一种凹陷参量和焊缝参量的测量仪器及方法与流程

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1.本发明属于焊管质量检测技术领域，具体属于一种凹陷参量和焊缝参量的测量仪器及方法。

背景技术：

2.焊管是石油天然气行业重要管材，在石油天然气开采和输送过程中起着无可替代的作用。焊管分为直缝焊管和螺旋焊管，焊管均是由钢板卷制后续焊接而成，焊管凹坑、焊缝余高、焊缝错边量是衡量焊管质量的重要参数，对焊管的后续加工以及现场施工使用会产生重要影响。
3.目前，对于钢板、焊管凹坑主要采用两腿支撑中间刻度尺方式进行测量，该测量过程为人工操作，对于各点凹坑深度测量需要靠人工摆动仪器最大值，通过移动支腿的方式实现凹坑整个面的测量，另外刻度尺测量精度很低，所有这些因素造成测量凹坑对人员操作要求较高，但测量精确性又无法保证。例如，公开号为108827125a，专利名称为一种接箍表面凹坑深度检测工具与检测方法的中国专利，该检测工具在检测过程中，需移动检测工具，获取检测尺针的刻度值，即可获得凹坑的深度值。但是检测工具在实际移动过程中，由于焊管表面不平整较难保证支腿底部半圆柱的母线和被测件母线平行的检测要求，使得检测精度降低；检测工具的移动过程是人工操作的，操作人员易疲劳，易造成误操作，降低检测效率；需要靠人工摆动仪器最大值，操作人员熟练程度将大大影响测量精确度；另外该检测工具无法检测焊管焊缝余高、焊缝错边。因此，迫切需要设计一种能准确测量凹坑、焊缝余高、焊缝错边的工具。

技术实现要素：

4.为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种凹陷参量和焊缝参量的测量仪器及方法，以解决现有的钢板、焊管检测工具存在凹坑测量精度、效率较低，无法检测焊缝余高和焊缝错边量的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种凹陷参量和焊缝参量的测量仪器，包括支撑架、滑动组件和百分表；所述支撑架用于对滑动组件进行支撑，滑动组件用于固定百分表进行测量；
7.所述支撑架包括支腿和框架，所述框架包括纵梁和横梁，所述纵梁和横梁相互合围形成框架，所述支腿设置在框架的底部进行支撑；
8.所述滑动组件包括滑动横梁和滑块；所述纵梁平行于待测物的表面，滑动横梁沿纵梁进行滑动连接，滑块设置在滑动横梁上，滑块与滑动横梁之间进行滑动连接；
9.所述百分表固定在滑块上，所述百分表的测针测量待测物的凹陷参量和焊缝参量。
10.优选的，当待测物为钢板时，所述纵梁呈直杆，所述纵梁平行于钢板。
11.优选的，当待测物为钢管时，所述纵梁呈弧形杆，所述弧形杆的弯曲弧度等于钢管
外侧面的弯曲弧度，所述纵梁平行于钢管外侧面。
12.优选的，所述支腿的数量为四个，四个支腿分别设置在框架的四个角上。
13.优选的，还包括长头螺栓，所述纵梁上设置有螺纹通孔，横梁上设置有螺纹盲孔，所述长头螺栓穿过螺纹通孔与螺纹盲孔进行螺纹连接。
14.优选的，所述滑块上设有竖通孔；所述百分表的表杆穿过所述竖通孔并通过锁紧件固定，所述百分表的测针伸出竖通孔。
15.进一步的，所述锁紧件为紧固螺栓；所述滑块上设有与竖通孔贯通的横通孔，通过紧固螺栓穿过横通孔将百分表的表杆固定。
16.进一步的，所述滑动横梁上设有滑槽，滑块设置在滑槽上，且滑块在滑槽上沿滑动横梁中心线方向滑动；
17.所述滑块的上部和下部均伸出滑动横梁；
18.所述横通孔为上下并排设置的两个，分别位于滑块伸出滑动横梁的上部和下部，通过两个紧固螺栓分别穿过两个横通孔将百分表的表杆固定。
19.一种凹陷参量的测量方法，基于上述任意一项所示的一种凹陷参量和焊缝参量的测量仪器，包括以下步骤，
20.步骤1，将支腿底部贴紧待测物表面凹坑外侧的平滑表面；
21.步骤2，调整百分表向下移动，直到百分表的测针底端贴紧待测物的平滑表面，将百分表刻度调零；
22.步骤3，移动滑动横梁和滑块，使得百分表的测针与待测物的凹坑相接触，然后微调滑动横梁和滑块的位置，微调过程中记录百分表刻度最大值a，获得待测物的凹陷深度值。
23.一种焊缝参量的测量方法，基于上述任意一项所示的一种凹陷参量和焊缝参量的测量仪器，包括以下步骤，
24.步骤1，将支腿底部贴紧待测物表面凹坑外侧的平滑表面，使横梁的中心线与焊管母线平行；
25.步骤2，移动滑动横梁和滑块，调整百分表向下移动，直到百分表的测针底端接触环向或螺旋方向的焊缝一侧的边缘处表面，将百分表刻度调零；
26.步骤3，移动滑动横梁，使得百分表的测针移至焊缝另一侧的边缘处，移动过程中，记录百分表刻度的最小值c、最大值d；
27.步骤4，依据最大值和最小值c确定焊缝参量中的焊缝余高和焊缝错边量。
28.与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
29.本发明提供一种凹陷参量和焊缝参量的测量仪器，通过设置支腿和框架形成支撑架进行支撑，在测量过程中，支撑架不需要移动，仅仅通过可移动的滑动横梁和可滑动的滑块即可实现百分表的任意滑动，方便寻凹坑最深处位置，这样就能测量出凹坑深度，测量精度高，且简便。在测量过程中，不用摆动仪器，百分表直接测量值即为凹坑实际深度值。本发明测量仪器采用百分表测量，方便调节零位，进而便于读出滑动过程最大值、最小值，能更直接读出测量参数；精度高，百分表精度可达到0.001cm。本发明的测量仪器，可以测量出焊管焊缝错边量和余高参数，且测量方式简便。
30.进一步的，本发明测量仪器设有4个支腿能实现四点支撑，四点支撑比现有两点支
撑更加稳定、牢靠。由于焊管表面存在不平整情况，四点支撑比面支撑、线支撑更能保证横梁中心线与焊管母线平行。
31.进一步的，本发明测量仪器若被测件是钢板时，纵梁为直杆即可；若被测件是焊管时，将纵梁设计为与焊管外圆面相适配的弧形杆；方便进行多种待测物的测量。
附图说明
32.图1为本发明测量仪器实施例一的主视图；
33.图2为本发明测量仪器实施例一和实施例二的俯视图；
34.图3为本发明测量仪器中百分表的结构示意图；
35.图4为本发明测量仪器实施例二的主视图；
36.附图中：1为支腿，2为矩形框架，21为横梁，211为螺纹盲孔，22为纵梁，221为螺纹通孔，3为滑动横梁，31为滑槽，4为滑块，41为竖通孔，5为百分表，51为刻度指示表盘，52为表杆，53为测针，6为锁紧件，7为长头螺栓。
具体实施方式
37.下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
38.本发明提供一种测量仪器，包括支撑架、滑动组件和百分表5，百分表5设置在滑动组件上，滑动组件滑动设置在支撑架上。测量过程中，支撑架不需要移动，通过滑动组件带动百分表5的移动，可以实现百分表5在被测件表面的任意滑动，方便寻凹坑位置并进行测量，测量精度高，且简便。
39.实施例一
40.如图1和图2所示，一种钢板表面凹坑的测量仪器，包括支撑架、滑动组件和百分表5；支撑架包括4个支腿1和设置在4个支腿1上的矩形框架2，4个支腿1的尺寸相同，4个支腿1的上端分别连接于矩形框架2的四个角上，底部均为半球形，矩形框架2包括平行设置的2个纵梁22和设置在2个纵梁22之间的2个横梁21，2个横梁21连接2个纵梁22形成矩形框架2，纵梁22上设有螺纹通孔221，横梁21上设有与螺纹通孔221配合的螺纹盲孔211，通过长头螺栓7依次穿过螺纹通孔221和螺纹盲孔211，将横梁21和纵梁22固定；滑动组件包括滑动横梁3和滑块4；滑动横梁3的两端分别与2个纵梁22成卡箍滑动连接，并可通过紧固螺栓将滑动横梁3与纵梁22进行固定；滑动横梁3的中心线与横梁21的中心线平行，且滑动横梁3可在纵梁22上沿纵梁22中心线方向滑动，则滑动横梁3可相对于横梁21平行移动；滑动横梁3上设有滑槽31，滑块4设置在滑槽31上，且滑块4可在滑槽31上沿滑动横梁3中心线方向滑动，滑块4的上部和下部均伸出滑动横梁3；滑块4上设有竖通孔41和与竖通孔41贯通的横通孔，横通孔为上下并排对称设置的两个，分别位于滑块4伸出滑动横梁3的上部和下部；如图3所示，百分表5由刻度指示表盘51、表杆52及测针53组成，百分表5的表杆52穿过滑块4上的竖通孔41，表杆52可相对竖通孔41上下移动，以适应测量需求，并通过上下并排对称设置的两个紧固螺栓分别穿过两个横通孔将百分表5表杆52固定，且百分表5的测针53伸出竖通孔41。
41.本实施例采用百分表5进行测量，方便调节零位，方便读出滑动过程最大值、最小值，能更直接读出测量参数，采用百分表5测量，精度很高，百分表5精度能达到0.001cm。
42.本实施例测量仪器采用4个球形支腿1作为支撑，四点支撑比两点支撑更加稳定和牢靠；在测量过程中，不用摆动仪器，仅仅通过可移动的滑动横梁3和可滑动的滑块4可以实现百分表5在钢板表面进行任意滑动，百分表5直接测量值就是凹坑实际深度值。
43.本实施例测量仪器结构简单，方便在现场实时监测钢板凹坑质量，以及该结构成本较低。
44.基于上述钢板表面凹坑的测量仪器，本实施例提供了一种测量钢板表面凹坑深度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
45.步骤一、将测量仪器的支腿1底部紧贴钢板表面无凹坑位置，且位于凹坑附近的平滑表面；
46.步骤二、调整锁紧件6使百分表5向下移动，直到百分表5的测针53底端紧贴钢板的平滑外表面，将百分表5刻度指示表盘51调零；
47.步骤三、移动滑动横梁3和滑块4，使得百分表5的测针53调入凹坑里面，然后微调滑动横梁3和滑块4的位置，滑动过程中观察百分表5刻度指示表盘51的最大数值a，并记录数值，最大数a即为钢板凹坑的深度值。
48.实施例二
49.如图2和图4所示，一种焊管凹坑和焊缝参数的测量仪器，包括支撑架、滑动组件和百分表5；支撑架包括4个支腿1和设置在4个支腿1上的矩形框架2，4个支腿1的尺寸相同，4个支腿1的上端分别连接于矩形框架2的四个角上，底部均为半圆柱形，矩形框架2包括平行设置的2个纵梁22和设置在2个纵梁22之间的2个横梁21，2个横梁21连接两个纵梁22形成矩形框架2，纵梁22上设有螺纹通孔221，横梁21上设有与螺纹通孔221配合的螺纹盲孔211，通过长头螺栓7依次穿过螺纹通孔221和螺纹盲孔211，将横梁21和纵梁22固定，且纵梁22为中部向上弯曲的弧形杆，弧形杆的弯曲形状与待测焊管外圆面相适配，具体为当支腿1底部贴紧焊管表面，且横梁21的中心线与焊管母线平行；滑动组件包括滑动横梁3和滑块4；滑动横梁3的两端分别与2个纵梁22成卡箍滑动连接，并可通过紧固螺栓将滑块4与滑动横梁3进行固定，便于直缝、螺旋焊缝参数的测量；且滑动横梁3可在纵梁22上沿纵梁22中心线方向滑动，则滑动横梁3可相对于横梁21平行移动；滑动横梁3上设有滑槽31，滑块4设置在滑槽31上，且滑块4可在滑槽31上沿滑动横梁3中心线方向滑动，滑块4的上部和下部均伸出滑动横梁3；滑块4上设有竖通孔41和与竖通孔41贯通的横通孔，横通孔为上下并排对称设置的两个，分别位于滑块4伸出滑动横梁3的上部和下部；如图3所示，百分表5由刻度指示表盘51、表杆52及测针53组成，百分表5的表杆52穿过滑块4上的竖通孔41，表杆52可相对竖通孔41上下移动，以适应测量需求，并通过上下并排对称设置的两个紧固螺栓分别穿过两个横通孔将百分表5表杆52固定，且百分表5的测针53伸出竖通孔41。
50.本实施例采用百分表5进行测量，方便调节零位，方便读出滑动过程最大值、最小值，能更直接读出测量参数，采用百分表5测量，精度很高，百分表5精度能达到0.001cm。
51.基于上述焊管凹坑和焊缝参数的测量仪器，本实施例提供了一种测量焊管表面凹坑深度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
52.步骤一、将测量仪器的支腿1底部紧贴焊管表面无凹坑位置，且位于凹坑附近的平滑表面，保证横梁21的中心线与焊管母线平行；
53.步骤二、调整锁紧件6使百分表5向下移动，直到百分表5的测针53底端贴紧焊管的
平滑外表面，将百分表5刻度指示表盘51调零；
54.步骤三、移动滑动横梁3，使得百分表5的测针53调入凹坑里面，然后微调滑动横梁3和滑块4的位置，滑动过程中观察百分表5刻度指示表盘51的最大数值a，并记录数值，最大数值a即为焊管凹坑的深度值。
55.同时，基于上述焊管凹坑和焊缝参数的测量仪器，本实施例还提供了一种测量焊管表面焊缝余高和错边量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
56.步骤一、将测量仪器的支腿1底部紧贴焊管表面无凹坑位置，且位于凹坑附近的平滑表面，保证横梁21的中心线与焊管母线平行；
57.步骤二、移动滑动横梁3和滑块4，调整锁紧件6使百分表5向下移动，直到百分表5的测针53底端接触环向或螺旋方向的焊缝一侧最边缘处表面，将测针53按压回缩适当距离，对百分表5刻度调零；
58.步骤三、移动滑动横梁3，使得百分表5的测针53移沿环向或螺旋方向至焊缝另一侧最边缘处，移动过程中，观察百分表5的刻度指示表盘51最小值c、最大值d(以零位为基准，规定测针53回缩为正，伸长为负)，并记录数值；
59.步骤四、焊缝余高为最大值d减去min(0，最小值c)，焊缝错边量为最小值c的绝对值。
60.本实施例测量仪器采用4个球形支腿1作为支撑，四点支撑比两点支撑更加稳定和牢靠；在测量过程中，不用摆动仪器，仅仅通过可移动的滑动横梁3和可滑动的滑块4可以实现百分表5在钢板表面进行任意滑动，百分表5直接测量值就是凹坑实际深度值；采用球形支撑能实现四点支撑，由于焊管表面存在不平整情况，四点支撑比面支撑、线支撑更能保证横梁21或纵梁22中心线与焊管母线平行。同时仅仅通过可移动的滑动横梁3和可滑动的滑块4可以实现百分表5在焊管表面进行任意滑动，方便寻焊缝位置，这样就能测量出焊缝错边量和余高参数，测量精度高，且简便。
61.以上仅是对本发明的优选实施方式进行了描述，并不将本发明的技术方案限制于此，本领域技术人员在本发明主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本发明所要保护的技术范畴。

技术特征：

1.一种凹陷参量和焊缝参量的测量仪器，其特征在于，包括支撑架、滑动组件和百分表(5)；所述支撑架用于对滑动组件进行支撑，滑动组件用于固定百分表(5)进行测量；所述支撑架包括支腿(1)和框架(2)，所述框架(2)包括纵梁(22)和横梁(21)，所述纵梁(22)和横梁(21)相互合围形成框架(2)，所述支腿(1)设置在框架(2)的底部进行支撑；所述滑动组件包括滑动横梁(3)和滑块(4)；所述纵梁(22)平行于待测物的表面，滑动横梁(3)沿纵梁(22)进行滑动连接，滑块(4)设置在滑动横梁(3)上，滑块(4)与滑动横梁(3)之间进行滑动连接；所述百分表(5)固定在滑块(4)上，所述百分表(5)的测针(53)测量待测物的凹陷参量和焊缝参量。2.根据权利要求1所述的一种凹陷参量和焊缝参量的测量仪器，其特征在于，当待测物为钢板时，所述纵梁(22)呈直杆，所述纵梁(22)平行于钢板。3.根据权利要求1所述的一种凹陷参量和焊缝参量的测量仪器，其特征在于，当待测物为钢管时，所述纵梁(22)呈弧形杆，所述弧形杆的弯曲弧度等于钢管外侧面的弯曲弧度，所述纵梁(22)平行于钢管外侧面。4.根据权利要求1所述的一种凹陷参量和焊缝参量的测量仪器，其特征在于，所述支腿(1)的数量为四个，四个支腿(1)分别设置在框架(2)的四个角上。5.根据权利要求1所述的一种凹陷参量和焊缝参量的测量仪器，其特征在于，还包括长头螺栓(7)，所述纵梁(22)上设置有螺纹通孔(221)，横梁(21)上设置有螺纹盲孔(211)，所述长头螺栓(7)穿过螺纹通孔(221)与螺纹盲孔(211)进行螺纹连接。6.根据权利要求1所述的一种凹陷参量和焊缝参量的测量仪器，其特征在于，所述滑块(4)上设有竖通孔(41)；所述百分表(5)的表杆(52)穿过所述竖通孔(41)并通过锁紧件(6)固定，所述百分表(5)的测针(53)伸出竖通孔(41)。7.根据权利要求6所述的一种凹陷参量和焊缝参量的测量仪器，其特征在于，所述锁紧件(6)为紧固螺栓；所述滑块(4)上设有与竖通孔(41)贯通的横通孔，通过紧固螺栓穿过横通孔将百分表(5)的表杆(52)固定。8.根据权利要求6所述的一种凹陷参量和焊缝参量的测量仪器，其特征在于，所述滑动横梁(3)上设有滑槽(31)，滑块(4)设置在滑槽(31)上，且滑块(4)在滑槽(31)上沿滑动横梁(3)中心线方向滑动；所述滑块(4)的上部和下部均伸出滑动横梁(3)；所述横通孔为上下并排设置的两个，分别位于滑块(4)伸出滑动横梁(3)的上部和下部，通过两个紧固螺栓分别穿过两个横通孔将百分表(5)的表杆(52)固定。9.一种凹陷参量的测量方法，其特征在于，基于权利要求1-8任意一项所示的一种凹陷参量和焊缝参量的测量仪器，包括以下步骤，步骤1，将支腿(1)底部贴紧待测物表面凹坑外侧的平滑表面；步骤2，调整百分表(5)向下移动，直到百分表(5)的测针(53)底端贴紧待测物的平滑表面，将百分表(5)刻度调零；步骤3，移动滑动横梁(3)和滑块(4)，使得百分表(5)的测针(53)与待测物的凹坑相接触，然后微调滑动横梁(3)和滑块(4)的位置，微调过程中记录百分表(5)刻度最大值a，获得待测物的凹陷深度值。
10.一种焊缝参量的测量方法，其特征在于，基于权利要求1-8任意一项所示的一种凹陷参量和焊缝参量的测量仪器，包括以下步骤，步骤1，将支腿(1)底部贴紧待测物表面凹坑外侧的平滑表面，使横梁(21)的中心线与焊管母线平行；步骤2，移动滑动横梁(3)和滑块(4)，调整百分表(5)向下移动，直到百分表(5)的测针(53)底端接触环向或螺旋方向的焊缝一侧的边缘处表面，将百分表(5)刻度调零；步骤3，移动滑动横梁(3)，使得百分表(5)的测针(53)移至焊缝另一侧的边缘处，移动过程中，记录百分表(5)刻度的最小值c、最大值d；步骤4，依据最大值d和最小值c确定焊缝参量中的焊缝余高和焊缝错边量。

技术总结

本发明公开了一种凹陷参量和焊缝参量的测量仪器及方法，测量仪器包括支撑架、滑动组件和百分表；支撑架用于对滑动组件进行支撑，滑动组件用于固定百分表进行测量；支撑架包括支腿和框架，框架包括纵梁和横梁，纵梁和横梁相互合围形成框架，支腿设置在框架的底部进行支撑；滑动组件包括滑动横梁和滑块；纵梁平行于待测物的表面，滑动横梁沿纵梁进行滑动连接，滑块设置在滑动横梁上，滑块与滑动横梁之间进行滑动连接；百分表固定在滑块上，百分表的测针测量待测物的凹陷参量和焊缝参量。通过可移动的滑动横梁和可滑动的滑块即可实现百分表的任意滑动，方便寻凹坑最深处位置，这样就能测量出凹陷参量和焊缝参量，测量精度高，且简便。且简便。且简便。