2停留在齒圈13的某一位置，此時可完成對應于該位置180°相位位置處管道的檢測，然后主動齒輪23轉動，爬行器2可沿齒圈13運動到下一檢測位。如圖1所示，為使其本實用新型裝置對一定直徑范圍內的管道都能應用，所述基座固定器為至少三個伸縮支腳6，伸縮支腳6沿平行于齒圈13徑向的方向設置，伸縮支腳6接近齒圈13的中心線的內端連接有V形片7，V形片7的內口對應于齒圈13的中心線，調整某一伸縮支腳6的伸縮量，使其齒圈13與管道8的同心度滿足檢測工藝要求，然后調整其余的伸縮支腳6使其基座I相對于管道8固定，采用V形片7可以使得固定更為可靠，基座I不易相對于管道8滑動。伸縮支腳6的伸縮調整可以采用多種常規方式來實現，為使其結構簡便，如圖1所示，所述各伸縮支腳6與基座I螺紋連接，在基座I上設置具有內螺紋的通孔，伸縮支腳6的桿部加工相匹配的外螺紋段。基座固定器也可采用較常見的電磁鐵座。[0022]如圖1和圖2所示，如果基座I為一體式結構，其需要從管道8的一端套入，因此優選所述基座I為分體式結構，其包括上座體11和與之可拆卸連接的下座體12，上座體11和下座體12上的齒圈組合成完整的360 °齒圈，其中上座體11上的齒圈所對應的圓心角大于180°，基座固定器安裝在上座體11上，這就可以將本實用新型裝置的應用范圍擴大到在役管道，先將上座體11固定到管道8上，再將下座體12連接到上座體11上。顯然，也可以僅使用上座體11作為基座來完成檢測，此時，如果需要完成對管道8全圓周的檢測，需要中途調整一次上座體11的固定位置。如圖1所示，優選所述齒圈13為外齒圈，則齒圈可以做得小一些。為使得成像系統支架3的支撐更為穩定，所述齒圈13有同軸間隔布置的兩個，所述爬行器2上設置有一對同軸的主動齒輪23分別與該兩個齒圈13相嚙合，爬行器2上設置有平行于齒圈13的中心線的懸臂22，成像系統支架3連接在懸臂22上，兩個齒圈13位于成像系統支架3的同一側，如此，X射線管4和成像器5之間除了管道8沒有別的物體，即基座I及爬行器2不對成像系統造成干擾。優選所述兩個齒圈13通過平行于齒圈13的中心線的拉桿14相互固定連接,貝Ij基座I及齒圈13在固定后更加不易變形及易位。優選所述主動齒輪23以伺服電機21驅動，可以更為準確地對爬行器2及成像系統支架3進行定位，并且可以根據管道8直徑的大小，隨時調整爬行器2及成像系統支架3的定位點數量。如圖1所示，優選所述成像系統支架3包括固定架31和連接在固定架31上的伸縮架32，其中固定架31與爬行器2連接，X射線管4和成像器5分別安裝在固定架31和伸縮架32上，調整伸縮架32的伸出長度 ，可實現對成像系統焦距的調整。實施例:如圖1和圖2所示，本實用新型的X射線實時成像無損檢測裝置，包括設置有兩個齒圈13的基座I和安裝在基座I上并沿所述齒圈13運動的爬行器2，爬行器2上的主動齒輪23嚙合齒圈13，另外基座I上設置有內環槽101，爬行器2上設置有內懸掛201，配合主動齒輪23實現爬行器2在基座I上的活動連接，基座I包括上座體11和下座體12，上座體11和下座體12上的齒圈組合成完整的360°齒圈，其中上座體11上的齒圈所對應的圓心角大于180°，上座體11上設置有兩組共六個平行于齒圈13的徑向的具有內螺紋的通孔，每組的三個螺紋孔位于同一平面上，孔內均螺紋連接有伸縮支腳6，伸縮支腳6接近齒圈13的中心線的內端連接有V形片7，V形片7的內口對應于齒圈13的中心線，用于將基座I與管道8固定連接，爬行器2包括與齒圈13嚙合的主動齒輪23，主動齒輪23以伺服電機21驅動，爬行器2上設置有平行于齒圈13的中心線的懸臂22，在懸臂22的自由端連接有成像系統支架3，還包括含有X射線管4和成像器5的成像系統，成像系統支架3包括固定架31和連接在固定架31上的伸縮架32，固定架31和伸縮架32分別位于齒圈13的中心線的兩偵牝固定架31與爬行器2連接，X射線管4通過兩個卡環9卡緊在固定架31上，X射線管4的透照角度調整采用手工方式，通過松開該兩個卡環9后再度卡緊，可人工調整所需要的角度，具體角度可通過實驗或計算獲得，配套的成像器5采用數字平板成像器，其安裝在伸縮架32上，成像器5具有200mmX200mm的成像面積，在應用于不同的管徑時，在管徑方向可以不需要調整位置。利用X射線機管4發射具有穿透性的X射線穿過管道上的焊縫，通過成像器5將穿透管道焊縫的透射X射線轉換為二維數字圖像，在計算機顯示器上即可顯示管道焊縫內部的透射圖像。按照檢測工藝要求，成像系統應使用盡量小的放大倍數，應保證一定的焦距。當本裝置應用于不同管徑時，可以通過松開用于緊固固定架31上伸縮架32的三個緊固螺栓33，推拉伸縮架32，使其成像器5靠近管道焊縫，X射線管4的位置保持不變。在檢測前，通過預先確定好的工藝要求，調整好擬置于管道8上部的其中一個伸縮支腳6的位置，并調整伸縮架32的位置，將本裝置放置到被檢管道8上，然后將下座體12通過連接螺栓15擰緊到上座體11上，然后擰緊靠下的兩個伸縮支腳6。由于環形齒圈5、6保持不動，調控伺服電機21的啟停，則整個環形裝置就可以繞管道旋轉及定位。通過旋轉一周，可以檢測管道8 —周的焊縫，達到檢測目的。由于本實用新型裝置的X射線管4和成像器5位于爬行器2的運行軌道的同一側，因此可以檢測彎管部分的環形焊縫。該裝置配合電氣控制技術和X射線數字成像技術，可以完成厚壁在役管道的X射線自動實時檢測，按照一張數字圖片拍攝需要I分鐘，每次拍片長度160mm，轉動到位時間10秒鐘計算，一個直徑508mm的管道，需要10張數字圖片，由于數字圖片不需要后期的處理，12分鐘即可獲得該管道·環焊縫的檢測結果。
權利要求1.X射線實時成像無損檢測裝置，包括含有X射線管(4)和成像器(5)的成像系統，其特征是:所述X射線管(4)和成像器(5)均安裝在同一繞設定轉動中心線(10)作平面旋轉運動且可定位的成像系統支架(3)上并相互對應設置，所述轉動中心線(10)位于X射線管(4)和成像器(5)之間。
2.如權利要求1所述的X射線實時成像無損檢測裝置，其特征是:所述裝置包括設置有齒圈(13 )的基座(I)和安裝在基座(I)上并沿所述齒圈(13 )運動的爬行器(2 )，基座(I)上設置有用于將基座(I)與管道(8)固定連接的基座固定器，爬行器(2)包括與齒圈(13)嚙合的主動齒輪(23)，所述成像系統支架(3)安裝在爬行器(2)上，從而以齒圈(13)的中心線為所述的轉動中心線(10)。
3.如權利要求2所述的X射線實時成像無損檢測裝置，其特征是:所述基座固定器為至少三個伸縮支腳(6)，伸縮支腳(6)沿平行于齒圈(13)徑向的方向設置，伸縮支腳(6)接近齒圈(13)的中心線的內端連接有V形片(7)，V形片(7)的內口對應于齒圈(13)的中心線。
4.如權利要求3所述的X射線實時成像無損檢測裝置，其特征是:所述各伸縮支腳(6)與基座(I)螺紋連接。
5.如權利要求2所述的X射線實時成像無損檢測裝置，其特征是:所述基座(I)為分體式結構，其包括上座體(11)和與之可拆卸連接的下座體(12 )，上座體(11)和下座體(12 )上的齒圈組合成完整的360°齒圈，其中上座體(11)上的齒圈所對應的圓心角大于180°，基座固定器安裝在上座體(11)上。
6.如權利要求2所述的X射線實時成像無損檢測裝置，其特征是:所述齒圈(13)為外齒圈。
7.如權利要求2、3、 4、5或6所述的X射線實時成像無損檢測裝置，其特征是:所述齒圈(13)有同軸間隔布置的兩個，所述爬行器(2)上設置有一對同軸的主動齒輪(23)分別與該兩個齒圈(13)相嚙合，爬行器(2)上設置有平行于齒圈(13)的中心線的懸臂(22)，成像系統支架(3)連接在懸臂(22)上，兩個齒圈(13)位于成像系統支架(3)的同一側。
8.如權利要求7所述的X射線實時成像無損檢測裝置，其特征是:所述兩個齒圈(13)通過平行于齒圈(13)的中心線的拉桿(14)相互固定連接。
9.如權利要求2、3、4、5或6所述的X射線實時成像無損檢測裝置，其特征是:所述主動齒輪(23)以伺服電機(21)驅動。
10.如權利要求2、3、4、5或6所述的X射線實時成像無損檢測裝置，其特征是:所述成像系統支架(3)包括固定架(31)和連接在固定架(31)上的伸縮架(32)，其中固定架(31)與爬行器(2)連接，X射線管(4)和成像器(5)分別安裝在固定架(31)和伸縮架(32)上。
專利摘要本實用新型公開了一種效率更高的用于管道X射線實時成像無損檢測裝置，所述裝置包括設置有齒圈的基座和安裝在基座上并沿所述齒圈運動的爬行器，基座為分體式結構，基座上設置基座固定器，爬行器包括與齒圈嚙合并由伺服電機驅動的主動齒輪，爬行器通過懸臂連接一成像系統支架，成像系統支架包括分別位于齒圈的中心線兩側的固定架和伸縮架，用于組成成像系統的X射線管和成像器分別安裝在固定架和伸縮架上，成像系統支架能夠以齒圈的中心線為轉動中心線轉動，完成對管道的檢測。該裝置能夠繞管道旋轉并定位檢測，自動化程度較高，效率高，尤其適合于厚壁在役管道的在線檢測。
文檔編號G01N23/04GK203117125SQ201220746090
公開日2013年8月7日 申請日期2012年12月29日 優先權日2012年12月29日
發明者郭強, 趙肖東, 魏建華, 張長征, 陳志強, 張彥昌, 張魯濱, 羅海 申請人:中國石油化工股份有限公司中原油田普光分公司, 蘭州三磊電子有限公司, 濮陽市方正工程技術服務有限公司