射线发射及接收装置的制作方法

1.本实用新型属于海上平台导管架检测设备技术领域，具体涉及一种用于导管漏水检测仪的射线发射及接收装置。


背景技术：

2.海上平台是海上油气资源生产的基础性设施，其安全性至关重要，而作为承载整个平台的支撑结构，导管架是保障海上平台安全的关键所在。除工艺灌水管件外，导管架凭借其密闭的结构所提供的浮力，平衡部分平台重量，为海洋平台平稳的定位于海面提供有力保障。但由于导管所处环境恶劣(尤其飞溅区)，作业工况复杂，承受非单一载荷，除承载整个平台的重量外，还要承受风浪载荷、地震波等影响，因此导管架在服役过程中不可避免地会出现疲劳裂纹、侵蚀腐蚀等各类损伤，导致海水渗入导管内甚至充满导管内腔，使其失去提供浮力的功能，同时侵入的海水也会加速导管腐蚀，严重影响其结构安全性。加上平台大多服役时间较长，有的甚至超期服役，因此，对海上平台支撑导管进行定期的漏水检测，及时发现问题，对保障平台的持续安全生产具有重要的意义。
3.fmd(flooded member detction)设备是检测水下导管漏水最有效和最关键的设备。早期用于导管架透水检测的设备一般基于超声波检测方法。有报道(吴志伟等.海洋平台深水导管架结构杆件检测方法研究与应用[j].海洋工程.2009,21(6).)指出，与超声波透水杆件检测方法相比，射线透水杆件检测方法具有检测效率高、费用低的优点。然而，虽然基于射线检测杆件透水检测方法的原理已经成型，但市场上还缺少成熟并易于使用的基于射线检测方法的fmd设备。


技术实现要素：

[0004]
有鉴于此，作为解决fmd设备结构设计问题的一部分，本实用新型提供一种射线发射及接收装置。
[0005]
其技术方案如下：
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一种射线发射及接收装置，包括射线发射单元和射线接收单元，其关键在于，所述射线发射单元包括具有开口的源安装外壳，该源安装外壳的开口上设置有源安装法兰，该源安装法兰上设置有射线发射窗，该射线发射窗将所述源安装法兰的中心孔封闭，从而使所述源安装外壳、源安装法兰以及射线发射窗组成密封体系；
[0007]
所述源安装外壳内设置有放射源组件，该放射源组件外包覆有由射线吸收材料制成的源隔离套件，所述源隔离套件上正对所述源安装法兰的中心孔开设有准直孔，该准直孔与所述中心孔共孔心线并连通；
[0008]
所述射线接收单元包括接收单元外壳，该接收单元外壳上开设有接收孔和晶体置入孔，所述接收孔被接收单元射线窗密封，所述晶体置入孔上覆盖有接收单元法兰盖，从而使所述接收单元外壳内形成封闭空腔，所述封闭空腔内设置有晶体；
[0009]
工作状态下所述接收单元射线窗正对所述射线发射窗。
[0010]
与现有技术相比，本实用新型的有益效果：射线发射单元和射线接收单元均结构简洁紧凑，密封性好，能够满足水下压力环境下的使用。
附图说明
[0011]
图1为本实用新型的结构示意图；
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图2为射线发射单元的结构示意图；
[0013]
图3为射线发射单元的内部结构示意图；
[0014]
图4为射线接收单元的结构示意图；
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图5为射线接收单元的内部结构示意图；
[0016]
图6为检测仪检测导管的示意图。
具体实施方式
[0017]
以下结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。
[0018]
如图1所示，一种射线发射及接收装置，包括射线发射单元200和射线接收单元300，工作状态下二者相对设置，射线接收单元300用于接收射线发射单元200发射出的射线信号。
[0019]
如图2和3所示，射线发射单元200包括具有开口的源安装外壳210，该源安装外壳210的开口上设置有源安装法兰220，该源安装法兰220上设置有供伽马射线穿过的射线发射窗250，该射线发射窗250将所述源安装法兰220的中心孔封闭，从而使所述源安装外壳210、源安装法兰220以及射线发射窗250组成密封体系。
[0020]
所述源安装外壳210内设置有放射源组件，该放射源组件外包覆有由射线吸收材料制成的源隔离套件，该源隔离套件将放射源组件定位于所述源安装外壳210内。所述源隔离套件上正对所述源安装法兰220的中心孔开设有准直孔241，该准直孔241与所述中心孔共孔心线并连通。源隔离套件可以是由铅制成。
[0021]
为方便射线发射单元200的保存和运输，所述源安装法兰220外还可拆卸地扣设有由射线吸收材料制成的防护盖290，该防护盖290遮挡所述源安装法兰220和射线发射窗250。所述防护盖290扣盖在源安装法兰220外，并覆盖源安装法兰220与源安装外壳210的对接面。
[0022]
所述防护盖290的中心处增厚以形成防护圆台291，该防护圆台291的直径不小于准直孔241的孔径，优选地等于或大于射线发射窗250的直径。防护圆台291处厚度更大，可以加强对射线发射窗250处的伽马射线的吸收，提高安全性。所述防护盖290也可以是由铅制成。
[0023]
射线发射窗250的安装结构为：述源安装法兰220的外侧面中部开设有射线窗孔，该射线窗孔与所述源安装法兰220的中心孔连通，该射线窗孔内设置有圆形的所述射线发射窗250以及射线窗压环221，所述射线发射窗250与射线窗压环221共中心线设置，该射线窗压环221的内缘压住所述射线发射窗250的边缘，该射线窗压环221内侧面抵靠所述射线窗孔的孔底并通过螺栓连接，以将所述射线发射窗250压紧在所述射线窗孔的孔底上，从而密封遮挡所述源安装法兰220的中心孔。所述射线发射窗250的外侧面以及射线窗压环221的外侧面均与所述源安装法兰220的外侧面相平。
[0024]
为进一步增强密封性，所述射线发射窗250的外表面边缘与所述射线窗压环221的内表面内缘以台阶配合。所述射线窗孔的孔底中部向外凸起从而形成环绕所述源安装法兰220中心孔的密封凸环222，所述射线发射窗250的内表面中部对应所述密封凸环222减薄以形成沉孔，该沉孔的孔底抵靠所述密封凸环222，该沉孔的孔壁贴靠所述密封凸环222的环形外壁。
[0025]
本实施例中，所述源安装外壳210为一端开口的空心圆柱状，所述源安装外壳210的开口上设置有所述源安装法兰220，所述源安装法兰220朝向所述源安装外壳210内腔的部分向内凸出从而形成凸台223，该凸台223的环形侧壁贴靠所述源安装外壳210的开口内侧面。所述源安装法兰220与所述源安装外壳210螺栓连接，所述凸台223抵靠所述源隔离套件。
[0026]
所述源隔离套件包括呈空心圆柱状的源隔离套230，该源隔离套230的内腔开口于一个端面上，在该端面上扣盖有圆环状的源隔离垫240，所述源隔离垫240的外径等于所述源隔离套230的外径，所述源隔离垫240和源隔离套230的外圆柱面与所述源安装外壳210的内壁圆柱面贴合。所述源隔离套230的内腔内设置有与其形状适配的所述放射源组件，所述源隔离垫240的内径小于所述源隔离套230的内径，以将所述放射源组件限定在所述源隔离套230内。
[0027]
所述源隔离套230的内孔形成所述准直孔241。
[0028]
所述放射源组件包括源安装舱260，该源安装舱260的外壁与所述源隔离套230的内腔形状相适配，该源安装舱260内设置有伽马射线放射源280，该源安装舱260对应所述准直孔241的舱壁上开设有与所述准直孔241轴向连通的射线出孔261，该源安装舱260背向所述准直孔241的舱壁上开设有供所述放射源280进入所述源安装舱260的置入孔，该置入孔内设有源紧定螺钉270，该源紧定螺钉270与所述置入孔螺纹配合，该源紧定螺钉270的螺柱端与所述放射源280之间设置有源垫271。
[0029]
如图4和5所示，射线接收单元300包括接收单元外壳310，该接收单元外壳310上开设有接收孔311和晶体置入孔。所述接收孔311被接收单元射线窗330密封，所述晶体置入孔上覆盖有接收单元法兰盖320，从而使所述接收单元外壳310内形成封闭空腔。该封闭空腔内设置有用于探测伽马射线的晶体360和晶体定位组件，所述晶体定位组件将所述晶体360定位在所述接收单元外壳310内，所述晶体360正对所述接收单元射线窗330。
[0030]
本实施例中，接收单元外壳310呈圆筒状，所述接收单元外壳310的一端内壁径向收缩以形成限位环312，该限位环312的内孔形成所述接收孔311，所述接收单元外壳310的另一端开口形成所述晶体置入孔。所述接收单元外壳310内从所述接收孔311到晶体置入孔的方向依次设有接收单元射线窗330、压环340和晶体360，所述晶体360外还设置有晶体定位组件，对晶体360进行定位。
[0031]
所述接收单元法兰盖320与所述接收单元外壳310螺栓连接，所述接收单元法兰盖320的内侧面顶压所述晶体360，以使所述压环340将所述接收单元射线窗330的边缘压紧在所述限位环312上。
[0032]
所述接收单元射线窗330的外径与所述接收单元外壳310的内径相同，所述接收单元射线窗330的外侧面与所述限位环312台阶配合，以提高装配密封性。接收单元射线窗330的内侧面边缘成型有环状台阶，该环状台阶与所述压环340相适配，所述压环340与所述接
收单元法兰盖320之间设置有所述晶体定位组件和所述晶体360。
[0033]
所述晶体360呈圆柱状，其一端朝向所述接收单元射线窗330，另一端抵靠所述接收单元法兰盖320的内侧面。所述晶体定位组件包括弹性的晶体固定套筒350和端部定位环321。所述晶体固定套筒350套设在所述晶体360朝向所述接收单元射线窗330的端部，所述晶体固定套筒350夹设在所述接收单元外壳310的内壁与所述晶体360的外壁圆周面之间，所述晶体固定套筒350朝向所述压环340的一端一体成型有弹性环垫351，该弹性环垫351夹设在所述压环340与所述晶体360朝向所述接收单元射线窗330的端面之间。由于晶体固定套筒350和弹性环垫351具有弹性，对晶体360起到保护作用。
[0034]
所述端部定位环321套设在所述晶体360靠近所述接收单元法兰盖320的端部上，所述端部定位环321的外壁贴合所述接收单元外壳310的内壁。
[0035]
端部定位环321与晶体固定套筒350分别从晶体360的两端将其径向位置固定。
[0036]
所述端部定位环321一体成型于所述接收单元法兰盖320的内侧面上，所述端部定位环321的外壁圆周面上开设有环槽，该环槽内设置有密封圈322，该密封圈322将所述端部定位环321与所述接收单元外壳310之间的接触面密封。
[0037]
射线发射单元200和射线接收单元300均结构紧凑，密封性好，方便水下使用。
[0038]
上述射线发射单元200和射线接收单元300可以用于一种海上平台导管架漏水检测仪，该检测仪包括调节框架、如上所述的射线发射单元200，以及射线接收单元300。所述调节框架为具有开口的开放式框架，如图6所示，所述调节框架包括一个主体支架110和两个支撑臂120，两个所述支撑臂120平行正对设置，两个所述支撑臂120的同一端与所述主体支架110连接，两个所述支撑臂120的另一端向所述主体支架110的同一侧伸出，从而与所述主体支架110组成一边开口的所述调节框架。其中一个所述支撑臂120上设置有射线发射单元200，另一个所述支撑臂120上设置有射线接收单元300，射线发射单元200的射线发射窗250与射线接收单元300的接收单元射线窗330正对。
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检测时，取下防护盖290，rov机器人或潜水员将检测仪调节框架的开口正对被测导管，并推进以使射线发射单元200和射线接收单元300分别位于导管中心线两侧，再进行检测，如图6所示。根据需要，调节射线发射单元200和射线接收单元300到适当位置。射线发射单元200发出的伽马射线束穿过被测导管后，被射线接收单元300所接收。预先在模拟导管水下环境的实验条件下，采用本检测仪进行测试，得到接收的射线束强度与发出的射线束强度之间的关系，形成内部参数标准。水下检测时，根据接收的射线束强度相对发出的射线束强度的衰减量，与内部参数标准对比，结合射线发射单元200和射线接收单元300之间已知的物质相关特征参数，推断导管内是否进水。
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最后需要说明的是，上述描述仅仅为本实用新型的优选实施例，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本实用新型的保护范围之内。