[发明专利]一种管道外径尺寸相对变化量的连续测量装置

说明书

本发明属于自动化检测技术领域，涉及一种管道外径尺寸相对变化量的连续测量装置，包括机械测量系统，信号处理和传输系统，计算机。两个前端呈圆锥尖状细长空心滚柱通过轴承分别安装于各自悬臂轴上，两悬臂轴又分别固定于各自滑块上，两根平行的圆柱作为上述两滑块的共用滑轨，两滑块在两根滚柱保持平行并且与滑轨垂直的状态下能够沿滑轨开合运动，被检测管道位于两滚柱之间，套装在滑轨上的弹簧保证测量过程中固定于两滑块之间的位移传感器能获取管道外径尺寸的变化值。本发明能够对管道外径尺寸变化量进行高精度的连续测量，检测数据高速传输至计算机，并可进行后续回放，整个过程自动进行，避免漏检，效率和精度高，爬行器可达位置均可进行准确、高效、实时检测。

技术领域

本发明属于自动化检测技术领域，涉及到管道外径尺寸变化量测量，特别涉及到自动化连续测量的装置。

背景技术

管道在几乎所有行业都得到广泛应用，在某些行业，比如石油化工行业、电力系统等的某些管道服役条件恶劣，例如石油化工行业的核心装置制氢炉、转化炉、裂解炉一般有几十根至几百根不等的炉管，炉管一般承受1000℃左右的高温，2～5MPa的压力；而热电厂的蒸汽管道承受500℃的高温，但压力高达10MPa。随着管道服役时间的延长，一方面，材料组织逐渐劣化，其持久强度、塑性、韧性等高温力学性能指标下降，另一方面，管道的外径尺寸也由于高温和高压的共同作用而产生变化，这两方面作用的共同结果是在管道内部逐渐形成蠕变空洞和微裂纹，微裂纹逐渐长大，最终导致管道破裂。对于石化行业的制氢炉、转化炉、裂解炉而言，只要有一根炉管破裂，就会造成整个装置停车，轻则会造成每天上百万元的经济损失，重则会引起爆炸、火灾、有毒有害介质泄漏等严重危害社会安全的恶劣事件，因此定期检查管道的组织劣化情况和外径尺寸相对变化情况，对于保障管道的安全运行，创造良好的经济效益和社会效益具有重大意义。

对于石化行业的制氢炉、转化炉、裂解炉而言，在高温高压的作用下，管道外径逐渐增大，管道外径增大到一定程度时，由于单位面积的承载强度增加以及微裂纹的形成，就会对管道的安全运行造成潜在的危害，因此，管道外径增大到一定程度时，就要提前对该管道进行更换，目前国外的通常做法是管道外径变化超过5％以上，就要更换该管道。但管道外径尺寸变化用肉眼是无法察觉的，目前通行的测量外径尺寸变化的方法是用千分尺测量服役管道某些截面的尺寸并与原始尺寸对比以判断外径尺寸相对变化的程度，但这种方法只能通过搭建脚手架的方法对管道的部分截面进行测量。制氢炉、转化炉、裂解炉的炉管长度一般在10米以上，采用千分尺测量的方法会导致绝大部分区域漏检，无法知晓整根炉管外径尺寸相对变化的总体情况。一旦漏检部位存在较大的尺寸变化，造成的后果也是很严重的，因此，迫切希望有一种能自动、连续测量整根管道外径尺寸相对变化的装置和方法。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明基于管道外径尺寸改变后的形状仍为近似圆形，根据几何量(长度)机械测量的基本原理进行构思和设计，提供一种能够连续检测管道外径相对变化量的装置，在运行过程中连续测量并记录管道外径的数据，将该装置作为测量附件，安装于管道超声无损检测爬行器(行走驱动装置)上，在对管道进行超声无损检测的同时，对管道全长(高)范围内的外径尺寸变化量进行连续测量。

为了达到上述目的，本发明技术方案为：

一种管道外径尺寸相对变化量的连续测量装置，包括空心滚轮1，滚轮轴承2，悬臂轴3，滑块4，圆柱滑轨5，“凹”字型支架6，弹簧7，位移传感器8，伸缩杆9，被测管道10，导轨支架背板11，爬行驱动器后架13，连接螺栓14，后架行走轮15，爬行驱动器前架16，调节弹簧17，螺母18，前架驱动轮19，编码器20，编码器计长轮21，数据采集控制、处理和发射传输单元22。