【毕业设计】储罐底板漏磁检测器的结构毕业设计说明书 ㊣ 精品文档 值得下载

验，导致泄漏事故不能及时发现解决，不仅浪费物料，而且危害环境安全。

在大型常压储罐检测方面，由于缺少有效不开罐在油快速检测技术和仪器，我国对大型储罐的检验主要采用停产倒空清罐割板检查修理和重新投运的传统方式，这种检验方式耗时长，工作量大，劳动强度高，而且经济成本高，以台万立方米的储罐为例，每次检验周期为两个月以上，清罐与维修的直接费用在万元以上，停产造成的间接损失更大。

大量的储罐用户为了节约成本和不影响生产，采用随机抽检的方式检测储罐，这种抽检方式往往造成两方面的弊端，方面被抽检的储罐无危及安全的缺陷或隐患时会就造成不必要的检验以及停产损失，另方面，大量的储罐又因未抽及检测而不能按期进行检验。

部分储罐已连续使用年之久，致使储罐泄漏等安全事故时有发生，损失惨重，既破坏环境，又威胁人民生命财产的安全。

具体到我国的多项重大工程，如国家原油战略储备库千万吨炼油百万吨乙烯工程等，均拥有数量众多的储罐从原油储备角度出发，迫切需要种无需清罐的检测器，以此提高储罐的利用率从石化工艺流程角度出发，迫切需要种可实现不开罐进行快速安全检测的技术和仪器，既能确保储罐的安全运行，又能提高储罐的运营周期。

课题的目的和意义本课题的目的是通过对储罐的磁性检测方法进行研究，设计储罐底板漏磁检测器，研制能在不开罐情况下在储罐底板爬行并对储罐的重点检测区域进行漏磁检测的系统，实现储罐的在线无损检测。

大型储罐检测国内外研究现状储罐是广泛应用于石油石化行业的关键承压设备，其安全状况直接关系到所存储物料的存储安全和生产安全。

因此，对储罐的安全状况进行检测对保证安全生产，提高经济效益具有重要意义。

年月美国石油学会首次出版了标准，该标准为了保证储罐不会发生泄漏性损害，提出了系列的检测要求。

这些检测要求的检测对象包含储罐基础壁板底板结构罐顶附件以及管嘴等。

国内也相应发布了立式圆筒形钢制焊接原油罐修理规程和立式圆筒形钢制焊接原油罐修理规程。

目前对储罐的常规检测方法主要有超声检测法磁粉检测法声发射检测法射线检测法和渗透检测法等。

近年来，声发射和漏磁扫查技术也开始在储罐检测中得到了应用。

下面对这些方法进行些简短的介绍。

超声检测法超声检测是利用超声波在介质内传播时能量逐渐衰减，而在遇到界面时会反射的性质来检测缺陷的无损检测方法。

由于超声波波长小，传播速度快，因此超声检测法具有检测灵敏度高指向性好检测速度快的优点。

利用超声检测法可以对材料厚度钢材的淬硬层深度晶粒度等物理属性进行检测。

但常规的超声检测利用压电晶片振动产生超声波，通过耦合剂将超声波导入被测件内部，因而对被测件的表面粗糙度，形状，缺陷的形式难以检测与波传播方向平行延伸的缺陷都有定的要求。

近年来，为了克服上述技术缺陷，出现了些新型的超声方法，如电磁超声，激光超声等，通过改变超声波的激励方式避免对耦合剂的依赖，减弱对被测件表面粗糙度的要求。

磁粉检测法磁粉检测法是利用被磁化的铁磁性材料在存在裂纹或气孔等缺陷时表面磁场表现出不均匀性而吸附磁粉的现象来判别缺陷位置的种无损检测方法。

磁粉检测法对铁磁性材料的表面缺陷有很高的检测灵敏度，检测准确可靠性好检测结果直观，是较为常用的且经济方便的无损检测方法之。

在现行的储罐检测中，该方法常用来检测储罐壁板，但由于检测时需要搭设脚手架，通过人工打磨的方式去除储罐壁板的防腐层，检测时间长，劳动强度大，且对壁板的减薄会削弱储罐强度。

射线检测法射线检测法利用等射线可穿透物体，且在穿透过程中会因材质的不同而呈现不同的衰减的特性获取物体内部信息。

当物体中存在缺陷时，缺陷区域的透射射线就会与旁边的透射射线强度不同，利用胶片或者成像器件获取透射射线，形成影像，通过对影像的识别与处理判断被测件内部是否有缺陷。

射线检测的精度受探伤仪的聚焦方式影响较大，对被测件表面质量操作人员的经验水平也有定的要求。

此外，射线对于人体健康也有定的危害，操作过程中需要有安全防护。

渗透检测法渗透检测法是最早使用的无损检测方法之，该方法利用了液体的毛细管现象。

实际检测中，将渗透液涂抹在被测构件表面，当表面存在开口缺陷时，渗透液深入其中。

用去除剂清除多余的渗透液后用显像剂将渗入的渗透液显示出来，即可直观的表示出缺陷位置。

该方法的局限性在于只能适用于表面开口缺陷，且难以实现自动化智能化，无法应用于生产实际中储罐的在油检测，只能作为开罐检测方法使用。

平板导波检测平板导波测量是利用探头激励平板产生超声导波，超声导波在板内传播过程中若遭遇缺陷，会产生反射回波，通过对缺陷回波进行分析和处理，可以得到缺陷位置和大小等信息。

特别当超声导波波长与传播的板的板厚为相同数量级时，振动遍及整个板厚，且超声导波传播距离长衰减小，能获取大范围的检测信息，检测效率高。

但该方法缺陷在于超声导波的传播过程中存在频散现象，使得回波信号的模态复杂，信号解释困难。

声发射检测法声发射检测法利用的是种常见的物理现象，即材料内部由于应变能突然释放而形成弹性应力波。

利用仪器检测并记录这种弹性应力波，对发声源进行推断，进而对被检测对象的活性缺陷进行评判的检测技术即声发射检测技术。

在实际的储罐检测应用中，往往利用载荷变化激发声发射现象，通过对腐蚀层的脱落开裂与泄漏所产生的湍流声等声发射信号进行采集与分析处理，可以判断储罐的腐蚀和泄漏情况。

利用声发射技术对储罐底板进行检测只需改变储罐载完成此三处的密封。

除此之外，轴承处也需要密封保护，由于轴承端盖与箱体之间通过螺栓固定连接，而轴与轴承端盖之间有相对转动，我们在轴承端盖与箱体之间设置密封垫片，而在轴承端盖与轴之间安置动密封结构以实现轴承孔处的密封保护。

石化行业中应用的大型储罐存储的介质多为油品，因此，所设计的在油储罐底板漏磁检测器所使用的静密封材料必须具有耐油耐水的性能。

天然橡胶在油性环境中容易老化失去弹性，通过添加成分或者化学合成方法可以生产出具有特殊性能的橡胶以满足工业应用需求。

丁晴橡胶和氯丁橡胶对非极性油的耐腐蚀性能好，但对极性油的耐腐蚀性能差。

氯橡胶对油的耐腐蚀性能好，但对胺脂酮类的耐腐蚀性能差。

由于原油成分复杂，这些常用的耐腐蚀橡胶都不能满足我们的应用需求。

而聚三氟氯乙烯橡胶耐水耐油，抗氧化能力强，对酒精和胺脂酮类的耐腐蚀性能也很好，对石油有良好的耐腐蚀性能。

综上，选取聚三氟氯乙烯材料通过裁切制成密封垫片，安装在各配合面间，以实现检测器的静密封保护。

行进驱动模块的动密封设计驱动轮的转轴与转轴的轴承端盖之间存在相对转动，静密封方案无法满足检测器对传动部件的密封保护要求。

因此，还应在轴承端盖与轴之间安装动密封件。

常用的动密封结构的优缺点如表所示。

表动密封结构的优缺点选用如图所示的机械密封件，其静环是块包覆有聚三氟氯乙烯橡胶的碳化硅环，动环为套有弹簧结构的聚三氟氯乙烯橡胶套，橡胶套端的孔与轴配合，端嵌有石墨环，通过石墨环与碳化硅环之间的密封面的紧密配合实现动密封。

该配合形式的好处在于可以充分利用碳化硅硬度高和石墨具有自润滑性的特点，且对油品和胺脂酮等石油内的成分有良好的抗腐蚀性能。

在轴承端盖上加工出静环安装孔，通过静环上的聚三氟氯乙烯橡胶的变形将动密封件的静环嵌在轴承端盖上。

动环通过橡胶套密封端的变形与行进驱动模块的驱动轮轮轴固定配合。

通过轴端的驱动轮的轮套对动环的弹簧进行压缩，以保证动环与静环之间足够的预紧力，使两环的密封面紧密配合。

图机械密封件组成结构转向驱动模块的动密封设计转向驱动模块由转向基座和与转向臂相连的转向臂构成。

转向电机安装在转向基座上方的电机舱内，通过电机舱盖和聚四氟乙烯橡胶垫片实现对电机的静密封保护。

而对转向轴的轴承的保护必须通过动密封来实施，由于在整个检测过程中，检测器多为直线行驶，转向轴与基座之间相对转动的时间不长，大部分时间处于静止状态。

因此，所选用的动密封件必须要有良好的静密封性能。

由节中的表，橡胶密封和机械密封是比较符合要求的密封方案。

但对于转向轴来说，转向轴中间安装有转向臂，且在运行过程中转向轴本身承受来自转向臂的轴向载荷，若安置机械密封件，其预紧力难以控制，且不能保证密封件的安全。

而相对于机械密封件来说，橡胶密封圈体积小，安装结构简单，没有施加轴向预紧力的要求，且由于转向轴与转向基座之间的转动线速度小，橡胶密封件对转向轴的磨损基本上可以忽略不计。

因此，我们在转向轴的上下端盖上安装聚三氟氯乙烯制成的非标骨架密封圈以完成对转向轴的轴承的密封保护。

第四章漏磁检测器动力学仿真引言所设计的在油储罐底板漏磁检测器在承载有油品的大型储罐内运行，运行过程中不仅有因为底板表面摩擦力造成的载荷，还有运行中越过焊缝时造成的冲击载荷，因此，针对检测器的动力学性能要求以及检测器运行的工况进行充分的仿真计算，从而获取载荷的理论值，对检测器的电机选型结构强度校核都有重要意义。

对于机械结构的动力学仿真普遍采用由美国的公司开发的虚拟样机分析软件。

该软件使用交互式的图形环境并具有系列的零件库约束库和力库。

用户可以通过参数化的方法建立机械系统的几何模型，通过添加各种力约束对机械系统的动力学特性进行求解。

软件的求解器采用了多刚体系统动力学理论中的拉格朗日方程方法，可以获得机械系统的响应性能运动范围碰撞检测峰值载荷或者输入载荷等，求解结果可以通过数值图表等多种方式直观的表现出来。

由于软件三维造型能力不强，用户往往通过其他软件建立标准的参数化三维模型以提高仿真效率。

在这里我们选用由系统出品的软件进行机械系统三维模型的建立。

是专业的机械设计软件，可以通过拉伸旋转扫描等多种建模手法方便的建立机械零件的三维模型。

同时，该软件具备详尽的材料库，可以通过添加材料属性对零件的重量重心表面积等物理属性快速求解。

值得提的是，该软件所具有的模块可以方便的对零件的静载荷条件下的应力状态零件形变进行仿真求解。

因此，我们采用该软件建立模型，对部分零件静载荷条件下的安全情况进行校验，并计算需要在的动力学仿真中添加的力学约束。

漏磁检测器动力性能的基本要求如节中所述，相关的大型储罐检测标准规定检测器的检测速度有定的要求。

因此，对检测器的动力性能的约束如下检测器在底板上的运行速度检测器能越过的对接焊缝高度针对上述性能要求，先通过等转速驱动检测器运动，获取检测器越过焊缝时造成的冲击载荷。

通过