УСТРОЙСТВО АКУСТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ТРУБ И СПОСОБ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ Российский патент 2005 года по МПК G01N29/04 

Описание патента на изобретение RU2262688C2

Изобретение относится к области неразрушающего контроля изделий акустическими методами и может найти применение для контроля качества труб, например насосно-компрессорных труб (входной контроль, плановый контроль на промысле).

Известна система контроля насосно-компрессорных труб и муфт "Уран-2000М" [1].

В состав системы входят:

- измерительный контроллер;

- датчик контроля группы прочности трубы;

- датчик контроля группы прочности муфты;

- комплект датчиков дефектоскопии;

- датчик толщинометрии;

- блок обработки сигналов;

- контроллер устройства индикации;

- рабочий стол контролера со встроенным пультом управления и индикацией (монитором);

- монитор устройства индикации;

- программное обеспечение;

- комплект рабочих образцов;

- прибор "Spectrotest F".

Система определяет механические свойства, толщину, химический состав и дефектность труб.

Контроль на дефекты производится в постоянном магнитном поле, контроль на механические свойства и толщину - в переменном магнитном поле. Во время контроля труба перемещается с помощью транспортного устройства через 32 датчика.

Недостаток известной системы [1] в ее сложности и способности работать только в стационарных условиях.

Известно устройство для контроля длинномерных изделий [2]. Устройство содержит механизм для создания одиночного ударного импульса в контролируемом изделии, последовательно соединенные датчик ускорения, усилитель и анализатор спектра.

Ударный импульс в виде волны напряжения распространяется по изделию, многократно отражаясь от свободных краев изделия. Волны напряжения, прошедшие через изделие, принимаются датчиком ускорения, сигналы с выхода которого усиливаются усилителем и поступают на вход анализатора спектра, на выходе которого получают ударный спектр в виде нормированной временной функции.

Устройство [2] обеспечивает выявление неоднородностей структуры в материале длинномерных изделий путем определения спектра первой волны, возникшей в изделии в результате ударного импульса, определения его интегральной оценки и деления на нее интегральных оценок спектра последующих волн, возникших в результате многократного отражения в изделии.

Устройство [2] наиболее близко к предлагаемому и поэтому выбрано нами за прототип.

К сожалению, устройство [2] дает недостаточно достоверные результаты.

С целью увеличения достоверности дефектоскопии труб нами предлагается устройство акустического контроля труб и способ его применения. Устройство содержит два ударника, датчик и анализатор спектра, отличается от известного тем, что оно дополнительно содержит блок управления и три активные опоры, в одну из которых встроен датчик с анализатором спектра и блоком питания, а в две другие - пьезоэлектрические ударники с блоками питания, при этом опоры, представляющие ударники с блоками питания, расположены на концах трубы симметрично относительно опоры, содержащей датчик с анализатором спектра.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства, на фиг.2 и 3 - спектры частот собственных колебаний насосно-компрессорной трубы без дефектов и с трещинами соответственно.

Устройство акустического контроля труб содержит три активные опоры 2, 3, 4 и блок управления 5 (см. фиг.1). В опору 2 вмонтирован приемник акустических колебаний с анализатором спектра, а в опоры 3, 4 - пьезоэлектрические ударники. Опоры 3 и 4 расположены на концах трубы симметрично относительно опоры 2. Приемник акустических колебаний 2, пьезоэлектрические ударники 3, 4 и блок управления 5 могут быть соединены между собой радиосвязью.

Устройство работает следующим образом. Трубу 1 помещают на активные опоры таким образом, чтобы датчик 2 находился симметрично относительно ударников 3 и 4, располагаемых на концах трубы. Возбуждают с помощью блока управления 5 колебания трубы одновременным ударом в двух симметрично расположенных относительно датчика 2 точках 3 и 4, а о качестве трубы судят по характеру информативных параметров спектра возникающих при этом свободных затухающих колебаний.

Наличие двух источников волн и интерференция последних усиливает эффект и повышает достоверность выявления дефектов.

Достоинством устройства является возможность его использования не только в стационарных условиях на ремонтных базах, но и в полевых условиях непосредственно на промысле.

Пример.

Предлагаемое устройство акустического контроля труб и способ его применения были опробованы на двух насосно-компрессорных трубах из стали 14×3 ГМЮ диаметром 73 мм, длиной 5,5 м. Одна труба была бездефектной, а у второй имелись две видимые визуально трещины.

На фиг.2 приведен вид акустического спектра, полученный на трубе без дефектов, а на фиг.3 - спектр, полученный на трубе с трещинами. По оси абсцисс на фиг.2 и 3 отложены частоты в Гц, по оси ординат - относительные амплитуды составляющих спектра.

В спектре дефектной трубы наблюдается смещение основной частоты и появление дополнительных гармоник с более высокой частотой, отсутствующих у дефектной трубы.

Таким образом, этот пример показывает возможность отбраковки дефектных труб по их акустическим характеристикам.

Литература

1. Система контроля насосно-компрессорных труб и муфт "Уран 2000-М". Рекламный листок Уральского научно-исследовательского технологического института. E-mail-uran@uralniti.ru. Контактный телефон 56-14-49.

2. Устройство для контроля длинномерных изделий. G 01 N 29/04 №1208509, опубл. 30.01.86. Бюл. №4.

Похожие патенты RU2262688C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ АКУСТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ДЕФЕКТНОСТИ ДЛИННОМЕРНЫХ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ 2004
  • Калинчук Юрий Анатольевич
  • Куликов Виктор Анатольевич
  • Буткевич Леонид Михайлович
RU2274858C1
СПОСОБ АКУСТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ НАСОСНЫХ ШТАНГ 2003
  • Калинчук Ю.А.
  • Куликов В.А.
  • Буткевич Л.М.
RU2251687C1
СПОСОБ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ УЗЛОВ ТЕЛЕЖЕК ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ВАГОНОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2011
  • Романов Сергей Иванович
  • Смолянов Владимир Михайлович
  • Журавлёв Алексей Викторович
  • Новосельцев Дмитрий Вячеславович
  • Будков Алексей Ремович
  • Серебренников Андрей Николаевич
  • Мальцев Алексей Борисович
RU2480741C1
ПЕРВИЧНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УДАРНО-АКУСТИЧЕСКОГО ДЕФЕКТОСКОПА 1998
  • Дрейзин В.Э.
  • Грузнов А.М.
  • Грузнов Ф.А.
RU2164023C2
СПОСОБ АКУСТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ФАРФОРОВЫХ ОПОРНО-СТЕРЖНЕВЫХ ИЗОЛЯТОРОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2004
  • Калинчук Ю.А.
  • Второва Л.В.
  • Буткевич Л.М.
  • Антипин А.А.
RU2262690C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАРНОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ МАТЕРИАЛОВ 2009
  • Минаев Андрей Янович
RU2402014C1
УДАРНО-АКУСТИЧЕСКИЙ ДЕФЕКТОСКОП 1998
  • Дрейзин В.Э.
  • Грузнов А.М.
  • Грузнов Ф.А.
RU2167419C2
УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ 2002
  • Молотков С.Л.
  • Лысов В.А.
  • Казаченко А.Т.
RU2248566C2
СПОСОБ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ТРУБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2007
  • Мульчин Василий Васильевич
  • Ясаев Руслан Александрович
  • Козьев Владимир Григорьевич
  • Фартушный Ростислав Николаевич
  • Орлов Олег Викторович
RU2351925C1
СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ 1999
  • Арутюнян Ю.К.
  • Бабичев В.А.
  • Казаченко А.Т.
  • Молотков С.Л.
  • Марков А.А.
  • Пименов И.В.
RU2149393C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 262 688 C2

Реферат патента 2005 года УСТРОЙСТВО АКУСТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ТРУБ И СПОСОБ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ

Использование: для дефектоскопии труб. Сущность: заключается в том, что устройство содержит блок управления и три активные опоры, в одну из которых встроен датчик с анализатором спектра, а в две другие - пьезоэлектрические ударники с блоками питания. При этом опоры, представляющие пьезоэлектрические ударники с блоками питания, расположены на концах трубы симметрично относительно опоры, содержащей датчик с анализатором спектра. В установленной на опорах трубе возбуждают колебания одновременными ударами в двух симметрично расположенных относительно датчика точках на концах трубы, а о качестве трубы судят по информативным параметрам спектра возникающих при этом колебаний. Технический результат: увеличение достоверности дефектоскопии труб. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Формула изобретения RU 2 262 688 C2

1. Устройство акустического контроля труб, содержащее ударник, датчик и анализатор спектра, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит блок управления и три активные опоры, в одну из которых встроен датчик с анализатором спектра и блоком питания, а в две другие - пьезоэлектрические ударники с блоками питания, при этом опоры, представляющие пьезоэлектрические ударники с блоком питания расположены на концах трубы симметрично относительно опоры, содержащей датчик с анализатором спектра.2. Устройство по п.1, в котором датчик, ударники и блок управления соединены между собой радиосвязью.3. Способ акустического контроля труб, включающий воздействие на контролируемый объект ударом и регистрацию механических колебаний объекта, отличающийся тем, что возбуждают колебания трубы одновременными ударами в двух симметрично расположенных относительно датчика точках на концах трубы, а о качестве трубы судят по информативным параметрам спектра возникающих при этом колебаний.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2005 года RU2262688C2

Устройство для контроля длинномерных изделий 1984
  • Иванов Юрий Викторович
  • Трофимов Виктор Павлович
SU1208509A1
Дефектоскоп 1981
  • Иванов Юрий Викторович
  • Трофимов Виктор Павлович
  • Гречинский Дмитрий Алексеевич
  • Дьяконов Владимир Николаевич
  • Зароченцев Геннадий Васильевич
  • Тарасов Виктор Романович
SU958960A1
Устройство для ультразвукового контроля изделий 1986
  • Медведев Александр Васильевич
  • Прянишникова Валентина Александровна
SU1308891A1
СПОСОБ ДЛЯ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ МНОГОСЛОЙНЫХ ИЗДЕЛИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 1998
  • Дрейзин В.Э.
  • Грузнов А.М.
  • Грузнов Ф.А.
RU2168722C2
JP 10038864 A, 13.02.1998
Способ изготовления автофотокатода 1977
  • Милешкина Нина Васильевна
  • Дьяконова Наталья Ивановна
SU765906A1
Катализатор для синтеза аммиака 1975
  • Комаров Владиир Семенович
  • Рабина Полина Давыдовна
  • Эфрос Майя Давыдовна
  • Дмитренко Лидия Михайловна
  • Лемешенок Галина Сергеевна
  • Кузнецов Леон Дмитриевич
  • Иванова Раиса Феоктистовна
SU535958A1
WO 9011516 A1, 04.10.1990.

RU 2 262 688 C2

Авторы

Калинчук Ю.А.

Куликов В.А.

Буткевич Л.М.

Даты

2005-10-20Публикация

2003-10-27Подача