Намагничивающее устройство для дефектоскопии труб Советский патент 1993 года по МПК G01N27/85 

Изобретение относится к неразрушающему контролю, в частности к намагничивающим устройствам для дефектоскопии труб и может быть использовано на тепловых электростанциях и ремонтных предприятиях при монтаже трубных систем.

Целью изобретения является повышение надежности при дефектоскопии концевых участков труб.

На фиг, 1 схематично изображен общий вид устройства, на фиг.2 - вид в плане устройства на фиг.1; на фиг.З - в увеличенном масштабе сечение А-А на фиг,1; на фиг.4 и 5 - положение устройства при дефектоскопии наружной и внутренней поверхностей трубы.

Устройство содержит П-образный маг- нитопровод 1, ярмо 2, выполненное в виде двух магнитопроводящих звеньев 3 и 4, шарнир 5, с помощью которого соединены звенья 3 и 4, жестко связанные с магнитопроводом 1, намагничивающие обмотки 6, полюсные наконечники, выполненные в виде пластинчатых электродов 7, установленных в отверстиях б прямоугольной формы перпендикулярной магнитопроводу 1 у торцов 9 магнитопровода 1, фиксаторы 10, каждый из которых выполнен в виде силовых рычажных звеньев 11, установленных в шарнирах 12, расположенных на кронштейнах 13, закрепленных на магнитопроводе 1, концы 14 рычажных звеньев 11 соединены с зажимающими элементами 15, концы 16 - с перекладиной 17, связанной с третьим рычагом 18, установленным в шарнире 19 на кронштейне 20 магнитопровода 1 и связанным с якорем 21 электромагнита 22, закрепленного на кронштейне 20, пружины 23, концы которой связаны с рычажными звеньями 11, пальцы 24 и втулки 25 на рычажных звеньях 11, препятствующие прогибу пружины и предназначенные для

свободного продольного перемещения витков пружины, цилиндрические отверстия 26 в магнитопроводе 1, в которых расположены зажимающие элементы 15 с возможностью контакта с противоположных сторон магнитопровода 1 с пластинчатыми электродами 7, которые расположены в отверстиях 8 вдоль магнитопровода 1, нажимные узлы 27, каждый из которых выполнен в виде установленного на магнитопроводе 1 кронштейна 28, закрепленной на нем оси 29 с размещенными на ней одновитковыми пружинами кручения 30, выполненными из прутков, рабочие концы 31 которых размещены в чехлах 32, выполненных из эластичного материала, а противоположные концы 33 связаны с магнитопроводом 1, при этом размещенные в чехлах 32 из эластичного материала рабочие концы 31 пружин 30 расположены на электродах 7, две скобы 34, каждая из которых выполнена в виде кронштейна 35, закрепленного на магнитопроводе 1, стакане 36, закрепленного на кронштейне 35, губки 37, на которой установлена шаровая опора 38, гильза 39. направляющая втулка 40, расположенная на кронштейне 45, пружина 41, установленная в стакане 36 и в гильзе 39 и связанная одним концом с кронштейном 35, другим концом - с губкой 37, при этом одни конец скобы 34 выполнен в виде шаровой опоры 38, а второй конец - в виде пластинчатого электрода 7, винта 42, размещенного в гайке 43, закрепленной на кронштейне 35, шаровой опоры 44, расположенной на рабочем конце винта 42 в плоскости, перпендикулярной плоскости расположения шаровой опоры 38, контролируемая труба 45, условное изображение 46 силовых линий магнитного поля на контролируемой трубе 45, ручки 47,48, 49 на магнитопроводе 1, ручки 50, на направляющей втулке 40 губки 37, ручки 51 на корпусе электромагнита 22,

Устройство работает следующим образом.

Поворачивают ручки 47 и 48 в результате чего в шарнире 5 поворачиваются магни- топроводящие звенья 3 и 4, связанный с ними магнитопровод 1 и полюсные наконечники 7. При проведении дефектоскопии на наружной поверхности трубы 45 устанавливают необходимый угол поворота звеньев 3 и 4 с тем, чтобы полюсные наконечники 7 заняли на трубе 45 положение, при котором ось каждого из них располагается по нормали к контролируемой поверхности (фиг.4). Отводят в противоположные стороны ручки 51 на корпусе электромагнита 22 и ручки 50 на втулках 40 губок 37, в результате чего пружина 41, концы которой связаны с губкой 37 и кронштейнов 35 скобы 34, сжимается, концы скобы 7 и 38 удаляются друг от друга, расстояние между ними увеличивается до размера, превышающего толщину

стенки трубы 45, в результате чего устройство с разведенными в стороны полюсными наконечниками 7 и шаровыми опорами 38 свободно устанавливается на стенку трубы 45. Ослабляют усилие на ручках 50 и 51 в

0 результате чего под действием сжатой пружины 41 концы 7 и 38 скобы 34 сближаются, и соприкасаются стенками с поверхностями трубы, при этом шаровая опора 38 плотно прижимается пружиной 41 к внутренней

5 поверхности, а полюсный накойечник 7 - к наружной поверхности трубы 45.

При установке устройства на трубу пластинчатые электроды 7 зафиксированы в отверстии 8 магнитопровода 1 в положении,

0 при котором концы электродов 7 могут быть сдвинуты относительно магнитопровода на неодинаковое расстояние или могут находиться в одной плоскости -, например, в пло- скости, параллельной магнитопроводу 1,

5 Для того, чтобы обеспечить плотную установку пластинчатых электродов 7 на наружной поверхности трубы 45 (фиг.З) и чтобы форма концов электродов, соприкасающихся с наружной поверхностью, соответ0 ствовала геометрической форме наружной поверхности трубы 45, включают электромагнит 22, якорь 21 которого перемещается и поворачивает в шарнире 19 рычаг 18, При повороте рычаг 18 нажимает на переклади5 ну 17, которая перемещается и сближает концы 16 рычажных звеньев 11, при этом рычажные звенья 11 поворачиваются в шарнирах 12, а концы 14 удаляются от магнитопровода 1 и отводят в противоположные

0 стороны зажимающие элементы 15 в отверстиях 26. При воздействии перекладины 17 на рычажные звенья 11 и при повороте звеньев Нерасположенная между ними пружина 23 сжимается, палец 24 перемеща5 ется во втулке 25. Зажимающие элементы 15 перемещаются и выходят из соприкосновения с электродами 7, в результате чего снижается усилие, фиксирующее электроды 7 в отверстии 8, а пластины электродов занима0 ют в отверстии 8 свободные положения, при этом одновременно с электромагнитами 22 срабатывают нажимние узлы 27. Рабочие концы 31 пружины 30 нажимного узла 27 воздействуют на электроды 7 и перемещают

5 пластины в отверстии 8 магнитопровода 1 к поверхности трубы.

Так как рабочие концы 31 пружины 30 размещены в эластичном чехле 32, обеспечивающем в результате деформации постоянный контакт с пластинками электродов,

пластины перемещаются на неодинаковое относительно магнитопровода 1 расстояние к поверхности трубы 45 и самоустанавливаются на поверхности, при этом при контроле наружной поверхности, на большее расстояние, выдвигаются из магнитопровода 1 крайние пластины и на меньшее расстояние - пластины, расположенные ближе к оси симметрии отверстия 8.

Пластины электродов, концы которых принимают форму отрезка длины окружности, плотно принимаются пружинами 30 к контролируемой поверхности, после чего отключают электромагнит 22 и якорь 21 возвращается в исходное положение. Под действием сжатой пружины 23 -концы 16 рычажных звеньев 11 перемещаются, и возвращают перекладину 17 и рычаг 18 в исходное положение. Звенья 11 поворачиваются в шарнирах 12, концы 14 воздействуют на зажимающие элементы 15, перемещают в отверстиях 26 магнитопровода 1, вводят зажимающие элементы в соприкосновение с пластинами электродов 7, прижимают пластины друг к другу и фиксируют электроды 7 в магнитопроводе 1, таким образом, в результате создания плотного пакета пластин электродов 7 и плотного прилегания полюсных наконечников к трубе обеспечивается стабилизация ширины зоны намагничивания, граница которой условно изображена силовой линией 46 на фиг.2. Положение полюсных наконечников 7 относительно торца трубы 45 регулируют винтами 42, шаровые опоры 44 которых прижимают к торцу контролируемой трубы 45 с помощью ручки 49. Подключает намагничивающие обмотки 6 к источнику тока, например, переменного и намагничивают трубу. Наносят на контролируемую поверхность водную магнитную суспензию. В процессе контроля устройство с помощью ручек 45 и 48 на магнитопроводе 1 постепенно перемещают по периметру трубы 45 при одновременном нанесении магнитной суспензии и визуальном наблюдении за контролируемой поверхностью.

При перемещении устройства по трубе 45 полюсные наконечники 7 усилием пружин 41 плотно прижаты к контролируемой поверхности, при этом по наружной поверхности трубы перемещаются полюсные наконечники 7, по внутренней поверхности шаровые опоры 38 скобы 34, а по торцу трубы перемещаются шаровые опоры 34. фиксирующие положение полюсных наконечников 7 относительно торцев трубы 45. Так как водная суспензия служит в качестве жидкой смазки, силы трения скольжения между полюсными наконечниками 7 и поверхностью трубы меньше силы пружины 41. устройство легко перемещается по трубе путем воздействия на ручку 47 или 48, при этом усилие на ручку направлено по каса- тельной к поверхности трубы, и не создает дополнительных усилий, способствующих отрыву полюсных наконечников от поверхности трубы в процессе контроля. Силы, действующие в точках контактов шаровых

О опор 38, 34 с поверхностью трубы вследствие их незначительной величины, можно не учитывать.

В процессе контроля при обнаружении валика из магнитного порока устройство ос5 танавливают, стирают порошок и еще раз наносят суспензию. Если валик образуется вновь, место дефекта отмечают и продолжают контролировать трубы в том же порядке. Для получения документального подтверж0 дения о дефекте снимают дефектограмму с помощью прозрачной липкой ленты. После высыхания магнитного порошка лента липкой стороной осторожно прижимается к валику магнитного порошка, затем снимается

5 с поверхности и приклеивается на лист белой бумаги. Контроль внутренней поверхности трубы 45 (фиг.5) ведут в том же порядке, отличие состоит в том, что пластины электродов 7 устанавливают на вогнутую поверх0 ность, при этом крайние пластины перемещаются в отверстии 8 магнитопровода 1 ка меньшее, а центральные на большее расстояние..

Изготовленные в УралВТИ магнитопро5 воды с пластинчатыми электродами хорошо проявили себя при дефектоскопии труб - как при установке на наружную, так и на внутреннюю поверхность контролируемых труб.

0 Формула изобретения

Намагничивающее устройство для дефектоскопии труб, содержащее П-образный магнитопровод с ярмом, жестко соединенными с ярмом, боковыми ветвями, полюсны5 ми наконечниками и намагничивающими обмотками, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности при дефектоскопии концевых участков труб, ярмо выполнено из двух шарнирно соединенных

0 частей, на конце каждой из боковых ветвей перпендикулярно ее продольной оси выполнены взаимно перпендикулярные цилиндрические и прямоугольное сквозное отверстия, полюсные наконечники выпол5 нены в виде пакета пластин и установлены в прямоугольных отверстиях ветвей, а устройство снабжено фиксаторами полюсных наконечников, каждый из которых выполнен в виде двух шарнирно установленных на боковой ветви силовых рычажных звень-.

ев зажимных элементов, установленных в цилиндрическом отверстии с двух сторон полюсного наконечника и соединены с концами рычажных звеньев, перекладины, взаимодействующей с вторыми концами рычажных звеньев, пружины, соединяющей рычажные звенья вблизи вторых концов рычага, один конец которого скреплен с перекладиной, а другой шарнирно связан с боковой ветвью, и электромагнита, якорь которого скреплен с рычагом, а корпус - с боковой ветвью, нажимными узлами, каждый из которых выполнен в виде закрепленного на боковой ветви магнитопровода

кронштейна с одновитковыми пружинами кручения, рабочие концы которых закреплены в чехле, взаимодействующем с пакетом пластин полюсного наконечника, и двумя скобами, каждая из которых выполнена в виде закрепленного на боковой ветви маг- нитопровода кронштейна, установленного на кронштейне параллельно боковой ветви винта с шаровой опорой на конце, установленной на конце кронштейна и подпружиненной в сторону боковой ветви губки с второй шаровой опорой, расположенной со- осно полюсному наконечнику, который служит второй губкой скобы.

Изобретение относится к неразрушающему контролю изделий трубчатой формы. Цель изобретения - повышение надежности при дефектоскопии концевых участков труб, достигается благодаря тому, что в устройство, содержащем П-образный магнитопро- вод с полюсными наконечниками и намагничивающими обмотками, ярмо маг- нитопровода выполнено из двух шарнирно соединенных частей, а полюсные наконечники выполнены в виде пакета пластин, установленных в прямоугольных отверстиях боковых ветвей с возможностью фиксирования в нужном положении и обеспечением контактной поверхности полюса соответствующей форме поверхности контролируемого изделия. 5 ил.

(рм.2

/7/Я

70

/ « f /,

4$

Jff ptse.5

/J

«7

five, 4

4

1 7