不同类型X射线管道爬行器优缺点分析

不同类型X射线管道爬行器优缺点分析

2.1X射线管道爬行器分类

现在国内爬行器种类繁多，如表1所示。不同类型的爬行器在现场使用过程中存在各自的优缺点。

2.2 X射线管道爬行器定位方式

（1）源定位：由于源定位（伽玛射线）具有极强穿透力，它作为指令可以穿透金属管壁被接收器接收，从而实现对爬行器的整体控制。源定位爬行器优点是不受干扰，定位准确，配备人员相对较少，检测速度快等，但伽玛射线对人体和环境有害所以现在很少使用。

（2）磁定位：磁信号作为指令实现对爬行器的整体控制。有效避免了伽玛射线对操作人员的伤害，是现在应用较多的一种爬行器，配备人员相对较少，检测速度快等，但是磁信号的穿透力相对来说比较有限，而且在有高压电线塔、磁场较大的地方、焊接过程中爬车从下面过的时候会使接收信号错乱，会导致爬车无法正常运行。

（3）红外线定位：红外线信号作为指令实现对爬行器的整体控制。定位准确，管壁厚度没有影响，而且在有高压电线塔、磁场较大的地方、焊接过程中爬车从下面过的时候都不会使接收信号错乱而导致爬车无法正常运行。而且还能直观观察到焊缝，是现在常用的爬行器之一。但是配备人员相对较多，检测速度相比源定位与磁定位慢，而且必须在管口放置控制器，如果管线有连续S型弯道还会出现信号接收不好，画面模糊，信号线在爬车机上没有得到很好的保护，导致信号线容易损坏。

2.3 电池选择及爬坡辅助

除了接收信号上的优越性能外，还要从电池选择上区别爬行器的优越性。

现在爬行器有酸碱电池与锂电池两种类型，酸碱电池比較重，锂电池比较轻，都有各自的优缺点，管道爬行器的爬坡能力有限，目前大多数爬行器的爬坡能力都在20°左右，但是在实际过程中长输管线都是多变的地形，酸碱电池的爬行器轮毂抓地能力大，能适合爬度大一些的管线和小角度弯道，但是在运输过程中往往比较费力。锂电池爬行器重量轻适合平缓的管线，人员运输过程比较省力，但是爬坡角度小，过弯角度大。

其次利用爬行器自身的爬坡能力是不可能时，只有采取外力帮助爬行器爬坡的办法，其具体的做法如下。

（1）爬行器的控制部分进行简单改造，把其中的自动行走部分断开，使之完全自由运动，但不影响指令源的声控指令。

（2）采用小型卷扬机和足够长的细钢缆连接爬行器的尾部（目前市面上很长见的越野车自救绞盘系统稍加改造即可）。

（3）利用爬行器的自重和坡度使爬行器下行，并使用卷扬机控制其下滑速度。

（4）定位采用两级定位，即：在快要到达预定定位点时提前使用指令源预警，并降低下滑速度，再在准确定位点停止爬行器，进行曝光。

（5）在接近垂直的角度，可在爬行器机头的中间部分加装星形弹性定位轮，以使机头准确定位于管道中心。

2.4 爬行器轮毂选择

轮毂有锥型轮毂与圆形轮毂，锥型轮毂与管子曲域面结合严密、面积大、爬行破度大，而且在行进过程中不会导致跑偏和侧翻。但是锥型轮毂磨损快而且加工成本较高，不易加工，往往备件要多出很多。圆形轮毂在行进过程中容易侧翻，特别是过弯道的时候容易卡住，所以圆形轮毂只适合平缓的直管道，但是圆形轮毂容易购买，易于加工，更换也比较方便。

2.5 精准定位措施

爬行器的定位原理：源定位-射线源装入铅屏蔽内，底部留一小孔可以开关，放置在管外壁，射线源穿透工件，爬行器上使用接收器接收来自管子表面穿透过来的射线，并根据接收器发出的声音频率控制爬行器的前进、后退及曝光参数;磁定位于源定位原理一样，区别在于磁定位定位器是靠电磁铁发出信号，而源是靠射线发出信号;红外线定位信号发出和接收需要把控制器放置在管口位置，红外线信号传输在显示屏上的方式体现。

在X射线管道爬行器施工过程中，由于爬行器自重较大、惯性较大，因此，在实际工作时其定位并不十分精确。对于大口径厚壁管道而言，由于射線机辐射场足够宽，一般影响不大，还不容易见到白边;但有时也多见到由于辐射场偏斜太大而造成的内外表面焊缝边缘影像错位严重，甚至有可能影响到纵向裂纹的检出。而对于小口径的管道则容易造成白边，甚至白片。

因此，精确定位对于成片率及缺陷的检出至关重要，为保证定位准确，可采取以下针对措施。

（1）针对不同的管线内表面状况，更换不同摩擦阻力的爬车主动轮。

（2）适当降低爬器行走速度，以降低其惯性。

（3）改造爬行器停车定位程序，因为降低爬器行走速度将带来效率降低的问题，尤其是大口径长输管道，其单管长度较长长，曝光时间也较长，有时仅仅等爬器返回就需要两个多小时;因此在采用高速爬行时，采取将指令源接受器前移，使爬行器接收器在接受到定位信号后先减速到很慢，然后延时停车定位的做法。这样可以做到极高的定位精度。