管道缺陷多维检测装置的制作方法

本发明涉及涉及一种管道缺陷多维检测装置，属于管道缺陷检测技术领域。

背景技术：

目前，我国油气长输管道面临的严重问题是：大多数在役管道是60至70年代建设的，现已进入中老龄期，处于事故多发阶段。我国每年用于油气管道的维修费用高达数亿元，且有逐步增加的趋势。由于受检测手段的制约，管道损伤状况多数不能确切判别及定位，往往造成盲目开挖、盲目报废、维修缺少科学性等不必要的损失。漏磁法是对油气长输管道进行无损检测的重要手段之一，它通过测量被磁化的铁磁材料工件表面的泄漏磁场强度来判断工件缺陷的大小。漏磁法的检测原理是要求被测物体具有较好的磁通特性，当被测物体的局部磁通饱和后，磁体的两极与被测物体形成封闭的磁场，如果被测物体内介质均匀分布，无空隙、无内外缺陷，理想状态下认为没有磁通从外壁通过。由于引进国外的装置价格十分昂贵，在数量上也不能满足应用需求，而现有的磁化装置不能有效地对油管进行磁化，磁化强度不高，因此检测质量低，而且在通过管道变径部位时易发生堵塞的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种管道缺陷多维检测装置，该管道缺陷多维检测装置可实现对管道周向360°与轴向缺陷的全方位检测。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种管道缺陷多维检测装置，包括轴向检测节、第一周向检测节、第二周向检测节和用于连接轴向检测节、第一周向检测节、第二周向检测节的万向节，所述轴向检测节与第一周向检测节之间、第一周向检测节与第二周向检测节之间均通过万向节和螺栓安装连接；

所述轴向检测节进一步包括磁化检测套筒、前驱动碗、后皮碗、前支撑筒和后支撑筒，所述前支撑筒、前驱动碗、磁化检测套筒、后皮碗、后支撑筒依次固定连接；

所述磁化检测套筒进一步包括中心筒体、若干磁钢、钢刷和若干探头，所述若干探头沿周向设置于中心筒体外表面形成探测环，所述若干磁钢分别沿周向设置于中心筒体外表面形成第一磁钢环和第二磁钢环，此第一磁钢环和第二磁钢环分别位于探测环两侧，所述钢刷均匀密布于磁钢上表面；

所述探测环进一步包括支撑环、若干探头和若干探头支撑架，所述支撑环通过若干支撑片安装于磁化检测套筒的中心筒体外表面，所述若干探头支撑架沿周向安装于支撑环外表面，所述探头安装于探头支撑架上部；

所述前支撑筒和后支撑筒均进一步包括中心支撑筒和若干支撑轮机构，所述若干支撑轮机构沿周向等间隔设置于中心支撑筒外表面，所述支撑轮机构进一步包括底座、第一侧板、第二侧板、转轴和支撑轮，所述转轴设置于底座上，所述第一侧板与第二侧板平行设置并通过所述转轴连接，所述第一侧板、第二侧板靠近底座的一端分别安装有一压缩簧组件，所述第一侧板、第二侧板远离底座的一端安装有所述支撑轮；

所述第一周向检测节和第二周向检测节均进一步包括中心支撑筒、4块轭铁、若干磁钢和若干测试头，所述4块轭铁沿周向等间隔设置于中心支撑筒外侧，所述每个轭铁的外表面两侧均匀分布有所述磁钢，此均匀分布的磁钢分别形成第一磁钢带和第二磁钢带，所述测试头等间隔分布于第一磁钢带和第二磁钢带之间；

所述第一磁钢带和第二磁钢带平行于中心支撑筒轴向方向，所述测试头的分布方向垂直于第一磁钢带分布方向，所述磁钢外表面均密布有钢刷，所述中心支撑筒两端分别安装有前法兰盘和后法兰盘，此前法兰盘和后法兰盘上分别设置有前支撑碗和后支撑碗，所述每个轭铁的端面分别安装有若干滚轮；

所述每个轭铁靠近中心支撑筒的一侧表面设置有4个弹簧座，此4个弹簧座分别位于轭铁的四个拐角处，所述相邻两个轭铁的弹簧座之间通过弹簧连接，所述每个轭铁任一端通过铰链与前法兰盘或后法兰盘活动连接，所述每个轭铁的另一端分别具有一导杆，此导杆一端与轭铁端面连接，导杆的另一端嵌入设置于后法兰盘或前法兰盘端面的限位座内；

所述万向节由三个金属环依次套接而成，所述金属环外侧包覆有柔性胶套，所述第一周向检测节与第二周向检测节在周向上交错设置。

上述技术方案中进一步改进的方案如下：

1.上述方案中，所述柔性胶套为圆柱形聚氨酯套。

2.上述方案中，所述第一周向检测节与第二周向检测节在周向上相差45°。

3.上述方案中，所述探头支撑架为平行四边形支撑架。

4.上述方案中，所述若干探头支撑架等间隔设置。

5.上述方案中，所述第一磁钢环和第二磁钢环对称设置于探测环两侧。

6.上述方案中，所述前驱动碗和后皮碗均设置有碗状部、环形部和连接部，所述环形部设置于碗状部相背于碗口的一侧，所述碗状部和环形部通过连接部连接。

7.上述方案中，所述后皮碗的中心筒体后端面安装有一里程轮。

8.上述方案中，所述弹簧座通过螺栓固定于轭铁上。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1、本发明管道缺陷多维检测装置，其包括轴向检测节、第一周向检测节、第二周向检测节和用于连接轴向检测节、第一周向检测节、第二周向检测节的万向节，所述轴向检测节与第一周向检测节之间、第一周向检测节与第二周向检测节之间均通过万向节和螺栓安装连接，万向节由三个金属环依次套接而成，所述金属环外侧包覆有柔性胶套，所述第一周向检测节与第二周向检测节在周向上交错设置，柔性万向节的设置，使得万向节可弯曲，从而使得检测器可以通过弯道；其次，两个周向检测节的交错设置，使得360°方向上均分布有磁钢与探头，实现对管壁的360°全方位检测；再次，轴向检测节中磁钢与探头的分布，对管道周向上的缺陷感应灵敏，可高精度的对管道的周向缺陷进行检测，周向检测节中磁钢与探头的分布，对管道周向上的缺陷感应灵敏，可准确检测管道上的周向缺陷，两种检测节组合设置，实现对管道周向与轴向缺陷的全方位检测。

2、本发明管道缺陷多维检测装置，其第一磁钢带和第二磁钢带平行于中心支撑筒轴向方向，所述测试头的分布方向垂直于第一磁钢带分布方向，所述磁钢外表面均密布有钢刷，所述中心支撑筒两端分别安装有前法兰盘和后法兰盘，此前法兰盘和后法兰盘上分别设置有前支撑碗和后支撑碗，所述每个轭铁的端面分别安装有若干滚轮，滚轮的设置，起到支撑的作用，使得钢刷与管壁之间形成微小间隙，保护钢刷在检测器运行过程中不被磨损，从而保证检测的精度。

3、本发明管道缺陷多维检测装置，其每个轭铁靠近中心支撑筒的一侧表面设置有4个弹簧座，此4个弹簧座分别位于轭铁的四个拐角处，所述相邻两个轭铁的弹簧座之间通过弹簧连接，所述每个轭铁任一端通过铰链与前法兰盘或后法兰盘活动连接，所述每个轭铁的另一端分别具有一导杆，此导杆一端与轭铁端面连接，导杆的另一端嵌入设置于后法兰盘或前法兰盘端面的限位座内，通过弹簧与弹簧座将4块轭铁连接，使得4块轭铁保持弹性浮动状态，铰链、导杆、限位座的设置，均使得轭铁有伸缩的空间，从而使得轭铁在运行检测过程中有可压缩可挤压的余量，保证检测器可以在遇到管道变形时均可以顺利通过。

4、本发明管道缺陷多维检测装置，其支撑轮机构进一步包括底座、第一侧板、第二侧板、转轴和支撑轮，所述转轴设置于底座上，所述第一侧板与第二侧板平行设置并通过所述转轴连接，所述第一侧板、第二侧板靠近底座的一端分别安装有一压缩簧组件，所述第一侧板、第二侧板远离底座的一端安装有所述支撑轮，支撑轮机构中压簧组件的设置，为支撑轮提供弹性力，既可以使得支撑轮始终保持与管道内壁的紧密接触，又可以在遇到管道形变时为支撑轮提供可压缩的空间，保证检测器在管道内运行的通畅性与稳定性。

5、本发明管道缺陷多维检测装置，其探测环进一步包括支撑环、若干探头和若干探头支撑架，所述支撑环通过若干支撑片安装于磁化检测套筒的中心筒体外表面，所述若干探头支撑架沿周向安装于支撑环外表面，所述探头安装于探头支撑架上部，检测器在管道内移动检测过程中，探头支撑架外侧在径向上与管道内壁之间为过盈设置，因此在检测器的移动过程中，因管道变形等原因，会对探头支撑架有挤压；支撑架的设置，为检测环提供可压缩的弹性空间；各个探头支撑架的间距设置，探头支撑架的柔性材质选择，都为探头支撑架提供的可压缩的空间，避免因管道内部的形变而阻碍检测器的前行；探头支撑架设置为平行四边形，使得探头支撑架即便在被挤压状态下，探头始终保持平行设置，以保证对磁路检测的准确性。

附图说明

附图1为本发明管道缺陷多维检测装置结构示意图；

附图2为本发明管道缺陷多维检测装置中轴向检测节结构示意图；

附图3为本发明管道缺陷多维检测装置中轴向检测节局部剖面图；

附图4为本发明管道缺陷多维检测装置中轴向检测节局部结构示意图；

附图5为本发明管道缺陷多维检测装置中探测环结构示意图；

附图6为本发明管道缺陷多维检测装置中周向检测节结构分解示意图；

附图7为本发明管道缺陷多维检测装置中周向检测节剖视图；

附图8为本发明管道缺陷多维检测装置中周向检测节局部结构示意图。

以上附图中：21、轴向检测节；22、第一周向检测节；23、第二周向检测节；24、万向节；241、金属环；242、柔性胶套；

1、磁化检测套筒；101、中心筒体；102、磁钢；103、钢刷；104、探头；105、探测环；106、第一磁钢环；107、第二磁钢环；108、支撑环；109、探头支撑架；110、支撑片；2、前驱动碗；3、后皮碗；4、前支撑筒；5、后支撑筒；401、中心支撑筒；402、支撑轮机构；403、底座；404、第一侧板；405、第二侧板；406、转轴；407、支撑轮；408、压缩簧组件；6、里程轮；

1a、中心支撑筒；2a、轭铁；3a、磁钢；4a、测试头；5a、第一磁钢带；6a、第二磁钢带（6a）；7a、钢刷；8a、前法兰盘；9a、后法兰盘；10a、前支撑碗；11a、后支撑碗；12a、滚轮；13a、弹簧座；14a、弹簧；16a、铰链；17a、导杆；18a、限位座。

具体实施方式

实施例1：一种管道缺陷多维检测装置，包括轴向检测节21、第一周向检测节22、第二周向检测节23和用于连接轴向检测节21、第一周向检测节22、第二周向检测节23的万向节24，所述轴向检测节21与第一周向检测节22之间、第一周向检测节22与第二周向检测节23之间均通过万向节24和螺栓安装连接；

所述轴向检测节21进一步包括磁化检测套筒1、前驱动碗2、后皮碗3、前支撑筒4和后支撑筒5，所述前支撑筒4、前驱动碗2、磁化检测套筒1、后皮碗3、后支撑筒5依次固定连接；

所述磁化检测套筒1进一步包括中心筒体101、若干磁钢102、钢刷103和若干探头104，所述若干探头104沿周向设置于中心筒体101外表面形成探测环105，所述若干磁钢102分别沿周向设置于中心筒体101外表面形成第一磁钢环106和第二磁钢环107，此第一磁钢环106和第二磁钢环107分别位于探测环105两侧，所述钢刷103均匀密布于磁钢102上表面；

所述探测环105进一步包括支撑环108、若干探头104和若干探头支撑架109，所述支撑环108通过若干支撑片110安装于磁化检测套筒1的中心筒体101外表面，所述若干探头支撑架109沿周向安装于支撑环108外表面，所述探头104安装于探头支撑架109上部；

所述前支撑筒4和后支撑筒5均进一步包括中心支撑筒401和若干支撑轮机构402，所述若干支撑轮机构402沿周向等间隔设置于中心支撑筒401外表面，所述支撑轮机构402进一步包括底座403、第一侧板404、第二侧板405、转轴406和支撑轮407，所述转轴406设置于底座403上，所述第一侧板404与第二侧板405平行设置并通过所述转轴406连接，所述第一侧板404、第二侧板405靠近底座403的一端分别安装有一压缩簧组件408，所述第一侧板404、第二侧板405远离底座403的一端安装有所述支撑轮407；

所述第一周向检测节22和第二周向检测节23均进一步包括中心支撑筒1a、4块轭铁2a、若干磁钢3a和若干测试头4a，所述4块轭铁2a沿周向等间隔设置于中心支撑筒1a外侧，所述每个轭铁2a的外表面两侧均匀分布有所述磁钢3a，此均匀分布的磁钢3a分别形成第一磁钢带5a和第二磁钢带6a，所述测试头4a等间隔分布于第一磁钢带5a和第二磁钢带6a之间；

所述第一磁钢带5a和第二磁钢带6a平行于中心支撑筒1a轴向方向，所述测试头4a的分布方向垂直于第一磁钢带5a分布方向，所述磁钢3a外表面均密布有钢刷7a，所述中心支撑筒1a两端分别安装有前法兰盘8a和后法兰盘9a，此前法兰盘8a和后法兰盘9a上分别设置有前支撑碗10a和后支撑碗11a，所述每个轭铁2a的端面分别安装有若干滚轮12a；

所述每个轭铁2a靠近中心支撑筒1a的一侧表面设置有4个弹簧座13a，此4个弹簧座13a分别位于轭铁2a的四个拐角处，所述相邻两个轭铁2a的弹簧座13a之间通过弹簧14a连接，所述每个轭铁2a任一端通过铰链16a与前法兰盘8a或后法兰盘9a活动连接，所述每个轭铁2a的另一端分别具有一导杆17a，此导杆17a一端与轭铁2a端面连接，导杆17a的另一端嵌入设置于后法兰盘9a或前法兰盘8a端面的限位座18a内；

所述万向节24由三个金属环241依次套接而成，所述金属环241外侧包覆有柔性胶套242，所述第一周向检测节22与第二周向检测节23在周向上交错设置。

上述柔性胶套232为圆柱形聚氨酯套；上述第一周向检测节22与第二周向检测节23在周向上相差45°；上述探头支撑架109为平行四边形支撑架；上述若干探头支撑架109等间隔设置。

实施例2：一种管道缺陷多维检测装置，包括轴向检测节21、第一周向检测节22、第二周向检测节23和用于连接轴向检测节21、第一周向检测节22、第二周向检测节23的万向节24，所述轴向检测节21与第一周向检测节22之间、第一周向检测节22与第二周向检测节23之间均通过万向节24和螺栓安装连接；

所述轴向检测节21进一步包括磁化检测套筒1、前驱动碗2、后皮碗3、前支撑筒4和后支撑筒5，所述前支撑筒4、前驱动碗2、磁化检测套筒1、后皮碗3、后支撑筒5依次固定连接；

所述磁化检测套筒1进一步包括中心筒体101、若干磁钢102、钢刷103和若干探头104，所述若干探头104沿周向设置于中心筒体101外表面形成探测环105，所述若干磁钢102分别沿周向设置于中心筒体101外表面形成第一磁钢环106和第二磁钢环107，此第一磁钢环106和第二磁钢环107分别位于探测环105两侧，所述钢刷103均匀密布于磁钢102上表面；

所述探测环105进一步包括支撑环108、若干探头104和若干探头支撑架109，所述支撑环108通过若干支撑片110安装于磁化检测套筒1的中心筒体101外表面，所述若干探头支撑架109沿周向安装于支撑环108外表面，所述探头104安装于探头支撑架109上部；

所述前支撑筒4和后支撑筒5均进一步包括中心支撑筒401和若干支撑轮机构402，所述若干支撑轮机构402沿周向等间隔设置于中心支撑筒401外表面，所述支撑轮机构402进一步包括底座403、第一侧板404、第二侧板405、转轴406和支撑轮407，所述转轴406设置于底座403上，所述第一侧板404与第二侧板405平行设置并通过所述转轴406连接，所述第一侧板404、第二侧板405靠近底座403的一端分别安装有一压缩簧组件408，所述第一侧板404、第二侧板405远离底座403的一端安装有所述支撑轮407；

所述第一周向检测节22和第二周向检测节23均进一步包括中心支撑筒1a、4块轭铁2a、若干磁钢3a和若干测试头4a，所述4块轭铁2a沿周向等间隔设置于中心支撑筒1a外侧，所述每个轭铁2a的外表面两侧均匀分布有所述磁钢3a，此均匀分布的磁钢3a分别形成第一磁钢带5a和第二磁钢带6a，所述测试头4a等间隔分布于第一磁钢带5a和第二磁钢带6a之间；

所述第一磁钢带5a和第二磁钢带6a平行于中心支撑筒1a轴向方向，所述测试头4a的分布方向垂直于第一磁钢带5a分布方向，所述磁钢3a外表面均密布有钢刷7a，所述中心支撑筒1a两端分别安装有前法兰盘8a和后法兰盘9a，此前法兰盘8a和后法兰盘9a上分别设置有前支撑碗10a和后支撑碗11a，所述每个轭铁2a的端面分别安装有若干滚轮12a；

所述每个轭铁2a靠近中心支撑筒1a的一侧表面设置有4个弹簧座13a，此4个弹簧座13a分别位于轭铁2a的四个拐角处，所述相邻两个轭铁2a的弹簧座13a之间通过弹簧14a连接，所述每个轭铁2a任一端通过铰链16a与前法兰盘8a或后法兰盘9a活动连接，所述每个轭铁2a的另一端分别具有一导杆17a，此导杆17a一端与轭铁2a端面连接，导杆17a的另一端嵌入设置于后法兰盘9a或前法兰盘8a端面的限位座18a内；

所述万向节24由三个金属环241依次套接而成，所述金属环241外侧包覆有柔性胶套242，所述第一周向检测节22与第二周向检测节23在周向上交错设置。

上述第一磁钢环106和第二磁钢环107对称设置于探测环105两侧；上述前驱动碗2和后皮碗3均设置有碗状部、环形部和连接部，上述环形部设置于碗状部相背于碗口的一侧，上述碗状部和环形部通过连接部连接；

上述后皮碗3的中心筒体后端面安装有一里程轮6；上述弹簧座13a通过螺栓固定于轭铁2a上。

采用上述管道缺陷多维检测装置时，其柔性万向节的设置，使得万向节可弯曲，从而使得检测器可以通过弯道；其次，两个周向检测节的交错设置，使得360°方向上均分布有磁钢与探头，实现对管壁的360°全方位检测；再次，轴向检测节中磁钢与探头的分布，对管道周向上的缺陷感应灵敏，可高精度的对管道的周向缺陷进行检测，周向检测节中磁钢与探头的分布，对管道周向上的缺陷感应灵敏，可准确检测管道上的周向缺陷，两种检测节组合设置，实现对管道周向与轴向缺陷的全方位检测；再次，滚轮的设置，起到支撑的作用，使得钢刷与管壁之间形成微小间隙，保护钢刷在检测器运行过程中不被磨损，从而保证检测的精度；再次，通过弹簧与弹簧座将4块轭铁连接，使得4块轭铁保持弹性浮动状态，铰链、导杆、限位座的设置，均使得轭铁有伸缩的空间，从而使得轭铁在运行检测过程中有可压缩可挤压的余量，保证检测器可以在遇到管道变形时均可以顺利通过；再次，支撑轮机构中压簧组件的设置，为支撑轮提供弹性力，既可以使得支撑轮始终保持与管道内壁的紧密接触，又可以在遇到管道形变时为支撑轮提供可压缩的空间，保证检测器在管道内运行的通畅性与稳定性；再次，支撑架的设置，为检测环提供可压缩的弹性空间；各个探头支撑架的间距设置，探头支撑架的柔性材质选择，都为探头支撑架提供的可压缩的空间，避免因管道内部的形变而阻碍检测器的前行；探头支撑架设置为平行四边形，使得探头支撑架即便在被挤压状态下，探头始终保持平行设置，以保证对磁路检测的准确性。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。