油管在线涡流探伤装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术是一种用于油管在线检测的涡流探伤机械装置。主要由探头随行装置、探头固定浮动装置、油管升降旋转装置三部分组成。其特点为，其探头与油管外壁径向距离保持恒定，不仅探头沿油管线方向做直线运动，而且油管绕其自身做轴线旋转，按ＡＰＩ油管涡流探伤标准进行全面积的自动跟踪探伤，并有缺陷打标、报警功能，操作方便，探头浮动间距尺寸精度高，是一种用于油管在线检测的理想装置。（*该技术在2002年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是一种用于油管在线检测的涡流探伤机械装置。油管经过一定的使用期后，主要存在有疲劳裂纹、锈蚀、内孔偏磨、弯曲、丝扣碰伤等缺陷。锈蚀、内孔偏磨经过目检就能发现，并可用测厚仪进一步定量测定其程度。弯曲、丝扣碰伤可分别用通径规、丝扣规方便、可靠地检查出来。最不易被发现且导致油管在油井中造成事故最多的是疲劳裂纹，每次事故都会造成四、五十万元的经济损失。如何可靠地早期在线发现油管疲劳裂纹是一个国内石油工业急待解决的难题。经分析，油管外壁产生疲劳的程度普遍重于内壁，如果能可靠地早期在线检测出油管外壁的疲劳裂纹并制定适当的报废标准，就可有效地防止和减少油管在油井中事故的发生。涡流探伤具有对疲劳裂纹比较敏感，探头不需直接接触工件的特点，但要把涡流探伤应用到在线油管全面积探伤，必须设计配置相应的工艺设备。本技术涡流探伤装置就是为此问题而设置的，它包括两个部分。一是选用高灵敏度的涡流探伤仪器ET－204，二是设计一套可供探头运行的随行机构。一、ET－204涡流探伤仪的探伤原理ET－204电脑多功能涡流探伤仪是采用电磁涡流原理对金属材料进行无损检测，通过检测涡流场的阻抗变化鉴定金属材料的导电率、导磁率、缺陷、尺寸、间隙等物理量，其原理的理论基础是电磁感应定律。把通有频率为f交变电流的检测线圈探头置于导电试管上，试管表面将被感应出涡流，该涡流也产生一个与原磁场方向相反的磁场，并部分抵消原磁场，导致检测线圈电阻和电抗分量的变化。油管涡流探伤实质上就是检测被试油管存在的缺陷，尺寸，间隙等引起的线圈阻抗变化，并对此变化加以处理，从而对油管表面及内部的缺陷按API标准做出评价。但是趋肤效应使涡流场强度随着离表面距离的增加而指数规律下降，标准趋肤深度定义为涡流密度降低到表面涡流密度的I／e或37％的距离δ。δ=50.33μr.σf]]>式中δ－标准趋肤深度(mm)μr－相对磁导率(无量纲)f－检测频率(HZ)σ－试件的导电率(m／Ω.mm2)该效应使得表面的缺陷检测灵敏度下降，故此在油管检测过程中如何保持探头线圈和被测油管表面间的最小间隙≤5mm，是致关重要的，但是，标准油管每根均有一接箍，在流程中无法使整根钢管通过间隙为≤5mm的探头线圈，很难实现流水批量生产，这就是该油管涡流探伤装置设计的关键所在利用组合层叠式探头(线圈)配合机械随行机构做油管全面积无损探伤。另外在油管的涡流探伤中还存在相位滞后的效应，亦即离表面不同深度的涡流滞后于表面涡流的相位，且滞后值随深度线性增加，可由下式表示β＝ (χ)/(δ)式中β－滞后相位(rad)χ－距表面以下的深度(mm)δ－标准趋肤深度(mm)利用该效应的相位分析，能判别出油管中缺陷存在的深度和区分缺陷信号与它无关的干扰信号。故此通过涡流探伤装置的在线检测，能同时对油管表面缺陷所测得的幅值与相位进行综合分析，并进行记录。可高度评价油管缺陷的存在范围，提高经过检测后合格油管质量保证的可信度，并且采用阻抗平面显示技术，可直观的在屏幕上显示，涡流探伤把查出油管缺陷的大小和深度，并在显示屏上同时描绘出检测信号的幅度与相位的变化，供正确评定，同时也配合声电系统可以光、声和喷标等装置，明确油管缺陷所存在的时间、位置给以报警和标记。二、本技术所称的油管在线涡流探伤装置的随行机构主要是由探头移动装置、探头固定浮动装置、油管升降旋转装置三部分组成的。本技术的特点油管旋转由油管升降旋转装置实现，探头移动由探头移动装置实现，探头对油管摆动的自动跟随由探头固定浮动装置实现。本技术探伤装置可以对API标准规定的外径为50～114毫米的所有油管实现全面积探伤，可以准确可靠地发现按API规定的任何条状缺陷。油管对探头的旋转运动与有效探测宽度为40mm的层叠探头沿油管轴线方向的直线运动，便构成探头对油管外壁的全面积扫描，探头可以对外径为50～114.3毫米，总长弯曲不超过35毫米的油管的摆动进行自动浮动，探头端面与油管外壁径向距离的波动量小于0.5毫米，探头端面与油管外壁的径向距离可在1～7毫米范围内任意调节，探头可自动通过管箍以及从油管两端的任意一端自由脱离，可以对油管外丝、管体、管箍进行全面积探伤，如发现油管存在按API规定的任何条状缺陷，此技术油管在线涡流探伤装置便可自动报警，并可在油管缺陷处自动喷漆做标记。探头行走速度为4.2米／分，托辊旋转速度为149.3转／分。本技术是由以下技术措施实现的。1、附图说明图1 中，1－探头随行装置，2－油管升降旋转装置，3－探头固定浮动装置，4－探头，5－旋转托辊。2、图2 中，1－丝母，2－探臂，3－小车体，4－调整丝杠，5、－压簧，6－横梁，7－拉簧，8－喷漆打标装置，9、10－轴承，11、13－球，12－探头；3、图3 中，1－轴承座，2－旋转托辊，3－托架，4－立柱，5－减速机(带电机)，6－齿轮，7－座，8－气缸，4、探头随行装置由底座、齿条、齿轮、减速机(带电机)车架、车轮组、横梁上下调整机构等零部件组合实现，5、探头固定浮动装置由丝母、探臂、小车体、调整丝杠、压簧、拉簧、喷漆打标装置、轴承、球、探头等零部件组合实现；6、油管升降旋转装置由旋转托辊、托架、立柱、电机、齿轮、座、气缸等零部件组合实现。权利要求1.油管在线涡流探伤装置是由探头随行装置，探头固定浮动装置，油管升降旋转装置三部分组成的，其特征在于(1)、探头随行装置主要由底座、齿条、齿轮、带电机的摆线针轮减速机、车架、车轮组、横梁上下调整机构等组成(2)、探头固定浮动装置主要由丝母、探臂、小车体、调整丝杠、压簧、拉簧、喷漆打标装置，轴承、球、探头等组成。(3)、油管升降旋转装置主要由旋转托辊、托架、立柱带电机的摆线针轮减速机、齿轮、座、气缸等组成。2.根据权利要求1所说的涡流探伤装置，其特点在于探头与油管外壁径向距离保持恒定，不仅探头沿油管轴线方向做直线运动，而且油管绕其自身做轴线旋转。3.根据权利要求1或2所说的涡流探伤装置，其特点在于探头与油管外壁径向距离允许在1～7mm范围内任意调节，实现了油管摆动跳动状态下的自动跟踪全面积探伤。4.根据权利要求书1或2或3所说的涡流探伤装置，其特点在于可发现油管存在的符合API油管涡流探伤标准规定的任何缺陷，并可自动报警及对缺陷自动喷漆打标。专利摘要本技术是一种用于油管在线检测的涡流探伤机械装置。主要由探头随行装置、探头固定浮动装置、油管升降旋转装置三部分组成。其特点为，其探头与油管外壁径向距离保持恒定，不仅探头沿油管线方向做直线运动，而且油管绕其自身做轴线旋转，按API油管涡流探伤标准进行全面积的自动跟踪探伤，并有缺陷打标、报警功能，操作方便，探头浮动间距尺寸精度高，是一种用于油管在线检测的理想装置。文档编号G01N27/90GK2125827SQ9220098公开日1992年12月23日 申请日期1992年1月21日 优先权日1992年1月21日专利技术者程国光, 任景辉, 聂茂林, 郑清泉, 李文才, 郑立 申请人:华北石油管理局第一机械厂, 华北石油管理局第一采油厂本文档来自技高网...

【技术保护点】
油管在线涡流探伤装置是由探头随行装置，探头固定浮动装置，油管升降旋转装置三部分组成的，其特征在于：（１）、探头随行装置主要由底座、齿条、齿轮、带电机的摆线针轮减速机、车架、车轮组、横梁上下调整机构等组成

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程国光，任景辉，聂茂林，郑清泉，李文才，郑立，
申请(专利权)人：华北石油管理局第一机械厂，华北石油管理局第一采油厂，
类型：实用新型
国别省市：13[中国|河北]