Дефектоскоп для контроля протяженных ферромагнитных изделий

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (504 G 01 N 27 82

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К Д BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2606805/25-28 (22) 24.04.78 (46) 07.06.88. Бюл. № 21 (71) Институт горной механики им. Г. А. Цулукидзе (72) Э. О. Миндели, В. А. Каландадзе и К. Л. Стефаниди (53) 620.179.143 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 482214, кл. В 07 С 5/344, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР № 410305, кл. G 01 N 27/86, 1969. (54) (57) 1. ДЕФЕКТОСКОП ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОТЯЖЕННЫХ ФЕРРОМАГНИТHbIX ИЗДЕЛИЙ, содержащий П-образный магнитопровод с постоянными магнитами, полюсные наконечники которого выполнены с отверстием для контролируемого изделия, преобразователь в виде концентратора, выполненный в виде пары колец трапециевидной формы, между которыми размещены элементы Холла, операционный усилитель и регистратор, отличающийся тем, что, с целью контроля стальных труб в процессе их производства, он снабжен закрепленной

„„SU„„1401365 A 1 на одном из полюсных наконечников магнитопровода кольцевой втулкой из немагнитного материала с полостью для размещения концентратора и крышкой для герметизации полости, включенным между выходами элементов Холла и операционным усилителем емкостным фильтром, регулируемым делителем питающего напряжения, выход которого соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, и включенными между выходом операционного усилителя и входом регистратора последовательно соединенным выпрямителем и усилителем постоянного тока.

2. Дефектоскоп по п. 1, отличающийся тем, что усилитель постоянного тока выполнен релейным, выпрямитель выполнен на точечном диоде, а операционный усилитель выполнен с регулируемой обратной связью.

3. Дефектоскоп по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения его чувствительности, особенно к внутренним дефектам, преобразователь сдвинут от нейтрали поля в сторону движения труб к второму полюсному наконечнику.

1401365

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля качества изделий электромагнитным способом и может найти применение в металлургической промышленности, в частности в трубопрокатном производстве для контроля качества труб.

Известно устройство для сортировки ферромагнитных труб, содержащее рольганг, расположенную над рольгангом полую штангу, на концах которой расположены два преобразователя параметров магнитного поля в электрические сигналы, узлы намагничивания и два электромагнита с взаимоортогональными полями, торцы полюсов которых образуют кольцевой канал (1).

Устройство осуществляет контроль внутренней поверхности трубы. Недостатком известного устройства является то, что оно контролирует лишь внутреннюю поверхность трубы и недостаточно чувствительно к дефектам, расположенным в стенке трубы, не выходящим на внутреннюю поверхность.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению техническим решением является дефектоскоп для контроля протяженных ферромагнитных изделий, содержащий П-образный магнитопровод с постоянными магнитами, полюсные наконечники которого выполнены с отверстием для контролируемого изделия, преобразователь в виде концентратора, выполненный в виде пары колец трапециевидной формы, между которыми размешены элементы Холла, операционный усилитель и регистратор (2).

Известное устройство производит точечное зондирование дефектов в канатах, имеющих обычно большую протяженность.

Однако для контроля состояния стальных труб, являющихся также протяженными изделиями, но имеющих по сравнению с канатом относительно малую длину, применение известного устройства не представляется возможным в связи с тем, что, напряжение на выходе преобразователя с элементами ЭДС Холла имеет две составляющие:одну, вызванную наличием диполя рассеяния от дефектов - полезный сигнал, и вторую, вызванную пронизыванием элементов ЭДС Холла потоком рассеяния силовых линий намагничивающей системы, вне сечения контролируемого объекта — сигнал помех (начальное напряжение), который по величине одного порядка с полезным сигналом.

При контроле состояния канатов начальное напряжение компенсируется постоянным компенсационным напряжением, так как характер поля рассеяния при перемещении каната остается практически постоянным.

Сигнал от преобразователя при этом подается непосредственно на вход операционного усилителя для усиления и регистрации.

Характер начального напряжения при контроле труб имеет сложную форму. Величина

55 его при прохождении начала и конца трубы сквозь разноименные полюсные наконечники меняется быстро, что не позволяет его компенсацию.

Кроме того, в известной конструкции канатного дефектоскопа невозможно допустить большие зазоры между контролируемым изделием и преобразователем, которые требуются для надежности устройства контроля.

Целью изобретения является контроль стальных труб в процессе их производства.

Поставленная цель достигается тем, что известный дефектоскоп снабжен закрепленной на одном из полюсных наконечников магнитопровода кольцевой втулкой из немагнитного материала с полостью для размещения концентратора и крышкой для герметизации полости, включенным между выходами элементов Холла и операционным усилителем емкостным фильтром, регулируемым делителем питающего напряжения, выход которого соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, и включенными между выходом операционного усилителя и входом регистратора последовательно соединенным выпрямителем и усилителем постоянного тока.

Кроме того, усилитель постоянного тока выполнен релейным, выпрямитель выполнен на точечном диоде, а операционный усили-тель выполнен с регулируемой обратной связью.

Преобразователь сдвинут от нейтрали поля в сторону движения труб к второму полюсному наконечнику.

На чертеже приведена схема устройства.

Между преобразователем в виде элементов Холла 1 с кольцами трапециевидной формы концентратора 2 и операционным усилителем 3 установлен емкостный фильтр 4 и на входе питания операционного усилителя установлен регулируемый делитель 5, соединенный с инвертирующим входом 6 операционного усилителя.

На выходе усилителя 3 установлены последовательно включенные точечный полупроводниковый диод 7, релейный усилитель 8 и регистратор 9.

На входе питания катушки намагничивания электромагнита 10 установлены регулятор 11 тока намагничивания с выпрямителем 12.

На операционном усилителе 3 установлен регулятор 13 усиления в виде переменного сопротивления обратной связи.

П-образный магнитопровод 14 электромагнита имеет сменные полюсные наконечники 15 с отверстиями, сквозь которые проходит контролируемая труба 16. Преобразователь 1 крепится при помощи кольцевой втулки 17 к полюсному наконечнику 15, герметически закрывается крышкой 18 и сдвинут вдоль оси движения трубы относитель1401365

Составитель А.Матвеев

Редактор Л. Гратилло Техред И. Верес Корректор I. Пилипенко

Заказ 2535/43 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4 5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 но нейтрали поля п — n на возможное расстояние Q.

Для отделения полезного сигнала от помех, вызванных главным образом появлением переменной составляющей начального напряжения в результате перераспределения потока намагничивающего поля при прохождении концов контролируемой трубы 16 сквозь полюсные наконечники 15 электромагнита 10, сперва из сигнала при помощи емкостного фильтра 4 отделяется его постоянная составляющая.

Затем снижается уровень динамической составляющей сигнала, вызванной искажением поля рассеяния при прохождении начала трубы 16 сквозь полюсные наконечники 15 электромагнита 10, путем компрессии сигнала с помощью регулируемого делителя 5 напряжения питания операционного усилителя 3 по постоянному току, собранного на резисторах R R2, Кз и R4 и соединенного с его инвертирующим входом 6.

При скоростном динамическом перемагничивании трубы возникают вихревые токи, влияющие на формирование магнитного потока в межполюсном участке трубки, поэтому с целью повышения чувствитель- 25 ности дефектоскопа, особенно к внутренним дефектам, преобразователь устанавливается в зоне между нейтралью поля и — и и вторым полюсным наконечником 15 на расстоянии а, зависящем от конструкции корпуса преобразователя. 30

Для устойчивой работы регистратора 9, в качестве которого применяется электромагнитный краскоотметчик, на выходе усилителя 3 устанавливаются выпрямитель 7 на точечном диоде, срезающий отрицательный полупериод импульса сигнала, а также релейный усилитель 8.

С целью повышения чувствительности преобразователя 1 острые углы колец

2 концентратора трапецеидального сечения, кроме внутренних кромок, закруглены. Это позволяет устранить шунтирование поля от дефектов вне элементов Холла.

Для производства контроля состояния труб разного сортамента в схеме предусматриваются выбор оптимального коэффициента усиления операционного усилителя 3 с помощью регулятора 13, установленного в цепи отрицательно обратной связи усилителя 3, изменение поля намагничивания путем соответствующей установки регулятора 11 намагничивающего тока, применение сменных полюсных башмаков 15 и преобразователя 17 соответствующего типоразмера.

Изобретение может быть использовано на трубопрокатных цехах металлургических заводов, изготовляющих бесшовные трубы, диаметром 30 мм и выше, а также на магистральных нефтепроводах и газопроводах.

Технология изготовления труб с внедрением изобретения не меняется.

Положительный эффект от применения предлагаемого изобретения достигается возможностью контроля ферромагнитных труб в процессе производства, а также повышением чувствительности устройства. к внутренним дефектам трубы.