Устройство для обнаружения дефектов в стенках трубопроводов Советский патент 1987 года по МПК G01N27/83 G01N29/04 

Изобретение относится к неразрушающему контролю, в частности к электромагнитной дефектоскопии, и может быть использовано для автономного контроля состояния стенок труб магистральных газо- и нефтепроводов без прекращения подачи транспортируемого продукта.

Целью изобретения является повьше- ние разрешаюо ей способности устройства и точности результатов контроля . путем использования магниточувстви- тельного элемента с ультразвуковым сканированием.

На фиг. 1 изображено устройство для обнаружения дефектов в стенках трубопровода; на фиг. 2 - сечение А-А фиг. 1 (магниточувствительный элемент с ультразвуковым сканированием) .

Устройство состоит из магнитопро- водящего герметичного корпуса 1, установленного на колесной подвеске 2. На концах корпуса 1 закреплены два постоянных магнита 3,4 различной полярности с полюсными наконечниками 5, 6 в виде ферромагнитных щеток, эластичная тянущая манжета 7, размещенная между магнитами 3,4, магнитные датчики 8 дефектов, датчик (не изображен) пройденного расстояния, и датчик (не изображен) угла поворота ко рпуса 1 вокруг продольной оси. В корпусе 1 размещены источник 9 питания и регистрирующая аппаратура 10. В тянущей манжете 7 установлены источник 11 ультразвуковых колебаний, поглотитель 12 ультразвуковых колебаний и магнитный датчик 8 дефектов, который выполнен в виде разомкнутого кольцевого сердечника 13 из тонкого магнитострикционного материала с размещенной вдоль кольцевого сердечника обмоткой 14, соединен- , магниточувствительного элемента. Это

ной с регистрирующей аппаратурой, при этом один конец кольцевого сердечника 13 соединен с источником 11 ультразвуковых колебаний, а второй конец - с поглотителем 12 ультразвуковых колебаний. Выходы с датчика пройденного расстояния и датчика угла поворота корпуса 1 вдоль продольной оси соединены со входом регистрирующей аппаратуры 10. Устройство помещают в контролируемый трубопровод 5 Устройство для обнаружения дефектов в стенках трубопроводов работает следующим образом.

50

напряжение регистрируется аппаратурой 10 в цифровой или аналоговой форме. Для устранения мешающего действия отраженных от свободного конца кольцевого сердечника 13 ультразвуковых импульсов на нем размещен поглотитель 12 ультразвуковых колебаний.

Передвижение устройства вдоль контролируемого трубопровода 15 при- fc водит к тому, что вся стенка трубопровода 15 обследуется по спирали виток за витком. Накопленные данные анализируются визуально, если запись ведется на видеомагнитофон, или с по

5

0

5

0

5

0

Устройство перемещается внутри контролируемого трубопровода 15 на колесной подвеске 2 под воздействием перепада давлений транспортируемого продукта на текущей манжете 7.

Стенки трубопровода 15 посредством постоянных магнитов 3, 4 и полюсных наконечников 5, 6 намагничиваются. В местах расположения дефектов в виде пустот или утоньшений материала трубы напряженность магнитного поля у стенок повышается, а в местах утолщений- понижается. В кольце вдоль сердечника 13 магниточувствительного элемента периодически возбуждается бегущая ультразвуковая волна, генерируемая источником 11 ультразвуковых колебаний.

Ультразвуковая волна вызывает локализованное сжатие материала кольцевого сердечника 13. В том месте, где материал сердечника 13 подвергается механическим напряжениям, происходит изменение его магнитных свойств, в частности магнитной проницаемости. В результате магниточувствительный элемент в разные моменты времени чувствителен к магнитному полю в разных местах в зависимости от положения бегущего ультразвукового импульса.

Волна изменяющихся свойств пробегает по кольцевому сердечнику 13. При наличии в зоне движения упругой волны магнитного поля в обмотке 14 индуцируется электрический сигнал, который поступает в регистрирующую аппаратуру 10. Характер изменения во времени сигнала соответствует характеру изменения магнитного поля у контролируемой поверхности вдоль направления кольцевого сердечника 13

напряжение регистрируется аппаратурой 10 в цифровой или аналоговой форме. Для устранения мешающего действия отраженных от свободного конца кольцевого сердечника 13 ультразвуковых импульсов на нем размещен поглотитель 12 ультразвуковых колебаний.

Передвижение устройства вдоль контролируемого трубопровода 15 при- c водит к тому, что вся стенка трубопровода 15 обследуется по спирали виток за витком. Накопленные данные анализируются визуально, если запись ведется на видеомагнитофон, или с помощью вычислительной машины при использовании цифровой формы записи.

I

Наличие магниточувствительного

сканирующего элемента в предложенном устройстве обеспечивает высокую разрешающую способность его при считывании рельефа магнитного поля, повьшает точность результатов контроля.

Формула изобретения

Устройство для обнаружения дефектов в стенках трубопроводов, содержащее магнитопроводятций герметичньш корпус, установленный на колесной подвеске, закрепленные на корпусе два постоянных магнита различной полярности с полюсными наконечниками в виде ферромагнитных щеток, эластичную тянущую манжету, размещенную между магнитами, магнитные датчики дефектов, датчик пройденного расстояния и

5 0

аппаратуру, тем

датчик угла поворота корпуса вокруг продольной оси, размещенные-в корпусе источник питания и регистрирующую

отличающееся что, с целью- повышения разрешаю-, щей способности устройства и точности результатов контроля, оно снабжено установленными в тянущей манжете источником ультразвуковых колебаний и поглотителем ультразвуковых колебаний, магнитные датчики дефектов выполнены в виде одного размещенного в тянущей манжете магниточувствительного элемента с ультразвуковым сканированием, представляющего собой разомкнутый кольцевой сердечник из маг- нитострикционного материала с размещенной вдоль него обмоткой, соединенной с регистрирующей аппаратурой, один конец кольцевого сердечника соединен с источником ультразвуковых колебаний, а другой - с поглотителем ультразвуковых колебаний.

Изобретение относится к электромагнитной дефектоскопии и может быть использовано для автономного контроля состояния стенок труб магистральных газо- и нефтепроводав. Цель изобретения - повышение разрешающей способности устройства и точности результатов контроля. Устройство состоff г 3 5 А ит из магнитопроводящего корпуса 1, установленного на колесной подвеске 2. На корпусе 1 закреплены постоянные магниты 3,4с попюсными наконечниками 5, 6, тянущая манжета 7, в которой установлен магниточувстви-. тельный элемент, представляющий собой разомкнутый кольцевой сердечник из магнитострикционного материала с размещенной вдоль него обмоткой. От источника 11 ультразвуковых колебаний в торец кольцевого сердечника вводятся импульсы ультразвуковых колебаний. На другом конце сердечника установлен поглотитель 12 ультразвуковых импульсов. Лри наличии в зоне движения упругой волны магнитного поля в обмотке магниточувствительно- го элемента индуцируется электрический сигнал, поступающий в регистрирующую аппаратуру 10. Характер изменения сигнала магниточувствительного элемента соответствует характеру изменения магнитного поля у контролируемой поверхности .трубопровода 15. 2 ил. I Л 1C 00 со Од

Фиг.г

Составитель А.Черных Редактор М.Келемеш Техред И.Попович Корректор Т.Колб

Заказ 7431/41 Тираж 776 Подписное ВНИИГШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4