Устройство для вихретокового контроля труб теплообменника с трубами u-образной формы

 

Изобретение относится к вихретоковой дефектоскопии и может найти применение для контроля труб теплообменника с трубами U-образной формы. Цель изобретения - повышение точности контроля - достигает2 Ь5 ifif ся благодаря тому, что вводный наконечник зонда 1 для вихретокового контроля эластичными шлангами За-Зт при промежуточном включении нескольких катушек 5a-5h соединен с удлинительным рукавом 8. Этот удлинительный рукав 8 посредством выдвижного блока 7 может быть вставлен в контролируемую трубу. Прижимные поверхности 9 катушек 5a-5h проходят в каждом случае лишь по части внутренней окружности трубы и катушки 5a-5h взаимно смещены по окружности испытательного зонда 1 и продольной оси зонда. В испытательном зонде размещен блок определения положения дефекта. С помощью устройства могут быть проверены трубы также и с узкими радиусами кривизны, при этом места дефектов определяются линейными и угловыми данными. 7 з.п.ф-лы, 9 ил. (Л С 34 xj ю ю го ел го .W

COI03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) s G 01 N 27/90

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

M 3

Ю (Я Э гд (21) 4613950/28 (22) 25.04.89 (31) 3820423.1 (32) 15.06.88 (33) ОЕ (46) 23.03.92. Бюл. М 11 (71) Сименс АГ (DE) (72) Хельмар Адамс, Георг Бегеляйн и Хайнц

Якоб (ОЕ) (53) 620,179 14 (088.8) (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИХРЕТОКОВОГО

КОНТРОЛЯ ТРУБ ТЕПЛООБМЕННИКА С

ТРУБАМИ 0-ОБРАЗНОЙ ФОРМЫ (57) Изобретение относится к вихретоковой дефектоскопии и может найти применение для контроля труб теплообменника с трубами 0-образной формы. Цель изобретения— повышение точности контроля — достигает45 Ц 1

„„Я3 „„ I 722252 А3 ся благодаря тому, что вводный наконечник зонда 1 для вихретокового контроля эластичными.шлангами За-3m при промежуточном включении нескольких катушек 5а-5h соединен с удлинительным рукавом 8. Этот удлинительный рукав 8 посредством выдвижного блока 7 может быть вставлен в контролируемую трубу; Прижимные поверхности 9 катушек 5а-5h проходят в каждом случае лишь по части внутренней окружности трубы и катушки 5а-5h взаимно смеще-. ны по окружности испытательного зонда 1 и продольной оси зонда. В испытательном зонде размещен блок определения положения дефекта. С помощью устройства могут быть проверены трубы также и с узкими радиусами кривизны, при этом места дефектов определяются линейными и угловыми данными. 7 з.п.ф-лы, 9 ил, 1722252

Изобретение относится к вихретоковой ее изогнутой части} катушки неравномерно дефектоскопии и может найти применение прилегают к внутренней стенке трубы. На для контроля труб теплообменника с труба- практике внутренние диаметры в изогнутых, а также в прямых трубах не являются

Известно устройство для вихретокового 5 точно равными. Поэтому катушки не прилеконтроля труб теплообменника с трубами гают с достаточной надежностью по внутU-образной формы, в котором испытатель- реннему периметру, что приводит к ный зонд выполнен с кольцевыми катушка- снижению точности контроля. ми, установленными в двух параллельных Целью изобретения является повышеплоскостях поперек оси трубы и запрессо- 10 ние точности контроля, ванными в корпус катушки. С одной сторо- Устройство для вихретокового контроля ны испытательный зонд через гибкий рукав, труб теплообменника с трубами U-образной несущий направляющий элемент, соединен формы, содержащее испытательный зонд, с удлинительным рукавом, а с другой сторо- состоящий из элементов, соединенных межны через рукав, несущий направляющий 15 ду собой гибкой связью, и включающий по элемент — к вводному наконечнику, Гибкие меньшей мере три секции, располо>кенные рукава обладают большей гибкостью, чем вдоль общей оси, каждая из которых выполудлинительный рукав, через который с по- нена в виде корпуса, в котором установлен мощью выдвижного устройства испыта- катушкодержательсукрепленной на нем кательный зонд может быть вставлен в 20 тушкой индуктивности, удлинительный руU-образнуютрубутрубного пучка. Приэтом кав, эластичные шланги, соединяющие обе оси катушки расположены сооснос про- элементы зонда между собой и с удлинидольной осью испытательного зонда и могут тельным рукавом, а также блок обработки быть установлены два дефекта в прямоли- сигналов, причем катушки индуктивности нейной и изогнутой части проверяемой тру- 25 секций смещены одна относительно другой бы, однако невозможно определить точное по окружности, снабжено пружинами по положение по окружности трубы, числу катушек индуктивности, а в корпусах

Известно устройство для вихретокового секций выполнены пазы, перпендикулярконтролятру т олятруб, зондкоторогоимеетмножест- ныекосизонда, в которых размещены каво аксиальных эластичных пластмассовых 30 тушкодержатели, которые посредством полос, которые образуют окружность де- пружин амортизированы относительно GGN фектоскопа. На каждой полосе укреплена. зонда. вихретоковая катушка. В стенках пазов выполнены перпендиПри выдвижном движении через катуш- кулярные к оси зонда прорези, а катушкоки происходит касание всей внутренней по- 35 держатели имеют цапфы, параллельные оси верхности проверяемой трубы. Однако зондаивзаимодействующиеспрорезями. В .устройство пригодно лишь для проверки пря- пазах секций расположено по два катушкомолинейных труб, Расположение дефекта от- держателя с укрепленными на них катушкамечается лишь продольным размером так, ми индуктивности, ориентированными что из этого можно только заключить, на ка- 40 диаметрально противоположно одна отнокойвысотетрубы расположендефект. сительно другой. Кроме того, устройство

Наиболее близким по технической сущ- имеет четыре секции, пазы секций смещены ности являетсяустройстводля вихретоково- один относительно другого на угол a= 45, го контроля труб теплообменника с трубами а длина 1 рабочей поверхности катушки ин0-образной формы. содержащее испыта- 45 дуктивности выбрана изусловия >, где тельный зонд, состоящий из элементов, со- 2 единенных между собой гибкой связью, и R — наружный радиус корпуса секции. включающий по меньшей мере три секции, Кроме гого, устройство снабжено пе, расположенныевдольобщейоси,ка>кдаяиз чатными платами по числу секций, за-. которых выполнена в виде корпуса, в кото- 50 крепленными на катушкодержателях и ром установлен катушкодержатель с укреп- соединенными с выводами соответствуюленной на нем катушкой индуктивности, щихкатушекиндуктивности,Элементыэонудлинительный рукав, эластичные шланги, да имеют на концах полые цилиндрические соединяющие элементы зонда между собой насадки, а шланги своей наружной поверхи с удлинительным рукавом, а также блок 55 ностью соединены с внутренней поверхнообработки сигналов, причем катушки индук- стью насадок резьбовым соединением. тивности секций смещены одна относитель- Один из элементов зонда представляет но другой по окружн .ой по окружности. собой блок определения положения дефекН остатком известного устройства яв- тов и выполнен в виде полого цилиндра, по едостатком и ляется то, что при контроле трубы (особенно периметру которого равномерно распреде1722252 лены контакты, связанные через сопротивления с контактами печатных плат, а также в форме контактного элемента в виде электролроводящего шара, закрепленного в полости цилиндра на натянутом вдоль зонда тросе и соединенного посредством электрических проводов с блоком обработки сигнала. Трос выполнен из двух частей, одни концы которых соединены цилиндрической пружиной, а другие концы — соответственно с первым элементом зонда и узлом соединения зонда с удлинительным рукавом.

На фиг.1 представлено устройство для вихретокового контроля труб теплообменника с трубами О-образной формы, продольный разрез; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 — разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 — разрез В-В на фиг.1; на фиг.5— разрез Г-Г на фиг.1; на фиг.6 — устройство для вихретокового Контроля, вид сбоку; на фиг.7 — электрическая коммутационная схема блока определения местоположения дефекта; на фиг.8 — контактная схема блока определения местоположения, поперечный разрез; на фиг,9 — распределительная схема сопротивлений.

Устройство для вихретокового контроля труб теплообмен ника с трубами U-образной формы (фиг.1 и 6) состоит из испытательного зонда 1 с вводным наконечником 2, эластичными шлангами За-3m, промежуточными опорами 4а-4е и катушками 5а-5h соединен с соединительным элементом 6, выполненным в виде штеккера, который посредством выдвижного блока 7 вдвигается в контролируемую трубу. Шланги За-3m, гибкость которых больше гибкости удлинительного рукава 8, установлены в контролируемой трубе с помощью опор 4а-49, имеющих кольцевую форму.

Прижимные поверхности 9 (фиг,2) катушек 5а-5h в каждом случае проходят по части внешней окружности (сектора) зонда 1.

Катушки 5а-5h смещены одна относительно другой по окружности зонда 1 на заданный угол (фиг.2- и 3), а также по продольной оси зонда на длину а (фиг.6) так, что при продвижении зонда 1 по контролируемой трубе каждая катушка 5а-5h зондирует заданный участок внутренней поверхности трубы. Катушки 5а-5h при этом своими осями W намотки установлены параллельно оси зонда и по меньшей мере частично залиты в катушкодержатели 10а, 10Ь. Катушкодержатели 10а, 10Ь подвижно установлены в вертикальных к оси зонда пазах 11-14 корпусов 15а-15d (фиг.2-5), При этом катушкодер>катели 10а, 10Ь имеют установленные параллельно оси зонда осевые цапфы 16 и

17 (фиг.1),,которые допускают качательное и вертикальное перемещение и установлены для этого с возможностью перемещения в прорезях 18 и 19 в стенках пазов 11-14.

Благодаря этому достигается хорошая при5 гонка прижимных поверхностей 9 катушек к внутренней поверхности трубы и в изгибах трубы. Катушкодержатели 10а, 10Ь пружинами 20 в пазах 11-14 отжимаются наружу (амортизированы относительно оси зонда).

10 В устройстве в каждом случае два катушкодержателя 10а, 10Ь соответственно одной катушкой в каждом пружиняще установлены в пазу. Таким образом, зонд 1 имеет четыре смещенных по продольной оси

15 зонда паза 11-14 с соответственно двумя катушкодержателями, например 10а, 10Ь в каждой, при этом пазы 11-14 смещены один, относительно другого на угол а, равный

45О, так, что прижимные поверхности 9 ка20 тушек 5а-5h взаимно перекрываются.

Токопроводящие концы 21 и 22 катушек подведены к клеммам 23 и 24 на катушкодер>кателе (фиг.2). Оттуда подвижнь1е провода 25 и 26 идут к электрическим печат25 ным платам 27, которые внутри корпусов

15а-15d зафиксированы штифтами 28 с прорезями 29. От каждой печатной платы 27 два электрических кабеля 28 и 29 идут к каналам в катушкодержателях и оттуда по внутрен30 ней части эластичных шлангов За-3m (фиг.1) и по удлинительному рукаву проходят в клеммной коробке 30 или к соединительному элементу 6 (фиг,6) и от1уда через удлинительный рукав 8 к клеммной коробке 30, 35 соединенной с блоком 31 обработки сигнала.

Для определения местоположения дефекта в зонде 1 предусмотрен блок 32 определения положения дефектов, Блок 32

40 (фиг,7-9) образован из электрической распределительной схемы 33 сопротивлений с несколькими отводами, идущими к контактам 34-41. Контакты 34-41 с одинаковым интервалом расположены по внутреннему

45 периметру полого цилиндра, размещенного в разъемной полой дополнительной опоре

4а с промежуточно включенными изолирующими элементами (фиг.8). С распределенными по периметру цилиндра контактами

50 34-41 взаимодействует контактный элемент

42 (фиг.1) в форме электропроводящего шара, установленный на весу по оси зонда на натянутом в зонде 1 тросе 43. Трос 43 с одной стороны скобой 44 с пол ощью винта

55 45 закреплен внутри вводного наконечника

2, проведен через дополнительные опоры

4а-4е и размещен на катушкодержателях в . каналах (фиг.2-5), а с другой стороны укреплен на соединительном элементе 6 для удлинительного ру:= а 8 и оттуда протянут

1722252 при необходимости через удлинительный Точность регистрации углового поло>керукав к клеммной коробке ЗО (фиг.1). Для ния дефекта может быть повышена количетого, чтобы трос 43 постоянно удерживался ством катушек, если недостаточно охватить в натянутом состоянии, в одной из направ- четырьмя парами катушек вписанный угол ляющих элементов 4с установлена натяж- 5 45, Если к определению расположения деная пружина 46; Сопротивления 47-54 фектапредьявляютсялишьнезначительные распределительной схемы 33 сопротивле- требования, то можно обойтись также мений также размещены в полости дополни- нее чем четырьмя парами катушек, при тельной опоры 4b. Распределительная необходимости также с тремя катушками, о схема 33 сопротивлений электрическими 10 смещенными на 120 . проводами 55 и 56 и контактный элемент 42 Формула изобретения электропроводом 57 соединены с блоком 31 1. Устройство для вихретокового контобработки сигнала, оснащенным индика- роля труб теплообменника с трубами 0-обторными и/или регистрирующими прибора- разной формы, содержащее испытательный ми 58-60 (фиг.б). 15 зонд, состоящий из элементов, соединенВ регистрирующем приборе 58, имею- ных между собой гибкой связью, и включащем осциллографический экран, результа- ющий по меньшей мере.три секции, ты вихретокового контроля представляются расположенные вдоль общей оси, каждая из графически. Выдвижной блок 7снабженуз- которых выполнена в виде корпуса, в котолом 61 отсчета, от которого протянуты алек- 20 ро«установлен катушкодержатель с укрептрические провода к индикаторному ленной на нем катушкой индуктивности, прибору 53, показывающему длину выдви- удлинительный рукав, эластичные шланги, женил зонда в проверяемой трубе. соединяющие элементы зонда между собой

Провода 55-57 протянуты через внут- и с удлинительными рукавом, а также блок ренний объем эластичных шлангов За-3m, 25 обработки сигналов, причем катушки индукпри этом на корпусах 15а-15d провода 55-57 тивности секций смещены относительно одвместе с кабелями 28 и 29 размещены в на другой по окружности, о т л и ч а ю щ е еканалах 58 (фиг.5). Электрические провода с я тем, что, с целью повышения точности

55-56 подключены к источнику 59 постоян- контроля, оно снабжено пружинами по чисного напряжения (фиг.7). Распределитель- 30 лу катушек индуктивности, а в корпусах секная схема 33 сопротивлений образует ций выполнены пазы, перпендикулярные к делитель напряжения, на отводах которого оси зонда, в которых размещены катушкостанавлиеаются определенные напряже- держатели, которые посредством пружин ния, имеющие, например, значения, 2, 4, 6, амортизированы относительно оси зо да. н

8, 10, 12, 14, 16 В. Если зонд попадает в 35 2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е езакругление контролируемойтрубы,то кон- с я тем, что в стенках пазов выполнены тактный элемент 42 касается одного из кон- перпендикулярные к оси зонда прорези, а тактов34 —.41.Так как катушки 5а-5h жестко катушкодержатели имеют цапфы, паралсоединены с контактами 34-41, то тем са- лельные оси зонда и взаимодействующие с мым фиксируется положение отдельных ка- 40 прорезями. тушек в колене контролируемой трубы. 3. Устройство по пп. 2, о т л и ч а ю щ е еНапряжение, прикладываемое между про- с я тем, что в пазах секций расположено по водами 56 и 57, является мерой для углового два катушкодержателя с укрепленными на положения отдельных катушек в колене кон- них катушками индуктивности, ориентиротролируемой трубы. Соответствующее зна- 45 ванными диаметрально противоположно чение напряжения регистрируется относительно одна другой. прибором 60, выполненным в виде самопис- 4. Устройство по пп,1-3, о т л и ч а ю щ ее ся тем, что оно имеет четыре секции, пазы

Расположенныеме>кдудополнительны- секций смещены относительно друг друга ми опорами 4а-4е и корпусами 15а-15h эла- 50 на угол 45, а длина L рабочей поверхности стичные шланги За-3m образованы катушки индуктивности выбрана из условия элементами пустотелого вала. состоящими L ) —, г е R — а р

R в основном из гибкой проволочной спирали 2 с взаимным радиальным сцеплением спи- секции, ралей (фиг.1). Дополнительные опоры 4а- 55 5. Устройство по пп,1-4, отл и ч а ю ще4е и корпуса 15-15d имеют центральное еся тем, чтооноснабжено печатными плапроходное отверстие. а на обоих концах — тами по числу секций, закрепленными на насадки с внутренними резьбовыми витка- катушкодержателях и соединенными с выми для ввинчивания элементов пустотело- водами соответствующих катушек индукго вала, тивно сти.

1722252

6. Устройство по пп.1-5, о т л и ч а ю щ ееся тем,,что элементы зонда имеют на концах полые цилиндрические насадки, а шланги своей наружной поверхностью соединены с внутренней поверхностью наса- 5 док резьбовым соединением.

7. Устройство по пп.1-6, отл и ч а ю щее с я, тем, что один из элементов зонда представляет собой блок определения положения дефектов и выполнен в виде полого 10 цилиндра, по периметру которого равномерно распределены контакты, связанные через сопротивления с контактами печатных плат, а также в форме контактного элемента в виде электропроводящего шара, закрепленного в полости цилиндра на натянутом вдоль зонда тросе и соединенного посредством электрических проводов с блоком обработки сигнала.

8, Устройство по п.7, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что трос выполнен из двух частей, одни концы которых соединены цилиндрической пружиной, а другие концы — соответственно с первым элементом зонда и узлом соединения зонда с удлинительным рукавом.

1722252

1722252

Составитель И, Кесоян

Техред M.Moðãåíòàë Корректор О. Кундрик

Редактор И. Шулла

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 969 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5