Устройство для дефектоскопии внутренних поверхностей труб Советский патент 1990 года по МПК G01N27/90 

Изобретение относится к неразрушающему контролю методом вихревых токов и может быть использовано для контроля внутренних поверхностей цилиндрических протяженных изделий, например труб.

Целью, изобретения является повьг- шение точности за счет стабилизации положения измерителя углового положения относительно начальной точки отсчета.

На фиг. 1 изображено устройство, общий видj на фиг. 2 - сечение А-А «а фиг. 1.

Устройство содержит движитель 1, узел 2 сканирования с приводом 3, узел 4 центрирования1, измеритель 5 Пути, блок 6 обработки сигналов (не показан), измеритель 7 местоположения дефекта, выполненный, в виде коль- евого реостата 8 с обмоткой, 9, за,- Крепленнрй на внешней обойме JO под- шипника Л, внутренняя обойма, (не Показана) которого закреплена на не Подвижной части узла 2 сканирования, С ползуном 32, закрепленным на валу Привода 3 узла 2 сканирования, и стабилизатором 13 положения реостата 8, Представляющим собой груз (не пока- Јан) каплеобразной формы, закрепленный в нижней части внешней обоймы 10 подшипника 11 так, что центр тя- «ести груза и его ось симметрии совпадают.

Движитель 1 включает привод 14, н Јалу которого жестко закреплен червя (не показан). Червяк входит в зацепление с двумя колесами 15 (фиг.1), расположенными в двух диаметрально Противоположных одна от другой точках и закрепленными жестко на осях 16. На осях 16 концентрично закреплено цилиндрическое зубчатое колесо 17 и рычаг 18, причем рычаг 18 закреплен на оси 16 с возможностью поворота вокруг последней. Оси 16 закреплены в кронштейнах (не показаны) с возможностью вращения. На противоположных концах рычагов 18 на осях 119 установлены концентрично один другому ведущие ролики 20 и зубчатые колеса 21. Зубчатые колеса 17 и 21 соединены между собой паразитными шее- тернями 22, свободно сидящими на осях 23, установленных жестко на рычаге 18. Для постоянного контактирования ведущих роликов 20 с контролируемой поверхностью рычаги 18 под

0

5

0

5

0 5

ед

0

45

55

пружинены один относительно другого пружиной 24. Для хорошего сцепления ведущих роликов 20 с контролируемой поверхностью они выполнены из материала с большим коэффициентом сцепления.

Узел 2 сканирования с приводом 3 состоит из корпуса 25, установленного на полом валу 26, жестко соединенном с валом привода 3. В корпусе 25 на его цилиндрической поверхности установлен преобразователь 27, подпружиненный пружиной 28 относительно корпуса 25. Преобразователь 27 установлен с возможностью возвратно-поступательного движения в радиальном направлении. Сигнал от преобразователя 27 к дефектоскопу (не показан) поступает по проводной системе, расположенной внутри полого вала 26 к токосъемнику 29, установленному на

с- валу привода 3, и далее по электрическим проводам через корпуса при вода 14 и 3 и разъем (не показан) на

кабель 30, соединяющий устррйствр с дефектоскопом.

Узел- 4 центрирования выполнен в виде двух дисков 31 и 32, У9танов- ленных так, что один из них, например диск 3J, закреплен на свободном конце полого вала 26 с помощью кронштейнов 33 на сбойке 34. Стойка 34 установлена на полом валу 26 с помощью подшипника 35 качения. Другой диск 32 установлен жестко с помощью кронштейнов 36 между приводами 14 и 3. Оба диска 31 и 32 снабжены опорными роликами 37, установленными на осях 38 с возможностью вращения вокруг них, причем опорные ролики 37 расположены в четырех диаметрально противоположных точках, но попарно в двух взаимно перпендикулярных плоскостях так, что расстояния от оси дисков до осей опорных роликов 37 равны между собой.

Перед работой устройство устанавливают в контролируемую поЛость трубы 38. Узел 4 центрирования для этого настраивают на.диаметр контролируемой трубы 38. Далее, продвигая устройство вдоль оси трубы 38, приводят в соприкосновение с поверхностью контроля преобразователь 27. Продвигая устройство по внутренней поверхности далее, приводят в соприкосновение с контролируемой поверхностью опорные ролики 37 центрирующего диска 32, повторяя те же опе рации, что и с центрирующим диском 31. При дальнейшем продвижении устройства ведущие ролики 20, установленные на свободных концах рычагов 18, под действием пружины 23 соприкасаются с контролируемой поверхностью. После этого электрическим кабелем 30 соединяют устройство с дефектоскопом. Устройство готово к работе.

Устройство работает следующим образом.

линии, так как движитель 1 перемешает устройство в целом вдоль трубы, а, узел 2 сканирования совершает вра- щательное движение. При вращении вала 26 получает . вращение и жестко закрепленный на нем ползун 12. Последний обкатывается по реостату 8, который жестко закреплен на обойме Ю Ю, и сигнал через проводную систему и кабель 30 поступает на дефектоскоп. Так как ползун 12 и преобразователь 27 расположены в одной плоскости, а вращение их синхронное (они закрепПри подаче питания с пульта управ- 5 лены на одном валу), то каждое поло25

ления дается команда на привод 14 движителя . Вал привода 14 начинает вращаться. Вместе с ним начинает вращаться жестко закрепленный червяк 2. Червяк приводит во вращение на- 20 ходящиеся с ним в постоянном зацеплении червячные колеса 15 (фиг.Л). Так как на одной оси Лбе червячными колесами закреплены цилиндрические зубчатые «олеса 17, то они также начинают вращаться. Л постоянном зацеплении с зубчатыми колесами J7 нахот дятся паразитные шестерни 22, которые, свободно вращаясь вокруг осей, закрепленных в рычаге 18, передают вращение ведомым зубчатым колесам 21. Так как на оси 19 вместе с зубчатыми колесами 2J установлены и ве- дущие ролики 20, то последние также совершают вращательные движения.Под (действием пружины 23 рычаги J8, поворачиваясь вокруг осей 16, прижимают ведущие ролики 20 к контроли - руемой поверхности, а так как послед- ,ние вращаются, то они обкатываясь по внутренней поверхности полости,заставляют двигаться устройство в целом вперед вдоль продольной оси полости трубы 38.

30

жение преобразователя 27 в угловом направлении фиксируется на табло дефектоскопа . Линейная координата фиксируется после каждого оборота ползуна 12. При поступательном движении устройства в целом и вращательном движении полого вала 26 с находящимися на нем узлом 2 сканирования и держателем на устройство воздействует пара сил, которая стремится повернуть его в угловом направлении(корио- лисово ускорение), тем самым положение начальной точки отсчета (условный нуль) смещается от первоначального положения (фиг.2). Но так как в нижней части обоймы 10 установлен и жестко закреплен стабилизатор J3, а его центр тяжести все врем совпадает с вертикальной осью как устрой-

35 ства}так, и вертикальной осью трубы 38, то он при развороте устройства поворачивает обойму 10с реостатом 8, установленную на подшипнике J J, вокруг оси вращания, тем самым положение начальной точки отсчета (условный, нуль) остается неизменным. За начальную точку отсчета взято положение зазора б, находящегося в диаметрально противоположной точке

40

Одновременно с получением команды на движение устройства вдоль полости

подается команда на вращение вала привода 3 узла 2 сканирования. Вместе с валом привода 3 получает вращение жестко закрепленный на нем полый вал. Вместе с валом 26 начинает вращаться и корпус 25. Одновременно с корпусом

25 начинает вращаться и преобразователь 27, а так как он под действием пружин 28 находится в контакте с контролируемой поверхностью трубы 38, то , он начинает проводить сканирование внутренней поверхности по винтовой

381096

линии, так как движитель 1 перемешает устройство в целом вдоль трубы, а, узел 2 сканирования совершает вра- щательное движение. При вращении вала 26 получает . вращение и жестко закрепленный на нем ползун 12. Последний обкатывается по реостату 8, который жестко закреплен на обойме Ю Ю, и сигнал через проводную систему и кабель 30 поступает на дефектоскоп. Так как ползун 12 и преобразователь 27 расположены в одной плоскости, а вращение их синхронное (они закреп 5 лены на одном валу), то каждое поло25

200

жение преобразователя 27 в угловом направлении фиксируется на табло дефектоскопа . Линейная координата фиксируется после каждого оборота ползуна 12. При поступательном движении устройства в целом и вращательном движении полого вала 26 с находящимися на нем узлом 2 сканирования и держателем на устройство воздействует пара сил, которая стремится повернуть его в угловом направлении(корио- лисово ускорение), тем самым положение начальной точки отсчета (условный нуль) смещается от первоначального положения (фиг.2). Но так как в нижней части обоймы 10 установлен и жестко закреплен стабилизатор J3, а его центр тяжести все врем совпадает с вертикальной осью как устрой-

35 ства}так, и вертикальной осью трубы 38, то он при развороте устройства поворачивает обойму 10с реостатом 8, установленную на подшипнике J J, вокруг оси вращания, тем самым положение начальной точки отсчета (условный, нуль) остается неизменным. За начальную точку отсчета взято положение зазора б, находящегося в диаметрально противоположной точке

5 от места закрепления стабилизатора.

0

При обнаружении дефекта на поверхности контролируемой трубы 38 сигнал

с преобразователя 27 через токосъемник 29 и кабель 30 поступает на дефектоскоп. Одновременно с сигналом от преобразователя 27 поступает сигнал от измерителя 7 местоположения

и измерителя 5 в блок обработки, где они расшифровываются, и выдается характер дефекта с одновременным его метрированием как по длине, так и по углу (азимуту) .

Таким образок, наличие стаби- «изатора измерителя местоположения позволяет повысить точность устройства , и,следовательно, определения Местоположения обнаруженного дефекта в угловом и линейной измерении, что повышает точность контроля.

Формула изобретения

Устройство для дефектоскопии внутренних поверхностей труб, содержащее движитель, узел сканирования с приводом, узел центрирования, измеритель-пути и блок обработки сиг- налов, отличающееся тем,

j

что, с целью повышения точности, оно снабжено измерителем местоположения дефекта, выполненным в виде кольцевого реостата с обмоткой, закрепленной на внешней обойме подшипника, внутренняя обойма которого закреплена на неподвижной части узла сканирования с ползуном, закрепленным на валу привода узла сканирования, и со стабилизатором положения реостата, представляющим собой груз каплеобразной формы, закрепленный в нижней части внушней обоймы подшипника так, что центр тяжести груза и его ось симметрии совпадают.

Изобретение предназначено для контроля внутренних поверхностей труб методом вихревых токов. Целью изобретения является повышение точности, которая достигается за счет стабилизации положения измерителя углового положения относительно начальной точки отсчета. В данном устройстве использован измеритель 7 углового положения, выполненный в виде кольцевого реостата 8 с обоймой 9, установленный на внешней обойме 10 подшипника, внутренняя обойма которого закреплена на неподвижной части узла 2 сканирования, с ползуном 12, закрепленным на валу привода 3 узла 2 сканирования и со стабилизатором 13 положения реостата 8, представляющим собой груз каплеобразной формы, закрепленный в нижней части внешней обойме 10 подшипника 11. В процессе работы устройства сигналы от преобразователя 27 и измерителя 7 одновременно поступают в блок обработки, где выдается информация о характере дефекта с одновременным его мегрированием как по длине /пройденному пути/, так и по углу /азимуту/. 2 ил.

Я

Фие.2