杨东宇，孙振国,，姜 萍，于傲然

（1. 清华大学天津高端装备研究院， 天津 300304；2. 清华大学机械工程系， 北京 100084）

0 引言

球罐和大型加氢反应器等石油化工装备都属于特种设备，这类设备具有结构复杂、体积庞大、安全性能要求高等特点，使用过程中常用于存放化工产品和原料，通常需要承压工作，存在较大安全隐患[1]。为保证设备的安全运行，国家标准规定在设备的制造和使用过程中，都需要对母材和焊缝进行探伤检测，检查其内部是否存在未焊透、未融合、裂纹、夹杂、气孔等缺陷[2]。目前此类特种设备的探伤检测都采用人工操作方式，其检测流程复杂、危险性高且效率低下，特别是有些检测现场还可能存在有害气体污染，工作条件极其艰苦，属于高危作业。

承压设备常使用的检测方式有射线检测、超声检测、衍射时差法超声检测等，其中，超声检测和衍射时差法超声检测应用最广泛，具有仪器成本较低，穿透能力强，检出率高等特点[3]。在实际作业中，人工手持扫查器，将探头贴合在受检工件表面，在接触面涂抹耦合液，保证探头能够良好接触，缓慢移动探头，同时观察探伤仪屏幕显示的检测结果，判断受检工件是否存在缺陷，人工探伤作业如图1所示。检测过程中，需要同时兼顾多种操作，对操作人员要求较高，检测效率低下。在操作人员进行仰面检测、高空检测等作业任务时，操作过程极易产生危险，造成不良后果[4]。

图1 人工探伤作业

针对上述特种设备检测中存在的诸多问题，亟需提高大型压力容器无损检测的自动化和智能检测水平，研制替代操作人员的自动化检测机器人。……