一种大型长输管道应力测量用手钻台及设备制造技术

本发明专利技术提供了一种大型长输管道应力测量用手钻台及设备，包括底座；钻头，所述钻头用于在长输管道的焊缝周边钻孔；纵梁，垂直设于所述底座上；横梁，与所述纵梁相垂直，且沿所述纵梁的上下方向滑动；横梁进给机构，所述横梁进给机构两端分别连接所述横梁和所述钻头，且用于控制所述钻头在横向方向的移动距离；水平仪，固定设置在所述横梁上，以校准钻头的横向移动距离；垂直仪，固定设置在所述纵梁上，以校准钻头的纵向移动距离。本申请提供的大型长输管道应力测量用手钻台及设备，可控制所钻出的成孔深度一致，垂直度好，所测量长输管道焊接残余应力测量精度高。残余应力测量精度高。残余应力测量精度高。

【技术实现步骤摘要】
一种大型长输管道应力测量用手钻台及设备


[0001]本专利技术涉及管道残余应力测量
，具体地，涉及一种大型长输管道应力测量用手钻台及设备。

技术介绍

[0002]油气管道是输送石油和天然气的重要载体，近些年，由于管道运输有着高效率、低成本、运输方便、污染小等优势，使其得到了迅速发展，据统计，截至2016年底，我国油气管道总里程已超过12万公里。为了提高管道运输效率，输送管道一般长度长且直径大，而为了保持管道之间连接可靠性，通常采用焊接方式进行管道连接。但是焊接过程中产生热变形或其他焊接方式引起变形，使得管道内存在残余应力，而焊接残余应力会使得长输管道(长且直径大的输管道)随着时间而发生大应变，甚至断裂，这将会带来严重的经济损失以及环境污染。
[0003]现有技术中，一般采用盲孔法对管道焊缝附近人工打孔，盲孔法测量长输管道残余应力的原理为：在被测构件表面钻制一个直径约2.0毫米、深度约2.0毫米的小孔，若此时构件内存在残余应力场和弹性应变场，在盲孔处的残余应力即被释放，原应力场失去平衡。这时盲孔周围将产生与释放应力相对应的释放应变，并使原应力场达到新的平衡，形成新的应力场和应变场。
[0004]由于采用盲孔法进行管道应力测量的方式，需要在焊缝周向几处不同位置处打孔，而实际上焊接残余应力分布不均时，通常会等深度地逐层钻孔测定每次的应力释放量，而每次钻一小孔只能使残余应力局部释放，因此所测出的释放应变值很小，进而为了提高测量精度就需要尽量避免产生测量误差的因素，例如钻各小孔尽量深度和垂直度一致，而输管道外表面为曲面，手工钻孔时钻头稍有倾斜或者位置有偏差，均可能出现所钻小孔深度不一、垂直度差的问题，进而出现大型长输管道焊接残余应力测量不准确。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本专利技术的目的之一在于提供一种大型长输管道应力测量用手钻台及设备，可控制所钻出的成孔深度一致，垂直度好，所测量长输管道焊接残余应力测量精度高。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种大型长输管道应力测量用手钻台，包括底座；钻头，所述钻头用于在长输管道的焊缝周边钻孔；纵梁，垂直设于所述底座上；横梁，与所述纵梁相垂直，且沿所述纵梁的上下方向滑动；横梁进给机构，所述横梁进给机构两端分别连接所述横梁和所述钻头，且用于控制所述钻头在横向方向的移动距离；水平仪，固定设置在所述横梁上，以校准钻头的横向移动距离；垂直仪，固定设置在所述纵梁上，以校准钻头的纵向移动距离。
[0008]优选地，所述纵梁上设有第一滑轨，所述第一滑轨与设于所述横梁上的第一滑块相配合。
[0009]优选地，所述纵梁上设有第二滑块，所述第二滑块与设于所述横梁上的第二滑轨相配合。
[0010]优选地，包括吸附固定单元，设于所述底座上，用于将所述待测长输管道固定在所述底座上。
[0011]优选地，所述吸附固定单元包括多块磁铁，所述多块磁铁分别水平布置于所述底座下方。
[0012]优选地，所述水平仪为设置在所述横梁上的刻度，所述垂直仪为设置在所述纵梁上的刻度。
[0013]优选地，所述钻头通过自身所带电源驱动进行钻孔或通过外接电源进行驱动钻孔。
[0014]优选地，所述的大型长输管道应力测量用手钻台包括：锁定件，所述锁定件用于锁定所述横梁和所述纵梁。
[0015]优选地，所述锁定件为旋紧螺钉，当所述旋紧螺钉拆卸后，所述横梁相对于所述纵梁上下方向滑动，当所述旋紧螺钉贯穿所述横梁和所述纵梁，且与所述横梁和/或所述纵梁螺装连接时，所述横梁与所述纵梁处于锁定状态。
[0016]一种大型长输管道应力测量用设备，包括上述的大型长输管道应力测量用手钻台。
[0017]本专利技术提供一种大型长输管道应力测量用手钻台，当需要在长输管道的焊缝附近对焊接残余应力进行测量时，由于横梁和纵梁相垂直，且纵梁设置在底座上，将底座放置在水平面上，以衡梁和纵梁建立统一的加工坐标系，来使得每个长输管道的加工坐标系相一致。另一方面，横梁和纵梁相对滑动，且钻头设置在横梁的一端，如此设置可控制钻头所钻孔的深度，同时通过衡梁进给机构来驱动钻头在横向方向上移动距离，控制钻头在水平上的位置，由于钻头和纵梁在铅垂方向上的位置固定，因此钻头所钻成孔的垂直度好。除此之外，通过水平仪来校准钻头横向移动距离，通过垂直仪校准钻头的纵向移动距离，来进一步控制钻头钻孔深度。由此可见，本专利技术提供的大型长输管道应力测量用手钻台，可控制所钻出的成孔深度一致，垂直度好，所测量长输管道焊接残余应力测量精度高。
附图说明
[0018]通过下面结合附图进行的描述，本专利技术的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：
[0019]图1示出了根据本专利技术一个示例性实施例的大型长输管道应力测量用手钻台的结构示意图；
[0020]图2示出了图1的主视图；
[0021]图3示出了图1的左视图；
[0022]图4示出了利用本专利技术的大型长输管道应力测量用手钻台检测得到的待测管道内表面的残余应力分布图；
[0023]图5示出了利用本专利技术的大型长输管道应力测量用手钻台检测得到的待测管道外表面的残余应力分布图。
[0024]附图标记说明如下：
[0025]1、纵梁；2、横梁；3、水平仪；4、横梁进给机构；5、钻头；6、底座；7、吸附固定单元；8、第一滑轨；9、垂直仪；10、旋紧螺钉。
具体实施方式
[0026]为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
[0027]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示方位或者位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0028]图1示出了根据本专利技术一个示例性实施例的长输管道应力测量用手钻台的结构示意图；图2示出了图1的主视图；图3示出了图1的左视图。
[0029]如图1～3所示，本专利技术提供一种大型长输管道应力测量用手钻台，包括底座6；钻头5，钻头5用于在长输管道的焊缝周边钻孔；纵梁1，垂直设于底座6上；横梁2，与纵梁1相垂直，且沿纵梁1的上下方向滑动；横梁进给机构4，横梁进给机构4两端分别连接横梁2和钻头5，且用于控制钻头5在横向方向的移动距离；水平仪3，固定设置在横梁2上，以校准钻头5的横向移动距离；垂直仪9，固定设置在纵梁1上，以校准钻头5的纵向移动距离。
[0030]当需要在长输管道的焊缝附近对焊接残余应力进行测量时，由于横梁2和纵梁1相垂直，且纵梁1设置在底座6上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大型长输管道应力测量用手钻台，其特征在于，包括底座(6)；钻头(5)，所述钻头(5)用于在长输管道的焊缝周边钻孔；纵梁(1)，垂直设于所述底座(6)上；横梁(2)，与所述纵梁(1)相垂直，且沿所述纵梁(1)的上下方向滑动；横梁进给机构(4)，所述横梁进给机构(4)两端分别连接所述横梁(2)和所述钻头(5)，且用于控制所述钻头(5)在横向方向的移动距离；水平仪(3)，固定设置在所述横梁(2)上，以校准钻头(5)的横向移动距离；垂直仪(9)，固定设置在所述纵梁(1)上，以校准钻头(5)的纵向移动距离。2.根据权利要求1所述的大型长输管道应力测量用手钻台，其特征在于，所述纵梁(1)上设有第一滑轨(8)，所述第一滑轨(8)与设于所述横梁(2)上的第一滑块相配合。3.根据权利要求1所述的大型长输管道应力测量用手钻台，其特征在于，所述纵梁(1)上设有第二滑块，所述第二滑块与设于所述横梁(2)上的第二滑轨相配合。4.根据权利要求2所述的大型长输管道应力测量用手钻台，其特征在于，包括吸附固定单元(7)，设于所述底座(6)上，用于将待测长输管道固定在所述底座(6)上。5.根据权利要求4所述的大型...

【专利技术属性】
技术研发人员：王学军，周剑琴，高建章，刘锴，袁航，牛盛源，韩彬，杨美美，程凡菊，李学达，
申请(专利权)人：国家管网集团西南管道有限责任公司，
类型：发明
国别省市：