机械管道强度检测装置的设计策略初探

杨小锋

（大庆油田技术监督中心石油工业机械产品质量监督检验站，黑龙江 大庆 163000）

机械管道的涉及领域主要在石油化工行业，相关检测装置的设计需要从内部结构和设计原理以及检测过程出发，打破传统机械管道强度检测方式，以准确度更高、人力因素影响更小、固定效果更好的相关优点进行检测作业，弥补传统检测方式的缺陷，为装置的设计提供新的技术支持和应用手段。通过具体的实施方案增加装置的自动化和机械化，让整个强度检测过程具有更高的精确值，降低由于人工操作带来的安全事故，有效防止相关安全隐患的发生，在节约时间成本的同时，也能够体现更高的安全系数，降低经济投入，提高机械管道强度检测效率。

1 机械管道强度检测装置的整体结构设计

检测装置在外壳设计方面需要根据具体的操作环境挑选合适材质，并且在装置的外壳一侧设置启动开关，检测装置的内部也要包括一系列的检测机构，具体有液压室和液压管，液压管还要贯穿整个液压室，在进行强度检测的过程中，管道也要设置专用的液压泵，一般来说要设置在液压泵的输入端口，通过开关的启动连接外部电源，并且还要在液压泵的两侧设置压力管，压力管则要设置在输出端口。在压力管的设计上还要配备相同体量的液压缸，确保液压缸能够与压力管相互联通保障装置内部的压力平衡，整体的压力表设计还需要添加具体的数值展示，方便相关操作人员能够根据装置的直观展示进一步调整开关和检测方案。压力表与配备限位块要与液压缸内壁相连接，确保限位块，有液压活塞与缸内壁产生黏合，再配备压力管和压力杆，保障压力杆能够贯穿整个液压活塞。压力杆的设计还需要增加垫片，用以保障管道样品能够呈现上下对称，并且还要使弯曲传感器与启动开关电源相连，使管道样品有对称的固定杆，保障固定杆与检测装置的外壳内壁相联系，并且缸外要设置固定架，确保固定架有能够让液压缸穿过的孔洞与整个固定架联系。这样的一个检测装置，从内到外都形成了一个整体之间的联系，在检测装置的外壳上，根据相关水平尺和压力弹簧装置能够对固定架起到对称的支撑作用，确保整体装置稳定的前提下，还要设置相关的监控设备，确保监控摄像头能够与外部显示器形成电源联系，确保管理人员能够时刻对装置进行作业监测，进一步完善装置的固定作用，增强底部外壳和底座稳定性设置，提升装置的长久作业可能性，用以确保在机械管道强度检测时的精准度。

2 机械管道强度检测的机械自动化设计

2.1 机械自动化优势

自动化检测装置能够具备感知和运动协调能力，并且随着科学的进步和技术网络的支持，在控制理论的知识下能够不断地进行性能改进，扩大工作领域的同时找到承受环境和检测过程中的极限，突破传统机械检测范围，适用于各种特殊情况。应用于非结构的环境中，能够在布置好的条件下进行自动化强度检测，根据工作的内容随时调整检测结构，能够减轻人员投入，让工作人员脱离危险作业的生产一线，减轻人的劳动强度的同时，还能够促进自动化机器的设计和理论支持。在实际应用过程中，自动化检测技术能够获得更高的开发程度，让其本质得到感知和决策能力的提升，提升智能化认知和领域渗透能力。通过新型的结构和新型的技术匹配相应的传感器和任务驱动系统，能够以开发先进的控制算法和控制策略进行机械化管道强度检测。综合智能移动载体技术和管道强度测试算法能够在复杂多变的管道环境中携带无损检测装置进行安全检测作业，延长管道使用寿命的同时，更方便地对传输物质进行影像数据分析和能源数据采集，实现精准定位。因此，管道强度检测技术在管道安全管理工程中具有不可替代的作用，是机械化管道强度检测的重要补充。

2.2 装置设计需要注意的问题

一方面，在能源供给问题上，常规的管道检测装置一般采用结合缆线方式，这种摩擦力会对自动化检测装置带来影响，且会缩减检测范围，因此，在装置设置方面必须要优先考虑能源供给问题。装置的设置要采用无线控制和干电池配备，确保能源能够长期有效地进行独立运作。管道作为重要的经济命脉。口径不一，因此在管道的强度检测方面会由于各类管道的自身规格不一，影响最终检测应用范围。在具体作业时，要着重分析管道的材质和传送介质，确保检测装置能够可靠地运行，符合强度检测的相关规定。另一方面，管道检测装置要采用驱动方式和光电码盘构成整体闭环控制，实现速度提升和位置锁定，确保检测装置能够在复杂的管道内部通过驱动轮在管道内壁上进行检测，防止出现打滑现象，影响最终的检测精准度。除了在速度和位置的问题控制外，还要在管道内部打破信号的屏蔽障碍，确保检测状况良好，能够在通信正常的情况下作业，让检测的数值在外部显示屏上让操作检测人员得以直观收到信息。

另外，还需要确保检测装置能够实现高精度的跨越障碍能力，管道内部由于施工和维修工艺问题，一条管道在机械运转的过程中可能是由阀门和弯管共同构成的，这就会导致内部管道铺设错综复杂，为强度检测带来了重要的阻碍，因此为了适应社会的发展需要，在机械管道铺盖网络覆盖下，要针对能源输送管道的布局。设计出能够大范围应用的管道检测装置，确保在交叉点时能够自动选择合适的路径和设计算法进行管道强度检测。提高管道检测装置的控制能力，完善控制系统的各方面数据，便于后续的管道运动和管道修复一体化作业，实现高精度的自动修复功能，提升机械管道测量装置的运行寿命。

2.3 装置零件的选择和控制系统要求

在电机的选择方面，要适用于检测自动化装置，根据相匹配的尺寸选择稀土永磁无刷直流电动机，保障电机以其紧凑且工整的结构进行运作，作为主要的驱动能源，以更小的体积和更高的性能为检测装置提供能量和驱动条件。确保齿轮箱能够在精密合理的范围内获得更宽的速度和转矩范围，提高电机的分辨率和数字编码器的运动控制能力，延长电机使用寿命。万向节也要采用G型单节式的万向节，确保能够适用于各种机械管道的强度检测场合，达到最大扭力。在壳体材料的选择方面也要参考机械管道内部物质，增加机体的耐磨性和抗压性以及抗高温性能，增强高合金钢的应用比例，确保在恶劣条件下能够让壳体提高抗高温蠕变性能，确保壳体组织稳定，增加细小的碳化物，从而提高钢的承温强度。

此外，控制系统的整体设计方面要采用上下位机的控制形式，认识到数据处理、发送指令和底层控制、检测速度信号反馈装置的系统区别，通过不同的系统控制，达到无线传输和超声波检测，通过采集检测信号和强度数据。为控制台程序以及下机位发送控制指令，调节行走速度和检测方案，再由上位机发送控制指令和翻译码相应地进行电机各个部位的整体控制，形成电机驱动设计系统，不断地发送信号，接收反馈，形成信息数据交流。

3 机械管道强度检测装置的设计应用

3.1 装置设计方法一

以检测装置的外壳和检测启动机关匹配为前提，内部的检测也需要设有检测机构和液压室，且液压室的内部要配备相同体量的液压管。液压管也要保证在液压式的作用下能够连通整个室区，在输入端设置液压泵，液压泵要通过启动机关与外部的电源产生电性连接，增加压力泵两侧的对称设置和压力管道铺设，确保压力部位的管道能够在压力泵的输出方面有着良好的稳定性加持，液压缸也要与压力管相连接，设置压力表，方便工作人员读取相关数值，配备相应的限位块，确保与液压缸的内壁相互连接，能够让操作人员进行适当的方案调整和后续的维修操作。液压活塞也要在限位块上有所体现，保证液压活塞能够贴合液压缸的内壁，通过压力感的调控，让整个液压活塞能够通过垫片进行调节，压力垫片也要与管道样品相联系，设置与之相联系的弯曲传感器并要接通电源，传感器也要设置对称的固定杆与装置外壳相连，来保证整个监测装置的稳定性和持久性。

3.2 应用过程

通过具体的装置设计来启动电源开关，确保在按下开关后能够让液压泵进行电线联系，确保通电后液压管能够将液压室内的液压进行吸入，再通过压力管和数值设置进入整体液压缸内，让液压缸内的活塞能够通过液压油的作用下进行移动，通过压力感的反复调整，对管道的样品进行压力固定，最终达到固定管道样品的目的，并且会随着压力承受的数值变化，让管道样品达到能够弯曲的极限，进而让管道样品产生弯曲，再通过传感器与管道的联通进行数值显示，能够确保作操作人员顺利的查阅到检测数值。在确定机械管道样品发生弯曲过后，关闭电源来进一步确定机械管道样品发生弯曲的情况，确认关闭连接器和断电后，让液压泵停止工作，转移注意力观察压力表所显示的压力数，值得出机械管道的强度，用以提高数值检测的精准性。根据管道变形的程度和变形数值进行压力值验算，确保得到的数值能够更加准确和清晰。

3.3 装置设计方法二

另一种设置方法是在压力缸的外围设置固定架，确保固定架的内部能够稳定液压缸的机械运转。固定架要通过自身的孔洞预留与液压缸产生连接，确保监测装置的外壳能够增强水平尺的设置和压力弹簧装置，让固定架的外围呈现对称支撑作用，并且在监测装置的外壳和机械内部设置监控摄像头与开关，产生电线连接，让监测的图像能够通过外部的显示器屏幕进行人员直观观察，进而设置整体稳定底座，确保自动装置能够呈现高度的稳定性。通过设置固定架和固定孔位来达到固定液压缸的目的，也能通过水平尺的数值观测到机械管道样品是否产生弯曲以及压力数值，发挥弹簧的实际作用达到缓冲水平尺的目的，再利用固定支架的稳定设置来方便固定杆的继续操作，设置监控摄像头，通过摄像外部显示屏幕上的直观图像，观察管道样品的机械弯曲程度，增强装置放置的机械化自动手段。

3.4 应用总结

在实际应用过程中，要注意启动开关的设置，确保开关启动后能够将液压泵和电线相互连接，让液压泵在通电后将液压管内的液压油进行吸入。确保液压油能够顺利进入液压缸，让液压缸内液压在活塞和液压油的作用下进行移动，让管道样品通过压力和固定杆达到固定机械管道样品的目的，随着压力的不断增加，能够根据实际数值判断机械管道的强度测试。机械管道样品也要通过能达到的等级，弯曲程度极限进行数据记录，进而确保机械管道样品的最终承压强度。弯曲传感器能够感应到机械管道样品在弯曲后的具体压力数值在开关断电后，液压泵停止工作，会把这些数值集中体现到压力表中，通过具体的数值展现管道强度，让机械管道的测试装置通过自动化提升现代化精度和稳定性。固定架虽然在压力的测量中能够达到稳定液压缸的目的，但还需要加强水平尺的设置，装备压力弹簧缓冲水平尺，以监控摄像头的直观方式，让工作人员能够在外部显示屏上观察到整体内部强度测试情况根据数值正确及时地调整方案实施手段，通过底座的设置增强装置测量的稳定性和准确性，提高机械管道强度和压力值精准度的同时，能够尽量地减少人工干预程度，减轻人员压力，操作负担。

4 结语

机械管道的强度检测装置能够适用于化工生产的各个管道设备中，利于管道数值的压力检测，实现自动化和数据化，减少人工操作带来的误差的同时，还能够提升自动化仪器的稳定性。装置在投入生产作业过后，会以较低的经济成本带来高强度的安全系数，节省测量时间和测量人力投入成本，降低安全隐患的发生概率还能够降低安全隐患，减少安全事故发生概率，也能够应用于各类管道检测中，为机械管道的强度压力提供高质量的检测数据。