[发明专利]一种在线管道探伤装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种在线管道探伤装置。更具体地说是利用漏磁探伤方法对生产、加工和安装现场的铁磁性工业管件和在线的石油、化工、锅炉工业管道的质量进行实时检测的一种信号检测装置，通过检测以确定这些工业管道在运行过程中是否安全。

背景技术

铁磁性管件用于形成石油、化工、锅炉工业管道，是在高承压、承重和高扭力状态运行，同时长期受到腐蚀性气体、液体和固体的连续作用。若管道内含缺陷，可能造成管道断裂、泄漏、爆炸和环境污染等重大事故。

目前的石油、化工、锅炉等在线工业管道一般是经过几年的运行后，定期停产检修，停产检修也是通过局部采样检测或者更换这些管道。

现有的涡流探伤仪的探伤原理是：铁磁性管件在通过涡流探伤仪时，受到交变磁场磁化，在金属管件外表面形成涡流。当铁磁性管件中有裂纹等缺陷时，涡流回路的电流受到管件表面缺陷的影响而发生变化，与涡流垂直的交变磁场也发生变化，检测线圈发现该变化磁场，从而探测到缺陷的存在。

停产检修中采用的涡流探伤仪存在如下不足：

1、由于采用交流磁化，形成的涡电流具有集肤效应，因此涡流只在铁磁性管道的浅外表流动，管道内部或内壁存在的缺陷不会影响涡流，显然涡流探伤仪只能检测铁磁性管道外表面缺陷。但实际上，铁磁性管道内部缺陷对于铁磁性管道的安全起着关键的作用。

2、由于目前的涡流检测设备与管道的间距需要很精确的定位，不能沿着在线工业管道自动爬行，因而不能对在线工业管道的可靠检测；

停产检修中采用的常规的超声检测方法由于声干涉、耦合剂和通道数等限制，只能进行局部的抽样检测，且检测速度低、漏检严重。

美国TUBSCOPE公司是最著名的管件探伤设备生产公司，生产的管件检测设备占领30％以上国际市场。但由于他们的设备专门对生产和加工中的铁磁性工业管件高速检测，体积庞大、重量笨重，需要安装在专用的管道生产和加工车间，管道需要从现场远途调运到车间才能检测，不能对在线工业管道的可靠检测。

中国专利申请号00254294.3公开了一种钢管漏磁探伤装置，其将漏磁探头和磁化装置固定在输送钢管的输送道上，由钢管做螺旋前进运动来完成钢管外表面的扫查。其不足之处在于，需要由专门的驱动装置来驱动钢管旋转前进，不适用于在线管道的无损检测。

对于在线管道的无损探伤，以美国TUBSCOPE公司为代表，能生产一种沿管道内腔爬行的探伤装置，该探伤装置在空气流或油、水流体的推动下在管道内穿行和探伤。但是在管道内穿行的探伤装置遇到管道转角、变形或有泥沙堆积部分时很容易卡阻，只能对大直径输送管道进行在线探伤。

此外，美国OEM公司能生产一种沿独立管件外表面移动的探伤装置，他们先将探头贴合在管件外表面，然后将圆形磁化线圈套在管件上，与贴合在管件上的探头一起移动探伤。由于圆形磁化线圈只能从管件端头套在管件上，该装置只能检测拆下的一根一根管件，不能进行在线检测。

因此，目前还缺少对石油、化工、锅炉等在线工业管道的可靠检测方法和设备。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可以方便地在被检测管道上安装或卸下的探伤装置，无须拆下或断开管道，适用于在线工业管道的质量检测。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种在线管道探伤装置，包括磁化机构、探头和爬行机构，磁化机构包括两组铁磁性圆环、U形柱和线圈；每组铁磁性圆环包括2个半圆环形的铁磁性件与2块半圆环形的非磁性端板；2个铁磁性件分别固定在2块非磁性端板的内侧面；2块非磁性端板的一端铰接，另一端通过锁扣连接，使2个半圆环形的铁磁性件的内凹相对构成一组闭环的铁磁性圆环；两组铁磁性圆环相互平行设置且间隔设定的间距；U形柱为铁磁性材料，U形柱的开口两端分别与两组铁磁性圆环的外径连接，线圈环绕在U形柱中部，线圈包括直流电输入端与直流电输出端；探头与铁磁性圆环连接；爬行机构与非磁性端板固定连接。

作为优选，爬行机构包括主动轮辊、被动轮辊和减速电机；主动轮辊装在主动轮辊支架上，主动轮辊支架通过螺栓固定在一组铁磁性圆环的非磁性端板的外侧；主动轮辊与减速电机同轴并由减速电机驱动；所述被动轮辊装在被动轮辊支架上，被动轮辊支架通过螺栓固定在另一组铁磁性圆环的非磁性端板外侧。

作为优选，包括至少2只所述主动轮辊，相邻的2只主动轮辊的对称中心线构成的夹角小于180度；包括至少2只所述被动轮辊，相邻的2只被动轮辊的对称中心线构成的夹角小于180度。