槽罐车检验安全作业平台

马希旺 张玉军 曹悦 李振庆 丁国进 李绪勇 刘丹洋 郭宏亮

中心），河北唐山，063000

摘要：随着社会的发展和进步，新能源的应用愈加广泛，运输天然气、液化石油气等新能源的槽罐车数量也逐年增加。槽罐车属于特种设备的移动式压力容器，国家法定的特种设备检验检测机构需要每年对槽罐车进行检验检测，槽罐车的检验检测质量和效果对槽罐车的安全有着重要的作用，也是确保槽罐车盛装、运输安全的重要环节。在对槽罐车检验过程中，搭建安全作业平台，既对槽罐车检验人员的人身安全有着保障作用，也对检验检测的质量和效果有着巨大的促进作用。本文介绍了一种能够适用于所有槽罐车罐体型式的槽罐车检验安全作业平台，为槽罐车检验事业的蓬勃发展创造了非常有利的条件。

关键词：槽罐车检验；安全作业平台；检验安全保障。

项目来源：河北省特种设备监督检验研究院科技计划项目（HBTJ2021JD003）

1研究背景

1.1槽罐车检验现状分析

槽罐车检验过程中，检验人员需要登高至罐顶，罐顶距地面的高度约在4米左右，在检验前需要将罐体人孔盖打开后，进行通风、气体检测等工序后，方可进入罐体内进行检验工作，检验工作中一般需要拆装安全阀、拆装人孔盖、宏观检验、打磨、探伤、打压、排压、充氮、耐压等试验，需要2名槽罐车检验人员上下罐体至少要5次之余，加之检验过程中的休息、取物等额外工作，上下罐次数则更多。

槽罐车罐体光滑，所以槽罐车检验的危险不仅在于罐内残留有害气体的威胁，同样还有检验人员登高工作不便的坠落风险。

1.2槽罐车检验存在问题

目前各槽罐车检验机构根据检验现场设计了自用检验平台，但因技术落后、适用性不强等原因仍旧存在诸多风险。检验平台一般都是金属结构，因重量较大，移动平台时需要几名人员同时进行，费时费力，人工操作还会有碰撞槽罐车或人员磕碰的风险。登高时要求检验人员配备安全带，但在对人孔盖拆装过程中安全带也会造成工作不便，甚至有的检验人员为了方便工作就自私拆开安全带，存在极大安全隐患。如罐内人员因窒息、中暑、摔伤等原因失去意识，如平台设计不当，急救工作则更加困难，失去宝贵的黄金救援时间。

2研究内容

2.1机械系统介绍

该槽罐车检验安全作业平台结构包括底盘、腿架、平台、支撑架组成（如图1所示）。底盘上装设有可万向移动控制的工业麦克纳姆 轮系统，腿架是整体平台的支撑结构，平台可沿腿架上的丝杠升降，支撑架对左右腿架进行强度限制，整体结构呈门型。通过丝杠将平台起升至超越罐体上方，通过工业麦克纳姆轮系统进行万向控制，将机构移动到罐体上方，并实现与罐体的人孔盖进行对位，控制平台下降至平台与人孔盖对接，即可实现检验人员的工作空间与槽罐车的罐体对接，实现检验人员的安全保护作用。

2.2万向移动系统

利用工业麦克纳姆轮进行万向移动是进行人孔对位操作的重要技术保障，工业麦克纳姆轮通过直流无刷电机驱动行星减速机进行方向、速度的精确控制（如图2所示）。

为了能够更加精准的控制万向移动系统，设计团队采用工业万向摇杆进行人体动作使能采集，即摇杆的偏移方向及偏移量控制机构的移动方向和速度（如图3所示）。

通过对工业万向摇杆的坐标值进行采集，确定目标控制的意向坐标，将坐标值转换调制为直流无刷电机的运转速度和方向，通过四个电机产生的旋转扭矩，作用在工业麦克纳姆主轮上，主轮的旋转作用在斜向45°辊子上，辊子之间产生的力矩加和，就产生了机构的整体地面受力总成，推动机构的万向移动。利用此项技术可实现平台上的操作开孔与罐体上人孔盖的精准对位。

2.3电气系统介绍

该项研究采用ARM处理器作为核心控制器件的中央控制系统，包括输入系统、中央控制器、驱动系统（如图4所示）。输入系统包括中央控制平台上的按钮及开关、对平台升降进行位置检测的极限开关和可开启门的检测开关、平台距罐体距离的检测开关、万向工业手柄。中央控制器通过对输入系统的综合采集，进行数据计算和条件筛选，判断控制意向以及设备状况。中央控制系统通过驱动系统将实际执行指令转化为实际的机械动作和电气动作（如图4所示）。

3
应用场景

槽罐车开至检验区域，只需按位置停放即可，不需停放到精确的位置。检验人员可携带检验相关的仪器设备工具进到平台上，操作万向工业手柄将机构移动到槽罐车罐体后方。检验人员打开激光导向按钮，平台可发射出示廓激光、平面激光、中心激光用于套罐和对位的导向，避免运行偏差造成对车体和罐体的损坏。检验人员控制平台上升至平面激光越过罐体上方，控制旋转按钮使中心激光能与罐体中央对正，示廓激光不与车体外沿接触。

检验人员在保证了激光导向工作的正确位置后，即可操作平台向罐体进行套罐过程，在套罐过程中运行机构可能会因环境误差造成线路偏斜，检验人员可随时进行原地旋转，进行导向激光的位置修正。检验人员可观察平台上的检修盖板与人孔盖对正情况，可通过万向工业手柄进行精确对位，确保检修盖板区域完全覆盖人孔盖。打开检修盖板，控制平台下降，当平台平面与人孔盖平齐且可进行拆卸操作即可完成机构的移动过程。检验人员也可通过平台侧面的爬梯进行上下工作。

4结语

特种设备检验是保障特种设备安全的极其重要且不可或缺的环节，槽罐车属于移动式特种设备，关乎人民人身和财产安全。该项目产品的研制成功，解决了槽罐车检验人员的工作环境安全的第一步，有了可靠的平台，能更多的使用先进的检验检测仪器，也为提升检验质量和效果提供了必要的条件。