CN113702510B - 大直径棒管自动化无损检测用校准装置及检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大直径棒管自动化无损检测用校准装置及检测设备，涉及无损检测设备领域，旨在解决自动化无损检测设备检测大直径棒管时校准实施难度大的技术问题。采用如下技术方案：包括固定架，所述固定架上设有支撑机构和扶正机构，所述支撑机构包括转动安装在固定架上的两个辊轮，两个所述辊轮的轴线相互平行，两个所述辊轮在轴向上设有相对轴段以形成支撑部，其中一个所述辊轮连接有驱动件，所述扶正机构包括两套扶正组件，两套所述扶正组件对称分布在支撑机构两侧，所述扶正组件能接触待检试样侧面对其进行限位，所述支撑机构或扶正机构或固定架上设有轴向限位结构，所述轴向限位结构包括分别位于支撑部轴向两侧的两个限位件。

Description

大直径棒管自动化无损检测用校准装置及检测设备

技术领域

本发明涉及无损检测设备领域，尤其涉及一种大直径棒管自动化无损检测用校准装置及检测设备。

背景技术

棒管即棒材或管材，是锅炉、压力容器、电力、机械、石油、化工等行业中的重要材料。为保证棒管能够满足使用要求，一般需对其进行质量检测。其中，自动化无损检测方法因其非破坏性、全程性（可对原材料、中间产品、成品等全程检测）、全面性（可对被测对象进行100%的全面检测）等优点已逐步成为最具潜力的质量检测方法。现有大直径棒管自动化无损检测设备一般包括旋转滚道、轨道及探测龙门架，如公告号为CN101144826B的发明专利所述，检测时将被检工件支撑在旋转滚道上，将探头安装在探测龙门架上，将探测龙门架可移动安装在轨道上，通过探测龙门架的移动和旋转滚道的旋转对被检工件进行全方位的检测。

相关技术中，在棒管自动化无损检测前，需制作带有人工缺陷的试样用以探头的灵敏度校准。试样要求与被检工件同规格、同材质、同加工工艺，并且试样需要支撑在间距较大的旋转滚道上，同时也要满足校准标准的长度要求，综合考虑长度需设置为3m左右。

针对上述中的相关技术，发明人认为在实际使用过程中，制作3m左右的试样对于普通的棒管不成问题，但是对于大直径棒管（直径大于180mm的棒材或内径大于180mm的钢管）而言，由于数量有限、加工成本高等原因，实施难度较大。

发明内容

为了解决相关技术中自动化无损检测设备检测大直径棒管时校准实施难度大的技术问题，本申请提供一种大直径棒管自动化无损检测用校准装置及检测设备。

第一方面，本申请提供的一种大直径棒管自动化无损检测校准装置采用如下技术方案：

一种大直径棒管自动化无损检测校准装置，包括固定架，所述固定架上设有支撑机构和扶正机构，所述支撑机构包括转动安装在固定架上的两个辊轮，两个所述辊轮的轴线相互平行，两个所述辊轮在轴向上设有相对轴段以形成支撑部，其中一个所述辊轮连接有驱动件，所述扶正机构包括两套扶正组件，两套所述扶正组件对称分布在支撑机构的两侧，所述扶正组件能接触待检试样侧面对其进行限位，所述支撑机构或扶正机构或固定架上设有轴向限位结构，所述轴向限位结构包括分别位于支撑部轴向两侧的两个限位件。

通过采用上述技术方案，在大直径棒管自动化无损检测校准时，可将试样放置在支撑机构的支撑部上，供探头进行静态校准；驱动件带动辊轮旋转从而驱使待检试样转动，扶正机构对待检试样进行侧向的限位以防止其转动时发生侧向的偏移，轴向限位机构对待检试样进行轴向的限位以防止其转动时发生较大的轴向偏移甚至脱离辊轮，扶正机构和轴向限位机构配合保证待检试样平稳的转动，供探头进行动态校准，能够满足自动化检测的校准需求。另外，支撑部的长度可对应校准标准中最小长度标准进行设计，相对于相关技术中制作3m左右的试样而言，大幅减小了试样的制作长度，缩减了制作棒管试样的成本，进而降低了大直径棒管自动化无损检测校准的实施难度。

可选的，所述扶正组件包括摆臂，所述摆臂一端铰接在固定架上且铰接轴与辊轮轴线平行，所述摆臂的另一端用以压置于待检试样侧面对其进行限位。

通过采用上述技术方案，摆臂由于自身重力压置在待检试样侧面，为待检工件的侧向偏移提供一个阻力，避免待检试样出现侧向偏移。本结构利用了摆臂自身的重力，不需额外的驱动结构，结构更加简单；并且，相对于其他依靠驱动结构驱动至特定位置进行限位的结构，不需对摆臂的最终位置进行调节，安装时摆臂会在重力作用下自动压置在待检工件的侧面，摆臂的安装更加方便省力。

可选的，所述扶正组件还包括压辊，所述压辊转动安装在摆臂用以限位待检试样的端部，所述压辊的转动轴与辊轮轴线平行。

通过采用上述技术方案，待检试样转动时，压辊随之转动，相对于直接将摆臂的端部接触待检试样而言，将滑动接触变为了转动接触，减小了待检试样转动所受的阻力，也避免了因滑动接触导致的表面划伤。

可选的，所述辊轮侧面和/或压辊侧面上同轴设有环形的凹槽，所有凹槽在轴向上对齐分布，所述凹槽的槽壁形成限位件。

通过采用上述技术方案，待检试样置于凹槽中，轴向两侧通过槽壁进行限位。相对于单独增设限位结构的方案而言，本结构更简单，成本更低。

可选的，所述凹槽的轴向长度大于待检试样的轴向长度以形成活动间隙。

通过采用上述技术方案，待检试样置于凹槽中时至少一个端面与槽壁留有间隙，相对于凹槽的轴向长度等于待检试样的轴向长度而言，避免了两个端面皆与槽壁接触导致的较大摩擦阻力，并且待检试样的取放也更加方便。另外，本结构中虽然待检试样在轴向上有一定的活动间隙，但由于探头尺寸较小，该活动间隙不足以使探头脱离待检工件，能够满足探头校准接触的要求。

可选的，所述固定架包括第一支架、第二支架和第三支架，所述辊轮转动安装在第一支架上，所述摆臂铰接在第二支架上，所述驱动件固定在第三支架上。

通过采用上述技术方案，辊轮、摆臂及驱动件分别安装在三个支架上，因为三者位于不同的位置，如果全部固定在同一个支架上，要求支架尺寸较大，这里分开安装可节省安装架用料，降低成本。

可选的，所述驱动件为电机，所述电机固定在固定架上。

通过采用上述技术方案，电机旋转带动辊轮旋转，配合减速器等常用结构可实现对辊轮转速的控制。因为检测设备的旋转滚道采用的就是电机驱动，所以相对于采用其他类型的旋转驱动件，更利于控制。

第二方面，本申请提供的一种大直径棒管自动化无损检测设备采用如下技术方案：

一种大直径棒管自动化无损检测设备，包括旋转滚道、轨道及探测龙门架，所述探测龙门架上设有探头，在旋转滚道轴向一侧设有前述的大直径棒管自动化无损检测校准装置，所述辊轮的轴线与旋转滚道的轴线平行，两个所述辊轮的轴线所在平面与旋转滚道的两轴线所在平面平行。

通过采用上述技术方案，对探头进行校准时，只需对应校准标准中最小长度标准制作试样，将试样放置于支撑部上，然后将龙门架沿轨道移动至待检试样的上方，下降探头进行调试即可。相对于现有制作3m左右的试样而言，大幅缩减了试样长度，降低了成本，使得大直径样管自动化无损检测校准的实施难度大幅降低。

可选的，两个所述辊轮的轴线分别与旋转滚道的两轴线重合。

通过采用上述技术方案，两个辊轮间的中间位置与旋转滚道的中间位置重合，待检试样与被测工件皆支撑在该中间位置，探头进行校准时，只需沿着轨道平移即可，不需重新去找待检试样的中间位置，简化了校准步骤，提高了校准效率。

可选的，所述驱动件为旋转滚道的电机。

通过采用上述技术方案，辊轮和旋转滚道采用同一电机驱动，省去了校准装置的驱动件，降低了设备成本。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、本申请中，大直径棒管自动化无损检测校准时，不需制作3m长的试样，只需制作对应校准标准中最小长度标准的试样进行校准，大幅缩短了试样长度，降低了制作试样的成本，从而减小了大直径棒管校准的实施难度；

2、本申请中，校准装置设有支撑机构，将试样放置在两辊轮上可满足静态校准要求，校准装置还设有轴向限位结构和扶正机构，能够保证待检工件的转动平稳，也可满足动态校准要求，即能够满足校准要求；

3、本申请中，校准装置安装在旋转滚道的轴向一侧，并与旋转滚道共用一电机，降低了设备成本。

附图说明

图1是本申请实施例校准装置的结构示意图；

图2是本申请实施例支撑机构的结构示意图（去除电机）；

图3是本申请实施例扶正机构的结构示意图；

图4是本申请实施例凹槽相关结构示意图；

图5是本申请实施例检测设备的结构示意图。

附图标记说明：

1、固定架；11、第一支架；12、第二支架；13、第三支架；2、支撑机构；21、辊轮；22、驱动件；3、扶正机构；31、摆臂；311、连接架；312、固定杆；32、压辊；4、凹槽；5、旋转滚道；6、轨道；7、探测龙门架；8、待检试样；9、待检工件。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开了一种大直径棒管自动化无损检测校准装置。

实施例一

参照图1，校准装置包括固定架1及设于固定架1上的支撑机构2和扶正机构3。固定架1用以为支撑机构2和扶正机构3提供支撑。支撑机构2用以支撑待检试样8，包括静态支撑和旋转动态支撑。扶正机构3用以避免待检试样8发生侧向偏移，所谓侧向即与两辊轮21轴线共面且皆垂直的直线两端所指方向。

参照图1，固定架1由第一支架11、第二支架12和第三支架13组成，三个支架皆固定设置。

参照图1和图2，支撑机构2包括辊轮21和驱动件22。辊轮21设有两个，两个辊轮21的轴线相互平行，且两个辊轮21在轴向上对齐分布（即轴向两端面在轴向上的位置相同），待检试样8以外切的方式支撑在两个辊轮21之间的部位，该部位形成支撑部。辊轮21的中心同轴固定穿插有转轴，转轴的两端外伸于辊轮21端面形成轴伸，轴伸通过轴承转动安装在第一支架11上。驱动件22为电机，电机壳体固定在第三支架13上，其中一个辊轮21的转轴与电机输出轴同轴固连，电机为动态支撑提供动力。静态支撑时，将待检试样8放置在两个辊轮21上，使待检试样8同时与两个辊轮21外切；动态支撑时，电机输出轴旋转带动转轴旋转，转轴带动对应辊轮21旋转，辊轮21驱使待检试样8旋转，与待检试样8接触的另一辊轮21在摩擦力作用下同步旋转，如此完成待检试样8的动态支撑。

参照图3，扶正机构3包括两套对称设于支撑机构2两侧的扶正组件，扶正组件包括摆臂31和压辊32，摆臂31的下端通过铰接轴铰接在第二支架12上，摆臂31的上端固定有U型的连接架311，连接架311的两个翼部之间固定有固定杆312，压辊32转动套装在固定杆312上，摆臂31下端的铰接轴和固定杆312皆与辊轮21的轴线平行。使用时，压辊32在压辊32和摆臂31的共同重力作用下抵靠在待检试样8的侧面，两个压辊32对称布置使得待检试样8不会脱离辊轮21侧向偏移，从而起到扶正的作用。

参照图4，辊轮21和压辊32的侧面同轴设有凹槽4，所有凹槽4在轴向上对齐以保证所有凹槽4都能起作用。凹槽4的槽壁形成限位件，两个限位件组成轴向限位结构，如果待检试样8在转动时发生较大的轴向位移，会被槽壁阻挡，使得待检试样8始终处于凹槽4的宽度范围内，不会脱离辊轮21，保证探头始终能与待检试样8接触。凹槽4的宽度大于待检试样8的轴向长度以形成活动间隙，凹槽4宽度为210mm，待检试样8的轴向长度为200mm，活动间隙为10mm，一方面便于安装，另一方面也能减小摩擦阻力。本实施例中凹槽4深度设为15mm。

本实施例大直径棒管自动化无损检测校准装置的校准过程如下：

校准时，首先截取一段轴向长度为200mm的原材料，按标准在其上做人工缺陷，完成试样的制作。将本校准装置固定在需要校准的检测设备处，使两个辊轮21的轴线水平布置且与旋转滚道5的轴线平行。将做好的试样放置在支撑部上，使得试样的两端面皆位于凹槽4内，然后旋转摆臂31，使得压辊32压置在待检试样8的侧面。将探头移至待检试样8的正上方并下降至接触待检试样8，进行静态调试。静态校准完毕后，启动电机，电机带动辊轮21旋转，辊轮21驱使待检试样8旋转，进行动态调试，直至动态校准完毕。

实施例二

本实施例与实施例一仅轴向限位结构不同，具体如下：

辊轮21侧面未设凹槽4。轴向限位结构为固定在第一支架11上的两个立板，两个立板分别位于支撑部的轴向两侧，立板的上端凸于辊轮21侧面，立板形成限位件，两个立板配合对待检试样8进行轴向限位。两个立板之间的距离大于待检试样8的轴向长度，目的也是为了方便安装和减小阻力。

其他实施例中，轴向限位结构也可以是在安装在固定设置的连接架上的两个挡片，将挡片设在支撑部轴向两侧；或是固接在摆臂31上的两个挡杆，两个挡杆在压辊32接触待检试样8时处于支撑部的轴向两侧；或是其他本领域人员容易设计的轴向限位结构。

实施例三

本实施例与实施例一仅扶正机构3不同：

扶正结构包括直线驱动件和压辊32，直线驱动件固定在第二支架12上，压辊32转动安装在直线驱动件的输出端，压辊32与实施例一结构相同。使用时，在待检试样8放置在支撑部后，启动直线驱动件使压辊32抵接在待检试样8的侧面即可。

其他实施例中，扶正机构3也可增加用以锁定摆臂31的角度锁定结构，根据待检试样8的尺寸将摆臂31锁定在特定角度，使得压辊32与待检试样8侧面接触，但这种结构对于角度调节的精度要求较为严格，角度过大易导致压紧力过大从而对待检试样8转动造成过大阻力，角度过小压辊32接触不到待检试样8表面，转动不够平稳；或是采用其他本领域人员容易设计的结构亦可。

本申请实施例还提供一种大直径棒管自动化无损检测设备。

参照图5，检测设备包括旋转滚道5、轨道6、探测龙门架7及校准装置。旋转滚道5的主要作用是用以支撑待检工件9；轨道6用以滑动安装探测龙门架7；探测龙门架7上安装有朝下布置的两个探头，分别用以超声波检测和涡流检测；校准装置位于旋转滚道5的轴向一侧，用以探头的灵敏度校准。

参照图5，旋转滚道5、轨道6及探测龙门架7皆为现有结构。旋转滚道5包括多对滚轮，图中为六对，每个滚轮的轴线皆水平布置，不同对滚轮对应位置的滚轮轴线重合，共同支撑待检工件9。其中一列滚轮共同固定穿插有转轴，转轴被电机带动驱动；另一列滚轮通过轴承转动安装在安装座上。轨道6与滚轮轴向平行，轨道6用以滑动安装探测龙门架7。探测龙门架7为门字形结构，在横梁上安装有探头，探头可上下、左右移动。

参照图2和图5，校准装置为本设备新增的机构，其位于旋转滚道5的轴向一侧，校准装置的两个辊轮21轴线与旋转滚道5的两轴线分别重合。其中一个辊轮21转轴与穿设于滚轮中的转轴固连，然后与电机的输出轴固连，以实现一个电机同步驱动。

本实施例大直径棒管自动化无损检测设备的工作过程如下：

工件检测前首先进行探头的校准，具体校准过程按前述实施例一的校准过程进行。校准完毕后，将待检工件9放置在旋转滚道5上，通过旋转滚道5驱使待检工件9原地旋转，通过探测龙门架7沿轨道6移动实现探头沿待检工件9轴向的移动，两者配合实现对整个工件的检测。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种大直径棒管自动化无损检测校准装置，其特征在于：包括固定架(1)，所述固定架(1)上设有支撑机构(2)和扶正机构(3)，所述支撑机构(2)包括转动安装在固定架(1)上的两个辊轮(21)，两个所述辊轮(21)的轴线相互平行，两个所述辊轮(21)在轴向上设有相对轴段以形成支撑部，其中一个所述辊轮(21)连接有驱动件(22)，所述扶正机构(3)包括两套扶正组件，两套所述扶正组件对称分布在支撑机构(2)的两侧，所述扶正组件能接触待检试样(8)侧面对其进行限位，所述支撑机构(2)或扶正机构(3)或固定架(1)上设有轴向限位结构，所述轴向限位结构包括分别位于支撑部轴向两侧的两个限位件；所述扶正组件包括摆臂(31)，所述摆臂(31)一端铰接在固定架(1)上且铰接轴与辊轮(21)轴线平行，所述摆臂(31)的另一端用以压置在待检试样(8)侧面对其进行限位；所述扶正组件还包括压辊(32)，所述压辊(32)转动安装在摆臂(31)用以限位待检试样(8)的端部，所述压辊(32)的转动轴与辊轮(21)轴线平行；所述辊轮(21)侧面和/或压辊(32)侧面上同轴设有环形的凹槽(4)，所有凹槽(4)在轴向上对齐分布，所述凹槽(4)的槽壁形成限位件。

2.根据权利要求1所述的大直径棒管自动化无损检测校准装置，其特征在于：所述凹槽(4)的轴向长度大于待检试样(8)的轴向长度以形成活动间隙。

3.根据权利要求2所述的大直径棒管自动化无损检测校准装置，其特征在于：所述固定架(1)包括第一支架(11)、第二支架(12)和第三支架(13)，所述辊轮(21)转动安装在第一支架(11)上，所述摆臂(31)铰接在第二支架(12)上，所述驱动件(22)固定在第三支架(13)上。

4.根据权利要求1所述的大直径棒管自动化无损检测校准装置，其特征在于：所述驱动件(22)为电机，所述电机固定在固定架(1)上。

5.一种大直径棒管自动化无损检测设备，包括旋转滚道(5)、轨道(6)及探测龙门架(7)，所述探测龙门架(7)上设有探头，其特征在于：在旋转滚道(5)轴向一侧设有如权利要求1-4任一项所述的大直径棒管自动化无损检测校准装置，所述辊轮(21)的轴线与旋转滚道(5)的轴线平行，两个所述辊轮(21)的轴线所在平面与旋转滚道(5)的两轴线所在平面平行。

6.根据权利要求5所述的大直径棒管自动化无损检测设备，其特征在于：两个所述辊轮(21)的轴线分别与旋转滚道(5)的两轴线重合。

7.根据权利要求6所述的大直径棒管自动化无损检测设备，其特征在于：所述驱动件(22)为旋转滚道(5)的电机。

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