机器人在压力容器检验检测中的应用.pdf
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1、2024 年第 1 期37中国高新科技ARTIFICIAL INTELLIGENCE|人工智能机器人在压力容器检验检测中的应用陈飞飞内蒙古特种设备检验研究院包头分院,内蒙古 包头 014130摘要:机器人具有能进入密闭空间、自行规划路径等技术优势,在配合相关传感与分析设备的基础上能够对压力容器进行检验与检测。基于此,探讨机器人在该领域中的应用具有实际价值。文章以压力容器为具体对象,以检测检验过程中的中端数据传输技术及后台图像分析技术为核心要点,深入探讨机器人在这一过程中的应用方案与效能,同时分析该技术未来可能的发展趋势。关键词:机器人;压力容器;检验;检测文献标识码:A中图分类号:TG115文
2、章编号:2096-4137(2024)01-37-03DOI:10.13535/ki.10-1507/n.2024.01.05Application of robot in pressure vessel inspection and testingCHEN FeifeiInner Mongolia Special Equipment Inspection Research Institute Baotou branch,Baotou 014130,ChinaAbstract:The robot has the technical advantages of entering the conf
3、ined space and planning the path by itself.Based on the relevant sensing and analysis equipment,it can realize the inspection and detection of the pressure vessel.Based on this,it is of practical value to discuss the application of robots in this field.This paper takes pressure vessel as the specifi
4、c object,takes mid-end data transmission technology and background image analysis technology in the process of detection and inspection as the core points,and further discusses the application scheme and efficiency of robots in this process,and analyzes the possible development trend of technology i
5、n the future.Keywords:robot;pressure vessel;check;detection压力容器在生产生活中应用广泛。例如,在医疗行业中用于存储和传输医用气体;在石化行业中,用于存储和传输易燃易爆液体和气体;在电力行业中,用于存储和传输高温高压蒸汽。压力容器由于工况环境较为复杂恶劣,会常出现各类病害及隐患。同时,压力容器不允许停车检验与有损检验,因而如何有效地对压力容器进行检验成为广受关注的核心问题。1机器人在压力容器检验检测中的应用优势压力容器的风险评估不容忽视,每年由于压力容器失效而造成的风险、事故甚至是人员伤亡事件屡见报道。同时,压力容器的日常管理与检验检测
6、项目复杂、时效性较强,一直是相关企业安全管理的重点。利用机器人整合压力容器检验、检测系统能够带来以下 3 个方面的优势。1.1可达性优势压力容器由于生产承压的需要属于一种密闭容器,且进出口法兰管径较小,在常规检验检测手段下很难对内壁或内部空间进行检验。当前,除了超声等“透视”技术,针对压力容器内部的检验多采用内窥镜形式。此种方式活动空间受限,设备载体平台的成像质量一般,对于压力容器的内部检验效果很难符合高水平要求。在机器人参与的压力容器检验检测环节中,机器人可以代替人工直接进入压力容器内部,从内部实现对容器内部病害及现状的检验检测。同时,机器人平台较大,在设备的选取或设备的质量上具有更大的可选
7、性。机器人配备基本的动力系统,能够在压力容器内部移动,确定最佳的检测角度,采用有线或无线的连接方式与外界沟通,实现移动及图像信息的实时传输,从而极大地提升了内部检验的有效性与检测效率。1.2集约性优势在压力容器检验检测过程中,不同的检测项目需要利用不同的检测设备予以实现。如在金属探伤方面需要采用超声波回传仪对其内部构造进行探测;在壁厚检测时需要利用主动声波雷达或金属探测定点仪对其进行测量;在裂缝及腐蚀现状检测时需要应用 X 射线衍生仪对其进行检测等。这一现状使得针对压力容器检测需要配备多种设备并进行烦琐的现场切换。机器人属于一个综合性、可移动平台,不仅能够为相关设备提供移动与能源支撑,还能够提
8、供数据传输的通用接口,使得安装其上的不同设备能够通过统一的接口实现有效传输。这使得在应用机器人对压力设备进行检测检验时,仅需要根据需求的不同切换不同类型的传感器与工作单元,便可实现多指标的集约化检测,具体的通用接口平台设计示意图如图 1 所示。此外,在部分较为先进的机器人系统平台中同时安装了多种检测设备,可以实现一次检测的多指标结果输出,极大地提升了检测效率。1.3自动化优势压力容器的病害与侵蚀一般呈现随机分布的特性,其点位很难进行预估。基于此,在进行压力容器检验检测的过程中要实现较高的覆盖率,从而保障检测的全面性与有效性。在传统人工检测过程中,由于结果并非实时传输,对覆盖度 2024 年第
9、1 期38中国高新科技 人工智能|ARTIFICIAL INTELLIGENCE及检测终点的判断较为困难。常见的方式是对其进行分区检测,不仅限制了检测的效能,更容易造成遗漏等人为问题。利用机器人对压力容器进行检测,可以利用机器人行走的自规划编程的方式实现绕点自动行走,从而实现精准的全覆盖检测效果(见图 2)。该技术的核心是利用机器人规避障碍的避障算法,在选择最短路径后能够实现以压力容器罐体结构圆心为定点的绕点机制(压力容器多为圆柱或圆罐),从而在行走路径上实现 360覆盖,操作人员仅需要对对应传感器的检测角度或高度进行调节,便可实现高质量的自动化检测。2机器人在压力容器检验检测中的关键技术应用
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