本發(fā)明屬于管道焊縫檢測(cè)，具體為一種厚壁管道焊縫缺陷的在線檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

1、厚壁管道一般為具備高壓性質(zhì)的能源運(yùn)輸業(yè)、核電行業(yè)的關(guān)鍵用材，其壁厚通常大于等于20mm，厚壁管道在連接時(shí)需要進(jìn)行焊接實(shí)現(xiàn)，為了檢測(cè)焊接部位的焊縫是否出現(xiàn)裂紋、縫隙等焊接缺陷，需要設(shè)置在線檢測(cè)裝置，在檢測(cè)的流水線上，焊接成功的厚壁管道會(huì)被移動(dòng)至檢測(cè)工位，并利用超聲波原理進(jìn)行缺陷探傷，超聲波檢查是一種利用超聲波對(duì)焊接缺陷進(jìn)行檢測(cè)的方法。超聲波在焊接部位傳播過程中，可以檢測(cè)到反射、折射和衰減等信息，從而判斷焊接質(zhì)量；現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于管道類的焊縫檢測(cè)一般會(huì)采用傾斜設(shè)計(jì)的超聲波探頭放置于焊縫部位，并與之抵接，實(shí)現(xiàn)超聲波發(fā)生檢測(cè)功能，當(dāng)超聲波探頭在與焊縫接觸的過程中容易隨著兩者的相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生過度磨損，超聲波探頭需要抵接在焊縫表面才能進(jìn)行對(duì)焊縫的缺陷檢測(cè)，而現(xiàn)有技術(shù)中，超聲波探頭會(huì)在液壓桿的帶動(dòng)下直接與管道接觸，這樣的設(shè)計(jì)容易導(dǎo)致超聲波探頭與管道之間產(chǎn)生的接觸壓力不可控，過小無法檢測(cè)，過大會(huì)造成超聲波探頭的損傷，且在面對(duì)不同尺寸的管道時(shí)，超聲波探頭也無法進(jìn)行角度方面的轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)，無法充分適配管道表面的焊縫，造成在線檢測(cè)功能的失效。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種厚壁管道焊縫缺陷的在線檢測(cè)裝置，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種厚壁管道焊縫缺陷的在線檢測(cè)裝置，包括工作臺(tái)、液壓缸一和支撐環(huán)，所述液壓缸一的伸縮端安裝有工作架，所述工作架的內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有兩組運(yùn)輸輥，并安裝有電機(jī)一，兩組所述運(yùn)輸輥通過齒輪組與電機(jī)一傳動(dòng)連接，所述運(yùn)輸輥的上面表面放置有工件，所述支撐環(huán)的頂部安裝有頂板，所述頂板的頂部安裝有液壓缸二，所述液壓缸二的伸縮端固定連接有連接板，所述連接板底部的兩側(cè)沿支撐環(huán)的軸線對(duì)稱安裝有兩組定位機(jī)構(gòu)，所述連接板底面的中部固定安裝有液壓缸三，所述液壓缸三的伸縮端固定連接有固定板，所述固定板底部的前后兩側(cè)均固定連接有連接柱，所述連接柱的底部活動(dòng)鉸接有鉸接塊，所述鉸接塊的底部固定連接有超聲波探頭，所述超聲波探頭頂部遠(yuǎn)離鉸接塊的一側(cè)固定連接有滑架，所述固定板頂部的前后兩側(cè)均活動(dòng)插接有通柱，所述通柱的底部固定連接有卡柱，所述卡柱滑動(dòng)安裝于滑架中，所述通柱外表面的底部固定安裝有限位環(huán)，所述通柱的外表面活動(dòng)套接有位于固定板底部的彈簧二，所述彈簧二的兩端分別與固定板和限位環(huán)彈性連接，所述固定板頂部的前側(cè)安裝有一組微型光柵，位于前側(cè)所述通柱外表面的正面固定連接有位于微型光柵感應(yīng)區(qū)的擋條。

3、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述支撐環(huán)設(shè)置為兩組，并沿所述工件的軸線對(duì)稱分布于工作臺(tái)頂部的兩側(cè)，所述支撐環(huán)的內(nèi)環(huán)面固定安裝有三組運(yùn)輸機(jī)構(gòu)；

4、所述運(yùn)輸機(jī)構(gòu)包括固定連接于支撐環(huán)內(nèi)環(huán)面的容納筒，所述容納筒的內(nèi)部活動(dòng)套接有彈簧一和伸縮柱，所述彈簧一的兩端分別與容納筒和伸縮柱彈性連接，所述伸縮柱通過彈簧一彈性支撐于容納筒的內(nèi)部，所述伸縮柱的外側(cè)一端固定連接有滾輪一，位于頂部所述運(yùn)輸機(jī)構(gòu)還包括電機(jī)二，所述電機(jī)二與滾輪一傳動(dòng)連接，所述滾輪一的外表面與工件表面抵接。

5、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述定位機(jī)構(gòu)包括固定連接于連接板底部的固定柱，所述固定柱的底部轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有旋轉(zhuǎn)柱，所述旋轉(zhuǎn)柱的底端固定連接有滾輪二，所述滾輪二的外表面與工件表面抵接。

6、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述連接柱外側(cè)面的底部固定連接有限位板，所述限位板在超聲波探頭與連接柱保持垂直狀態(tài)時(shí)，與所述鉸接塊的外側(cè)面抵接。

7、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述超聲波探頭、滑架和鉸接塊能夠繞鉸接塊與連接柱的鉸接處的軸線向上轉(zhuǎn)動(dòng)，所述卡柱能夠沿滑架的內(nèi)壁前后滑動(dòng)。

8、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述彈簧二被壓縮設(shè)置于固定板和限位環(huán)之間產(chǎn)生回彈力，并通過所述卡柱、滑架和超聲波探頭將回彈力全部作用于工件表面。

9、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述超聲波探頭的底面與工件的表面相切，并保持抵接壓力恒定，所述彈簧二被壓縮的距離能夠始終保持不變。

10、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述工件的尺寸越大，與所述尺寸抵接的超聲波探頭底部與水平面的夾角越小。

11、本發(fā)明的有益效果如下：

12、1、本裝置經(jīng)過重新設(shè)計(jì)，使超聲波探頭與工件之間接觸的抵接壓力能夠自動(dòng)保持恒定，避免超聲波探頭與工件之間產(chǎn)生的過大的壓力引起超聲波探頭底部的過度磨損，通過固定連接于連接板底部的定位機(jī)構(gòu)與工件頂部抵接，使超聲波探頭在水平狀態(tài)下與工件的距離恒定，從而使液壓缸三只需向下帶動(dòng)固定板整體下移，帶動(dòng)超聲波探頭的底面與工件表面抵接，并在工件的限位作用繞鉸接塊與連接柱鉸接處的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，通過滑架向上帶動(dòng)卡柱、通柱、限位環(huán)和擋條，并壓縮彈簧二，使超聲波探頭在與工件表面旋轉(zhuǎn)抵接的同時(shí)產(chǎn)生壓力，通過擋條向上進(jìn)入微型光柵之間的感應(yīng)區(qū)，并通過控制器自動(dòng)關(guān)停液壓缸三，維持彈簧二被限位環(huán)的壓縮距離恒定，在超聲波探頭面對(duì)不同尺寸的工件時(shí)，只需調(diào)整液壓缸三的伸縮行程，并使擋條運(yùn)動(dòng)至指定位置，即可保持彈簧二的壓縮行程不變，使超聲波探頭與工件表面的壓力恒定，避免過大的壓力，造成超聲波探頭底面的過度磨損，延長(zhǎng)了裝置的使用壽命。

13、2、本裝置通過設(shè)置有多組運(yùn)輸機(jī)構(gòu)位于支撐環(huán)的內(nèi)壁，從而輔助工件進(jìn)料和旋轉(zhuǎn)檢測(cè)，通過設(shè)置有位于頂部的電機(jī)二驅(qū)動(dòng)頂部的滾輪一旋轉(zhuǎn)，在工作架、運(yùn)輸輥的配合下帶動(dòng)工件沿運(yùn)輸方向運(yùn)動(dòng)，通過設(shè)置有彈簧一對(duì)伸縮柱進(jìn)行彈性支撐，使裝置能夠適配不同尺寸的工件，然后，通過電機(jī)一驅(qū)動(dòng)運(yùn)輸輥轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)工件繞支撐環(huán)的軸線旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)多組滾輪一繞與各自連接的伸縮柱軸線旋轉(zhuǎn)90°，并在彈簧一的螺旋方向上產(chǎn)生對(duì)彈簧一的旋轉(zhuǎn)張力，使彈簧一具有帶動(dòng)伸縮柱、滾輪一回正的彈力，當(dāng)工作架向下移動(dòng)至與工件表面抵接的位置時(shí)，通過彈簧一的彈力帶動(dòng)滾輪一、伸縮柱回轉(zhuǎn)復(fù)位，隨后，通過電機(jī)二驅(qū)動(dòng)，帶動(dòng)工件下料。

14、3、本裝置通過設(shè)置有定位機(jī)構(gòu)，使工件能夠在運(yùn)輸機(jī)構(gòu)的彈性支撐下和運(yùn)輸輥的剛性支撐下完成自動(dòng)定中心功能，通過設(shè)置有多組運(yùn)輸機(jī)構(gòu)對(duì)工件進(jìn)行彈性支撐，以滾輪一、伸縮柱壓縮彈簧一產(chǎn)生回彈力，并對(duì)工件表面進(jìn)行彈性支撐，通過液壓缸二帶動(dòng)連接板和定位機(jī)構(gòu)向下移動(dòng)，使?jié)L輪二的底部與支撐環(huán)的軸線的距離等距工件的半徑值，這樣通過液壓缸一帶動(dòng)工作架和運(yùn)輸輥向上對(duì)工件進(jìn)行支撐，并抵消工件自身的重力，使工件與滾輪二的底部抵接，此時(shí)，位于下側(cè)的兩組彈簧一僅僅受到來自工件表面的限位壓力，使所有的彈簧一壓縮距離相等，實(shí)現(xiàn)裝置精準(zhǔn)的自動(dòng)定中心功能，有助于裝置后續(xù)的在線檢測(cè)操作。

技術(shù)特征：

1.一種厚壁管道焊縫缺陷的在線檢測(cè)裝置，包括工作臺(tái)（1）、液壓缸一（2）和支撐環(huán)（6），所述液壓缸一（2）的伸縮端安裝有工作架（3），所述工作架（3）的內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有兩組運(yùn)輸輥（4），并安裝有電機(jī)一（5），兩組所述運(yùn)輸輥（4）通過齒輪組與電機(jī)一（5）傳動(dòng)連接，所述運(yùn)輸輥（4）的上面表面放置有工件，其特征在于：所述支撐環(huán)（6）的頂部安裝有頂板（10），所述頂板（10）的頂部安裝有液壓缸二（11），所述液壓缸二（11）的伸縮端固定連接有連接板（8），所述連接板（8）底部的兩側(cè)沿支撐環(huán)（6）的軸線對(duì)稱安裝有兩組定位機(jī)構(gòu)（9），所述連接板（8）底面的中部固定安裝有液壓缸三（12），所述液壓缸三（12）的伸縮端固定連接有固定板（13），所述固定板（13）底部的前后兩側(cè)均固定連接有連接柱（14），所述連接柱（14）的底部活動(dòng)鉸接有鉸接塊（15），所述鉸接塊（15）的底部固定連接有超聲波探頭（16），所述超聲波探頭（16）頂部遠(yuǎn)離鉸接塊（15）的一側(cè)固定連接有滑架（17），所述固定板（13）頂部的前后兩側(cè)均活動(dòng)插接有通柱（18），所述通柱（18）的底部固定連接有卡柱（19），所述卡柱（19）滑動(dòng)安裝于滑架（17）中，所述通柱（18）外表面的底部固定安裝有限位環(huán)（20），所述通柱（18）的外表面活動(dòng)套接有位于固定板（13）底部的彈簧二（21），所述彈簧二（21）的兩端分別與固定板（13）和限位環(huán)（20）彈性連接，所述固定板（13）頂部的前側(cè)安裝有一組微型光柵（23），位于前側(cè)所述通柱（18）外表面的正面固定連接有位于微型光柵（23）感應(yīng)區(qū)的擋條（24）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種厚壁管道焊縫缺陷的在線檢測(cè)裝置，其特征在于：所述支撐環(huán)（6）設(shè)置為兩組，并沿所述工件的軸線對(duì)稱分布于工作臺(tái)（1）頂部的兩側(cè)，所述支撐環(huán)（6）的內(nèi)環(huán)面固定安裝有三組運(yùn)輸機(jī)構(gòu)（7）；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種厚壁管道焊縫缺陷的在線檢測(cè)裝置，其特征在于：所述定位機(jī)構(gòu)（9）包括固定連接于連接板（8）底部的固定柱（91），所述固定柱（91）的底部轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有旋轉(zhuǎn)柱（92），所述旋轉(zhuǎn)柱（92）的底端固定連接有滾輪二（93），所述滾輪二（93）的外表面與工件表面抵接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種厚壁管道焊縫缺陷的在線檢測(cè)裝置，其特征在于：所述連接柱（14）外側(cè)面的底部固定連接有限位板（22），所述限位板（22）在超聲波探頭（16）與連接柱（14）保持垂直狀態(tài)時(shí)，與所述鉸接塊（15）的外側(cè)面抵接。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種厚壁管道焊縫缺陷的在線檢測(cè)裝置，其特征在于：所述超聲波探頭（16）、滑架（17）和鉸接塊（15）能夠繞鉸接塊（15）與連接柱（14）的鉸接處的軸線向上轉(zhuǎn)動(dòng)，所述卡柱（19）能夠沿滑架（17）的內(nèi)壁前后滑動(dòng)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種厚壁管道焊縫缺陷的在線檢測(cè)裝置，其特征在于：所述彈簧二（21）被壓縮設(shè)置于固定板（13）和限位環(huán)（20）之間產(chǎn)生回彈力，并通過所述卡柱（19）、滑架（17）和超聲波探頭（16）將回彈力全部作用于工件表面。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種厚壁管道焊縫缺陷的在線檢測(cè)裝置，其特征在于：所述超聲波探頭（16）的底面與工件的表面相切，并保持抵接壓力恒定，所述彈簧二（21）被壓縮的距離能夠始終保持不變。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種厚壁管道焊縫缺陷的在線檢測(cè)裝置，其特征在于：所述工件的尺寸越大，與所述尺寸抵接的超聲波探頭（16）底部與水平面的夾角越小。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于管道焊縫檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，且公開了一種厚壁管道焊縫缺陷的在線檢測(cè)裝置，包括工作臺(tái)、液壓缸一和支撐環(huán)，所述液壓缸一的伸縮端安裝有工作架，所述工作架的內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有兩組運(yùn)輸輥，并安裝有電機(jī)一，兩組所述運(yùn)輸輥通過齒輪組與電機(jī)一傳動(dòng)連接。本裝置通過擋條向上進(jìn)入微型光柵之間的感應(yīng)區(qū)，并通過控制器自動(dòng)關(guān)停液壓缸三，維持彈簧二被限位環(huán)的壓縮距離恒定，在超聲波探頭面對(duì)不同尺寸的工件時(shí)，只需調(diào)整液壓缸三的伸縮行程，并使擋條運(yùn)動(dòng)至指定位置，即可保持彈簧二的壓縮行程不變，使超聲波探頭與工件表面的壓力恒定，避免過大的壓力，造成超聲波探頭底面的過度磨損，延長(zhǎng)了裝置的使用壽命。

技術(shù)研發(fā)人員：李林濤,王笑春,王世達(dá),朱永強(qiáng),李志涵,劉大偉,于紹龍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：蓬萊巨濤海洋工程重工有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2