Механизм установки датчиков для сканирующего устройства дефектоскопии длинномерных изделий

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю длинномерных изделий, в том числе труб, и может быть использовано при сканировании наружной поверхности длинномерных изделий. Механизм установки датчиков содержит корпус с опорными роликами 2 и установленную на нем между его двух щек 3 подпружиненную каретку 9 с датчиком 13. Опорные ролики 2 установлены на кронштейнах 1. Для обеспечения максимального числа степеней свободы каретки с датчиком на щеках 3 корпуса выполнены клиновые пазы 4, 6, нижняя поверхность которых изготовлена по радиусу R, а с внутренней стороны каждой щеки выше начала клинового паза выполнено поднутрение. В каждой щеке в одних и тех же соосных пазах один из клиновых пазов 6 имеет вертикальную сторону. Каретка установлена с помощью подвески, изготовленной в виде размещенных в пазах щек осей 15, опорные концы которых выполнены в виде конусов, сужающихся к цилиндрическим концам. Технический результат: увеличение долговечности датчиков, повышение точности контроля. 2 ил.

Изобретение относится к неразрушающему контролю длинномерных изделий, в том числе труб, таких как насосно-компрессорные, обсадные бурильные, нефтегазопромысловые и т.п.

Изобретение может быть использовано при сканировании наружной поверхности длинномерных изделий в процессе неразрушающего контроля на наличие скрытых дефектов, для контроля толщины стенки.

Количество механизмов установки датчиков на сканирующем устройстве зависит от диаметра контролируемого изделия (в том числе трубы) с учетом перекрытия его диаметра датчиками.

Известно устройство к дефектоскопу для контроля цилиндрических изделий, содержащее корпус, радиально расположенные в корпусе подпружиненные штоки, часть которых на одних своих концах несет датчики, а другая - ролики, снабженные втулкой, соосной с корпусом и имеющей коническую рабочую поверхность, контактирующую со свободными концами штоков, которые выполнены перемещаемыми вдоль конической поверхности.

Как вариант исполнения, втулка может быть снабжена дополнительными коническими рабочими поверхностями с одинаковой конусностью, количество которых равно количеству групп датчиков и роликов. Устройство обеспечивает увеличение диапазона контролируемых диаметров изделий и упрощение перенастройки на заданный размер (Авторское свидетельство СССР 258688 G 01 N 19/08, опубл. 17.04.1970).

Недостатком данного устройства является то, что датчики не защищены от повреждения выступами или дефектами контролируемой поверхности.

Известно устройство к дефектоскопу для автоматического отведения датчиков от поверхности контролируемого изделия при прохождении его концевых частей, содержащее установленный на каретке с датчиками подпруженный рычаг с роликом, при этом каретка датчика снабжена дополнительным блокировочным рычагом, установленным на заданном в зависимости от скорости подачи контролируемого изделия расстоянии от ролика, что в совокупности обеспечивает предотвращение повреждения датчика при изменении установленной скорости движения изделия.

Кроме того, для сигнализации о необходимости изменения скорости подачи в дефектоскоп изделий рычаги блокировки и ролика снабжены электрическими контактами, которые необходимы для замыкания сигнальной цепи при отклонении скорости подачи контролируемых изделий от установленной величины (Авторское свидетельство СССР 251897 G 01 N 19/08, опубл. 10.02.1970).

Недостатком устройства является отсутствие защищенности ползуна и датчиков от истирания контролируемой поверхностью.

Известен механизм установки искателей (датчиков) по направлению к контролируемой трубе (длинномерному изделию) в сканирующем устройстве для ультразвуковой дефектоскопии.

Механизм установки искателей (датчиков) выполнен с возможностью плоскопараллельного перемещения в виде двух расположенных одна напротив другой, имеющих по две щеки кареток (корпусов) с опорными роликами, которые шарнирно соединены с помощью осей и направляющих пальцев с корпусом ванны сканирующего устройства, а оси опорных роликов связаны между собой пружинными амортизаторами. Кроме того, механизм установки искателей (датчиков) связан с корпусом ванны посредством поворотного кольца. Настройку положения искателей (датчиков) обеспечивают держатели (каретка). Указанное устройство должно обеспечивать высокое качество контроля в любых точках сечения при упрочнении конструкции (Патент РФ 20443 15 G 01 N 29/26, опубл. 20.09.1995, формула и описание - прототип).

Примечание. В описании известного и предлагаемого устройства имеются терминологические расхождения. В скобках указаны названия признаков предлагаемого устройства, идентичные признакам известного.

Однако известный механизм установки датчиков может работать только в условиях больших зазоров между датчиком и контролируемой трубой при ультразвуковой дефектоскопии в жидкой среде.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в повышении качества контроля и увеличении долговечности датчиков.

Техническим результатом изобретения является повышение качества контроля за счет обеспечения требуемого зазора порядка 0,3-0,5 мм между датчиком сканирующего устройства и контролируемым изделием, его ориентации путем обеспечения максимального числа степеней свободы, а также защита датчиков от ударов при заходе контролируемого изделия в сканирующее устройство.

Указанный технический результат достигается тем, что механизм установки датчиков для сканирующего устройства дефектоскопии длинномерных изделий содержит имеющий возможность плоскопараллельного перемещения относительно сканирующего устройства корпус с опорными роликами и установленную на нем между его двух щек подпружиненную каретку с датчиком.

Отличием от прототипа согласно изобретению является то, что опорные ролики установлены на кронштейнах, а для обеспечения максимального числа степеней свободы каретки с датчиком на щеках корпуса выполнены клиновые пазы, нижняя поверхность которых изготовлена по радиусу R, а с внутренней стороны каждой щеки, выше начала клинового паза, выполнено поднутрение, при этом в каждой щеке, в одних и тех же соосных пазах один из клиновых пазов выполнен односторонним, а каретка установлена с помощью подвески, изготовленной в виде размещенных в пазах щек осей, опорные концы которых выполнены в виде конусов, сужающихся к цилиндрическим концам.

На фиг.1 показано предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Механизм установки датчиков для сканирующего устройства дефектоскопии длинномерных изделий содержит корпус в виде кронштейнов 1 с роликами 2 и двух боковых щек 3 с клиновыми пазами 4, нижняя поверхность которых выполнена по радиусу R, а с внутренней стороны щек 3, выше начала клинового паза 4, выполнено поднутрение 5, при этом в каждой щеке 3, в одних и тех же соосных пазах 4, один из клиновых пазов выполнен односторонним 6. Кронштейны 1 закреплены на направляющих 7, установленных в корпусе сканирующего устройства 8 с возможностью плоскопараллельного перемещения. Между боковых щек 3 на подвеске установлена каретка 9 с направляющей 10, имеющей заходные конусные поверхности 11 и контактную цилиндрическую поверхность 12, и датчиком 13 для взаимодействия с изделием 14. Подвеска каретки 9 выполнена в виде двух осей 15, опорные концы которых изготовлены в виде конусов 16, сужающихся к цилиндрическим концам 17, которые размещены в пазах 4 щек 3, и пружин 18, один из концов которых закреплен на каретке 9, а другой - на щеках 3.

Устройство работает следующим образом. Контролируемое длинномерное изделие (труба) 14, заходя в сканирующее устройство 8, вступает в контакт с установленным на кронштейне 1 роликом 2, который ориентирует механизм установки датчиков по наружной поверхности трубы 14, что обеспечивается плоскопараллельным перемещением направляющих 7 относительно корпуса сканирующего устройства 8. Конфигурация клиновых пазов 4 в щеках 3 корпуса обеспечивает фиксацию каретки 9 в исходном положении, при котором контактная поверхность 12 направляющей 10 каретки 9 находится ниже опорной поверхности роликов 2. Фиксация обеспечивается прижатием пружинами 18 осей 15 подвески к выполненным по радиусу R нижним поверхностям клиновых пазов 4. При дальнейшем перемещении контролируемая труба 14 вступает в контакт с конусной поверхностью 11 направляющей 10 каретки 9 и, преодолевая усилие пружин 18, проходит в зону контроля датчика 13. При этом оси 15 подвески каретки 9, поднимаясь вверх по клиновым пазам 4 и 6, выходят из фиксированного положения, обеспечивая направляющей 10 и датчику 13 каретки 9 пять степеней свободы в пределах имеющихся зазоров между цилиндрическими концами 17 осей 15 подвески и клиновыми пазами 4 и 6, а также между концами 16 осей 15 подвески и поднутрениями 5 в щеках 3 корпуса механизма установки датчиков, причем вертикальная поверхность одностороннего клинового паза 6 является упорной для цилиндрической части 16 оси подвески.

В результате направляющая 10 каретки 9, прижимаясь своей контактной цилиндрической поверхностью 12 к поверхностям контролируемой трубы 14, самоустанавливается, что обеспечивает защиту датчика при наличии рабочего зазора между датчиком и цилиндрической поверхностью 12 направляющей 10.

Величина зазора (0,3-0,5 мм) между датчиком и контролируемой трубой выставляется по щупу и фиксируется.

При реверсивном движении контролируемого изделия 14 от сканирующего устройства механизм установки датчиков работает аналогично.

Формула изобретения

Механизм установки датчиков для сканирующего устройства дефектоскопии длинномерных изделий, содержащий имеющий возможность плоскопараллельного перемещения относительно сканирующего устройства корпус с опорными роликами и установленную между его двух щек подпружиненную каретку с датчиком, отличающийся тем, что опорные ролики установлены на кронштейнах корпуса, для обеспечения максимального числа степеней свободы каретки с датчиком на щеках корпуса выполнены клиновые пазы, нижняя поверхность которых изготовлена по радиусу R, с внутренней стороны каждой щеки выше начала клинового паза выполнено поднутрение, при этом в каждой щеке в одних и тех же соосных пазах один из клиновых пазов имеет вертикальную сторону, а каретка установлена с помощью подвески, изготовленной в виде размещенных в пазах щек осей, опорные концы которых выполнены в виде конусов, сужающихся к цилиндрическим концам.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2