平板焊縫真空測漏檢測儀的研制

王婉琳，劉 召，楊 宇，趙大偉，李 偉，張 穎

（東北石油大學機械科學與工程學院，黑龍江大慶163318）

隨著經濟的高速發展，原油的需求與日俱增，油庫的規模和數量也大幅度增加。如此巨大的原油儲罐一旦發生事故，后果不堪設想。其中因泄漏引起的爆炸事故產生的經濟和人員傷亡，是最嚴重的，對環境的危害也很大，而泄漏多因焊接過程中焊縫缺陷引起。在儲罐的焊接中，常用的平板焊接方式有搭接和對接，其中對搭接的焊縫檢測很困難，通常采用的是手動真空試漏的方法，但這種方法費時費力，浪費了大量的人力與物力，而且受到工作環境的嚴重影響，精度也因人力操作顯示出不穩定性。

1 真空試漏法

常規地對平板焊縫的穿透性缺陷檢測方法中，真空試漏法應用較為普遍。

1.1 手動真空試漏法

憑借檢測儀的本體和密封條，在被測焊縫（或密封結構，或裂紋）之上，建立一個真空密封腔，因為被檢測處事先涂了肥皂液，如有泄漏，便會從玻璃觀察窗里看到氣泡產生。真空的建立，是利用壓縮空氣。射流虹吸足以克服被檢面不平、焊縫余高等引起的泄漏，建立0.02～0.06 MPa的真空度。因為壓縮空氣虹吸真空，是一個不斷的動態過程，所以一旦儀器吸上，建立的真空度是相當穩定的。理論上足可抵消數千牛頓的拉力，而且壓縮空氣只要具有大約0.4 MPa以上的壓力、10 mm左右的管徑即可。主要特點是：

（1）結構簡單，造價便宜；

（2）操作容易，精度高，直觀性較強；

（3）自動化程度低，每一步都要靠人工操作，在人身體不能進去的空間，沒有辦法進行檢測；

（4）對操作人的要求較高，需要操作熟練的工人才能完成檢測任務。

1.2 自動真空檢漏法

自動真空檢漏法，是利用高速運動的流體，吸排另一種流體的方法。由高速流動的空氣，把試驗器內腔的空氣抽走，使內腔形成一個負壓空間。如果試驗區間的焊縫段存在有穿透性裂縫，那么，由于負壓的原因，將會有氣體從裂縫中進入試驗器內腔，箱體內的氣壓將會發生變化，當進氣的速度和真空泵吸氣的速度相同時，試驗器內腔內的壓力將達到平衡，壓力將不再變化，此時的壓力稱為平衡壓力。若平衡壓力小于允許壓力，則這段焊縫合格；若大于允許壓力，這段焊縫中有不被允許的穿透性漏洞。自動真空試漏法，是利用現有的科技水平，利用自動的行走機構、真空機構、舉升機構、密封機構等，對手動的真空試漏儀進行改進，使其具有較強的自動化運行。主要特點為：

（1）自動化程度高；

（2）測量范圍更加廣泛，受環境因素影響更小，可以進入人體不易進入的罐體內進行檢測；

（3）測量精度高，把受人體自身操作因素的影響降到最低；

（4）價格昂貴，制作工藝復雜，需要很多新的復雜的科技支持。

2 平板焊縫真空測漏檢測儀的設計

所有檢漏方法的共同特點，就是需要對焊接區進行反復的檢測。在本文設計的真空檢測儀，自動化程度高，結構簡單、科學、合理，可以降低其他檢測方法的危險性和提高檢測靈敏度，擴大了真空檢測法的應用范圍，降低了勞動成本，提高了工作效率。

2.1 總體設計

平板焊縫真空測漏檢測儀由5部分組成：行走機構、真空機構、舉升機構、密封機構和控制機構組成（如圖1所示），部分參數如表1所示。

圖1 平板焊縫真空自動檢測儀框架圖

表1 設計主要零件數據

2.2 自動檢測儀工作過程

（1）把設備放在焊縫上，使真空箱跨在焊縫上，焊縫在真空箱底部正中間；

（2）打開開關，開始運行，實現箱體的下降；

（3）接觸開關控制電機自動停止運轉；

（4）控制機構控制電磁密封圈密封箱底和焊板；

（5）控制機構控制真空泵開始運行；

（6）當真空箱內壓力達到密封要求后，真空泵停止運行；

（7）當裝在真空箱上的真空計在設定的時間范圍內，壓力變化沒有變化，或變化相當小，沒有超過允許的變化范圍，則可以判斷此段焊縫沒有漏點；

（8）若真空表顯示的壓力變化，超過變化允許的范圍時，證明這段焊縫有漏點，檢測儀自動對此區域噴涂顯示劑；

（9）控制機構啟動電磁密封圈解除密封，電磁閥使空氣進入真空箱內；

（10）控制機構控制電機開始運行，凸輪機構實現箱體的舉升；

（11）繼續運行，實現機器的前進、箱體的繼續舉升直至最高點后開始下降；

（12）繼續運行，實現箱體的繼續下降，開始下一次檢測。

3 結束語

本文研制了平板焊縫真空測漏檢測儀，系統由5部分組成，設計科學，操作方便，可以快捷、準確的確定穿透性缺陷的位置，節省了大量的人力和時間，提高了工作效率，市場應用前景廣闊。

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