储罐爬壁机器人罐壁缺陷漏磁检测磁特性研究

发布时间：2020-04-21 04:24

【摘要】：储罐作为石化行业最常见的设备,罐内介质易燃、易爆、易腐蚀,加上罐内压力和外界环境等因素的共同作用,储罐罐壁极易产生各种缺陷,最终危害生命财产安全。为保证储罐的安全运行,储罐需定期检修和清理。而传统的人工方法存在诸多缺点,自动化检测仪器必将代替人工。为此,本文以立式圆筒形储罐为研究对象,设计了一种可调式的储罐罐壁缺陷漏磁检测爬壁机器人。容积大于1000m3的圆筒形储罐采用了阶梯形变截面罐壁,而不同壁厚所需的磁化程度是不同的。本文以容积500～3000m3的圆筒形储罐为对象,将漏磁检测爬壁机器人的磁化机构设计成可调式,以适用于不同壁厚储罐罐壁缺陷的漏磁检测,并总结该磁化机构激发的缺陷漏磁场特征规律,以供缺陷的识别。论文主要包括爬壁机器人的方案设计、机械设计、磁路设计;结合理论与仿真,从静态动态两个方向研究可调式磁化机构的缺陷漏磁检测磁特性;完成样机实验。一、通过分析储罐特点和检测需求,提出设计指标,选择吸附方式、行走方式、检测方式,并着重论述实现磁化、吸附、行走和漏磁检测的结构设计。其中,爬壁机器人的可调式磁化机构须实现一定厚度范围内的罐壁漏磁检测。二、从理论上论述了缺陷漏磁场的形成和特点,以及漏磁检测的原理。漏磁场理论主要包括解析分析、数值分析和福斯特理论。通过理论的分析,为漏磁检测磁特性的仿真分析与实验验证提供了判断依据。三、提出速度对漏磁检测的影响,再通过电磁仿真软件Ansoft分析了低速漏磁检测结果。并模拟分析了信号拾取的影响因素、缺陷的静态检测和动态检测结果,得到了本文所设计的漏磁检测机构的特性总结。四、由样机做出相应的验证实验,包括磁化机构的磁化效果实验,以及缺陷的漏磁检测实验。仿真结果与实验呈现一致的漏磁场规律与磁特性,实验表明:样机可以磁化一定厚度范围的罐壁,并检测到所有内侧缺陷和部分外侧缺陷。
【图文】：

国、美国、德国等国家也相继研制出多种不同形式的爬壁机器人。逡逑图１－１美国西雅图ＡｕｔｏＣｒａｗｌｅｒ逡逑如图１－１所示，在波音公司的资助下，美国西雅图ＡｕｔｏＣｒａｗｌｅｒＬＬＣ公司的ＨｅｎｒｙＲ逡逑Ｓｅｅｍａｎｍ研制出命名为ＡｕｔｏＣｒａｗｌｅｒ的一款用于波音飞机探伤的真空吸附履带式爬壁机逡逑器人［５］，在机器人履带上有数个小吸附室随其移动，再配合空气马达，形成连续的真空逡逑腔而使得机器人能够紧贴在壁面上。逡逑．．逦、－摄像大逡逑Ｗ逡逑图１－２机器人ＢＦ－丨结构示意图逡逑如图１－２所示，，１９９１年４月北京８６３高技术计划五年成果展览会，展出了我国第一逡逑台壁面爬行式遥控检查机器人（ＢＦ－Ｉ型）［￣７］，是１９８８年以来在国家“８６３”计划的支持逡逑下，哈尔滨工业大学机器人研宄所、沈阳自动化所等５个单位协同创造的成果。该款爬逡逑２逡逑

日本的研宄成果尤为突出，其发展授利用电风扇产生负压作为吸附方式，由此。１９７５年，西亮教授又用单吸盘结构制作了邋２家也相继研制出多种不同形式的爬壁机器人。逡逑图１－１美国西雅图ＡｕｔｏＣｒａｗｌｅｒ逡逑波音公司的资助下，美国西雅图ＡｕｔｏＣｒａｗｌｅｒ为ＡｕｔｏＣｒａｗｌｅｒ的一款用于波音飞机探伤的真上有数个小吸附室随其移动，再配合空气马紧贴在壁面上。逡逑．．逦、－摄像大逡逑
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE65;TQ053.2;TP242

【参考文献】

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本文编号：2635359