一种铁磁性压力容器内壁检查系统的制作方法

技术领域：

本实用新型属于无损检测技术领域，涉及一种铁磁性压力容器内壁检查系统，适用于在役铁磁性压力容器的内壁宏观检查和壁厚检测。

背景技术：
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压力容器是承压设备的一种，其用途极为广泛，在石油化学工业、能源工业、造纸工业、机械工业、科研及军事工业等方面都起着重要的作用。压力容器经过一段时间使用后，由于压力温度的频繁交变作用，引起材料疲劳，或者由于介质的腐蚀作用，使壁厚减薄或产生应力腐蚀和开裂。

压力容器的特点包括：(1)工作条件比较苛刻。压力容器不但承受着大小不同的压力载荷(在一般情况下还是脉动载荷)和其他载荷，而且有的还是在高温、深冷、高噪声等的条件下运行，工作介质又往往具有腐蚀性、有毒、易燃易爆等，工况环境比较恶劣。(2)容易超负荷。容器内的压力常常会因操作失误或发生异常反应而迅速升高，而且往往在尚未发现的情况下，容器即已破裂。(3)局部应力比较复杂。例如，在容器开孔周围及其他结构不连续处，常会因过高的局部应力和反复的加载卸载而造成疲劳破裂。(4)常隐藏有严重缺陷。焊接或锻制的容器，常会在制造时留下微小裂纹等严重缺陷，这些缺陷若在运行中不断扩大，或在适当的条件(如使用温度、工作介质性质等)下都会使容器突然破裂。

对于满足一定条件的压力容器需按照相关规定，定期对压力容器进行检查，主要包括全面检验和年度检查。全面检验主要内容有：(1)外部检验的全部项目。(2)结构检验。重点检查的部位有：筒体与封头连接处、开孔处、焊缝、封头、支座或支承、法兰、排污口。(3)几何尺寸。凡是有资料可确认容器几何尺寸的，一般核对其主要尺寸即可。对在运行中可能发生变化的几何尺寸，如筒体的不圆度、封头与简体鼓胀变形等，应重点复核。(4)表面缺陷。主要有：腐蚀与机械损伤、表面裂纹、焊缝咬边、变形等。应对表面缺陷进行认真的检查和测定。(5)壁厚测定。测定位置应有代表性，并有足够的测定点数。(6)材质。确定主要受压元件材质是否恶化。(7)保温层、堆焊层、金属衬里的完好情况。(8)焊缝埋藏缺陷检查。(9)安全附件检查。(10)紧固件检查。耐压试验是压力容器停机检验时，所进行的超过最高工作压力的液压试验或气压试验。耐压试验应遵守《压力容器安全技术监察规程》的有关规定。

目前，压力容器开罐进行内部检验以宏观检查和壁厚检测为主，一般由人力进入容器内检验完成，检验工作存在着很大的潜在安全风险，如：有限空间窒息、有毒有害气体损害等；对于容积较大的容器，内部还需搭设脚手架进行检验，存在高空坠落的安全风险，所以需要检查爬行车代替人力检查。

现有的检查爬行车采用固定摄像头，不便于操作人员操作，且检查压力容器管孔焊缝需要多次移动操作才能实现，操作很繁琐同时也不能很好的检查管孔焊缝，必要时还是需要人力检查。

技术实现要素：
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为解决上述问题，本实用新型提供一种铁磁性压力容器内壁检查系统。

本实用新型的具体技术方案如下：

一种铁磁性压力容器内壁检查系统，包括爬行器、测厚装置和遥控器；所述爬行器包括车体、控制器、车轮和动力装置；所述测厚装置设置于车体上，还包括：摄像装置、磁吸附装置和编码器小车；

所述摄像装置，安装在车体上并可360°旋转摄像，用于拍摄容器内壁的视频信号；

所述磁吸附装置，设置在车体底面中部；

所述编码器小车，安装在爬行器尾部中部，包括带编码器的转轮；

所述车轮为麦克纳姆轮，所述爬行器至少设有四个麦克纳姆轮，对称分布在车体两侧；所述测厚装置包括测厚仪和探头，所述探头安装在编码器小车上，实现位置编码与测厚的同步；

所述动力装置、摄像装置、测厚装置和编码器分别与控制器连接；所述遥控器与控制器通过无线通信连接。

优选地，所述磁吸附装置设有永磁体，所述永磁体与检测面的间距为2-3mm。

优选地，还设有视频监视装置，与所述控制器无线通信连接，用于实时显示摄像画面和测厚数据。

优选地，所述车体后部设有安全防护器，所述安全防护器包括钢丝绳和伸缩器，所述钢丝绳可伸缩的收纳在伸缩器中。

优选地，所述爬行器还设有旋转器，位于爬行器中间上方位置，所述摄像装置安装在该旋转器上。

优选地，所述摄像装置包括无线摄像头和防爆照明灯，所述防爆照明灯设置在爬行器前部两侧。

优选地，所述测厚装置的探头距离检测面距离为2mm。

优选地，所述转轮设有两组，通过转轮连接杆相连。

优选地，所述动力装置包括电池和电机，每一麦克纳姆轮配有一电机。

优选地，所述动力装置包括备用电池。

本实用新型相比现有技术具有如下技术效果：

本实用新型的铁磁性压力容器内壁检查系统采用360°旋转摄像头，方便了操作人员操作。同时，本实用新型采用的麦克纳姆轮使得爬行器可以全方向移动，解决了铁磁性压力容器内壁管孔焊缝的检查问题，无需人工进入容器内部进行检查，避免了安全风险，实现了检查的智能化，提高了检查效率，节约了检查成本。

附图说明:

图1为本实用新型实施例一示意图（也做摘要附图）；

图2为本实用新型实施例三示意图；

图3为本实用新型实施例一中遥控器示意图；

图4为本实用新型检查管孔焊缝时爬行器运动示意图；

图中：1-爬行器、11-车体、12-控制器、13-麦克纳姆轮、141-电池、142-备用电池、143-电机、21-测厚仪、22-探头、23-探头盒、31-无线摄像头、32-防爆照明灯、4-磁吸附装置、5-编码器小车、51-转轮、52-转轮连接杆、6-安全防护器、61-挂钩、62-钢丝绳、63-伸缩器、7-管孔焊缝、8-爬行器移动轨迹；91-面板、92-爬行器操控杆、93-摄像头旋转操作杆、94控制按钮、95信号接收器。

具体实施方式：

实施例一：

如图1所示，本实用新型的铁磁性压力容器内壁检测系统，包括爬行器1、测厚装置、摄像装置、磁吸附装置4、编码器小车5和遥控器。

爬行器1包括车体11、控制器12、车轮和动力装置，车轮为麦克纳姆轮13，爬行器1设有四个麦克纳姆轮13，对称分布在车体11两侧，前一对麦克纳姆轮13分别为左旋轮和右旋轮，后一对麦克纳姆轮13同样分别为左旋轮和右旋轮。动力装置包括电池141、备用电池142和电机143，电机143通过电池141供电，备用电池142用于电池141电量耗尽或出现故障等原因无法使用时的供电，每一麦克纳姆轮13配有一电机143，以实现全向移动。爬行器1通过遥控器控制，可以通过遥控器改变爬行方向，移动速度范围为30mm/s-300mm/s。

编码器小车5安装在爬行器1尾部中部，包括带编码器的转轮51，转轮设有两组，其中一个转轮带编码器，两转轮通过转轮连接杆52连接在一起，形成较为稳定的结构。

测厚装置包括测厚仪21、探头22和探头盒23，探头22置于探头盒23内，探头盒23安装在编码器小车5上，实现位置编码与测厚的同步进行，测厚仪21设置于车体11上，探头22距离检测面距离为2mm，在这个距离上可以很好的接收测厚仪21发出的信号，测厚装置步进50mm记录存储一次数据。

摄像装置包括无线摄像头31和防爆照明灯32，爬行器1中间上方位置设有旋转器33，无线摄像头31安装在旋转器33上，实现360°旋转摄像，无线摄像头31用于拍摄容器内壁的视频信号，防爆照明灯32设置在爬行器1前部两侧，提供压力容器内部照明，方便操作者了解压力容器内部情况。

磁吸附装置4设置在车体底面中部，磁吸附装置4设有永磁体，所述永磁体与检测面的间距为2-3mm，在该间距下，爬行车1可以牢固的吸附在铁磁性压力容器检测面上，同时不至于磁力过大影响爬行车1的运行。

动力装置、摄像装置、测厚装置和编码器小车5分别与控制器12连接，遥控器与控制器12通过无线通信连接，通过遥控器控制内壁检测系统工作。

如图3所示，遥控器由面板91、爬行器操控杆92、摄像头旋转操作杆93、控制按钮94及信号接收器95组成，爬行器操控杆92控制爬行器1的速度和方向，摄像头旋转操作杆93操作爬行器1中间上方旋转器33的旋转，从而带动无线摄像头31旋转，控制按钮94分别控制爬行器1的启停和防爆照明灯32的开关。

具体使用过程如下：

将测厚装置调试好后，将爬行器1置于压力容器内底部，并标定好测厚装置中探头22即编码器小车5的位置。启动爬行器1电源，打开防爆照明灯32开关，操纵爬行器操控杆92进行检查，并通过编码器小车5行进轨迹确定异常位置进行标记。

检查过程中遇到管孔时，可通过遥控器控制爬行器1移动，便于检查管孔内连接管孔焊缝7质量，见图4，前一对麦克纳姆轮中，左边的麦克纳姆轮正转，右边的麦克纳姆轮反转，形成一个作用于车体横向的力，后一对麦克纳姆轮中，左边的麦克纳姆轮以较前轮较小转速正转，右边的麦克纳姆轮以较前轮较小转速反转，形成一个作用于车体同向的较小的力，实现车体可沿图中磁爬行车移动轨迹8移动，即探头22可沿管孔焊缝7移动一圈，以实现对管孔焊缝7的检查。

检查完成后，收回爬行器1，关闭电源，并将测厚装置的数据导出，依据编码器小车5记录的数据确定各位置的壁厚，形成报告。

实施例二：

本实施例可选的，铁磁性压力容器内壁检测系统还设有视频监视装置，与控制器12无线通信连接，用于实时显示摄像画面和测厚数据。视频监视装置包括接收系统、信号处理系统、显示屏、控制按钮，检测时，视频监视装置放置在压力容器人孔外部，实时显示摄像画面和测厚数据。

在检查过程中观察视频监控显示屏，有异常情况可暂停爬行。

实施例三：

如图2所示，本实施例可选的，铁磁性压力容器内壁检测系统还设有安全防护器6，位于爬行器车体11后部，安全防护器6包括挂钩61、钢丝绳62和伸缩器63，挂钩61固定在爬行器车体11后部，钢丝绳62可伸缩的收纳在伸缩器63中，收缩器63与挂钩61相连，在检查过程中遇到特殊情况，例如爬行器1故障等，可通过拖拉钢丝绳62将爬行器1回收。