第9期 2017年9月
组合机床与自动化加工技术
Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique
文章编号：10012265(2017)09012504
D0I:10. 13462/j. cnki. mmtamt. 2017. 09. 0032
管道对接焊缝超声检测扫查器机械设计
邬再新，阮星翔，赵泓”，宋成
No.9 Sep.2017
（1.兰州理工大学机电工程学院，兰州730050;2.中国特种设备检测研究院，北京100013）
摘要：管道对接焊缝在役使用过程中容易产生各种缺陷，影响管道使用寿命。手动超声检测是目前在役管线对接焊缝检测最常用的方法，为了提高检测效率、增强检测的自动化程度，设计一款可自动扫查的扫查器，搭载超声探头，沿着管道对接焊缝方向进行自动扫描。通过CCD识别贴在管壁上的白色识别条进行运动轨迹的矫正；无线遥控器控制扫查器的运动状态，最终扫查结果在超声检测仪中实时显示、并记录。
关键词：管道对接焊缝；超声检测;CCD寻迹；爬行器
中图分类号：TH165；TG506
文献标识码：A
MechanicalDesignforUltrasonicInspectionof ButtWeld of Pipeline
WU Zai-xin', RUAN Xing-xiang', ZHAO Hong’, SONG Cheng
(1. School of Mechanical and Electrical Engineering, Lanzhou University of Technology, Lanzhou 730050, China;2. China Special Equipment Inspection and Research Institute, Beijing 100013, China)
Abstract: Pipeline butt weld is easy to produce a variety of defects in the using process, which affect the life of the pipeline. Manual ultrasonic testing is the most commonly used method for the detection of butt welds of pipeline in service. In order to improve the detection efficiency and enhance the level of automa tion, designing an automatic scanning device, equipping with ultrasonic probe, along the circumferential di-rection of the pipe to carry out automatic scanning- The CCD distinguish the white identification strip on th tube wall for motion trajectory correction; wireless remote controller control the movement of the scanner,
the final results display in the ultrasonic detector real-time, and record. Key words: pipe butt weld; ultrasonic testing; CCD tracing; crawler
0引言
管道被誉为是现代工业和人民生活的大动脉，对保卫国家能源安全，保障经济建设和居民生活具有重大影响"；按用途主要有长输管道、公用管道、工业管道三大类。其中，长输管道主要用于石油、天然气的运输，是能源运输的重要工具；公用管道主要用于居民生活息息相关的燃气、热力的输送：工业管道主要用于石化、电力、核能等工业现场的工艺、动力、制冷管道系统[2]。一且发生泄漏，将会对环境造成重大污染，甚至引发火灾、爆炸等事故。管道对接焊缝是在役管道最脆弱的地方，对在役管道对接焊缝进行定期无损检测能够有效预防缺陷产生，对保证管道安全运行具有重要意义。
目前，我国对于在役管道焊缝检测以手动超声检测为主。超声检测的优点是：无辐射、穿透能力大、对平面型缺陷的检测灵敏度高、并对缺陷的深度和相对大小有准确的评定[3]。但是，由于手动超声检测工作量大且在役管线纵横交错、管线检测复杂、工作环境恶
收稿日期：2016-11-20；修回日期：2016-12-18
劣，所以开发体积小、稳定性好、安装便捷的自动化扫查装置具有非常重要的价值4。本文旨在设计一款适用于在役管线、外直径大于等于273mm的管道环焊缝的磁轮小车式自动化扫查装置，可搭载TOFD或者相控阵超声探头进行检测。
自动扫查器的爬行方式的选择
1
目前，管道对接缝检测自动扫查装置结构大体可
分为三类：导轨式结构、大型框架式结构和磁吸附式结构。以前的国内外研究中，美国GE公司的Weld-star-5]、以色列SonotronNDT公司的Isonic便携式TOFD 自动检测系统l6]、德国Phoenix公司的超声检测系统{}】、美国CDINT公司的PLS-B("]、西安科技大学开发的管道环焊缝超声检测机器人9]、北京航空制造工程研究所的MUI-21A10]、哈尔滨工业大学的管道环焊缝超声扫查器工程样机1都采用的是导轨式结构；加拿大Olympus公司的PipeWizard[12]采用大型框架式结构；上海交通大学机器人研究所的基于超声串列法扫查的新型爬壁机器人(13]采用的是磁吸附式结构。
作者简介：邬再新(1971一），男，渐江宁波人，兰州理工大学副教授，研究方向为机电控制、计算机测控技术及系统的研究，（E-mail)774021729@
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