[发明专利]一种曲率可调凹阵相控阵探头管道腐蚀自动检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种曲率可调凹阵相控阵探头管道腐蚀自动检测装置。

背景技术

管道的运输是五大运输方式之一，在世界已经有100多年的历史，至今发达国家的原油管道运输占总运输量的80％，成品油长距离运输基本实现管道化，天然气管道运输更是达到95％。

危害输油管道的安全因素主要有以下几方面：

1、自然灾害，这是不可避免的因素；

2、人为破坏，这是主观可以避免的因素；

3、管道腐蚀，这是管道的安全因素中最为严重的因素，需要通过技术手段去解决的重要问题。

管道腐蚀广泛凸显在石油管道的运输环节中，是保证油气输送安全和成本控制的重要课题。在输油管道的运营过程中，各种因素带来的输油管道腐蚀造成失效，降低了管道的使用寿命及影响管道的输送，更严重的甚至导致输油管道发生爆炸造成人身安全及造成巨大的经济损失，所以输油管道的腐蚀的检测显得非常有必要的。

针对裸露在外部的输油管，管内腐蚀检测技术主要针对管道内壁几何形状的变化来进行测量和分析，目前主要检测方法有漏磁通法、超声波检测、涡流检测和激光检测，其中较为广泛是漏磁通检测和超声波检测。

其中超声波检测管道腐蚀目前主要还是用常规超声探头及相控阵凹阵超声探头来做检测，常规超声探头检测效率低，相控阵凹阵超声探头检测比较方便，但是不同管道要定制相匹配的超声凹阵相控阵探头，这种不通用性造成检测成本会比较高；且目前采用超声相控阵探头检测输油管道内腐蚀大部分还是停留在手工检测阶段，无法实现自动化检测，检测效率也比较低。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种曲率可调凹阵相控阵探头管道腐蚀自动检测装置，其设计轻巧，适用于不同管径输油管的检测，降低了检测成本，且提高了检测效率。

为实现上述目的，本发明提供了一种曲率可调相控阵凹阵探头管道腐蚀超声自动检测装置，包括：

探头机构，探头机构包括探头和水套，水套套设在探头上；

探头固定夹具，探头固定夹具包括基座和磁吸轮，基座与探头连接，磁吸轮设置在基座上；

爬行器，爬行器包括爬行器本体、驱动机构和驱动磁轮，爬行器本体与探头固定夹具连接；驱动机构和驱动磁轮均设置在爬行器本体上，驱动机构驱动驱动磁轮运动。

本发明中，探头为曲率可调的柔性超声相控阵探头，水套为柔性水套。探头固定夹具为可拆卸式的；磁吸轮和驱动磁轮均能够吸附在管道上，便于管道腐蚀超声自动检测装置爬行90度直管和180度倒挂检测。

与现有技术相比，本发明公开的曲率可调凹阵相控阵探头管道腐蚀自动检测装置，通过采用柔性的、曲率可调的超声相控阵凹阵探头，使之能够适用于不同管径输油管道的检测，大大降低了检测成本；将探头固定夹具分别与探头和爬行器连接，使自动爬行器运动时能够带动探头进行检测，提高了检测效率，解决了现有技术中探头无法适用于不同管径的管道检测的问题，以及传统人工检测效率低下的问题。

根据本发明另一具体实施方式，探头为曲率可调的柔性超声相控阵探头，柔性超声相控阵探头采用柔性压电复合材料制成。

本发明中，曲率可调的柔性超声相控阵探头采用柔性压电复合材料制作，电极通过柔性FPC连接，探头采用聚氨酯灌封；柔性的压电复合材料激励超声波信号，以对输油管进行检测。曲率可调的超声相控阵凹阵探头通过同轴电缆线与连接器接口连接，能够连接上超声相控阵仪器。

根据本发明另一具体实施方式，基座上设有用于与待检测管道相匹配的凹槽，探头与凹槽的凹面连接。

本发明中，探头固定夹具上的凹槽的曲率半径根据输油管外径、曲率可调的超声相控阵凹阵探头厚度而定，以使可变曲率超声相控阵凹阵探头与管道更加贴合。

根据本发明另一具体实施方式，探头与凹槽的凹面粘接。

本发明中，探头与凹槽的凹面通过硅酮胶粘接，将探头粘接固定在夹具上，同时夹具两端有卡位定位可变曲率超声相控阵凹阵探头保证探头检测过程不偏移。

根据本发明另一具体实施方式，磁吸轮的数目为4个，4个磁吸轮分为两组，两组磁吸轮分别设置于基座的两侧。根据本发明另一具体实施方式，基座上设有螺纹孔，爬行器本体与螺纹孔通过螺钉固定连接。

根据本发明另一具体实施方式，驱动磁轮的数目为4个，4个驱动磁轮分为两组，两组驱动磁轮平行设置于爬行器上。

根据本发明另一具体实施方式，超声自动检测装置进一步包括用于向水套注水的水耦合装置，水耦合装置包括电动水泵、水箱和用于与水套连接的水管。