一种链式小接管壁厚测定装置的制作方法

本技术涉及管道检测，具体涉及一种链式小接管壁厚测定装置。

背景技术：

1、在石油、化工、电力等工业领域中，大量使用着各种管道，其中小接管（公称直径dn10~dn50）作为管道系统的重要组成部分，长期处于介质腐蚀、压力波动等恶劣工况下，其管壁厚度会逐渐减薄，若不能及时准确检测，可能引发泄漏、爆炸等严重安全事故。

2、当前，对小接管壁厚的检测普遍依赖于操作人员手持测厚仪进行接触式逐点测量。该方法在实际应用中存在多方面明显短板：首先，检测效率较低，面对装置中数量众多的小接管，逐个实施测量不仅耗时费力，也严重影响检测进度；其次，由于小接管管径过小，测厚探头与管壁之间的耦合状态较差，贴合度不均，进而引入测量偏差，影响数据的准确性与重复性。虽然目前已有自动化测厚设备在工业中应用，但它们难以适应小接管的紧凑结构与尺寸特征；同时该类设备往往结构繁复、适应性差，无法在受限空间中灵活部署，因而不能实现对小接管壁厚的全面、快速检测。

3、因此，研发一种能够适配小接管尺寸、自动化程度高、检测准确高效的小接管壁测厚装置具有重要的现实意义。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于克服现有技术中小接管壁厚检测难度大、效率低、检测精度不足的缺陷，提供一种链式小接管壁厚测定装置，实现对小接管的高效、精准、无损检测。

2、其核心构思在于将一个刚性的检测任务转化为一个柔性的、半自动化的过程。该链式小接管壁厚测定装置，主要包括柔性链式主体、集成于主体上的多个测量单元、以及自动耦合机构。

3、1、柔性链式主体由多个独立的链节单元通过铰链连接件（如销轴、万向节、磁吸阴阳极等）首尾相接而成，形成一个类似“蜈蚣”或“链条”的整体结构。这种设计使得主体能够沿多个方向灵活弯曲，从而紧密地包覆在各种曲率和空间朝向的小接管外壁上，实现三维空间的仿形。

4、2、自动耦合机构集成于每个链节单元与测量单元之间，其包括弹簧限位结构，弹簧限位结构设置在超声波楔块顶部的四个角，弹簧一端固定在链节主体上，另一端与超声波楔块相连。所述超声波楔块顶部中心设置一个检测孔，底部工作面被加工为与管壁曲率相匹配的弧面，以确保最佳的声波传导；测厚探头嵌合在该检测孔内。

5、该装置具备两种明确的工作状态：

6、（1）缩回待命状态：当未施加外部驱动力时，自动耦合机构的弹簧的预紧力使超声波楔块保持向后缩回的状态，其前端弧面不突出于链节单元的内弧面。此状态便于装置的安装、定位与转移，能有效避免超声波楔块在非工作状态下与管道或其他物体发生碰撞而损坏。

7、（2）伸出测量状态：测厚探头压迫弹簧使其压缩，同时推动超声波楔块向前精确伸出，直至其弧面紧密、稳定地压附在待测小接管的外壁上并锁定位置。此时，在探头、楔块与管壁之间填充的耦合剂形成无损检测所需的完美声学通道，可立即进行精确的壁厚测量。测量完成后，再次施加驱动力，位置解锁，弹簧的回复力会同步将超声波探头推回初始位置，并将超声波楔块拉回至缩回状态，实现自动“脱耦”。

8、3.自动耦合机制：通过贯通性壁厚检测孔、弹簧与超声波契块的配合，形成 “探头压入则契块伸出接触管壁，探头再次按压则契块缩回” 的自动耦合机制；当超声检测仪探头深入检测孔内，推动超声波契块从链节主体伸出，直至超声波契块的弧形接触面与链式小接管的内壁紧密贴合，此时由于弹簧限位结构的存在，位置锁定并保持紧密贴合状态直至检验结束；当检测完成后，再次按压探头，位置解锁并在弹簧限位结构作用下，弹簧恢复原状，带动超声波契块缩回至壁厚检测孔内，避免超声波契块在装置取出过程中受到碰撞损坏。

9、为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

10、一种链式小接管壁厚测定装置，包括：

11、柔性链式主体（12）：其由一个以上的链节单元（1）通过连接件首尾铰接而成，形成能够弯曲并包覆于待测小接管外周的带状结构；

12、测量单元：设置于每个链节单元上，每个测量单元包括超声波楔块，在超声波楔块顶部开有检测孔（8），测厚探头（11）嵌合在该检测孔（8）内；

13、自动耦合机构：置于链节单元与测量单元之间，其包括弹簧限位机构；

14、测量单元借助自动耦合机构调整其与链节单元之间的相对距离，在使用时伸出链节单元，收纳状态则缩回链节单元。

15、前述的一种链式小接管壁厚测定装置，弹簧限位机构的弹簧数量为四个，分布在超声波楔块的四个角附近，一端固定在链节单元顶部，活动端与超声波楔块活动链接；当超声波探头受到向待测小接管方向的压力时，弹簧受压使超声波楔块伸出链节单元，工作面接触小接管待测部位并锁定；再次受压时，位置解锁，在弹簧回复力的作用下超声波楔块回缩脱离管壁，恢复到测量单元载体（6）内，到达待命位置。

16、前述的一种链式小接管壁厚测定装置，所述的超声波楔块（7）设置在链节单元的测量单元载体（6）内，检测孔（8）贯穿至超声波楔块。

17、前述的一种链式小接管壁厚测定装置，链节单元（1）两端的连接件为棘齿绑带、磁性吸盘、弹性绷带或螺杆卡箍中的任意一种，其借助铰接接头（4）固定在链节单元（1）上。

18、前述的一种链式小接管壁厚测定装置，链节单元底部安装有小滑轮，实现在小接管外壁的横向或纵向移动。

19、前述的一种链式小接管壁厚测定装置，所述超声波楔块的前端工作面为弧面，且其曲率半径与目标待测小接管的外径相匹配；所述超声波楔块通过卡扣方式与所述弹簧前端连接，实现快速更换。

20、有益效果 本实用新型旨在解决现有技术无法在具有曲率变化、小口径或非规则形状的管件上进行快速、连续、高精度壁厚测量的难题。相比于现有技术，具有以下优点：

21、（1）通过柔性链式主体的设计，可适配链式小接管的连续链式结构及弯曲走向，结合弹簧与超声波契块的配合，实现 “探头压入则契块伸出接触管壁，探头再次按压则契块缩回” 自动耦合机制，传统手动涂抹耦合剂与把持探头的繁琐步骤，能够实现多点同步的快速耦合与测量，极大提升了检测效率。超声波契块内表面设置成弧形，可与管壁始终紧密贴合，有效避免因接触不良导致的检测误差，提升检测精度（检测精度可达±0.01mm）。

22、（2）若干测量单元等距串联，配合同步调节组件，可实现对链式小接管的多点连续检测或定点精准检测，检测效率较传统人工单点检测提升3-5倍，且能全面覆盖管道检测区域，避免漏检。

23、（3）超声波契块采用可更换设计，当超声波契块出现磨损或损坏时，可单独更换，无需更换整个测量单元，降低设备维护成本；同时，超声波契块的弧形接触面可根据不同管径的链式小接管进行定制，扩大装置的适配范围。

1.一种链式小接管壁厚测定装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种链式小接管壁厚测定装置，其特征在于，弹簧限位机构的弹簧数量为四个，分布在超声波楔块的四个角附近，一端固定在链节单元顶部，活动端与超声波楔块活动链接；当超声波探头受到向待测小接管方向的压力时，弹簧受压使超声波楔块伸出链节单元，工作面接触小接管待测部位并锁定；再次受压时，位置解锁，在弹簧回复力的作用下超声波楔块回缩脱离管壁，恢复到测量单元载体（6）内，到达待命位置。

3.根据权利要求1所述的一种链式小接管壁厚测定装置，其特征在于，所述的超声波楔块（7）设置在链节单元的测量单元载体（6）内，检测孔（8）贯穿至超声波楔块。

4.根据权利要求1所述的一种链式小接管壁厚测定装置，其特征在于，链节单元（1）两端的连接件为棘齿绑带、磁性吸盘、弹性绷带或螺杆卡箍中的任意一种，其借助铰接接头（4）固定在链节单元（1）上。

5.根据权利要求1所述的一种链式小接管壁厚测定装置，其特征在于，链节单元底部安装有小滑轮，实现在小接管外壁的横向或纵向移动。

6.根据权利要求2所述的一种链式小接管壁厚测定装置，其特征在于，所述超声波楔块的前端工作面为弧面，且其曲率半径与目标待测小接管的外径相匹配；所述超声波楔块通过卡扣方式与所述弹簧前端连接，实现快速更换。