[发明专利]钢管道内涂层自动检测补涂机

说明书

本发明涉及到钢管道内壁防腐涂层的检测与补涂以及管道焊口内环焊缝检测技术领域。

钢质管道的内外壁防腐涂层和焊口焊缝质量是关系到管道工程使用寿命和安全运行的两个关键问题，因此早已引起国内外管道工程界的高度重视。其中管道外壁防腐涂层的检测和管外焊缝检测，已有多种在用的成熟技术和专用装置。专用于喷涂管道焊口内涂层的自动装置也已相继问世，例如，美国专利3967584，4092950，4340010和中国专利91106511.3等。专用于检测管道内壁腐蚀状况的自动装置已由美国商业树脂公司和PLS公司等研制成功。管道内环焊缝射线照相自动装置已由英国JME公司等研制成功。又如欧洲专利申请EP282687，是一种金属管道内缺陷的检查装置。它靠气体压力沿管道内部边前进，边对管道内部进行检查，既可查出局部缺陷，又可查出内部直径因腐蚀而变大，还可查出内部焊道，并能对检查结果进行摄象或录音和定位。但是，专用于钢管道内涂层检测与补涂的自动装置至今未见公开报导。就上述已有技术而言，其主体结构均采用作业小车形式，其作业过程大多通过电缆在管道外遥控完成，因此深入管道的长度受到限制，拖带电缆操作很不方便。靠气体压力推动检查装置前进，会给施工造成不便，并且会因与管壁摩擦力忽大忽小，使得前进速度忽慢忽快，这对检测和摄录象都不利。该装置如果在管内遇到障碍，将既不能前进，也不能后退，为了保持住气体压力，检查装置本身要有较高的气密性，这就增加了结构的复杂性。由于该装置的许多单元部件都装在其机体内腔，所以其直径难以缩小，也就难以用于小直径管道。上述欧洲专利申请还有一个最大缺点是：作为检查管内缺陷的超声波发射和接收传感器，只能径向定位固定安装，不可能全面积检查，肯定会漏检许多缺陷点，这对于涂层检测来说是不允许的。

本发明的目的在于提供一种专用于钢管道内涂层自动检测与补涂的新式机具，它不需拖带电缆而由自身电池和PC工业控制器去控制完成行走及多种作业。它不但能在管道内自动、准确地检测出绝缘涂层的漏涂、损伤、微孔及欠厚等缺陷，并能对这些缺陷自动进行补涂，或者对缺陷所在位置自动摄相记录，同时还能对每道焊口的内环焊缝自动录相检测。

本发明的上述目的是通过下述技术方案实现的。

其整体结构形式采用模块组装式变径可调机电一体自动化作业小车，主要由操作单元、驱动单元、控制系统及电源单元、测长及支重单元、涂层检测器、焊口探测器、摄录相单元、喷涂单元、变管径调整机构和自诊断保护系统十部分组成。其中，操作单元位于小车的最前端，包括操作面板及显示屏等;操作单元之后是驱动单元，包括驱动电机、减速器及主动轮等;驱动单元之后是控制系统及电源单元，包括可编程序控制器及其接口电路和电池;再向后是测长及支重单元，包括从动轮、从动轴及其支座、传动齿轮及其旋转编码器;测长及支重单元的末端装有变管径调整机构，涂层检测器则安装在变管径调整机构的立杆上，该检测器包括第一高压仓、驱动电机、减速器、旋盘总成和铜丝刷;涂层检测器之后是焊口探测器，包括第二高压仓、辅助支撑、弹性支架及其探轮;小车最后是摄录相单元或者喷涂单元。摄录相单元包括仓体、仓盖、摄相机及其摄相云台、摄相头和照明灯;喷涂单元包括仓体、涂料箱、涂料泵及其电机、喷涂旋杯及其高转速电机。若要求先对内涂层进行检测，并对其漏涂、损伤、微孔及欠厚等缺陷的具体位置摄相记录，或者要求对每道焊口的内环焊缝录相检测，就在小车进入管道之前装上摄录相单元;若只要求对内涂层进行检测，并对其漏涂、损伤、微孔及欠厚等缺陷进行喷涂补漏，就在小车进入管道之前卸下摄录相单元换上喷涂单元。

涂层检测器采用高压电火花检漏方法。其探头采用多电极离心旋转软接触旋盘结构形式，可实现全圆周扫描。该旋盘总成主要包括碳刷、铜环、铜丝刷、转盘和空心轴。工作时碳刷带有第一高压仓产生的高电压，固定不动的碳刷与可转动的铜环之间为动态接触导电。铜环与铜丝刷之间用导线联接并且一起被电机和减速器带动旋转。由于离心力的作用使带有高电压的铜丝刷与管道内壁绝缘层动态软接触。该自动小车在管道内自动行走的同时，铜丝刷电极就对管道内壁涂层进行全圆周扫描。当遇到涂层漏涂、损伤及微孔等缺陷时，该处即产生电火花放电;当遇到厚度达不到要求的涂层时，此处局部涂层即被高电压击穿，相当于同时进行涂层厚度检测，并且一起进行自动补涂。