Способ контроля состояния трубопроводов в процессе эксплуатации Советский патент 1982 года по МПК G01N27/90 G01N17/00 

1

Изобретение относится к физическим методом контроля материалов и изделий и может быть использовано для контроля состояния функционирующих трубопроводов, теплообменников и других полых металлических коммуникаций.

Известен способ контроля трубопроводов, заключающийся в том, что трубопровод включают в гальваническую цепь электрического тока и регистрируют параметры магнитного поля, созданного этим трубопроводом вдоль его трассы Jl1.

Однако в устройствах для реализации этого способа требуются контактные средства для включения трубопровода в гальваническую цепь электри-. ческого тока, что в ряде случаев не представляется возможным. Кроме того, преобразователи, установленные вдоль трассы трубопровода на некотором расстоянии от него, регистрируют общий характер функции распределения магнитного поля вдоль его трассы, что

исключает возможность обнаружения некоторых локальных дефектов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ контроля состояния трубопроводов в процессе эксплуатации, заключающийся в том, что один из участков электрически замкнутых трубопроводов охватывают посредством индуктивного возбудителя с замкнутым магнитопрово10дом и по действию создаваемых таким образом продольных контуров тока в трубопроводах судят об их состоянии 2.

Для данного способа характерна

15 недостаточная достоверность контроля, так как он производится по результатам нагрева трубопровода протекающим по нему током. Таким образом, получают только интегральную оценку его

20 состояния без фиксирования координат дефектов.

Цель изобретения - повышение достоверности контроля.

Цель достигается тем, что согласно способу по крайней мере вдоль одного из контуров тока по периметру трубопровода преобразовывают взаимодействие последнего с этим контуром в электрические сигналы и регистрируют их параметры.

Кроме того, на поверхность трубопроводов наносят слой вещества, содержащего жидкокристаллические компоненты, и по их параметрам судят о состоянии трубопроводов.

В ферромагнитных трубопроводах дополнительно регистрируют магнитные

Кроме того, дополнительно регистрируют сигналы акустической эмиссии.

На чертеже представлено устройство для осуществления предлагаемого способа контроля состояния трубопроводов в процессе эксплуатации.

Устройство состоит из генератора переменного тока 1, индуктивного возбудителя, выполненного в виде возбуждающей катушки индуктивности 2 на замкнутом магнитопроводе 3i ох ватываю еМ участок трубопровода, системы Ц первичных измерительных преобразователей, чувствительных по меньшей мере к одному из параметров электромагнитного поля, системы 5 первичных измерительных преобразователей, чувствительных; по меньшей мере к одному из пара ютров механических колебаний, и системы 6 первичных измерительных преобразователей, чувствительных по меньшей мере к одному из параметров сигнала акус тической эмиссии. Преобразователи системы - 6 распределены по длине трубопровода 7 и по его периметру, концентрируясь, например, на участках с повышенной концентрацией механических напряжений (гибах, сварных швах и т.д.). Первичные преобразователи систем 5 и 6 соединены с помощью nViHMH связи 8 с блоком обработки сигналов 9 связанным с блоком преобразования и накопления информации 10, соединенного с блоком представления информации. Участок 12 особо ответственного назначения трубопровода 7 содержит поверхностный слой 13 из вещества, содержащего жидкокристаллические компоненты, чувствительные по меньшей мере к од ному из параметров электромагнитного поля. Генератор 1 переменного тока посредством индуктивного возбудителя создает переменное магнитное поле, которое охватывает участок трубопровода так, что магнитные силовые линии его лежат в плоскостях,

перпендикулярных оси трубопровода. Так как трубопровод электрически замкнут, например, сваренной с ним плитой k, то в нем возникает продольный контур тока. Взаимодействие

этого контура с трубопроводом выражается в определенном распределении магнитного поля по периметру трубопровода вдоль контура тока. Электромагнитный характер этого взаимодействия обуславливает также появление сигналов акустической эмиссии (Пинчэффект, магнитных шумов (в ферромагнитных трубопроводах) и определенное излучение слоя 13.

В качестве преобразователей, чувствительных к параметрам магнитного поля, в системе k могут использоваться катушки индуктивности, магниторезисторы, феррозонды и т.д.

Сигналы с первичных преобразователей поступают по линии связи 8 на вход блока обработки сигналов 9, откуда поступают в блок преобразования и накопления информации 10. Полученная информация о качестве трубопровода выводится с помощью блока представления информации 11. Наличие блока преобразования и накопления информации ТО позволяет получать

информацию о функции распределения измеряемых параметров, а также об изнюнениях этой функции во времени, что дополнительно повышает надежность контроля. Надежность контроля

может быть повышена при наличии возможности установки преобразователей системы , чувствительных- к магнитному полю трубопровода, так как при этом величина сигнала этих преобразователей будет зависеть только от неоднородности формы и электрофизических свойств в соответствующем сечении трубопровода. Это объясняется тем, что при круговой симметрии трубы магнитное поле внутри его внутренней полости отсутствует, так как токи протекают вдоль этой трубы.

При контроле объектов, контур которых образует коаксиальную систему или ее часть, надежность контроля внешнего трубопровода- может быть повышена путем изменения функции распределения параметров электромагнитного ПОЛЯ с помощью преобразователей, установленных у поверхности внешнего трубопровода. В этом случае, в силу того, что магнитное поле вокруг внешней трубы, вхоДящей в коаксиальную систему, будет возникать лишь при наличии в ней неоднородностей, подлежащих выявлению, сигнал указанных преобразователей зависит только от наличия неоднородностей и не изменяется при перемещениях преобразователей относительно трубопровода без неоднородностей

Для более томной оценки параметров дефектов по функциям распределения napaMejpoB электромагнитного поля целесообразно использовать многочастотный генератор, возбуждая в объекте контроля токи различных частот; распределяющихся по толщине трубопровода с различной глубиной проникновения.

На участке 12 особенно ответственного назначения при изменений параметров электромагнитного поля изменяется окраска слоя 13 вещества, содержащего жидкокристаллические . компоненты, что может регистрировать ся визуально или с помощью телекамеры.

Дополнительное повышение надежности контроля достигается за счет того, что с помощью преобразователей системы 5 и 6 соответственно регистрируют параметры механических колебаний трубопровода и волн акустической эмиссии в нем, вызванных электромагнитным взаимодействием с возбуждающим магнитным полем. Полученные сигналы передаются и обрабаты ваются аналогично.

Кроме того, при контроле ферромагнитных трубопроводов, а также трубопроводов из композитных материалов содержащих ферромагнитные компоненты, например, в сварных швах, с помощью Преобразователей системы k, чувствительных к параметрам магнитного поля, могут регистрироваться и скачки Баркгаузена, сигналы о которых обрабатываются аналогично.Это позволяет дополнительно повысить надежность контроля трубопроводов, так как магнитные шумы (скачки Баркгаузена) весьма чувствительны к изменениям структуры ферромагнитных материалов.

Формула изобретения

1.Способ контроля состояния трубопроводов в процессе эксплуатации, заключающийся в том, что один из участков электрически замкнутых трубопроводов охватывают посредством индуктивного возбудителя с замкнутым магнитопроводом и по действию создаваемых таким образом продольных контуров тока в трубопроводах судят об их состоянии, отличаю щ и и с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, по крайней мере вдоль одного из коитуро.в тока по периметру трубопровода преобразовывают взаимодействие последнего с этим контуром в электрические сигналы и регистрируют их параметры

2.Способ по п. 1, о т л и .чающийся тем, что на поверхность трубопроводов наносят слой вещества, содержащего жидкокристаллические компоненты, и по их параметрам судят о состоянии трубопровоДОВо

3.Способ по пп. 1 и 2, о т л ичающийся тем, что в ферромагнитных трубопроводах дополнительно регистрируют магнитные шумы.

k. Способ попп. 1 и 2, о т л ичающийс я тем, что дополнительно регистрируют сигналы акустической эмиссии.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР о ,кл. G 01 J 3/08, ISt.

2.Авторское свидетельство СССР , кл. G 01 N 17/00, 1971 (прототип).