【摘要】：儲罐作為石化行業(yè)最常見的設(shè)備,罐內(nèi)介質(zhì)易燃、易爆、易腐蝕,加上罐內(nèi)壓力和外界環(huán)境等因素的共同作用,儲罐罐壁極易產(chǎn)生各種缺陷,最終危害生命財(cái)產(chǎn)安全。為保證儲罐的安全運(yùn)行,儲罐需定期檢修和清理。而傳統(tǒng)的人工方法存在諸多缺點(diǎn),自動化檢測儀器必將代替人工。為此,本文以立式圓筒形儲罐為研究對象,設(shè)計(jì)了一種可調(diào)式的儲罐罐壁缺陷漏磁檢測爬壁機(jī)器人。容積大于1000m3的圓筒形儲罐采用了階梯形變截面罐壁,而不同壁厚所需的磁化程度是不同的。本文以容積500～3000m3的圓筒形儲罐為對象,將漏磁檢測爬壁機(jī)器人的磁化機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)成可調(diào)式,以適用于不同壁厚儲罐罐壁缺陷的漏磁檢測,并總結(jié)該磁化機(jī)構(gòu)激發(fā)的缺陷漏磁場特征規(guī)律,以供缺陷的識別。論文主要包括爬壁機(jī)器人的方案設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、磁路設(shè)計(jì);結(jié)合理論與仿真,從靜態(tài)動態(tài)兩個方向研究可調(diào)式磁化機(jī)構(gòu)的缺陷漏磁檢測磁特性;完成樣機(jī)實(shí)驗(yàn)。一、通過分析儲罐特點(diǎn)和檢測需求,提出設(shè)計(jì)指標(biāo),選擇吸附方式、行走方式、檢測方式,并著重論述實(shí)現(xiàn)磁化、吸附、行走和漏磁檢測的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。其中,爬壁機(jī)器人的可調(diào)式磁化機(jī)構(gòu)須實(shí)現(xiàn)一定厚度范圍內(nèi)的罐壁漏磁檢測。二、從理論上論述了缺陷漏磁場的形成和特點(diǎn),以及漏磁檢測的原理。漏磁場理論主要包括解析分析、數(shù)值分析和福斯特理論。通過理論的分析,為漏磁檢測磁特性的仿真分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證提供了判斷依據(jù)。三、提出速度對漏磁檢測的影響,再通過電磁仿真軟件Ansoft分析了低速漏磁檢測結(jié)果。并模擬分析了信號拾取的影響因素、缺陷的靜態(tài)檢測和動態(tài)檢測結(jié)果,得到了本文所設(shè)計(jì)的漏磁檢測機(jī)構(gòu)的特性總結(jié)。四、由樣機(jī)做出相應(yīng)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),包括磁化機(jī)構(gòu)的磁化效果實(shí)驗(yàn),以及缺陷的漏磁檢測實(shí)驗(yàn)。仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)一致的漏磁場規(guī)律與磁特性,實(shí)驗(yàn)表明:樣機(jī)可以磁化一定厚度范圍的罐壁,并檢測到所有內(nèi)側(cè)缺陷和部分外側(cè)缺陷。
【圖文】：

國、美國、德國等國家也相繼研制出多種不同形式的爬壁機(jī)器人。逡逑圖１－１美國西雅圖ＡｕｔｏＣｒａｗｌｅｒ逡逑如圖１－１所示，在波音公司的資助下，美國西雅圖ＡｕｔｏＣｒａｗｌｅｒＬＬＣ公司的ＨｅｎｒｙＲ逡逑Ｓｅｅｍａｎｍ研制出命名為ＡｕｔｏＣｒａｗｌｅｒ的一款用于波音飛機(jī)探傷的真空吸附履帶式爬壁機(jī)逡逑器人［５］，在機(jī)器人履帶上有數(shù)個小吸附室隨其移動，再配合空氣馬達(dá)，形成連續(xù)的真空逡逑腔而使得機(jī)器人能夠緊貼在壁面上。逡逑．．邐、－攝像大逡逑Ｗ逡逑圖１－２機(jī)器人ＢＦ－丨結(jié)構(gòu)示意圖逡逑如圖１－２所示，，１９９１年４月北京８６３高技術(shù)計(jì)劃五年成果展覽會，展出了我國第一逡逑臺壁面爬行式遙控檢查機(jī)器人（ＢＦ－Ｉ型）［￣７］，是１９８８年以來在國家“８６３”計(jì)劃的支持逡逑下，哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)器人研宄所、沈陽自動化所等５個單位協(xié)同創(chuàng)造的成果。該款爬逡逑２逡逑

日本的研宄成果尤為突出，其發(fā)展授利用電風(fēng)扇產(chǎn)生負(fù)壓作為吸附方式，由此。１９７５年，西亮教授又用單吸盤結(jié)構(gòu)制作了邋２家也相繼研制出多種不同形式的爬壁機(jī)器人。逡逑圖１－１美國西雅圖ＡｕｔｏＣｒａｗｌｅｒ逡逑波音公司的資助下，美國西雅圖ＡｕｔｏＣｒａｗｌｅｒ?yàn)椋粒酰簦铮茫颍幔鳎欤澹虻囊豢钣糜诓ㄒ麸w機(jī)探傷的真上有數(shù)個小吸附室隨其移動，再配合空氣馬緊貼在壁面上。逡逑．．邐、－攝像大逡逑
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TE65;TQ053.2;TP242

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2635359