【正文】 檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究和設(shè)備與標(biāo)準(zhǔn)研制”，深入研究了儲(chǔ)罐底板漏磁檢測(cè)方法，開(kāi)發(fā)了適用于不開(kāi)罐的在油儲(chǔ)罐底板漏磁檢測(cè)器。大量的儲(chǔ)罐用戶為了節(jié)約成本和不影響生產(chǎn)，采用隨機(jī)抽檢的方式檢測(cè)儲(chǔ)罐，這種抽檢方式往往造成兩方面的弊端，一方面被抽檢的儲(chǔ)罐無(wú)危及安全的缺陷或隱患時(shí)會(huì)就造成 不必要的檢驗(yàn)以及停產(chǎn)損失，另一方面，大量的儲(chǔ)罐又因未抽及檢測(cè)而不能按期進(jìn)行檢驗(yàn)。近年來(lái)，為了克服上述技術(shù)缺陷，出現(xiàn)了一些新型的超聲方法，如電磁超聲，激光超聲等，通過(guò)改變超聲波的激勵(lì)方式避免對(duì)耦合劑的依賴(lài)，減弱 對(duì)被測(cè)件表面粗糙度的要求。利用儀器檢測(cè)并記錄這種彈性應(yīng)力波，對(duì)發(fā)聲源進(jìn)行推斷，進(jìn)而對(duì)被檢測(cè)對(duì)象的活性缺陷進(jìn)行評(píng)判的檢測(cè)技術(shù)即聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)。射線法存在安全防護(hù)問(wèn)題，且檢測(cè)成本高。此系統(tǒng)采用超聲檢測(cè)采集罐底板厚度數(shù)據(jù)，通過(guò)軟件進(jìn)行分析評(píng)估，并利用壓力傳感器測(cè)試底板沉降。此外，實(shí)際的儲(chǔ)罐表面不僅有平面的鋼板，還有凸起的焊縫，由于漏磁檢測(cè)往往采用強(qiáng)磁元件作為勵(lì)磁構(gòu)件，當(dāng)勵(lì)磁構(gòu)件與焊縫直接接觸時(shí)，過(guò)大的磁吸附力容易導(dǎo)致檢測(cè)器的載荷高于電機(jī)所能提供的動(dòng)力，造成機(jī)構(gòu)卡死，因此，在保證足夠的磁化能力的基礎(chǔ)之上，又必須有一定的提離距離以保證機(jī)構(gòu)的越障能力。 步進(jìn)電機(jī) 安裝板 主動(dòng)輪 鏈輪 軸承座 14 轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì) 如圖 所示，轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)模塊基本結(jié)構(gòu)為與檢測(cè)探頭模塊連接的轉(zhuǎn)向基座以及與驅(qū)動(dòng)部分連接的轉(zhuǎn)向臂，轉(zhuǎn)向臂與轉(zhuǎn)向基座之間通過(guò)轉(zhuǎn)向軸連接。為了使漏磁探頭能滿足檢測(cè)器越障性能的需求，在探頭兩側(cè)設(shè)計(jì)有倒角結(jié)構(gòu)，避免探頭在檢測(cè)器運(yùn)動(dòng)過(guò)程中卡死。 18 為了選取能滿足上述要求的密封結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)，本章對(duì)檢測(cè)器的密封方案進(jìn)行了分析論證，并選取了適用于檢測(cè)器使用工況的密封件。由于蓋板與箱體之間，密封罩與箱體側(cè)面之間都是平面接觸，可以方便的通過(guò)法蘭墊片密封，研合面密封等方法實(shí)現(xiàn)密封。動(dòng)環(huán)通過(guò)橡膠套密封端的變形與行進(jìn)驅(qū)動(dòng)模塊的驅(qū)動(dòng)輪輪軸固定配合。在這里我們選用由 SIMENS 系統(tǒng)出品的 UG 軟件進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)三維模型的建立。對(duì)于所設(shè)計(jì)的檢測(cè)器而言，其機(jī)械結(jié)構(gòu)的靜載荷主要來(lái)自磁化器與被測(cè)鋼板之間的吸附力以及檢測(cè)器的自重。 感謝這將近四年來(lái)在我身邊曾經(jīng)幫助和關(guān)心過(guò)我的人們。為了加快機(jī)械系統(tǒng)在 ADAMS 中的求解速度，在 UG 中建立了如圖 所示的簡(jiǎn)化模型，將模型表面的螺釘?shù)燃?xì)小結(jié)構(gòu) 忽略以便于網(wǎng)格劃分，并將固定連接的部件建立在一個(gè)模型內(nèi)作為同一剛體參與計(jì)算。該軟件使用交互式的圖形環(huán)境并具有一系列的零件庫(kù)、約束庫(kù)和力庫(kù)。常用的動(dòng)密封結(jié)構(gòu)的 優(yōu)缺點(diǎn)如表 所示。另一方面，為了避免混合物進(jìn)入驅(qū)動(dòng)裝置的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)造成鏈條銹蝕，對(duì)安裝在箱體內(nèi)的鏈傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)也應(yīng)施加密封保護(hù)。具體而言，行進(jìn)驅(qū)動(dòng)模塊的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩要足夠大，以保證檢測(cè)器能從靜止?fàn)顟B(tài)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，檢測(cè)器的牽引力需要能夠保證檢測(cè)器能越過(guò)鋼板與鋼板之間形成的焊縫。通過(guò)添加銜鐵，使兩個(gè)極性相反布置的勵(lì)磁元件與被測(cè)鋼板之間構(gòu)成磁回路能顯著的增加兩個(gè)勵(lì)磁元件間的磁化效果。電機(jī)與編碼器分別通過(guò)電機(jī)密封罩以及編碼器密封罩實(shí)施靜態(tài)密封。 漏磁檢測(cè)器總體機(jī)械結(jié)構(gòu) 漏磁檢測(cè)需要對(duì)被測(cè)構(gòu)件進(jìn)行充分磁化以使鐵磁性構(gòu)件達(dá)到磁化飽和，以削弱鐵磁性構(gòu)件內(nèi)部應(yīng)力、自身剩磁等因素對(duì)構(gòu)件缺陷處漏磁場(chǎng)強(qiáng)度的影響。這些檢測(cè)系統(tǒng)均采用壓電陶瓷超聲波檢測(cè)的技術(shù)，導(dǎo)航定位系統(tǒng)主要運(yùn)用聲學(xué)定位系統(tǒng)，根據(jù)報(bào)道，僅 Maverick 和 OTIS 系統(tǒng)開(kāi)展 了成熟的工程檢測(cè)應(yīng)用。 盡管存在一定的局限性，漏磁檢測(cè)法的檢測(cè)速度快，對(duì)表面無(wú)需處理的特點(diǎn)使得攜帶漏磁檢測(cè)裝置的爬行器可以實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)罐內(nèi)除焊縫外的鋼板的大面積區(qū)域的快速、自動(dòng)掃查，對(duì)設(shè)備的整體安全性進(jìn)行無(wú)損評(píng)價(jià)有重大意義 , 仍然具有較好的應(yīng)用前景。 平板導(dǎo)波檢測(cè) 平板導(dǎo)波測(cè)量是利用探頭激勵(lì)平板產(chǎn)生超聲導(dǎo)波，超聲導(dǎo)波在板內(nèi)傳播過(guò)程中若遭遇缺陷，會(huì)產(chǎn)生反射回波，通過(guò)對(duì)缺陷回波進(jìn)行分析和處理，可以得到缺陷位置和 大小等信息。 超聲檢測(cè)法 超聲檢測(cè)是利用超聲波在介質(zhì)內(nèi)傳播時(shí)能量逐漸衰減，而在遇 到界面時(shí)會(huì)反射的性質(zhì)來(lái)檢測(cè)缺陷的無(wú)損檢測(cè)方法。據(jù)美國(guó)石油協(xié)會(huì)提供的數(shù)據(jù)，美國(guó)有 85%的煉油廠存在因?yàn)閮?chǔ)罐泄漏而引起的地下水污染問(wèn)題。 指導(dǎo)教師： 2020 年 月 日 答辯簡(jiǎn)要情況及評(píng)語(yǔ) 答辯小組組長(zhǎng)： 年 月 日 答辯委員會(huì)意見(jiàn) 答辯委員會(huì)主任： 年 月 日 目 錄 摘 要 ................................................................................................................. 1 Abstract............................................................................................................................2 第一章 緒論 ................................................................................................................. 3 課題概述 ........................................................................................................... 3 課題來(lái)源 ................................................................................................ 3 課題的提出 ............................................................................................ 3 課題的目的和意義 ................................................................................ 4 大型儲(chǔ)罐檢測(cè)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ........................................................................ 4 超聲檢測(cè)法 ............................................................................................ 4 磁粉檢測(cè)法 ............................................................................................ 5 射線檢測(cè)法 ............................................................................................ 5 滲透檢測(cè)法 ............................................................................................ 5 平板導(dǎo)波檢測(cè) ........................................................................................ 5 聲發(fā)射檢測(cè)法 ........................................................................................ 6 漏磁檢測(cè)法 ............................................................................................ 6 第二章 儲(chǔ)罐底板漏磁 檢測(cè)器總體設(shè)計(jì) ........................................................... 11 引言 ................................................................................................................. 11 漏磁檢測(cè)器總體機(jī)械結(jié)構(gòu) ............................................................................. 11 行進(jìn)驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì) .............................................................................. 12 轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì) .............................................................................. 14 檢測(cè)探頭模塊設(shè)計(jì) .............................................................................. 15 第三 章 儲(chǔ)罐底板漏磁檢測(cè)器驅(qū)動(dòng)裝置研制 .................................................. 17 引言 ................................................................................................................. 17 驅(qū)動(dòng)裝置密封設(shè)計(jì) ......................................................................................... 18 驅(qū)動(dòng)裝置的靜密封設(shè)計(jì)及密封材料選擇 .......................................... 19 行進(jìn)驅(qū)動(dòng)模塊的動(dòng)密封設(shè)計(jì) .............................................................. 20 轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)模塊的動(dòng)密封設(shè)計(jì) .............................................................. 21 第四章 漏磁檢測(cè)器動(dòng)力學(xué)仿真 ......................................................................... 22 引言 ................................................................................................................. 22 漏磁檢測(cè)器動(dòng)力性能的基本要求 ...................................................... 23 檢測(cè)器動(dòng)力學(xué)仿真模型建立 .............................................................. 23 檢測(cè)器靜態(tài)載荷計(jì)算 .......................................................................... 24 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 26 致謝 ............................................................................................................................... 28 1 摘 要 儲(chǔ)罐廣泛應(yīng)用于石油化工行業(yè)。具備綜合運(yùn)用知識(shí)去確定設(shè)計(jì)方案，獨(dú)立解決設(shè)計(jì)中問(wèn)題的能力。畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的論述合理，設(shè)計(jì)計(jì)算方法正確，格式符合要求。因此檢測(cè)傳感器中的勵(lì)磁裝置