Зонд для ультразвукового контроля стенок трубопровода

 

1. ЗОНД ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ СТЕНОК ТРУБОПРОВОДА, состоящий из проницаемого для ультразвука полого колеса с заключенной .внутри него звукопередающей средой и датчиками для передачи и приема ультразвукового излучения, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности измерения путем поддержания адекватного акустического соединения зонда с трубой, по-; лое колесо состоит из снабженного эластичной звукопроводящей шиной жест1 ого обода с торцовыми элементами и смонтировано на каретке, выполненной с возможностью линейного и углового перемещений в вертикальной плоскости, при этом с торцовых сторон полого колеса соосно с ним и с зазором относительно ступиц его оси размещены направляющие колеса, подвижно установленные на общем валу , закрепленном на каретке, параллельно оси полого колеса. 2.Зонд по п. 1, о т л и ч -а ющ ии с я тем, что, с целью предотвращения разрушения звукопроводящей шины, полое колесо заключено в заш 1тный экран, выполненный с углублениями по периферии, а на каретке СО установлен кулачковый механизм, следящий элемент которого контактирует с углублениями на экране. 3.Зонд по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что полое колесо снабжено профилированным звукопроводящим блоком, установленным между со ел датчиками для передачи и приема ультразвукового излучения и ободом посо лого колеса. ю СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) F 17 D 5/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К IlATEHTY (21) 2660348!25-08 (22 ) 22.08.78 (31) 35354/77 (32 ) 23.08.77 (33 ) GB (46 ) 30.11.85. Бюл. N 44 (71) Бритиш Гаэ Корпорейшн (GB) (72) Реджинальд Брайан Балл, Колин Даффилл и Рональд Артур

Усмар (СВ) (53) 621.646,95 (088.8) (56) Патент США В 4055990, кл. 73-623, опублик. 1977. (54)(57)1. ЗОНД ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО

КОНТРОЛЯ СТЕНОК ТРУБОПРОВОДА, состоящий из проницаемого.для ультразвука полого колеса с заключенной .внутри него звукопередающей средой и датчиками для передачи и приема ультразвукового излучения, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности йзмерения путем поддержания адекватного акустического соединения зонда с трубой, полое колесо состоит из снабженного эластичной эвукопроводящей шиной

„„SU „„» 95925 А жестКого обода с торцовыми элементами и смонтировано на каретке, выполненной с возможностью линейного и углового перемещений в вертикальной плоскости, при этом с торцовых сторон полого колеса соосно с ним и с зазором относительно ступиц его оси размещены направляющие колеса, подвижно установленные на общем валу, закрепленном на каретке, параллельно оси полого колеса.

2. Зонд по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью предотвращения разрушения звукопроводящей шины, полое колесо заключено в защитный экран, выполненный с углублениями по периферии, а на каретке установлен кулачковый механизм, следящий элемент которого контактирует с углублениями на экране.

3. Зонд по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что полое колесо снабжено профилированным звукопроводящим блоком, установленным между датчиками для передачи и приема ульт развукового излучения и ободом полого колеса.

1195925 2

Изобретение относится к устройствам для нераэрушаемого контроля стенок труб, например для измерения толщины, выявления трещин и других дефектов в стенке труб.

Целью изобретения является повышение точности измерения путем поддержания адекватного акустического соединения зонда со стеной трубы.

На фиг. 1 представлен зонд для ультразвукового контроля стенок трубопровода в рабочем положении, общий вид; на фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 — сечение А-А на фиг.2;15 на фиг . 4 — сечение Б-Б на фиг. 3.

Зонд состоит из смонтированного на каретке 1 полого колеса 2, содержащего проницаемый для ультразвука жесткий обод 3 с торцовыми элемента- 20 ми 4, установленными на подшипниках

5, размещенных на оси 6.

По периферии жесткий обод снабжен эластичной звукопроводящей шиной 7 и заключен в эащцтный экран 8, свободно вращающийся иа подшипниках 9, закрепленных в полом колесе 2 посредством цдастин 10. Защитный экран8 выполнен с тремя окнами ll, через которые полое колесо 2 контактирует 30 со стенкой исследуемой трубы 12. Края каждого окна ll имеют форму, обеспечивающую при отсутствии на внутренней стенке трубы 12 какифе1ибо не.ровностей, например сварочных швов, З5 контакт трубы только с шиной 7 (через нижнее окно ll), исключая касание с трубой экрана 8.

Для сохранения указанного взаимного положения одного иэ окон 11 и 40 стенок трубы 12 экран 8 по краям имеет ряд углублений 13, в которых размещены следящие элементы кулачкового механизма 14, а также зубцы (юули выточки.) 15. 45

В полости колеса 2 находится звукопроводящая среда, например смесь глицерина с водой, которая содержит частицы углерода, например графита или дисульфида молибдена .Размер час- 50 тиц выбирают таким образом, чтобы не ослаблять звук частоты, создаваемой датчиками 16, и в то же время ослаблять принимаемые ими звуки нежелательных частот. 55

Датчики 16 ультразвука установлены на нейлоновом блоке 17, прижатом к внутренней поверхности обода 3 посредством пружины 18, укрепленной между верхним кронштейном 19 и пальцем 20 в центральном блоке 21, через которые свободно проходят стержни

22, оединенные с нижним кронштейном

23, несущим нейлоновый блок 17 возможностью линейного перемещения в плоскости поперечного сечения трубы

12. Форма блока 17 соответствует внутренней поверхностью обода 3 с целью гарантированного вхождения ультразвука от датчиков 16 в стенку трубы

12 под определенным углом и проникновения эвукопроводящей среды во все зазоры между датчиками 16 и блоком

)7, а также между блоком 17 и ободом 3.

Электрические выводы (не показаны) от датчиков 16 проходят по сверлению (не показано) в оси 6 и через уплотнения 24, предотвращающие утечку звукопроводящей среды из полости колеса 2.

Каретка 1 полого колеса 2 состоит из жестко соединенных со ступицей 25 оси 6 боковых пластин 26, связанных между собой поперечной балкой

27, на которой перпендикулярно оси

6 закреплена ось 28, на подшипниках

29 которой размещен поворотный блок, в продольных подшипниках 30 которого установлены подвижные валы 31, несущие поддерживающий элемент 32, жестко прикрепляемый к транспортно- . му средству (не показано) при транспортировке зонда по трубопроводу.

Между подцерживающим элементом

32 и поворотным блоком установлены охватывающие валы 31 пружины ЗЗ, обеспечивающие через поворотный блок, поперечную балку 27, боковые пластины 26, ступицы 25 и ocr 6 при- жатие полого колеса 2.к стенке тру- . бы 12.

На боковых пластинах 26 каретки

1 в:подшипниках 34 установлены концы оси 35, на которой закреплены поворотные плечи 36 металлических направляющих колес 37, наружный диаметр которых меньше диаметра полого колеса 2, а внутренний диаметр больше наружного диаметра ступиц 25 оси

6, что обеспечивает направляющим колесам 37 возможность воэвратнопоступательного перемещения в плоскости, перпендикулярной оси 6.

1195925

11 2 7 12

Фиг. 1

Вращение обода направляющих колес 37 осуществляется в подшипниках

38, установленных в пластинах 39, прикрепленных к поворотным плечам

36, упруго соединенным посредством пружи* 40 с торцовыми пластинами 2б.

Для исследования трубопровода зонд в собранном виде вводится в трубу 12 и устанавливается симметрично относительно ее продольной и поперечной оси. Это достигается поворотом каретки вокруг оси 28.

В таком положении звукопроводящая шина 7 полого колеса 2 под воздействием пружин 33 через нижнее 15 окно 11 в защитном экране плотно прижимается к стенке трубы 12, исключая присутствие газа на поверхности раздела колесо-труба, что обеспечивает хорошее акустическое соединение 20 между ними.

В правильно установленном положении зонд контактируе с трубой 12 в трех точках касания: направляющих колес 37 и полого колеса 2. При этом 25 все три точки находятся в одной плоскости поперечного сечения трубы, а нейлоновый блок 17 перпендикулярен к касательной стенки трубы в точке контакта полого колеса 2 с трубой. 30

Если при движении нарушается правильное положение зонда относительно. трубы 12 (в;случае, если точка каса- ния одного из направляющих колес 37 окажется вьппе, чем точка касания другого), то каретка за счет поворота вокруг оси 28 исправит это положение, сохраняя плотный контакт шины 7 с трубой.

При встрече полого колеса .2 с неровностями (сварочным швом), которые могут повредить шину 7, защитный экран 8 при помощи зубцов. (нли выточек) 15 наезжает на препятствие и, преодолев усилие пружины кулачкового следящего механизма 14, начинает вращаться, проходя между ободом 3 и трубой 12. В результате этого обод под:нимается над препятствием до тех пор, пока следующее окно ll экрана 8 не займет относительно трубы 12 аналогичное положение и не зафиксируется в этом положении посредством следящего кулачкового механизма 14. Это обеспечивается в результате попадания следящего элемента кулачкового механизма в новое углубление 13 на экране 8, что предохраняет шину 7 от.повреждения и удлиняет срок службы зонда, 1195925!!95925

А-А

Фмг. 4

ВНИИПИ Заказ 7428/б2 Тираж 464 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4