專利名稱：大口徑直縫焊管管端橢圓度和直徑測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及鋼管直徑和橢圓度測(cè)量領(lǐng)域，尤其涉及一種大口徑直縫焊管管端橢圓度和直徑測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
在鋼鐵行業(yè)的鋼管生產(chǎn)中，伴隨著國(guó)內(nèi)外管道建設(shè)“大口徑、厚壁、高鋼級(jí)”的趨勢(shì)，直徑大于508mm的大口徑直縫焊管的生產(chǎn)比重已經(jīng)占得越來(lái)越大，而大口徑直縫焊管管端的直徑及橢圓度作為鋼管端部重要的參數(shù)指標(biāo)，在保證管道施工進(jìn)度和質(zhì)量方面具有重要意義。隨著管道現(xiàn)場(chǎng)焊接施工技術(shù)的不斷進(jìn)步，半自動(dòng)、全自動(dòng)焊接技術(shù)的不斷應(yīng)用，使得對(duì)鋼管管徑的要求越來(lái)越嚴(yán)格，特別是對(duì)管端，不僅對(duì)其外徑有要求，同時(shí)對(duì)其管端橢圓度的要求也極為嚴(yán)格。根據(jù)中國(guó)石油天然氣股份有限公司西氣東輸二線管道工程采用的直縫埋弧焊管的管端直徑和橢圓度要求，距管端IOOmm范圍內(nèi)，管端外徑公差需要在-0. 5mm 至+2. Omm的范圍內(nèi)，橢圓度(即最大外徑與最小外徑之差與名義外徑的比值)應(yīng)不大于 0. 6%[1]。其目的就在于當(dāng)兩管在野外進(jìn)行配管焊接施工時(shí)，使其能順利的完成焊接。反之， 如果鋼管的管端直徑和橢圓度超標(biāo)，就會(huì)造成兩管對(duì)焊的困難，即使能勉強(qiáng)對(duì)焊在一起，也會(huì)產(chǎn)生很大的殘余應(yīng)力，導(dǎo)致焊縫處的機(jī)械性能下降，降低了管道在使用過(guò)程中的安全性。然而，目前國(guó)內(nèi)幾乎所有在產(chǎn)的大口徑直縫焊管機(jī)組生產(chǎn)的鋼管均存在管端直徑或者橢圓度超標(biāo)現(xiàn)象，其原因涉及來(lái)料寬厚板的性能、板形以及成形、焊接與擴(kuò)徑等生產(chǎn)工藝，以寶鋼在產(chǎn)的UOE直縫焊管生產(chǎn)機(jī)組為例，經(jīng)過(guò)一次擴(kuò)徑后，鋼管的管端直徑或者橢圓度超標(biāo)管子的數(shù)量超過(guò)了總產(chǎn)量的10%。所以，為了能對(duì)大口徑直縫焊管的產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)密地控制，對(duì)大口徑直縫焊管的管端直徑和橢圓度進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)是必須環(huán)節(jié)。因此，對(duì)于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)而言，開(kāi)發(fā)一種測(cè)量精度高，作業(yè)時(shí)間短的在線大口徑直縫焊管管端直徑和橢圓度檢測(cè)裝置時(shí)非常必要的。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種大口徑直縫焊管管端橢圓度和直徑測(cè)量裝置，該裝置測(cè)量精度高，操作方便，作業(yè)時(shí)間短，能夠支撐快節(jié)奏的現(xiàn)場(chǎng)大口徑直縫焊管的生產(chǎn)。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的一種大口徑直縫焊管管端橢圓度和直徑測(cè)量裝置，包括機(jī)架、上橫梁、下橫梁和旋轉(zhuǎn)輥，所述的機(jī)架和旋轉(zhuǎn)輥固定相對(duì)布置；所述的下橫梁固定安裝在機(jī)架的下端，所述的機(jī)架兩側(cè)裝有導(dǎo)軌，所述的上橫梁設(shè)置在機(jī)架的上端，上橫梁兩端安裝在導(dǎo)軌上并裝有驅(qū)動(dòng)裝置；上橫梁和下橫梁上各裝有一對(duì)激光掃描傳感器，激光掃描傳感器由發(fā)射器和接收器構(gòu)成，發(fā)射器和接收器分別安裝在上橫梁和下橫梁的兩端；上橫梁和下橫梁中間各裝有一個(gè)激光位移傳感器，兩個(gè)激光位移傳感器的探頭相對(duì)設(shè)置，所述的上橫梁和下橫梁左右兩端部間裝有距離檢測(cè)裝置。[0008]所述的驅(qū)動(dòng)裝置為驅(qū)動(dòng)絲杠。所述的距離檢測(cè)裝置為拉線編碼器，所述的拉線編碼器共有一對(duì)，分別固定安裝在下橫梁的兩端，拉線編碼器的測(cè)量頭與上橫梁的端部相連。所述的激光位移傳感器為D激光位移傳感器。本實(shí)用新型大口徑直縫焊管管端橢圓度和直徑測(cè)量裝置，采用了二對(duì)激光掃描裝置和二個(gè)2D激光傳感器，對(duì)在轉(zhuǎn)動(dòng)輥道上旋轉(zhuǎn)的待測(cè)鋼管進(jìn)行管體外徑和橢圓度測(cè)量。該裝置測(cè)量精度高，操作方便，作業(yè)時(shí)間短，能夠支撐快節(jié)奏的現(xiàn)場(chǎng)大口徑直縫焊管的生產(chǎn)， 有效完成管子管端的直徑和橢圓度的檢測(cè)，具有良好的推廣應(yīng)用前景。

圖1為本實(shí)用新型大口徑直縫焊管管端橢圓度和直徑測(cè)量裝置主視示意圖；圖2為本實(shí)用新型立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1驅(qū)動(dòng)絲杠、21發(fā)射器、22接收器、3激光位移傳感器、4拉線編碼器、5機(jī)架、 6上橫梁、7導(dǎo)軌、8下橫梁、9待測(cè)鋼管、10旋轉(zhuǎn)輥。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型表述的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。實(shí)施例1如圖1、2所示，一種大口徑直縫焊管管端橢圓度和直徑測(cè)量裝置，包括機(jī)架5、上橫梁6、下橫梁8和旋轉(zhuǎn)輥10，所述的機(jī)架5和旋轉(zhuǎn)輥10固定相對(duì)布置；所述的下橫梁8固定安裝在機(jī)架5的下端，所述的機(jī)架5兩側(cè)裝有導(dǎo)軌7，所述的上橫梁6設(shè)置在機(jī)架5的上端，上橫梁6兩端安裝在導(dǎo)軌7上并裝有驅(qū)動(dòng)裝置；上橫梁6和下橫梁8上各裝有一對(duì)激光掃描傳感器，激光掃描傳感器由發(fā)射器21和接收器22構(gòu)成，發(fā)射器21和接收器22分別安裝在上橫梁6和下橫梁8的兩端；上橫梁6和下橫梁8中間各裝有一個(gè)激光位移傳感器3， 兩個(gè)激光位移傳感器3的探頭相對(duì)設(shè)置，所述的上橫梁6和下橫梁8左右兩端部間裝有距離檢測(cè)裝置，距離檢測(cè)裝置用于檢測(cè)上橫梁6是否處于水平位置。在本實(shí)施例中，所述的激光位移傳感器3為2D激光位移傳感器，所述的驅(qū)動(dòng)裝置為驅(qū)動(dòng)絲杠1，可以根據(jù)待測(cè)鋼管9的規(guī)格，由絲杠1驅(qū)動(dòng)上橫梁6沿著導(dǎo)軌7上下移動(dòng)， 從而帶動(dòng)激光掃描傳感器和2D激光位移傳感器移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同規(guī)格的待測(cè)鋼管9進(jìn)行測(cè)量；同時(shí)，位于上橫梁6的2D激光位移傳感器還可用于檢測(cè)待測(cè)鋼管9管端的焊縫情況。進(jìn)行測(cè)量時(shí)，發(fā)射器21發(fā)射激光束掃描待測(cè)鋼管9，通過(guò)計(jì)算接收器22上得到的未被遮蔽的光束長(zhǎng)度得到待測(cè)鋼管9的長(zhǎng)度。因此，當(dāng)兩對(duì)激光掃描傳感器相對(duì)位置固定時(shí)，他們之間的距離減去未被遮蔽的光束長(zhǎng)度，即可得到待測(cè)鋼管9徑向直徑；同時(shí)2D激光位移傳感器，它可測(cè)得一定寬度區(qū)域內(nèi)的圓弧形狀，因此，用它可以測(cè)量管端焊縫的位置和形狀，同時(shí)，上下兩個(gè)相對(duì)位置固定的2D激光位移傳感器，還可以測(cè)得2D激光位移傳感器離待測(cè)鋼管9圓截面最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的距離，由于兩個(gè)2D激光位移傳感器的位置距離固定，因此2D激光位移傳感器的間距減去2D激光位移傳感器離待測(cè)鋼管9圓截面最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的距離，同樣可得到待測(cè)鋼管9的徑向直徑。 本實(shí)施例可進(jìn)一步描述為，所述的距離檢測(cè)裝置為拉線編碼器4，所述的拉線編碼器4共有一對(duì)，分別固定安裝在下橫梁8的兩端，拉線編碼器4的測(cè)量頭與上橫梁6的端部相連。
權(quán)利要求1.一種大口徑直縫焊管管端橢圓度和直徑測(cè)量裝置，其特征是包括機(jī)架(5)、上橫梁 (6)、下橫梁(8)和旋轉(zhuǎn)輥(10)，所述的機(jī)架( 和旋轉(zhuǎn)輥(10)固定相對(duì)布置；所述的下橫梁(8)固定安裝在機(jī)架(5)的下端，所述的機(jī)架( 兩側(cè)裝有導(dǎo)軌(7)，所述的上橫梁(6) 設(shè)置在機(jī)架( 的上端，上橫梁(6)兩端安裝在導(dǎo)軌(7)上并裝有驅(qū)動(dòng)裝置；上橫梁(6)和下橫梁(8)上各裝有一對(duì)激光掃描傳感器，激光掃描傳感器由發(fā)射器和接收器02) 構(gòu)成，發(fā)射器和接收器0 分別安裝在上橫梁(6)和下橫梁(8)的兩端；上橫梁(6) 和下橫梁(8)中間各裝有一個(gè)激光位移傳感器(3)，兩個(gè)激光位移傳感器( 的探頭相對(duì)設(shè)置，所述的上橫梁(6)和下橫梁⑶左右兩端部間裝有距離檢測(cè)裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的大口徑直縫焊管管端橢圓度和直徑測(cè)量裝置，其特征是所述的驅(qū)動(dòng)裝置為驅(qū)動(dòng)絲杠(1)。
3.如權(quán)利要求1所述的大口徑直縫焊管管端橢圓度和直徑測(cè)量裝置，其特征是所述的距離檢測(cè)裝置為拉線編碼器G)，所述的拉線編碼器(4)共有一對(duì)，分別固定安裝在下橫梁(8)的兩端，拉線編碼器的測(cè)量頭與上橫梁(6)的端部相連。
4.如權(quán)利要求1所述的大口徑直縫焊管管端橢圓度和直徑測(cè)量裝置，其特征是所述的激光位移傳感器C3)為2D激光位移傳感器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及鋼管直徑和橢圓度測(cè)量領(lǐng)域，尤其涉及一種大口徑直縫焊管管端橢圓度和直徑測(cè)量裝置。一種大口徑直縫焊管管端橢圓度和直徑測(cè)量裝置，包括機(jī)架、上橫梁、下橫梁和旋轉(zhuǎn)輥，上橫梁和下橫梁上各裝有一對(duì)激光掃描傳感器，上橫梁和下橫梁中間各裝有一個(gè)激光位移傳感器，兩個(gè)激光位移傳感器的探頭相對(duì)設(shè)置，所述的上橫梁和下橫梁左右兩端部間裝有距離檢測(cè)裝置。本實(shí)用新型采用了二對(duì)激光掃描裝置和二個(gè)2D激光傳感器，對(duì)在轉(zhuǎn)動(dòng)輥道上旋轉(zhuǎn)的待測(cè)鋼管進(jìn)行管體外徑和橢圓度測(cè)量。該裝置測(cè)量精度高，操作方便，作業(yè)時(shí)間短，能夠支撐快節(jié)奏的現(xiàn)場(chǎng)大口徑直縫焊管的生產(chǎn)，有效完成管子管端的直徑和橢圓度的檢測(cè)，具有良好的推廣應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)G01B11/24GK201983764SQ20112004992
公開(kāi)日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2011年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月28日
發(fā)明者喬俊良, 呂常青, 吳瑞珉, 徐振亞, 楊賽丹, 潘勝波, 謝仕強(qiáng), 金成國(guó) 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司