專利名稱：一種輸油氣鋼管橢圓度在線測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于機(jī)械制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于輸油氣鋼管橢圓度在線測(cè)量裝
置
背景技術(shù)：
橢圓度是輸油氣鋼管幾何尺寸中重要的尺寸之一，隨著國內(nèi)外管道建設(shè)“大口徑、厚壁、高鋼級(jí)”的趨勢(shì)，直徑大于610mm的大口徑焊管的生產(chǎn)比重已經(jīng)占得越來越大，而大口徑焊管橢圓度作為鋼管重要的參數(shù)指標(biāo)，在保證管道施工進(jìn)度和質(zhì)量方面具有重要意義。隨著管道現(xiàn)場(chǎng)焊接施工技術(shù)的不斷進(jìn)步，半自動(dòng)、全自動(dòng)焊接技術(shù)的不斷應(yīng)用，使得對(duì)鋼管橢圓度的要求越來越嚴(yán)格，特別是對(duì)管端。如果鋼管橢圓度超標(biāo)，就會(huì)造成兩管對(duì)焊的困難，即使能勉強(qiáng)對(duì)焊在一起，對(duì)口也會(huì)產(chǎn)生很大的殘余應(yīng)力，導(dǎo)致焊縫處的機(jī)械性能下降，降低了管道在使用過程中的安全性。國內(nèi)外相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及重大項(xiàng)目技術(shù)規(guī)格書中對(duì)于鋼管橢圓度都有明確的要求，例如，GB/T9711. 2-1999《石油天然氣工業(yè)輸送鋼管交貨技術(shù)條件第2部分B級(jí)鋼管》對(duì)于外徑大于610mm鋼管管端橢圓度的要求是D/T ( 75時(shí)其最大值為1% D ；D/T > 75時(shí)，其最大值為I. 5% D(注D為鋼管工程外徑，T為工程壁厚)。API 5L 44版《管線鋼規(guī)范》中也有類似的要求。在《西氣東輸二線管道工程用X70直縫埋弧焊鋼管技術(shù)條件》中對(duì)管端橢圓度的要求為0. 6D%。目前，國內(nèi)大部分制管廠對(duì)鋼管橢圓度的測(cè)量廣泛使用機(jī)械測(cè)量法，主要測(cè)量工具有游標(biāo)卡尺、桿規(guī)、卡規(guī)等。使用游標(biāo)卡尺測(cè)量鋼管橢圓度的示意圖如圖I所示，首先測(cè)量某一角度的鋼管外徑，然后旋轉(zhuǎn)卡尺(或鋼管)測(cè)量多次外徑，所測(cè)值最大值與最小值之差即為鋼管橢圓度。使用桿規(guī)通過測(cè)量鋼管內(nèi)徑來測(cè)量鋼管橢圓度，步驟方法與使用游標(biāo)卡尺測(cè)量法相同，使用卡規(guī)時(shí)，最終還得使用游標(biāo)卡尺來測(cè)量卡規(guī)的張口量?，F(xiàn)有鋼管橢圓度機(jī)械測(cè)量方法主要有如下幾點(diǎn)不足(I)使用游標(biāo)卡尺只能測(cè)量鋼管管端橢圓度，而對(duì)于大口徑鋼管管體的橢圓度使用游標(biāo)卡尺無法測(cè)量；(2)使用桿規(guī)測(cè)量鋼管管體橢圓度時(shí)，需要測(cè)量鋼管內(nèi)徑，操作者需鉆入鋼管內(nèi)部進(jìn)行測(cè)量，由于受到空間與光線的限制使得測(cè)量不易操作。(3)由于現(xiàn)有的測(cè)量工具如游標(biāo)卡尺、卡規(guī)都具有較大的重量和外形尺寸，因此測(cè)量過程通常需要多名技術(shù)人員相互分工配合，不僅測(cè)量過程繁瑣，勞動(dòng)強(qiáng)度大，浪費(fèi)人力，物力，而且由于參與的人員或者操作步驟較多，特別容易對(duì)橢圓度測(cè)量精度造成不利影響。(4)現(xiàn)有機(jī)械測(cè)量方法效率底，信息反饋慢，不能實(shí)現(xiàn)100%的檢測(cè)，也不能實(shí)現(xiàn)“在線、高效、多部位”的實(shí)時(shí)精確測(cè)量與數(shù)據(jù)自動(dòng)存儲(chǔ)及輸出
實(shí)用新型內(nèi)容
[0011]本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)一種新型的輸油氣鋼管橢圓度在線測(cè)量裝置，解決上述問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下一種輸油氣鋼管橢圓度在線測(cè)量裝置，包括直角游標(biāo)卡尺和PC終端機(jī)，所述直角游標(biāo)卡尺包括相互垂直的水平尺身和垂直尺身，所述水平尺身上設(shè)置有與其垂直的垂直量爪，所述垂直尺身上設(shè)置有與之垂直的水平量爪，所述垂直量爪和所述水平量爪分別在所述水平尺身和所述垂直尺身上滑動(dòng)；所述水平尺身和所述垂直尺身均為可變電阻滑軌，所述垂直量爪和所述水平量爪均為導(dǎo)電滑片，所述垂直量爪和所述水平量爪均與所述PC終端機(jī)上的電阻值信號(hào)采集端口電連接。所述水平尺身和所述垂直尺身的坐標(biāo)零點(diǎn)為電阻零點(diǎn)。所述垂直量爪和所述水平量爪均為長(zhǎng)度可調(diào)節(jié)的量爪。所述垂直量爪和所述水平量爪的長(zhǎng)度大于被測(cè)輸油氣鋼管的半徑。所述垂直量爪和所述水平量爪均為游標(biāo)形式的量爪。還包括可調(diào)支撐平臺(tái)，所述直角游標(biāo)卡尺設(shè)置在所述可調(diào)支撐平臺(tái)上。本實(shí)用新型的主體為游標(biāo)卡尺與直線位移傳感器(包括定置在傳感器的固定部位的可變電阻和滑片)的組成，直線位移傳感器的功能在于把直線機(jī)械位移量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。為了達(dá)到這一效果，通常將可變電阻滑軌定置在傳感器的固定部位，通過滑片在滑軌上的位移來測(cè)量不同的阻值。傳感器滑軌連接穩(wěn)態(tài)直流電壓，允許流過微安培的小電流，滑片和始端之間的電壓，與滑片移動(dòng)的長(zhǎng)度成正比。本實(shí)用新型的有益效果可以總結(jié)如下I、本實(shí)用新型可以測(cè)量輸油氣鋼管任意部位的橢圓度，管端管體均可；2、本實(shí)用新型因?yàn)槠淞孔﹂L(zhǎng)度可調(diào)，適合測(cè)量多種管徑輸油氣鋼管的橢圓度；3、本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，操作過程簡(jiǎn)單，勞動(dòng)強(qiáng)度小，節(jié)約勞動(dòng)成本，操作只需一名操作者即可；4、本實(shí)用新型測(cè)量的效率高，信息反饋快，能實(shí)現(xiàn)100%的檢測(cè)，也能實(shí)現(xiàn)“在線、高效、多部位”的實(shí)時(shí)精確測(cè)量與數(shù)據(jù)自動(dòng)存儲(chǔ)及輸出。

圖I現(xiàn)有技術(shù)中游標(biāo)卡尺測(cè)量鋼管橢圓度的示意圖；圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2中A處的放大圖(游標(biāo)形式示意圖)；圖4和圖5為本實(shí)用新型測(cè)量鋼管橢圓度時(shí)的測(cè)量示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。如圖2所示的一種輸油氣鋼管橢圓度在線測(cè)量裝置，包括直角游標(biāo)卡尺、PC終端機(jī)3和可調(diào)支撐平臺(tái)7，所述直角游標(biāo)卡尺設(shè)置在所述可調(diào)支撐平臺(tái)7上，所述直角游標(biāo)卡尺包括相互垂直的水平尺身6和垂直尺身2，所述水平尺身6上設(shè)置有與其垂直的垂直量爪5，所述垂直尺身2上設(shè)置有與之垂直的水平量爪I，所述垂直量爪5和所述水平量爪I分別在所述水平尺身6和所述垂直尺身2上滑動(dòng)；所述水平尺身6和所述垂直尺身2均為可變電阻滑軌，所述垂直量爪5和所述水平量爪I均為導(dǎo)電滑片，所述垂直量爪5和所述水平量爪I均與所述PC終端機(jī)3上的電阻值信號(hào)采集端口電連接。所述水平尺身6和所述垂直尺身2的坐標(biāo)零點(diǎn)為電阻零點(diǎn)；所述垂直量爪5和所述水平量爪I均為游標(biāo)形式的量爪，所述垂直量爪5和所述水平量爪I均為長(zhǎng)度可調(diào)節(jié)的量爪，所述垂直量爪5和所述水平量爪I的長(zhǎng)度大于被測(cè)輸油氣鋼管的半徑。圖2中各部分功能描述如下所述。在圖2中，其中附圖標(biāo)記I、附圖標(biāo)記5為量爪，也為直線位移傳感器的滑片，其長(zhǎng)度為可變的，目的在于測(cè)量各種管徑鋼管；附圖標(biāo)記2、附圖標(biāo)記6為尺身，也為直線位移傳感器的滑軌，具有刻度值，其作用是結(jié)合量爪測(cè)量管徑；水平量爪I與垂直尺身2相互垂直，垂直量爪5與水平尺身6相互垂直，水平量爪I、垂直量爪5都是游標(biāo)形式(如圖3所示)，與尺身結(jié)合可以讀取數(shù)值，其精度為0. 02_，量爪的作用是卡緊鋼管，測(cè)量直徑，傳輸數(shù)據(jù)于PC終端機(jī)。垂直尺身2與水平尺身6相互垂直。附圖標(biāo)記3為PC終端機(jī)，用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理得出橢圓度，附圖標(biāo)記4為數(shù)據(jù)傳輸線。附圖標(biāo)記7為可調(diào)支撐平臺(tái)，可以上下左右移動(dòng)，目的在于使得垂直尺身2、水平尺身6可以緊貼鋼管。使用該測(cè)量裝置測(cè)量鋼管橢圓度的過程如下所描述。當(dāng)鋼管進(jìn)入橢圓度測(cè)量崗位時(shí)，首先調(diào)節(jié)該裝置的支撐平臺(tái)使得垂直尺身2與水平尺身6緊貼鋼管，然后滑動(dòng)水平量爪I與垂直量爪5，使其緊貼鋼管，如圖4、圖5所示，此時(shí)便可測(cè)得一組鋼管外徑，旋轉(zhuǎn)鋼管一個(gè)角度再次測(cè)量到一組數(shù)據(jù)，如此反復(fù)，可測(cè)得多組數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)傳輸線4將所測(cè)數(shù)據(jù)傳輸至PC終端機(jī)3，PC終端機(jī)3可將測(cè)量的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存起來并對(duì)其進(jìn)行處理，最終獲得橢圓度。若是在測(cè)量過程中遇到管徑較大的鋼管時(shí)，因量爪較短而無法測(cè)量時(shí)，可以調(diào)節(jié)量爪長(zhǎng)度(長(zhǎng)度大于鋼管半徑)，如圖4、圖5所示，圖5是垂直量爪5拉長(zhǎng)后的測(cè)量示意圖。以上通過具體的和優(yōu)選的實(shí)施例詳細(xì)的描述了本實(shí)用新型，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，本實(shí)用新型并不局限于以上所述實(shí)施例，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種輸油氣鋼管橢圓度在線測(cè)量裝置，其特征在于包括直角游標(biāo)卡尺和PC終端機(jī)，所述直角游標(biāo)卡尺包括相互垂直的水平尺身和垂直尺身，所述水平尺身上設(shè)置有與其垂直的垂直量爪，所述垂直尺身上設(shè)置有與之垂直的水平量爪，所述垂直量爪和所述水平量爪分別在所述水平尺身和所述垂直尺身上滑動(dòng)；所述水平尺身和所述垂直尺身均為可變電阻滑軌，所述垂直量爪和所述水平量爪均為導(dǎo)電滑片，所述垂直量爪和所述水平量爪均與所述PC終端機(jī)上的電阻值信號(hào)采集端口電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輸油氣鋼管橢圓度在線測(cè)量裝置，其特征在于所述水平尺身和所述垂直尺身的坐標(biāo)零點(diǎn)為電阻零點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輸油氣鋼管橢圓度在線測(cè)量裝置，其特征在于所述垂直量爪和所述水平量爪均為長(zhǎng)度可調(diào)節(jié)的量爪。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輸油氣鋼管橢圓度在線測(cè)量裝置，其特征在于所述垂直量爪和所述水平量爪的長(zhǎng)度大于被測(cè)輸油氣鋼管的半徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輸油氣鋼管橢圓度在線測(cè)量裝置，其特征在于所述垂直量爪和所述水平量爪均為游標(biāo)形式的量爪。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輸油氣鋼管橢圓度在線測(cè)量裝置，其特征在于還包括可調(diào)支撐平臺(tái)，所述直角游標(biāo)卡尺設(shè)置在所述可調(diào)支撐平臺(tái)上。
專利摘要一種輸油氣鋼管橢圓度在線測(cè)量裝置，包括直角游標(biāo)卡尺和PC終端機(jī)，所述直角游標(biāo)卡尺包括相互垂直的水平尺身和垂直尺身，所述水平尺身上設(shè)置有與其垂直的垂直量爪，所述垂直尺身上設(shè)置有與之垂直的水平量爪，所述垂直量爪和所述水平量爪分別在所述水平尺身和所述垂直尺身上滑動(dòng)；所述水平尺身和所述垂直尺身均為可變電阻滑軌，所述垂直量爪和所述水平量爪均為導(dǎo)電滑片，所述垂直量爪和所述水平量爪均與所述PC終端機(jī)上的電阻值信號(hào)采集端口電連接。本實(shí)用新型適合測(cè)量多種管徑輸油氣鋼管的橢圓度；可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，操作過程簡(jiǎn)單，勞動(dòng)強(qiáng)度小，節(jié)約勞動(dòng)成本；測(cè)量的效率高，信息反饋快，能實(shí)現(xiàn)100％的檢測(cè)。
文檔編號(hào)G01B5/20GK202372122SQ201120545889
公開日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日
發(fā)明者吳金輝, 王高峰, 許詩寧 申請(qǐng)人:北京隆盛泰科石油管科技有限公司