Устройство радиационного контроля кольцевых сварных швов трубопроводов Советский патент 1992 года по МПК G01N23/18 

Изобретение относится к неразрушаю- щему контролю, конкретнее к технике радиационного контроля, и может быть использовано для неразрушающего контроля сварных швов.,:

Известно устройство радиационного контроля, содержащее источник радиационного излучения, защитную камеру, диафрагму, детектор рентгеновского излучения,

Недостатком этого устройства яёяязтфя- ограниченный диапазон размеров объектов,

Наиболее близким к изобретению является устройство,, содержащее источник ра диационного излучения, защитную камеру, штангу, на которой смонтирован источник

радиационного излучения и детектор излучения,

Недостатком известного устройства является высокий уровень рентгеновского излучения в зонах прилежащмх к контролируемому участку. Это исключает возможность использования такого устройства на производственных участках, где работают люди. Устройство может эксплуатироваться лишь внутри специально построенной кабины, как правило, такие, кабины имеют большие габариты, вес и по этой причине часто не вписываются в технологическую линию по производству или ре- монту трубопроводов.

g

si

Целью изобретения является повышение надежности и радиационной безопасности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве радиационного контроля механизм транспортировки детектора излучения снабжен двумя защитными дисками, диаметр которых составляет (0,9-0,95)d i, размещенными на расстоянии (0,3-0,6)1 друг от друга, круглой кассетой, состоящей из (2п 1) подвижных защитных сегментов, (2п 1) пружин и (2п+ 1) электромагнитов, устрой- ство снабжено первым накладным вмхрето- ковым преобразователем, размещенным на механизме транспортировки детектора излучения и взаимодействующим через свое электромагнитное поле с внутренней поверхностью контролируемого трубопровода, вторым накладным вихретоковым преобразователем. Кроме того, в устройство введены две защитные заглушки, размещенные на торцах трубопровода, два концевых выключателя, установленных на каждой защитной заглушке, электропривод, механически связанный через штангу с механизмом транспортировки детектора излучения, два кольцевых защитных уплотнителя, к входу которого подключены накладные вихретоковые преобразователи и концевые выключатели, а к выходу - (2п + 1) параллельно соединенных/электромагни- та. электропривод, механизм, привода рольганга и источник радиационного излучения. Причем защитная камера выполнена в виде муфты длиной I, охватывающей трубопровод и имеющей внутренний,диаметр (0,9- 0,95)02,. Йсточникрадиационного излучения помещен внутрь муфты, которая снабжена щелевой диафрагмой. Второй накладной вихретоковый преобразовательустановлен на внутренней поверхности муфты диаметрально противоположно щелевой диафрагме, взаимодействующей через свое электромагнитное поле с внешней поверхностью трубопровода. Детектор излучения размещается на механизме транспортировки детектора излучения посередине между двумя защитными дисками и представляет собой рентгеновскую пленку,,длина которой равна длине окружности внутреннего диаметра трубопровода, укрепленную на круглой кассеты. Механизм транспортировки детектора излучения снабжен опорами качения. Защитные уплотнители размещены на торцах муфты, а защитная заглушка, через которую проходит штанга, имеет в центре отверстие, диаметр которого составляет (1,05-1,1)d3, где di, dz - внутренний и наружный диаметры трубопровода соответственно; I - длина муфты: d3 - наружным диаметр штанги.

На фиг. 1 изображена конструкция устройства; на фиг. 2 - конструкция кассеты.

Устройство состоит из источника 1 радиационного излучения, защитной камеры/ (муфты) 2, штанги 3, рольганга 4, механизма 5. привода рольганга, механизма 6 транспортировки детектора излучения, защитных ди0 сков 7, круглой кассеты 8, подвижных защитных сегментов 9, пружин 10, электромагнитов 11, первого 12 и второго 13 вихре- токовых преобразователей, двух защитных заглушек 14 и 15, двух концевых выключате5 лей 16, электропривода 17, двух кольцевых защитных уплотнителей 18, блока 19 управления, щелевой диафрагмы 20, детектора 21 излучения (рентгеновская пленка), опор 22 качения. На чертеже изображены отверстие

0 23 в защитной заглушке, трубопровод 24, сварной шов 25. Для придания вращательного движения трубы рольганг и механизм привода рольганга соединены между собой. Защитные диски имеют диаметр, на 5-10%

5 меньший, чем внутренний диаметр трубопровода, и размещены на расстоянии (0,3- 0,6) друг от друга. Первый накладной вихретоковый преобразователь 12 размещен на механизме транспортировки таким

0 образом, что он через свое электромагнитное поле может взаимодействовать с внутренней .поверхностью Урубы. Второй накладной преобразователь 13 размещен на внутренней поверхности муфты 2 диа5 метрально противоположно щелевой диафрагме 20. На защитных заглушках 14 и 15 . размещены концевые выключатели 16, которые при установке защитных заглушек 15 и 14 на трубопровод 24 формируют опреде0 ленный электрический сигнал. Электропривод 17 через штангу 3 связан с механизмом 6 транспортировки детектора излучения. Два кольцевых защитных уплотнителя 18 укреплены в нижней части торцов муфты 2.

5 К блоку 19 управления подключены накладные преобразователи 12 и 13, два концевых выключателя 16, а к выходу - параллельно соединенные электромагниты 11, электро-; привод 17, механизм 5 привода рольганга и

0 источник 1 радиационного излучения. Защитная камера 2 выполнена в виде муфты длиной I, охватывающей трубопровод и одновременно источник 1 радиационного излучения и имеющий внутренний диаметр, на

5 5-10% больший внешнего диаметра трубы 24. /

Источник 1 радиационного -излучения помещен внутрь муфты 2, которая снабжена щелевой диафрагмой 20, через которую происходит экспозиция рентгеновской пленки

21. Детектор излучения размещен на механизме б транспортировки посередине .между двумя защитными дисками 7 и : .представляет собой рентгеновскую пленку 21, длина которой равна длине окружности 5 внутреннего диаметра трубопровода. Пленка 21 укреплена на круглой кассете 8.

Механизм б транспортировки снабжен опорами 22 качения, которое облегчают перемещение механизма 6 транспортировки 10 внутри трубопровода 24, Защитная заглущ- ка 15 имеет в центре отверстие, диаметр которого на 5-10% превышает диаметр штанги 3. В исходном состоянии (при обесточенных электромагнитах 11) пружины 10 15 стя ги вают подвижн ые за щитн ые сегменты 9 к центру круглой кассеты 8, благодаря чему между внешней поверхностью круглой кассеты 8 и внутренним диаметром трубы 24 образуется зазор, который позволяет nepef 20 мещать круглую кассету внутри трубы. Круг- гая кассета 8, опоры качения 22, защитные диски 7 и первый преобразователь 12 Закрепляются на штанге 3, что позволяет пё ремещать их внутри трубы при помощи 25 электропривода 17.;

Устройство работает следующим образом.. . . .- :-; : :

Трубопровод 24 с контролируемым кольцевым сварным швом 25 по рольганту 4 3;0 вводится внутрь-муфты 2, причем сварной шов 25 размещается в зоне щелевой диаграммы 20. Это достигается за счет того что первый преобразователь 12 формирует сигнал, который выключает механизм б прйэр- 35 да рольганга. Формирование даннога сигнала происходит благодаря тому, что электромагнитные свойства трубы в зоне сварного шва отличаются от электромагнитных свойств тела трубы. На один из концов 40 трубопровода 24 одевается защитная заглушка 14. Со стороны второго конца трубопровода внутрь трубы вводится механизм 6 транспортировки детектора радиационно го излучения. Перемещение механизма 6 45 происходит под действием электропривода 17, соединенного через штангу 3 с механизмом 6. движение которого происходит по внутренней поверхности трубопровода 24 за счет опор 22 качения. Под действием 50 сигнала, поступающего от второго преобразователя 13, блок 19 управления останавливает механизм 6 таким образом, что детектор 21 излучения (рентгеновская пленка) размещается в зоне сварного шва 25. 55 Принцип работы второго преобразователя 13 аналогичен принципу работы первого 12: он также регистрирует изменение электромагнитных свойств материала в зоне сварного шва.

Затем по команде с блока 19 управления подается напряжение на(2п-Ю) параллельно включенных электромагнита 11/ которые, сработав, прижимают рентгеновскую пленку 21 к внутренней поверхности трубопровода 24, На втором конце трубопровода размещают вторую защитную за- : глушку 15, имеющую в середине отверстие

23.Перемещение защитной заглушки 15 осуществляется по штанге 3. При штатном расположении первой и второй защитных заглушек 14 и 15 срабатывают два концевых выключателя, сигналы от которых руются в блоке 19 управления. Таким образом устройство подготовлено к экспонированию рентгеновской пленки 21.

По сигналу, поступающему из блока 19 управления, рольганг начинает вращать трубу с некоторой постоянной скоростью, при этом поступательного (аксиального) движения трубы, не происходит. Затем по команде блока 19 управления включается источник 1 радиационного излучения, например рентгеновский аппарат. При этом включение рентгеновского аппарата 1 произойдет только в том случае, если в блок 19 управления поступили сигналы от обоих преобразователей 12, 13 и обоих концевых выключателей 16. Включение рентгеновского аппарата 1 происходит через коньюнктор (схему логического умножителя 5И). Это выполнено для того, чтобы исключить случайное облучение обслуживающего персонала.

При штатной (нормальной) ситуации (поступают четыре сигнала от преобразователей 12, 13 и концевых выключателей 16) происходит включение рентгеновского аппарата 1 и начинается экспозиция рентгеновской пленки 2.1, В процессе вращения трубы 24 осуществляется 100% непрерывный контроль кольцевого сварного шва 25. Это происходит потому, что вместе с вращением трубы вращается круглая кассета 8, закрепленная на штанге 3 при помощи подшипника (не показан). Сцепление кассеты с трубой осуществляется с помощью электромагнитов 11. По окончании сканирования сварного шва 25 выключается рентгеновский аппарат 1, механизм 5 привода рольганга, обесточиваются электромагниты 11, вследствие чего пружины 10 сжимают подвижные защитные сегменты 9 круглой кассеты 8 и пленка 21 отодвигается от контролируемой поверхности. Затем по штанге-3 убирается защитная заглушка 15. По команде, поступающей из блока 19 управления, электропривод 17 выводит механизм 6 из контролируемого трубопровода

24.После этого удаляется защитная заглушка 14. Подается команда из блока 19 управления, и рольганг 4 вы водит трубопровод из муфты 2. Рентгеновская пленка 21 подвергается обработке м производится анализ полученного изображения сварного шва 25.

Блок 19 управления построен из типовых элементов. В его состав входят два вих- ретоковых дефектоскопа, которые формируют на своем выходе сигналы логической единицы при расположении преобразователей 12, 13 в зоне сварного шва. В блоке 19 управления происходит преобразование сигналов концевых выключателей 16 в стандартные цифровые сигналы необ-. ходимых уровней. Сигнал от выключателя рентгеновского аппарата 1 также преобразуется в логические сигналы (Да-нет. Логические сигналы, поступившие от дефектоскбпмстбв, концевых выключателей 16 и выключателя рентгеновского аппарата 1 подаются на логическую схему 5И, выход которой через реле соединен с рентгеновским аппаратом 1. Для управления работой электропривода 17 vi механизма 5 привода рольганга в блоке 19 управления имеются реле и тиристоры необходимой мощности. Таким образом, блок управления является релейным блоком в котором размещены логические схемы и органы управления работой рольганга 4, механизма 6 транспортировки и рентгеновского аппарата 1. . . . . : . .- ; ; . .

Безопасность работы в предлагаемом устройстве достигается за счет того, что источник радиационного излучения помещен внутрь муфты, имеющей толщину стенок необходимой величины. Защита от рассеянного излучения происходит благодаря введению в устройство защитных дисков 7, Расстояние между этими дисками выбрано меньшим, чем длина муфты 2, что исключает возможность прохождения рассеянного излучения через стенки трубы во внешнее пространство. Небольшая часть рассеянного излучения происходит благодаря введению в устройство защитных дисков 7. Расстояние между этими дисками выбрано меньшим, чем длина муфты 2, что исключает возможность прохождения рассеянного излучения через стенки трубы во внешнее пространство. Небольшая часть рассеянного излучения, прошедшего между внутренней поверхностью контролируемой трубы 24 и защитными дисками 7, распространяется

практически параллельно оси трубы 24. Это излучение полностью ослабляется защитными заглушками 14, 15. Рассеянное излучение, возникающее в зоне между внешней,

поверхностью трубы 24 и внутренней поверхностью муфты 2 (вблизи щелевой диафрагмы 20), распространяется также параллельно оси трубы 24, Защитные уплотнители 18, выполненные из просвинцовант

ной резины, полностью ослабляют это излучение.

Толщина стенок муфты, защитных дисков, защитных -заглушек, защитных уплотнителей выбирается, исходя из имеющейся

мощности рентгеновского аппарата 1 и безопасных доз облучения.

Формула изобретения Устройство радиационного контроля кольцевых сварных швов трубопроводов, содержащее источник излучения, защитную камеру, кассету с детектором, механизм перемещения контролируемого объекта, механизм транспортировки детектора в виде

рентгеновской пленки, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и радиационной безопасности, защитная камера выполнена в виде муфты с защитными кольцевыми уплотнителями, имеющей диаметрально расположенные полости в одной из которых размещен источник излучения, устройство снабжено двумя накладными вихретоковыми преобразователями, один из которых размещен на механизме транспортировки детектора, снабженном опорами качения, а другой - в полости муфты, расположенной напротив источника, механизм транспортировки снабжен двумя защитными дисками, между которыми

расположена кассета детектора, имеющая нечетное, большее единицы, количество подвижных защитных сегментов, пружин и электромагнитов, расположенных симметрично оси муфты в плоскости, перпендикулярной направлению транспортировки детектора, причем внешняя поверхность сегментов контактирует с пленкой, а внутренняя - с пружинами в полости и сегмен- JOB размещены электромагниты, выходы

вйхретоковых преобразователей подключе ны к средствам управления механизмами перемещения объектами транспортировки детектора.

Изобретение относится к области не- разрушающёго контроля, конкретнее к технике радиационного контроля, и может быть использовано для неразрушающего контроля сварных швов. Целью изобретения является повышение надежности .и радиационной безопасности. Устройство содержит источник излучения, круглую кассету с рентгеновской пленкой, имеющую нечетноеколичествопружин, электромагнитов и защитных сегментов, механизмы транспортировки контролируемых изделий и детектора в зону контроля. В устройстве имеется защитная камера в виде муфты, внутри которой расположены источник и вихретоковый преобразователь. Изделия подаются в камеру и по сигналам преобразователей останавливаются напротив источника. Затем внутри изделия перемещается кассета.. Поджим пленки к изделию осуществляется счпомощью элект- ромагнитов. После просвечивания сварного шва детектор и изделие выводятся из муф ты. 2 ил. (А С

Фаг/

27