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X射線管道爬行器的研制

文章來源：本站收集上傳時間：2018-6-25 瀏覽量：3754

　　實驗研討X射線管道匍匐器的研發(fā)張歷成華博張宏亮（中國石油天然氣管道一公司，盤錦運用效果及其具體的研發(fā)進程，包含硬件和軟件規(guī)劃進程中應該考慮的-些關鍵問題，并將輻射場反應、內(nèi)守時等新辦法運用于管道匍匐器。經(jīng)過很多的實踐查驗和技能數(shù)據(jù)比照，證明此匍匐用具有經(jīng)濟、高效的特征主題詞射線照相匍匐設備管道硬件軟件DEVELOPMENTOFX-RADIOGRAPHICCRAWLER跟著我國石油工業(yè)的全面發(fā)展，對外承攬石油基建工程多，由我國承建的第一條國外大型輸油管道逐個蘇丹輸油管道工程于1998年開端建造，這條管道全長1500km，直徑711mm（28in），工期1a（年），要求管道對接焊縫100%射線檢測，總檢丈量將達15萬道口以上這是一項國際招標工程，假如依然選用國內(nèi)常用的檢測手法，即定向X射線機雙壁單影法檢測，不管從施工速度、人員數(shù)量仍是造價上，都徹底不具備競爭才能僅有可行的辦法就是選用射線管道匍匐器拍片，因為壁厚及規(guī)范的原因，Y射線管道匍匐器在此難以適用，只要選用X射線管道匍匐器，它選用內(nèi)曝光，具有底片質量好、速度快等長處，但需求進口，價格昂貴，日常維護作業(yè)量大且修理困難在這種情況下，咱們研發(fā)出了X射線管道匍匐器，并成功地大規(guī)模地在蘇丹輸油管道建造中投入了試運轉，實踐證明，該匍匐器操作維護簡略，作業(yè)安穩(wěn)牢靠，定位精度滿意運用要求，照相質量契合美1104-94規(guī)范，徹底到達進口產(chǎn)品的運用水平，替代了進口產(chǎn)品1國內(nèi)外技能概況依據(jù)材料查詢，國外對X射線管道匍匐器己研討了多年，技能相對較老練，并己經(jīng)有系列產(chǎn)品出售，首要國家有法國、英國、美國及比利時等。而國內(nèi)根本處于研發(fā)階段，未見大規(guī)模推廣運用及產(chǎn)品出售。

　　　　在國內(nèi)，射線照相檢測現(xiàn)在依然首要依托X射線探傷機與Y射線源在管道外面經(jīng)過雙壁透射進行，因雙壁單影透照，厚度加必需大管電壓，焦距長又必需加曝光時刻，所以不光底片靈敏度欠佳，并且檢測功率與內(nèi)曝光比較也非常低下。
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　　　　現(xiàn)在，一臺進口X射線管道匍匐器的價格約100萬元人民幣，一般無現(xiàn)貨，訂購期最少3個月，不光價格昂貴，售后服務問題也難以得到及時有用的處理咱們己于1997年研發(fā)成功了首臺Y射線管道匍匐器，并己經(jīng)過局級判定此外，公司還有10a以上運用進口X射線管道匍匐器的經(jīng)歷，在此基礎上開發(fā)研發(fā)X射線管道匍匐器己不存在技能障礙在國外，長間隔輸油管道早已遍及選用10（%射線檢測，國內(nèi)正在向這個方向發(fā)展，因而，用現(xiàn)在的管外透照已難以滿意檢測作業(yè)量迅速遞增的現(xiàn)狀，尤其是參與國外工程施工，就更有必要改善現(xiàn)有的檢測手法2總體規(guī)劃2.1總體計劃在為期3個月的調研進程中，查閱了近期國外匍匐器廠家的有關技能材料，對現(xiàn)有的進口X射線管道匍匐器的功用、操控辦法、適用規(guī)模及作業(yè)條件等進行了比照剖析，并到國內(nèi)有關探傷設備的生產(chǎn)廠家進行了查詢，斷定了如下計劃：21.1主體部分主體分為電動車（含操控）X射線機和充電電源車（專為射線機供電）三部分。整機電路方框圖見發(fā)作設備，由機械行走部分帶動射線發(fā)作設備在管道內(nèi)部行走，在管道外對接焊縫處貼X射線專用膠片和符號，經(jīng)過管道外部遙控設備的合作，可在管道內(nèi)定位及曝光，從而對管道對接環(huán)焊縫進行X射線透照，完成管道對接環(huán)焊縫的無損檢測，別的，還可遙控匍匐器的行進、后退和停機等動作。

　　　　2.22硬件規(guī)劃硬件規(guī)劃包含機械行走部分、射線發(fā)作部分、定位傳感器、操控器（電路）部分、電源部分和主動救助車部分。

　　　　機械部分由電動車、充電電源車24V直流電動機、減速器膠輪、輪軸及連接附件組成。

　　　　充電電源車選用1mm厚不銹鋼板，經(jīng)沖壓焊接而成，要求自身有必定剛性不易變形，裝置耐磨材料車輪，全體長度依據(jù)電池體積決定，不能過長，避免增大轉彎半徑和添加運送難度。電池接線方這種分體式規(guī)劃有利于搬運及多功用的完成當需求改為Y射線匍匐器時，能夠用具有電動開源收源組織的Y射線源替代X射線機和充電電源車部分。

　　　　當需求作為救助車運用時，能夠用救助車部分替代X射線機和充電電源車部分。其間電動車部分選用電池驅動的直流電動機帶動減速組織制造，X射線機部分選用專門研發(fā)的直流供電型周向X射線機，充電電源車部分選用閥控密封免維護蓄電池串聯(lián)組成21.2匍匐器規(guī)劃的首要技能指標匍匐間隔〉8km，爬坡斜度10，定位精度<25cm，作業(yè)溫度-10°C~+3mA，累計曝光時刻〉80min 2.2規(guī)劃22.1規(guī)劃原理射線管道匍匐器首要由機械行走部分、射線發(fā)作部分、定位傳感器、邏輯操控器電源及管道外部的遙控定位用指令源等組成，它是一種主動化射線射線機部分具體要求是直流高壓直接供電，固定管電壓160kV，管電流3mA，撤銷AC/DC部分，改動高壓包參數(shù)，供給毛病反應信號，散熱電扇按需主動翻開及主動延時封閉，以節(jié)省電力。操控臺體積要小且與射線機頭一體化裝置，結構上采納防塵規(guī)劃。

　　　　定位傳感器部分關于其間的顫動、誤動問題能夠在程序規(guī)劃中進行容錯處理，從而下降其規(guī)劃復雜性因運送途中振動很大，所以制造工藝要求較高，元器件嚴厲篩選，并采納防振辦法。

　　　　操控器（電路）部分依據(jù)研發(fā)Y射線匍匐器的經(jīng)歷，持續(xù)選用原可編程操控器（FXO系列20點繼電器輸出型），它具有體積小供電便利牢靠性高的特征。電路布線盡量簡略化，以便利維護，就近組織強電部件，將強電與弱電別離，避免形成對操控系統(tǒng)的干擾電動車供電考慮到操控器供電便利和電動機供電時刻的要求，電動車電源選用24V直流電源，行走速度可達18m/min，以均勻作業(yè)電流為4A核算，能夠連續(xù)匍匐約7.6h（以8（%放電容量核算），匍匐間隔8208m匍匐間隔遠是一項重要特征，這樣能夠習慣一臺匍匐器在幾個作業(yè)面輪番作業(yè)和“二接一”間隔檢測的施工技能要求射線機供電X射線管道匍匐器供電方法有四種：①燃油發(fā)電機供電②直流逆變器供電③有線電纜供電④純直流高壓供電現(xiàn)在的發(fā)展趨勢是純直流高壓供電方法，這種供電方法具有功率高、無噪音、分量輕運用靈敏便利等長處。所以，從技能進步角度動身，選用純直流高壓供電為好，經(jīng)歸納考慮，直流電壓選擇120V，這樣便于X射線機和充電電源車的規(guī)劃主動救助車部分使用12V直流電動機經(jīng)過渦輪渦桿傳動帶動提升臂動作，要求升降到位，能夠自停。此部分作為一個獨自部分，當需求時再與恣意一臺一般匍匐器的電動車相連接而組成主動救助車，并選用了唧插即用“的操控方法，在轉換為救助車時無需別的的轉換開關加以操控用于因電源供應問題或驅動電機毛病而不能運動的匍匐器的救助，能夠主動將毛病匍匐器拖出管道此外，在充電電源車一射線機一電動車之間的掛接環(huán)節(jié)上了國外的規(guī)劃，做到了既便利掛接、運轉靈敏，又不影響定位精度22.3軟件規(guī)劃軟件規(guī)劃首要包含運轉進程程序化描繪和PLC程序編制。

　　　　運轉進程程序化描繪，就是依據(jù)實踐作業(yè)要求和現(xiàn)場堆集的作業(yè)經(jīng)歷，作出用戶需求剖析，在操控器內(nèi)部經(jīng)過編程對外設進行時刻上的操作組織，外設包含定位傳感器、按鍵、指示燈、警報器、守時器電動機（繼電器組）、射線機和主動救助車等。

　　　　程序規(guī)劃選用梯形圖言語編制流程圖，使用手持式編程器調試（具體程序略）在軟件方面規(guī)劃了定位傳感器毛病守時器毛病、射線機毛病等容錯才能，可在必定程度上主動修正或維護退出管道，最大極限地防止了割管的發(fā)作一起，咱們還規(guī)劃了一種新技能，使匍匐器在作業(yè)進程中的曝光時刻能夠經(jīng)過管道外部遙控調整，為壁厚改變的管道檢測供給了便利此外，還預先規(guī)劃了管內(nèi)積水傳感器和電流過流傳感器等1配套程序，以利于今后的功用擴展3功用實驗經(jīng)實測其數(shù)據(jù)如下所述，適用管道直徑400~1200mm，運轉速度可達18m/min，最大匍匐間隔10.8km，最大爬坡斜度15，定位精度<±最小轉彎半徑10D（D為管道直徑），作業(yè)溫度72°C（蘇丹輸油管道施工現(xiàn)場管道內(nèi)部氣溫），X射線機參數(shù)160kV/3mA，累計曝光時刻82min，電動車電壓DC24V，射線機作業(yè)電壓DC120V，射線機作業(yè)電流6A 4定論長達1a時刻的實驗運轉實踐證明，各項技能功用指標己經(jīng)到達了原規(guī)劃的要求成功地完成了以國產(chǎn)替代進口，節(jié)省了很多的外匯功率與雙壁單影透照比較至少進步8倍以上，表1為對711mm管線進行實測的數(shù)據(jù)。

　　　　表1<711mm管線檢測數(shù)據(jù)機器稱號作業(yè)時刻/h日作業(yè)量焊口日本理學300 ZP2匍匐器6（行進）+6（回退）與進口產(chǎn)品比較，克己匍匐器價格優(yōu)勢顯著，僅為進口產(chǎn)品的1/5，并且日常維護、修理便利，修理配件有保障，表2為實踐數(shù)據(jù)。

　　　　表2克己匍匐器與進口機比較機型分量長度適用管道直徑規(guī)模/mm價格克己進口在作業(yè)進程中，因為管內(nèi)障礙物電動機、繼電器及電池充電等原因形成機器滯留在管道中，這時主動救助車也發(fā)揮了預期的作甩本研宄得到張森和彭衛(wèi)華等同志的很多協(xié)助，在此同時表示感謝。

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