本發(fā)明涉及管道的無損檢測設備領域，具體的是一種用于交叉管道小角度角焊縫的磁記憶檢測裝置。

背景技術：

角焊縫廣泛地應用于石油化工、能源電力、鐵路橋梁等領域，尤其石油化工領域的油氣長輸管道、化工管道、壓力容器、法蘭、閥門、聯(lián)排管等都存在角焊縫。由于角焊縫承壓后應力狀態(tài)比較復雜，加上制造時大多單面焊接容易產生未焊透缺陷，因此進行及時有效的無損檢測與評價工作是極其必要的。

但是常規(guī)無損檢測方法很難發(fā)現角焊縫存在的缺陷，例如超聲波檢測，對于角焊縫、管徑小、管壁薄的結構，反射波很難打到焊縫部位；漏磁檢測受制于角焊縫空間和角度的限制，磁化裝置無法對角焊縫進行均勻磁化；射線探傷對于角焊縫缺陷無論在管道安裝階段還是在役運行后都無法進行判定，只適用于管道對接焊縫在安裝階段的質量檢測,管道運行后不但微小裂紋檢出率很低,拍片時還需將系統(tǒng)內的介質全部排凈，檢驗成本高、工作效率很低；普通的磁粉、著色等方法無法發(fā)現隱性裂紋和內部氣孔。

金屬磁記憶檢測技術能夠快速方便、有效地檢測出焊縫、尤其角焊縫的應力集中部位和缺陷，可以有效地對存在的缺陷進行診斷。磁記憶檢測技術在我國雖然只有十幾年的發(fā)展歷程，但該技術在鐵磁構件早期診斷與壽命預判方面的應用前景，已得到了業(yè)界專家學者的普遍認可。金屬磁記憶能夠解決常規(guī)無損檢測所無法解決的金屬瀕臨損傷前的早期診斷問題，為鐵磁構件失效及壽命評估提供了有力的技術支持，因此在無損檢測領域顯示其獨特的優(yōu)勢。但是在現場測量過程中，目前的磁記憶檢測遇到了斜交管道相貫線角焊縫在小角度側由于空間狹窄檢測裝置無法通過的問題，同時存在著斜交管道相貫線角焊縫這種空間曲線的檢測路徑缺乏精確檢測裝置的問題。

金屬磁記憶技術是由俄羅斯學者杜波夫在20紀90年代末提出的，金屬磁記憶技術是基于鐵磁材料在地磁場和工作載荷作用下的壓磁效應機理，應力和變形集中區(qū)會發(fā)生磁疇組織的定向和不可逆的重新趨向，零構件的應力分布可以通過磁場分布反映出來，在工作載荷消失后仍會保留。通過檢測構件表面磁場分布，不僅既能發(fā)現構件宏觀缺陷，更能有效檢測鐵磁材料應力集中的危險區(qū)域，是21世紀具有廣泛前景的無損檢測技術之一。同時磁記憶檢測無需對被測物體進行人為磁化，杜絕了裝備的磁污染。

在肯定金屬磁記憶技術的同時，由于其產生和發(fā)展的時間較短，在很多方面需要進一步完善。由于在測量上過分依賴人為操作的熟練程度和準確性，造成測量結果精度不高、測量效率低，而且測量的可重復性差。

技術實現要素：

為了進一步提高磁記憶檢測技術在角焊縫檢測中的應用，本發(fā)明提供了一種用于交叉管道焊縫的磁記憶檢測裝置，該用于交叉管道焊縫的磁記憶檢測裝置可以對具有小角度區(qū)域的斜交管道相貫線角焊縫進行全方位無障礙檢測。將測量時人為操作的誤差大大降低，確保了測量結果的準確性，測量效率得到大幅提升。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種用于交叉管道焊縫的磁記憶檢測裝置，用于檢測直管和斜管之間的焊縫，該用于交叉管道焊縫的磁記憶檢測裝置包括：

磁記憶傳感器檢測驅動機構，含有檢測單元和能夠套設于斜管外的圓形軌道，檢測單元與圓形軌道連接，檢測單元能夠在沿該圓形軌道移動的過程中對檢測焊縫進行檢測；

輔助調節(jié)支架，用于使圓形軌道所在的平面平行于直管的中心線。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明采用套設于斜管外的圓形軌道，通過輔助調節(jié)支架，使圓形軌道所在的平面平行于直管的中心線，保證了檢測時傳感器沿相貫線焊縫測量行程與時鐘方向上的準確性，避免了由行程與時鐘方向誤差導致的缺陷定位及檢測結果分析錯誤。

2、滑桿上的滑塊采用球型主桿和球型輔助桿焊接連接的形式，當滑桿在圓環(huán)滑軌內沿周向運動時，不會出現滑桿沿滑軌切向的前進方向擺動，使滑桿在滑行時穩(wěn)定性更好。同時由于滑桿與圓環(huán)滑軌配合處采用球形滑塊，可以沿滑軌徑向進行小角度的調整，通過調節(jié)與帶有條形滑道的傳感器夾持機構的角度，可以保證傳感器在斜交管道角焊縫的小角度側狹窄區(qū)域內順滑無障礙通過，保證檢測連續(xù)性。

3、本發(fā)明的滑桿與帶有條形滑道的傳感器夾持機構通過鎖緊螺釘聯(lián)接，通過轉動帶有條形滑道的傳感器夾持機構，保證傳感器垂直對準被測的焊縫，帶有條形滑道的傳感器夾持機構帶有滾輪，滾輪始終貼合管道壁面，保證測量時的穩(wěn)定性，最終確保測量的準確性，測量效率得到大大提升。

4、本發(fā)明采用球鉸聯(lián)接的壓緊塊，使裝置能緊密貼合在任意傾斜角度的斜管道上而不被滑落，使傳感器檢測驅動裝置緊固。

5、本發(fā)明采用調水平支架與傳感器檢測驅動裝置配合使用，可以方便、快速、準確地調節(jié)傳感器檢測驅動裝置達到水平，并在調節(jié)水平完成后能靈活、方便、快速將調水平支架拆除，避免影響后續(xù)檢測驅動裝置的運動。

6、該裝置可以對相交管匯出現的小角度焊縫進行準確測量，降低了以往測量斜交管道小角度角焊縫的難度。

附圖說明

構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。

圖1為用于交叉管道焊縫的磁記憶檢測裝置在使用時的結構示意圖。

圖2為磁記憶傳感器檢測驅動機構的結構示意圖。

圖3為滑桿的結構示意圖。

圖4為傳感器夾持機構的示意圖。

圖5為滾輪的結構示意圖。

圖6為滑桿與滑軌的局部放大示意圖。

圖7為壓緊塊的后視結構示意圖。

圖8為壓緊塊的前視結構示意圖。

圖9為球型螺栓的結構示意圖。

圖10墊圈的結構示意圖。

圖11為輔助水平調節(jié)支架的結構示意圖。

圖12為輔助水平調節(jié)支架的左視示意圖。

圖13為雙頭螺柱的示意圖。

1、磁記憶傳感器檢測驅動機構；2、輔助水平調節(jié)支架；3、直管；4、斜管；5、焊縫；

101、組合圓環(huán)；102、滑桿；103、檢測單元；104、傳感器夾持機構；105、傳感器；106、球形萬向輪；107、壓緊機構；108、球形螺栓；109、壓緊塊；110、螺釘；111、螺母；112、螺釘；113、螺母；114、墊圈；115、圓形軌道；116、輔助桿。

201、雙頭螺柱；202、橫向支撐框；203、固定螺母；204、橫向支撐框水平儀；205、卡具；206、鎖緊螺母；207、縱向支撐框；208、縱向支撐框水平儀；209、調節(jié)螺母。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發(fā)明。

一種用于交叉管道焊縫的磁記憶檢測裝置，可以用于檢測直管3和斜管4之間的焊縫5，該用于交叉管道焊縫的磁記憶檢測裝置包括磁記憶傳感器檢測驅動機構1和輔助調節(jié)支架2，磁記憶傳感器檢測驅動機構1含有檢測單元103和能夠套設于斜管4外的圓形軌道115，檢測單元103與圓形軌道115連接，檢測單元103能夠在沿該圓形軌道115移動的過程中對檢測焊縫5進行檢測；輔助調節(jié)支架2用于支撐磁記憶傳感器檢測驅動機構1并使圓形軌道115所在的平面平行于直管3的中心線，如圖1所示。

在本實施例中，該磁記憶傳感器檢測驅動機構1還設有能夠套設于斜管4外的組合圓環(huán)101，組合圓環(huán)101由左半圓弧體和右半圓弧體對接組成，左半圓弧體和右半圓弧體的大小和形狀相同，圓形軌道115位于組合圓環(huán)101朝向直管3的表面，即圖1中，圓形軌道115位于組合圓環(huán)101的下表面，圓形軌道115和組合圓環(huán)101之間為同心圓的關系。

在本實施例中，檢測單元103含有滑桿102和傳感器夾持機構104，滑桿102的上端插接于圓形軌道115內，滑桿102的上端設有用于防止滑桿102與圓形軌道115分離的圓球，滑桿102的下端與傳感器夾持機構104的上端連接，傳感器夾持機構104能夠相對于滑桿102轉動。滑桿102固定連接有輔助桿116，輔助桿116相對于滑桿102傾斜，輔助桿116的上端插接于圓形軌道115內，輔助桿116的下端與滑桿102焊接，輔助桿116的一端設有用于防止輔助桿116與圓形軌道115分離的圓球，輔助桿116和滑桿102能夠同步沿圓形軌道115滑動，如圖1至圖6所示。輔助桿116起穩(wěn)定作用，當滑桿102在圓形軌道115內沿周向滑行時，不會出現滑桿102沿圓形軌道115的切向前進方向擺動，使滑桿102在滑行時穩(wěn)定性更好。

在本實施例中，傳感器夾持機構104呈條形，傳感器夾持機構104的一端通過螺釘112和螺母113與滑桿102的下端鉸接，螺釘112的中心線與滑桿102垂直，螺釘112的中心線能夠垂直于圓形軌道115的直徑，即螺釘112的中心線與圓形軌道115上穿過螺釘112的中心線的一條直徑垂直，傳感器夾持機構104內設有條形通孔(其作用為條形滑道)，該條形通孔沿傳感器夾持機構104的長度方向設置，如圖2所示，螺釘112穿過該條形通孔，滑桿102的下端能夠沿該條形通孔滑動，螺釘112的直徑與該條形通孔的寬度相匹配，從而使傳感器夾持機構104僅能夠以螺釘112的中心線為軸轉動，檢測單元103還含有傳感器105，傳感器105的插接于傳感器夾持機構104，傳感器105的探測部位于傳感器夾持機構104的另一端，傳感器夾持機構104另一端還設有球形萬向滾輪106。球形萬向滾輪106可以帶動傳感器105貼合在相貫線焊縫這樣的空間曲線檢測路徑上，并順利通過斜交管道小角度側角焊縫的狹窄區(qū)域，最終實現繞相貫線角焊縫順滑全方位無障礙的全面檢測，傳感器105的探測部位于球形萬向輪106的上方，如圖1所示。

在本實施例中，該磁記憶傳感器檢測驅動機構1還設有沿組合圓環(huán)101的軸線均勻分布的多個壓緊機構107，該壓緊機構107能夠使組合圓環(huán)101的圓心位于斜管4的軸線上，如圖1和圖2所示。壓緊機構107含有球形螺栓108和壓緊塊109，壓緊塊109設置于組合圓環(huán)101的內圓內，壓緊塊109的斷面形狀呈弧形，球形螺栓108的螺桿部穿過組合圓環(huán)101，球形螺栓108的螺桿部的中心線沿組合圓環(huán)101的徑向設置，球形螺栓108的頭部插接于壓緊塊109內形成球鉸。球形螺栓108的螺桿部的尾端設置于組合圓環(huán)101的外圓外，球形螺栓108的螺桿部的尾端設有便于擰動該球形螺栓108的四棱柱結構，可以便于壓緊機構107的裝卸，如圖2所示。

在上述結構中，組合圓環(huán)101的左半圓弧體和右半圓弧體通過鎖緊螺釘連接固定，滑桿102在圓形軌道115中做圓周運動，滑桿102上端的球形可以在做圓周運動的過程中進行徑向的小角度擺動，從而對傳感器夾持機構104進行小角度的調節(jié)，如滑桿102能夠相對于穿過滑桿102上端的球形的鉛垂線在0°～60°的角度內進行調節(jié)，如圖2所示，輔助桿116起穩(wěn)定作用，當滑桿102在圓形軌道115(即滑軌)內沿周向運動時，不會出現滑桿102沿圓形軌道115的切向前進方向的擺動，使滑桿102在滑行時穩(wěn)定性更好。

傳感器夾持機構104與滑桿102通過鎖緊螺釘112連接，帶有條形滑道的傳感器夾持機構104的下端具有球形萬向輪，傳感器夾持機構104通過滑道實現滑動和轉動的調節(jié)，保證滾輪帶動傳感器105貼合在相貫線角焊縫這樣的空間曲線檢測路徑上，并順利通過斜交管道角焊縫小角度側的狹窄區(qū)域，最終實現了繞相貫線角焊縫一周順滑無障礙的全面檢測。

壓緊塊109與球型螺栓108的一端采用球鉸連接，采用這種連接能使圓弧形滑軌上的壓緊塊109可以更好的夾持在任意傾斜管道的壁面，組合圓環(huán)101周向分布均勻有多個用于安裝球型螺栓108的螺紋通孔，螺紋通孔的數量可以為2個、4個、6個，球型螺栓108的另一端與組合圓環(huán)101周向分布的螺孔連接，可以根據所要夾持的管徑大小，進行松緊調節(jié)保證裝置與管壁緊密接觸，調節(jié)度在20％到30％，壓緊塊109內側采用菱形鋸齒，使得壓緊塊109能很好地貼合在任意傾斜角度的斜管4壁面上，保證圓形軌道115不會沿斜管4壁面滑動，增加檢測裝置的穩(wěn)固性，減少人為誤差，如圖1至圖8所示。該磁記憶檢測裝置同樣適用類似于斜交管道相貫線角焊縫的空間曲線檢測路徑的精確測量。

在本實施例中，輔助調節(jié)支架2含有兩個卡具205、四根雙頭螺柱201和兩根條形的縱向支撐框207，環(huán)狀的卡具205用于套設在直管3外，兩根縱向支撐框207通過四根雙頭螺柱201與兩個卡具205連接，兩根縱向支撐框207分別為第一縱向支撐框和第二縱向支撐框；該第一縱向支撐框和第二縱向支撐框分別位于斜管4外的兩側，組合圓環(huán)101坐落于該第一縱向支撐框和第二縱向支撐框上，組合圓環(huán)101位于兩個卡具205的上方，如圖1和圖10所示。

在本實施例中，卡具205的內徑與直管3的外徑相匹配，卡具205由兩個對稱的弧形半卡體組成，兩個弧形半卡體的大小和形狀也相同，四根雙頭螺柱201分別為第一螺柱、第二螺柱、第三螺柱和第四螺柱，兩個卡具205分別為第一卡具和第二卡具；該第一卡具和第二卡具沿直管3的軸線方向設置于焊縫5的兩側，該第一卡具和第二卡具的軸線重合，該第一螺柱、第二螺柱、第三螺柱和第四螺柱相互平行，該第一縱向支撐框和第二縱向支撐框相互平行，該第一縱向支撐框和第二縱向支撐框之間的距離小于組合圓環(huán)101的外徑；該第一螺柱和第二螺柱的下端通過固定螺母203將該第一卡具的兩個對稱的弧形半卡體組成該第一卡具，該第三螺柱和第四螺柱的下端通過固定螺母203將該第二卡具的兩個對稱的弧形半卡體組成該第二卡具，該第一縱向支撐框的兩端分別插接于該第一螺柱和第三螺柱的上端，該第二縱向支撐框的兩端分別插接于該第二螺柱和第四螺柱的上端。

在本實施例中，輔助調節(jié)支架2還含有兩根條形的橫向支撐框202，橫向支撐框202的長度小于縱向支撐框207的長度，兩根橫向支撐框202相互平行，橫向支撐框202與縱向支撐框207垂直，兩根橫向支撐框202分別為第一橫向支撐框和第二橫向支撐框，該第一橫向支撐框的兩端分別插接于該第一螺柱和第二螺柱的上端，該第二橫向支撐框的兩端分別插接于該第三螺柱和第四螺柱的上端，該第一橫向支撐框位于該第一縱向支撐框的下方，該第二橫向支撐框位于該第二縱向支撐框的下方，每個雙頭螺柱201上均設有用于調節(jié)橫向支撐框202和縱向支撐框207位置的調節(jié)螺母209，每個雙頭螺柱201上均設有用于使橫向支撐框202和縱向支撐框207連接固定的鎖緊螺母209，調節(jié)螺母209位于鎖緊螺母209的下方，橫向支撐框202和縱向支撐框207位于調節(jié)螺母209和鎖緊螺母209之間，橫向支撐框202上設有橫向支撐框水平儀204，縱向支撐框207設有縱向支撐框水平儀208，如圖10至圖12所示。

該磁記憶檢測裝置的組合圓環(huán)101、滑桿102、帶有條形滑道的傳感器夾持機構104均采用鋁合金或銅合金等非導磁材料制造，壓緊塊109采用回彈性好的復合非導磁材料；各種連接、鎖緊所用的螺栓、螺釘、彈簧等均采用不影響測取磁信號的非磁性不銹鋼材料。

下面介紹該該磁記憶檢測裝置的安裝及使用情況。帶有圓形軌道115的組合圓環(huán)101由兩個帶有弧形軌道的左半圓弧體和右半圓弧體通過螺釘110和螺母111固組合而成，左半圓弧體和右半圓弧體上都有分布均勻的三個用于安裝壓緊塊109的螺紋孔，在形成帶有圓形軌道115的組合圓環(huán)101之前，先把滑桿102的上端裝進帶有軌道的左半圓弧體或右半圓弧體，再把兩個帶有軌道的半圓弧體通過螺釘110和螺母111連接固定，滑桿102在圓形軌道115中可以做圓周運動，保證測量過程中的行程準確，并且在圓周運動的過程中可以進行徑向的0°～60°的角度調節(jié)，保證在進行測量過程中不會出現卡頓現象，保證測量過程中的連續(xù)性。檢測單元103包括滑桿102，傳感器夾持機構104，滾輪106,傳感器105，螺釘112穿過傳感器夾持機構104的軌道與滑桿102的下端光孔，之后用螺母113定，傳感器夾持機構104與滾輪106采用螺紋聯(lián)接，傳感器105封裝在傳感器夾持機構104里，可以通過轉動檢測單元103里的傳感器夾持機構104，來保證傳感器垂直于相貫線焊縫，傳感器夾持機構103上的滾輪106，能保證檢測機構103在測量過程中貼合在管道壁面上，保證測量過程中的穩(wěn)定性。壓緊機構107由球型螺栓108，壓緊塊109組成，球型螺栓108的球型端放進壓緊塊109中的孔中后，加入墊圈114卡緊，形成球鉸聯(lián)接，球型螺栓108的另一端與圓形外環(huán)101的螺孔形成螺紋聯(lián)接，球型螺栓108的螺紋端的端部有可供手部進行調節(jié)的方形塊(即四棱柱)，以便能使旋轉檢測裝置1能緊固在斜管4上，不會出現松動，影響檢測效果，壓緊機構107是先在圓形軌道115的左半圓弧體和右半圓弧體的螺紋孔中安裝好，然后兩個半圓弧體再形成組合圓環(huán)101，壓緊機構107中壓緊塊109都是對稱安裝，其數量多少是根據管徑的大小確定，分別為2對，4對，6對，成對安裝。

如圖11至圖13所示，輔助水平調節(jié)支架包括4根長雙頭螺柱201，兩個橫向支撐框202，兩個縱向支撐框207，兩個卡具205，橫向支撐框的水平儀204.縱向支撐框的水平儀208，先安裝管道一側的卡具205，利用雙頭螺柱201的下端與2對螺母203稍微帶緊，然后安裝橫向支撐框202，在放入橫向支撐框之前，在2根栓頭螺栓上端先放入調節(jié)螺母209，然后放上橫向支撐框202通過水平儀204調節(jié)水平度，調節(jié)水平后，鎖緊卡具205，用卷尺量出卡具205耳板上端面位置到橫向支撐框202下端面的距離，然后在另一端安裝卡具205，利用長雙頭螺柱201的下端與2對螺母206稍微帶緊，然后安裝橫向支撐框202，在放入橫向支撐框之前，在2根長栓頭螺栓上端先放入調節(jié)螺母209，然后放上橫向支撐框202.通過水平儀204調節(jié)水平度，調節(jié)水平后，鎖緊卡具205，利用調節(jié)螺母209，使這一端的橫向支撐框202的下端面到這一端的卡具205耳板上端面的距離與之前一端所量的距離相等，保證了兩端的橫向支撐框202在同一水平面，最后放上縱向支撐框207，通過縱向支撐框水平208的水平度，細微調節(jié)水平，消除此前用卷尺測量出現誤差，最后用螺母206在長雙頭螺柱上端鎖緊縱向支撐框。

如圖1～圖13所示，磁記憶傳感器檢測驅動裝置1是在輔助水平調節(jié)支架2安裝好之后放到支撐框上面，需要注意的是，帶有軌道的組合圓環(huán)101的螺釘鎖緊部分架在水平調節(jié)支架的縱向支撐框上，以方便對壓緊機構107進行調節(jié)。如果發(fā)現測量高度不合適，可以對水平調節(jié)裝置的4個調節(jié)螺母同時調節(jié)高度，直到找到合適的測量高度。在旋轉檢測裝置1安裝緊固完成后，水平調節(jié)裝置可以拆卸，不會影響后續(xù)的測量過程。

由于常規(guī)無損檢測方法無法檢測角焊縫，而角焊縫往往處于結構的不連續(xù)處容易產生應力集中，因此角焊縫在投入使用后極易發(fā)生泄漏、爆炸等事故。金屬磁記憶檢測技術能夠快速方便、有效地檢測出角焊縫的應力集中部位和缺陷，但目前遇到了斜交管道相貫線角焊縫在小角度側由于空間狹窄檢測裝置無法通過的問題，同時存在著斜交管道相貫線角焊縫這種空間曲線的檢測路徑缺乏精確檢測裝置的問題，近些年沒有測量斜交管道小角度焊縫合適的檢測儀器，該裝置的設計發(fā)明對避免小角度角焊縫焊縫泄漏造成重大安全事故具有重要意義。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施例，不能以其限定發(fā)明實施的范圍，所以其等同組件的置換，或依本發(fā)明專利保護范圍所作的等同變化與修飾，都應仍屬于本專利涵蓋的范疇。另外，本發(fā)明中的技術特征與技術特征之間、技術特征與技術方案之間、技術方案與技術方案之間均可以自由組合使用。