Open Access Article
Journal of Engineering Research. 2025; 4: (9) ; 47-52 ; DOI: 10.12208/j.jer.20250402.
Research on detection of out of roundness rate of critical characteristics inside pressure vessels
压力容器内部关键特征失圆率的检测研究
作者:
王子涵1,3 *,
肖天琦1,3,
张炳雷2,
魏克敏2,
江志铭2,
张凯2,
李瑞宇2,
陈金毅1,3,
熊伦1,3,
卢永雄1,3
1 武汉工程大学光电信息与能源工程学院 湖北武汉
2 广东省特种设备检测研究院顺德检测院 广东顺德
3 武汉工程大学荆门化工新材料产业技术研究院 湖北荆门
*通讯作者:
王子涵,单位: 武汉工程大学光电信息与能源工程学院 湖北武汉 武汉工程大学荆门化工新材料产业技术研究院 湖北荆门;
发布时间: 2025-12-31 总浏览量: 81
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引用本文
摘要
失圆率作为压力容器的一个关键参数,对其产品质量和安全性能有着显著影响,目前在实际中检验困难,精度不高。采用先进光电测距技术获取压力容器内部空间数据,且关键在于运用容器截面非平行轴的方式解决该问题。通过将高精度的测距传感器,搭载于一根可伸入容器内部的测量杆上,旋转一周采集数据,之后对数据进行投影变换和最小二乘法拟合,得到压力容器筒体截面。变换后数据找到最大内径差,从而计算出失圆率。实际工况测量中误差在0.1%左右。相较于现有的钢卷尺和千分尺测量,精度和效率都显著提高,为压力容器失圆率的检验问题提供了一种新的解决办法,同时为压力容器内部空间的数字孪生提供了精确的数据基础。
关键词: 压力容器;失圆率检验;激光测量
Abstract
The out-of-roundness, a crucial parameter of pressure vessels, significantly impacts their product quality and safety performance. Currently, its inspection in practice faces difficulties and lacks precision. Advanced photoelectric ranging technology is employed to acquire spatial data within pressure vessels, with a pivotal solution lying in addressing the issue through non-parallel axis measurement of vessel cross-sections. This approach involves mounting high-precision ranging sensors on a measuring rod that can be inserted into the vessel interior, rotating the rod once to collect data, and subsequently applying projection transformation and least squares fitting to the data to obtain the cylinder cross-section of the pressure vessel. The transformed data enable the identification of the maximum internal diameter difference, from which the out-of-roundness is calculated. In actual operating conditions, the measurement error is approximately 0.1%. Compared to existing methods using steel tapes and micrometers, this approach significantly enhances both precision and efficiency, offering a novel solution to the inspection of out-of-roundness in pressure vessels. Furthermore, it provides an accurate data foundation for the digital twinning of internal spaces within pressure vessels.
Key words: Pressure vessels; Loss of roundness rate test; Laser gauge
参考文献 References
[1] 吕炯怡. 压力容器制造质量管理控制要点分析[J]. 中国设备工程, 2023, (15):227-229.
[2] 董红瑞. 压力容器制造检验过程存在的问题及控制措施[J]. 决策探索(中), 2020(12):63.
[3] 张今越. 化工机械压力容器制造中焊接质量的控制分析[J]. 中国石油和化工标准与质量, 2020, 40(19):49-51.
[4] 王中原, 殷婉君, 纪纯明, 等. 压力容器制造质量管理体系的比较研究[J]. 石油和化工设备, 2020, 23 (10):9-12.
[5] 全国锅炉压力容器标准化技术委员会.压力容器定期检验规则:TSG R7001—2004[S].北京:新华出版社,2004.
[6] 全国锅炉压力容器标准化技术委员会.固定式压力容器安全技术监察规:TSG 21—2016[S].北京:新华出版社,2016.
[7] 刘亚庭, 杜辉, 赵二虎. 压力容器制造检验时宏观检验技术应用述评[J]. 化工管理, 2020, (04):52-54.
[8] 全国锅炉压力容器标准化技术委员会.压力容器第4部分:制造、检验和验收:GB/T 150.4—2011[S].北京:中国标准出版社,2011.
引用本文
王子涵, 肖天琦, 张炳雷, 魏克敏, 江志铭, 张凯, 李瑞宇, 陈金毅, 熊伦, 卢永雄, 压力容器内部关键特征失圆率的检测研究[J]. 工程学研究, 2025; 4: (9) : 47-52.