Способ ультразвукового контроля труб и устройство для его осуществления

Авторы патента:

Щербаков Владимир Александрович (RU)

G01N29/04 - для обнаружения локальных дефектов в твердых телах (G01N 29/16,G01N 29/18,G01N 29/20 имеют преимущество)

Владельцы патента RU 2488814:

Общество с ограниченной ответственностью "Нординкрафт Санкт-Петербург" (RU)

Использование: для ультразвукового контроля труб. Сущность: заключается в том, что осуществляют заполнение иммерсионной ванны водой, перемещение труб через ванну и ультразвуковой контроль труб при помощи, например, пьезоэлектрических преобразователей, при этом поверхностный слой воды, заполняющий иммерсионную ванну и соприкасающийся с контролируемой поверхностью трубы, перемещают путем подачи в иммерсионную ванну дополнительно струи воды при помощи сопла, установленного эквидистантно поверхности контролируемой трубы, погруженного в воду до уровня поверхностного слоя воды, через которое подается в иммерсионную ванну вода по ходу движения трубы со скоростью V_в, превышающей скорость перемещения трубы V_тр и скорости V_н всех остальных слоев воды через иммерсионную ванну на всю ее глубину Н для исключения заполнения водой внутренней полости грубы. Технический результат: повышение надежности и эффективности ультразвукового контроля труб. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области неразрушающего контроля труб и может быть использовано в прокатном производстве при дефектоскопии металла с использованием пьезоэлектрических преобразователей (ПЭП) в иммерсионном варианте.

Известна установка для неразрушающего контроля труб [1], содержащая транспортную линию с приводными и неприводными модулями и механизм сканирования с установленными на нем преобразователями.

Недостатком известного устройства является невозможность использования для сканирования пьезоэлектрических преобразователей из-за отсутствия водяной подушки, необходимой для их работы.

Известно устройство [2], в котором механизм сканирования состоит из пластмассового обода, заполненного жидкостью под давлением, перемещаемого по поверхности контролируемого изделия с искателем, жестко соединенным с осью и расположенным на расстоянии нескольких сантиметров от поверхности обода.

Недостатком известного устройства является невозможность непрерывного контроля по периметру трубы.

Известно устройство [2] с полным погружением контролируемой трубы под уровень жидкости, выполненное в виде короткого резервуара с двумя окнами с резиновыми уплотнениями и системой водоснабжения, включающей насос для обеспечения требуемого уровня воды в иммерсионной ванне.

К недостаткам известного устройства следует отнести отсутствие в нем механизмов центровки и регулировки ванны по высоте и точной установки блоков преобразователей относительно продольной оси и поверхности исследуемой трубы в зависимости от ее диаметра, а также использование насоса для регулирования уровня воды в ванне.

Известно устройство, выбранное за прототип, для неразрушающего контроля труб, содержащее ванну с водой и пьезоэлектрические преобразователи, в котором механизм заполнения ванны водой выполнен в виде гидравлических аккумуляторов, рабочая полость которых соединена с ванной и системой водоснабжения [3].

К недостатку известного устройства относится невозможность предотвращения попадания в контролируемую трубу воды из ванны при ее перемещении в ванне, что является причиной возникновения искажений (помех) принимаемых сигналов при ультразвуковом контроле.

Цель изобретения - предложить способ и устройство для его осуществления, которое позволило бы повысить надежность и эффективность ультразвукового контроля труб.

Указанная цель достигается тем, что согласно предлагаемому способу ультразвукового контроля труб поверхностный слой воды, заполняющий иммерсионную ванну и соприкасающийся с контролируемой поверхностью трубы, перемещают путем подачи в иммерсионную ванну дополнительно струи воды при помощи сопла, установленного эквидистантно поверхности контролируемой трубы, погруженного в воду до уровня поверхностного слоя воды, через которое подается в иммерсионную ванну вода по ходу движения трубы со скоростью V_в, превышающей скорость перемещения трубы V_тр и скорости V_н всех остальных слоев воды через иммерсионную ванну на всю ее глубину Н для исключения заполнения водой внутренней полости трубы.

Устройство для ультразвукового контроля труб, содержащее иммерсионную ванну, механизм заполнения иммерсионной ванны водой и пьезоэлектрические преобразователи, содержит сопло, установленное эквидистантно поверхности контролируемой трубы, погруженное в воду до уровня поверхностного слоя воды, через которое дополнительно подается в иммерсионную ванну вода по ходу движения трубы со скоростью и давлением, достаточным для перемещения поверхностного слоя воды, со скоростью V_в, превышающей скорость V_тр движения трубы через иммерсионную ванну и скорости V_н всех остальных слоев воды на всю глубину Н иммерсионной ванны для исключения заполнения водой внутренней полости трубы.

На фиг.1 показана упрощенная схема устройства для осуществления предлагаемого способа осуществления предлагаемого способа ультразвукового контроля труб.

На фиг.2 показан поперечный разрез А-А по ванне и соплу.

Устройство содержит иммерсионную ванну 1, заполненную водой 2, пьезоэлектрический преобразователь 3, сопло 4 для дополнительной подачи струи 5 воды в ванну 1 со скоростью и давлением, достаточным для перемещения поверхностного слоя воды (УПВ) 6 через ванну 1, со скоростью V_в, превышающей скорость V_тр движения контролируемой трубы 7 через ванну 1 и скорости всех остальных слоев воды V_н, перемещающихся через ванну 1 на всю ее глубину Н. На врезке показан график всех скоростей воды, проходящей через ванну 1 на всю ее глубину Н.

При движении трубы 7 через ванну 1 должно соблюдаться условие V_в>V_тр и V_в>V_н.

Предлагаемый способ ультразвукового контроля труб и устройство для его осуществления значительно увеличивают надежность и эффективность неразрушающего контроля труб в иммерсионном варианте с применением пьезоэлектрических преобразователей.

Использованные источники

1. RU №17988 от 10.05.2001. Установка для неразрушающего контроля труб.

2 И. Крауткремер, Г. Крауткремер. Ультразвуковой контроль материалов. Справочное издание. Перевод на русский язык. - М.: Металлургия, 1991г., стр.334-340.

3. Патент РФ №2248568.

1. Способ ультразвукового контроля труб, включающий заполнение иммерсионной ванны водой, ультразвуковой контроль при помощи, например, пьезоэлектрических преобразователей, перемещение труб через ванну, отличающийся тем, что поверхностный слой воды, заполняющий иммерсионную ванну и соприкасающийся с контролируемой поверхностью трубы, перемещают путем подачи в иммерсионную ванну дополнительно струи воды при помощи сопла, установленного эквидистантно поверхности контролируемой трубы, погруженное в воду до уровня поверхностного слоя воды, через которое подается в иммерсионную ванну вода по ходу движения трубы со скоростью V_в, превышающей скорость перемещения трубы V_тр и скорости V_н всех остальных слоев воды через иммерсионную ванну на всю ее глубину Н для исключения заполнения водой внутренней полости трубы.

2. Устройство для ультразвукового контроля труб, содержащее иммерсионную ванну, механизм заполнения иммерсионной ванны водой и пьезоэлектрические преобразователи, отличающееся тем, что оно содержит сопло, установленное эквидистантно поверхности контролируемой трубы, погруженное в воду до уровня поверхностного слоя воды, через которое дополнительно подается в иммерсионную ванну вода по ходу движения трубы со скоростью и давлением, достаточным для перемещения поверхностного слоя воды со скоростью V_в, превышающей скорость V_тр движения трубы через иммерсионную ванну и скорости V_м всех остальных слоев воды на всю глубину H иммерсионной ванны для исключения заполнения водой внутренней полости трубы.

Способ контроля колебательной системы пьезокерамических образцов на наличие дефектов // 2487345

Изобретение относится к области контроля пьезокерамических элементов и приборов с использованием пьезокерамических элементов на наличие дефектов в них в процессе изготовления и может быть использовано на предприятиях-изготовителях пьезокерамических элементов и на предприятиях, изготавливающих приборы с использованием пьезокерамических элементов.

Способ определения местоположения и размеров неоднородных образований на стенках трубопровода // 2486503

Изобретение относится к способам неразрушающего контроля и предназначено для диагностики состояния трубопроводов, используемых при добыче или для транспортировки нефти или газа, а именно для обнаружения и определения размеров различных типов неоднородных образований (структурных неоднородностей) на внутренних и внешних поверхностях стенки трубопровода.

Способ ультразвукового контроля труб // 2486502

Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля качества труб и может быть использовано в любой отрасли промышленности как при изготовлении, так и при эксплуатации труб, например при прокладке газо- и нефтепроводов.

Способ и устройство для обнаружения и диагностики дефектов в морских ледостойких платформах // 2485492

Изобретение относится к инфразвуковой диагностике и предназначено для использования в стационарных ледостойких морских платформах башенного типа. .

Способ контроля высоковольтного энергетического оборудования под напряжением // 2483302

Изобретение относится к электроэнергетике и может найти применение для дистанционного контроля высоковольтного энергетического оборудования, находящегося под напряжением.

Комбинированный способ ультразвукового контроля качества сварных соединений // 2481571

Изобретение относится к области ультразвукового контроля сварных соединений, в частности к контролю тонких сварных соединений с ограниченной шириной поверхности ввода-приема ультразвуковых колебаний вдоль соединений, и может найти широкое применение в машиностроении и других отраслях промышленности.

Способ неразрушающего контроля узлов тележек железнодорожных вагонов и устройство для его реализации // 2480741

Изобретение относится к способам и устройствам диагностики технического состояния узлов подвижного состава, в частности для бесконтактного диагностического контроля узлов вагонных тележек железнодорожного транспорта, а также может быть использовано при неразрушающем контроле узлов и деталей сложной формы в различных отраслях промышленности и основных видах транспорта.

Способ ультразвукового контроля сварных соединений лопаток с диском // 2478946

Изобретение относится к области неразрушающего контроля сварных соединений и может быть применено для контроля сварных дисков роторов газотурбинных двигателей, изготавливаемых с помощью линейной сварки трением (ЛСТ).

Способ контроля материалов методом резонансной ультразвуковой спектроскопии // 2477854

Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов и изделий ультразвуковыми методами, предпочтительно методом резонансной ультразвуковой спектрометрии, преимущественно, когда важна однородность материала изделия.

Способ оптического определения неровностей и дефектов рельсового пути // 2489291

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к способам определения неровностей и других дефектов рельсового пути

Способ дистанционного обнаружения изменения состояния рельсового пути перед движущимся поездом // 2490153

Изобретение относится к контролю безопасности рельсового пути и предназначено для дистанционного обнаружения отклонений его параметров от нормальных, вызванных нарушением структуры рельсов и появлением опасных объектов в полотне

Устройство для испытания лопаток турбомашины // 2490626

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для испытаний аэродинамических конструкций, в частности для определения характеристик лопаток турбины с помощью измерения деформаций, путем использования активного сопротивления электрических тензометров

Устройство для неразрушающего контроля труднодоступных элементов конструкции // 2491542

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для неразрушающего контроля труднодоступных элементов конструкции из немагнитных материалов, например: из полимерных композиционных материалов (угле-, стекло-, органопластиков и других) в авиационной, судостроительной и других отраслях машиностроения

Система для ультразвукового обнаружения дефектов в стенке трубы // 2491543

Изобретение относится к способу и системе для обнаружения дефектов в стенке трубы, содержащим ультразвуковой преобразователь, приспособленный для излучения через выходное отверстие ультразвуковых сигналов из внутренней части трубы в направлении ее стенки и для приема через входное отверстие сигналов обратного рассеяния от ее стенки

Способ и устройство для ультразвукового контроля // 2492462

Способ измерения остаточных напряжений в ободьях цельнокатаных железнодорожных колес // 2497108

Использование: для измерения остаточных напряжений в ободьях цельнокатаных железнодорожных колес. Сущность: заключается в том, что излучают в боковую стенку обода ультразвуковыми датчиками две акустические волны поперечной поляризации, направления колебаний в которых ориентированы в радиальном и окружном направлениях, измеряют время их распространения между боковыми стенками обода с последующим расчетом остаточных напряжений, при этом дополнительно из колеса той же партии, к которой относится исследуемое колесо, вырезают образец в виде секторной части обода и излучают в его боковую стенку две акустические волны поперечной поляризации, направления колебаний в которых ориентированы в радиальном и окружном направлениях, измеряют времена их распространения между боковыми гранями сектора обода и рассчитывают остаточные напряжения по соответствующему математическому выражению. Технический результат: повышение точности измерения значений остаточных механических напряжений ультразвуковым методом. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ и устройство для ультразвуковой дефектоскопии // 2498292

Использование: для ультразвуковой дефектоскопии. Сущность изобретения заключается в том, что щуп (2) расположен внутри отверстия (26) и проходит в аксиальном направлении (L). Щуп (2) имеет множество расположенных в аксиальном направлении (L) следом друг за другом и на расстоянии друг от друга сенсорных колец (81-88), которые располагаются в плоскости перпендикулярно аксиальному направлению (L), и множество расположенных на расстоянии друг от друга ультразвуковых преобразователей (10). Ультразвуковые преобразователи (10) расположены в сегменте (30) соответствующего сенсорного кольца (81-88), который в направлении по периферии соответствующего сенсорного кольца (81-88) располагается, по меньшей мере, на одном участке периферии соответствующего сенсорного кольца (81-88). Для ультразвуковой дефектоскопии исследуемого объекта (6) исходящий от ультразвуковых преобразователей (10) сегмента (30) сенсорного кольца (81-88) ультразвуковой контрольный импульс вводится в исследуемый объект (6). Затем несколько эхо-сигналов (20) принимаются первым и вторым ультразвуковыми преобразователями (10), причем эти ультразвуковые преобразователи расположены на расстоянии друг от друга. Эхо-сигналы (20) вызваны отражением введенного ультразвукового контрольного импульса от одного и того же имеющегося в исследуемом объекте (6) дефекта (16). Технический результат: уменьшение времени проведения контроля исследуемого объекта, имеющего проходящее в аксиальном направлении высверленное отверстие, а также повышение достоверности при обнаружении и анализе дефектов. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 7 ил.

Способ выявления внутренних расслоений стенок труб // 2499255

Использование: для выявления внутренних расслоений стенок труб. Сущность заключается в том, что осуществляют подготовку поверхности трубы к ультразвуковому контролю, сканирование ее ультразвуковым преобразователем, подключенным к прибору, и выявление мест расслоений по показаниям прибора, при этом на контролируемую поверхность наносят координатную сетку, выполняют измерения толщины стенки трубы в каждой ячейке координатной сетки последовательно двумя преобразователями с разными рабочими частотами, определяют наличие внутреннего расслоения на основании разности значений толщины стенки, регистрируемых в каждой ячейке координатной сетки двумя преобразователями, и изменения количества ячеек со значениями толщины, составляющими 20…80% от номинального значения толщины стенки трубы. Технический результат: повышение точности выявления внутренних расслоений стенок труб при наличии доступа только к наружной поверхности трубы. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ контроля средних параметров волокон в волоконной массе // 2501004

Использование: для контроля средних параметров волокон в волоконной массе. Сущность заключается в том, что волоконную массу заданного веса прочесывают, формируют в ленту, пропускают через фильеру, снабженную акустическими датчиками, и последовательно расположенные по направлению движения ленты, пластины воздушного конденсатора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, объективности и оперативности контроля датчики акустических колебаний и пластины воздушного конденсатора располагают взаимно перпендикулярно друг другу в плоскости, нормальной к направлению движения ленты, воздушный конденсатор включают в колебательный контур генератора акустических колебаний, подстройкой индуктивности в LC-контуре или резистора в RC-контуре добиваются требуемой опорной частоты генерируемых акустических колебаний на эталонном образце волоконной массы, пропускают через указанную систему акустических датчиков и конденсатора контролируемую волоконную массу в виде ленты, а о средних параметрах волокон судят по среднему акустическому сигналу и среднему отклонению частоты излучаемых колебаний от опорной по всей длине контролируемой ленты. Технический результат: повышение точности, объективности и оперативности контроля.