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X射线管道爬行器的研制

文章来源：本站收集上传时间：2018-7-20 浏览量：2292

　　实验研讨X射线管道匍匐器的研发张历成华博张宏亮（中国石油天然气管道一公司，盘锦运用作用及其详细的研发进程，包含硬件和软件规划进程中应该考虑的-些关键问题，并将辐射场反应、内守时等新办法运用于管道匍匐器。经过很多的实践查验和技能数据比照，证明此匍匐器具有经济、高效的特征主题词射线照相匍匐设备管道硬件软件DEVELOPMENTOFX-RADIOGRAPHICCRAWLER跟着我国石油工业的全面发展，对外承包石油基建工程多，由我国承建的第一条国外大型输油管道一一苏丹输油管道工程于1998年开端建设，这条管道全长1500km，直径711mm（28in），工期1a（年），要求管道对接焊缝100%射线检测，总检丈量将达15万道口以上这是一项世界招标工程，假如依然选用国内常用的检测手法，即定向X射线机双壁单影法检测，无论从施工速度、人员数量仍是造价上，都彻底不具备竞争才能唯一可行的办法就是选用射线管道匍匐器拍片，因为壁厚及规范的原因，Y射线管道匍匐器在此难以适用，只要选用X射线管道匍匐器，它选用内曝光，具有底片质量好、速度快等长处，但需求进口，价格昂贵，日常维护作业量大且修理困难在这种情况下，咱们研发出了X射线管道匍匐器，并成功地大规模地在苏丹输油管道建设中投入了试运转，实践证明，该匍匐器操作维护简略，作业安稳牢靠，定位精度满意运用要求，照相质量契合美1104-94规范，彻底达到进口产品的运用水平，替代了进口产品1国内外技能概况依据材料查询，国外对X射线管道匍匐器己研讨了多年，技能相对较老练，并己经有系列产品出售，首要国家有法国、英国、美国及比利时等。而国内根本处于研发阶段，未见大规模推广运用及产品出售。

　　在国内，射线照相检测现在依然首要依靠X射线探伤机与Y射线源在管道外面经过双壁透射进行，因双壁单影透照，厚度加必需大管电压，焦距长又必需加曝光时刻，所以不光底片灵敏度欠佳，并且检测功率与内曝光比较也非常低下。

　　现在，一台进口X射线管道匍匐器的价格约100万元人民币，一般无现货，订购期最少3个月，不光价格昂贵，售后服务问题也难以得到及时有效的处理咱们己于1997年研发成功了首台Y射线管道匍匐器，并己经过局级判定此外，公司还有10a以上运用进口X射线管道匍匐器的经历，在此基础上开发研发X射线管道匍匐器己不存在技能妨碍在国外，长间隔输油管道早已遍及选用10（%射线检测，国内正在向这个方向发展，因此，用现在的管外透照已难以满意检测作业量敏捷递加的现状，尤其是参与国外工程施工，就更有必要改善现有的检测手法2总体规划2.1总体计划在为期3个月的调研进程中，查阅了近期国外匍匐器厂家的有关技能材料，对现有的进口X射线管道匍匐器的功用、操控办法、适用规模及作业条件等进行了比照剖析，并到国内有关探伤设备的生产厂家进行了查询，断定了如下计划：21.1主体部分主体分为电动车（含操控）X射线机和充电电源车（专为射线机供电）三部分。整机电路方框图见发作设备，由机械行走部分带动射线发作设备在管道内部行走，在管道外对接焊缝处贴X射线专用胶片和标记，经过管道外部遥控设备的合作，可在管道内定位及曝光，从而对管道对接环焊缝进行X射线透照，完成管道对接环焊缝的无损检测，别的，还可遥控匍匐器的行进、撤退和停机等动作。

　　2.22硬件规划硬件规划包含机械行走部分、射线发作部分、定位传感器、操控器（电路）部分、电源部分和主动救助车部分。

　　机械部分由电动车、充电电源车24V直流电动机、减速器胶轮、轮轴及衔接附件组成。

　　充电电源车选用1mm厚不锈钢板，经冲压焊接而成，要求本身有必定刚性不易变形，装置耐磨材料车轮，全体长度依据电池体积决议，不能过长，避免增大转弯半径和添加运送难度。电池接线方这种分体式规划有利于转移及多功用的完成当需求改为Y射线匍匐器时，能够用具有电动开源收源机构的Y射线源替代X射线机和充电电源车部分。

　　当需求作为救助车运用时，能够用救助车部分替代X射线机和充电电源车部分。其间电动车部分选用电池驱动的直流电动机带动减速机构制造，X射线机部分选用专门研发的直流供电型周向X射线机，充电电源车部分选用阀控密封免维护蓄电池串联组成21.2匍匐器规划的首要技能指标匍匐间隔〉8km，爬坡斜度10，定位精度<25cm，作业温度-10°C~+3mA，累计曝光时刻〉80min 2.2规划22.1规划原理射线管道匍匐器首要由机械行走部分、射线发作部分、定位传感器、逻辑操控器电源及管道外部的遥控定位用指令源等组成，它是一种主动化射线射线机部分详细要求是直流高压直接供电，固定管电压160kV，管电流3mA，撤销AC/DC部分，改动高压包参数，供给毛病反应信号，散热电扇按需主动打开及主动延时封闭，以节省电力。操控台体积要小且与射线机头一体化装置，结构上采纳防尘规划。

　　定位传感器部分关于其间的颤动、误动问题能够在程序规划中进行容错处理，从而下降其规划复杂性因运送途中振荡很大，所以制造工艺要求较高，元器件严厉筛选，并采纳防振办法。

　　操控器（电路）部分依据研发Y射线匍匐器的经历，持续选用原可编程操控器（FXO系列20点继电器输出型），它具有体积小供电便利牢靠性高的特征。电路布线尽量简略化，以便利维护，就近组织强电部件，将强电与弱电别离，避免造成对操控系统的搅扰电动车供电考虑到操控器供电便利和电动机供电时刻的要求，电动车电源选用24V直流电源，行走速度可达18m/min，以平均作业电流为4A核算，能够接连匍匐约7.6h（以8（%放电容量核算），匍匐间隔8208m匍匐间隔远是一项重要特征，这样能够习惯一台匍匐器在几个作业面轮流作业和“二接一”间隔检测的施工技能要求射线机供电X射线管道匍匐器供电方法有四种：①燃油发电机供电②直流逆变器供电③有线电缆供电④纯直流高压供电现在的发展趋势是纯直流高压供电方法，这种供电方法具有功率高、无噪音、重量轻运用灵敏便利等长处。所以，从技能进步视点出发，选用纯直流高压供电为好，经归纳考虑，直流电压挑选120V，这样便于X射线机和充电电源车的规划主动救助车部分使用12V直流电动机经过涡轮涡杆传动带动进步臂动作，要求升降到位，能够自停。此部分作为一个独自部分，当需求时再与恣意一台一般匍匐器的电动车相衔接而组成主动救助车，并选用了唧插即用“的操控方法，在转换为救助车时无需别的的转换开关加以操控用于因电源供应问题或驱动电机毛病而不能运动的匍匐器的救助，能够主动将毛病匍匐器拖出管道此外，在充电电源车一射线机一电动车之间的挂接环节上了国外的规划，做到了既便利挂接、运转灵敏，又不影响定位精度22.3软件规划软件规划首要包含运转进程程序化描绘和PLC程序编制。

　　运转进程程序化描绘，就是依据实践作业要求和现场积累的作业经历，作出用户需求剖析，在操控器内部经过编程对外设进行时刻上的操作组织，外设包含定位传感器、按键、指示灯、警报器、守时器电动机（继电器组）、射线机和主动救助车等。

　　程序规划选用梯形图言语编制流程图，使用手持式编程器调试（详细程序略）在软件方面规划了定位传感器毛病守时器毛病、射线机毛病等容错才能，可在必定程度上主动修正或维护退出管道，最大极限地防止了割管的发作同时，咱们还规划了一种新技能，使匍匐器在作业进程中的曝光时刻能够经过管道外部遥控调整，为壁厚改变的管道检测供给了便利此外，还预先规划了管内积水传感器和电流过流传感器等1配套程序，以利于今后的功用扩展3功用实验经实测其数据如下所述，适用管道直径400~1200mm，运转速度可达18m/min，最大匍匐间隔10.8km，最大爬坡斜度15，定位精度<±最小转弯半径10D（D为管道直径），作业温度72°C（苏丹输油管道施工现场管道内部气温），X射线机参数160kV/3mA，累计曝光时刻82min，电动车电压DC24V，射线机作业电压DC120V，射线机作业电流6A 4结论长达1a时刻的实验运转实践证明，各项技能功用指标己经达到了原规划的要求成功地完成了以国产替代进口，节省了很多的外汇功率与双壁单影透照比较至少进步8倍以上，表1为对711mm管线进行实测的数据。

　　表1<711mm管线检测数据机器称号作业时刻/h日作业量焊口日本理学300 ZP2匍匐器6（行进）+6（回退）与进口产品比较，克己匍匐器价格优势显着，仅为进口产品的1/5，并且日常维护、修理便利，修理配件有保证，表2为实践数据。

　　表2克己匍匐器与进口机比较机型重量长度适用管道直径规模/mm价格克己进口在作业进程中，因为管内妨碍物电动机、继电器及电池充电等原因造成机器滞留在管道中，这时主动救助车也发挥了预期的作甩本研宄得到张森和彭卫华等同志的很多协助，在此同时表示感谢。

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