Способ и устройство бесконтактной внетрубной диагностики подземных трубопроводов



Способ и устройство бесконтактной внетрубной диагностики подземных трубопроводов
Способ и устройство бесконтактной внетрубной диагностики подземных трубопроводов
Способ и устройство бесконтактной внетрубной диагностики подземных трубопроводов

 


Владельцы патента RU 2504762:

Открытое акционерное общество "Газпром нефть" (RU)

Предлагаемое техническое решение относится к способам бесконтактной внетрубной диагностики стальных нефтяных труб, применяемых при транспортировке нефти трубопроводным способом, в том числе, малого и среднего диаметра (100-500 мм), а также при дефектоскопии стальных и чугунных металлоконструкций. Техническим результатом изобретения является повышение точности способа трассирования, снижение энергоемкости устройства, а также повышение производительности труда оператора при использовании предлагаемого способа и устройства.

Сущность изобретения состоит в использовании новой навигационной системы, включающей узел датчиков, который состоит из двух групп. Каждая группа включает три однокомпонентных датчика, причем одноименные оси датчиков параллельны, тогда как оси датчиков каждой из групп ортогональны, причем оси двух датчиков в каждой из групп параллельны друг другу и направлению движения и расположены в горизонтальной плоскости. При этом измерение компонент переменного магнитного поля производят непрерывно, на основе измеренных компонент вычисляют углы поворота и наклона узла датчиков, а также величину отступа узла датчиков от проекции оси трубопровода. Команды оператору выдают в виде речевых указаний на известном оператору языке на основе сравнения сигналов, соответствующих углам поворота и наклона, а также величинам отступов, по заранее определенным пороговым значениям этих сигналов. Информацию о техническом состоянии трубопровода получают на основе отношений ортогональных компонент, измеренных вдоль горизонтальной и вертикальной осей в каждой из групп. 2 н. и 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

 

Предлагаемое техническое решение относится к способам бесконтактной внетрубной диагностики стальных нефтяных труб, применяемых при транспортировке нефти трубопроводным способом, в том числе, малого и среднего диаметра (100-500 мм), а также при дефектоскопии стальных и чугунных металлоконструкций на основе переменных магнитных полей.

Известно «Устройство для определения трассы, глубины заложения и прогиба магистрального трубопровода» (свидетельство на полезную модель РФ №56004, МПК G01V 3/11, приоритет 21.03.2006, опубл. 27.08.2006), включающее узел измерения переменного магнитного поля, содержащий три однокомпонентных индукционных датчика, расположенных вдоль вертикальной оси. Два датчика, параллельные друг другу, расположены на разных высотах в плоскости, ориентируемой при эксплуатации перпендикулярно оси трубопровода. Третий датчик расположен перпендикулярно двум первым. Устройство конструктивно представляет собой штангу из немагнитного материала, на которой крепятся датчики и блок электроники. Устройство соединено с переключаемыми селективными усилителями, детекторами, согласующими усилителями, АЦП, ко входам которого также подключены выходы измерительных каналов. Устройство управляется контроллером с клавиатурой и снабжено энергонезависимой памятью и индикатором. Датчик вертикальной компоненты через преобразователь напряжение-частота соединен с головными телефонами. Недостатком устройства является отсутствие возможности измерения вертикальной компоненты. Геометризация трубопровода становится возможной лишь при точном положении штанги над проекцией оси трубопровода на дневную поверхность. Кроме того, в устройстве отсутствует возможность оперативного определения и индикации удаления датчиков от проекции оси трубопровода на дневную поверхность.

Известна также «Система бесконтактного измерения тока в подземных трубопроводах и определения глубины их залегания» (Патент РФ №2246742, МПК G01V 3/11, приоритет 11.11.2003, опубл. 02.20.2005), включающая систему трех индукционных датчиков, расположенных вдоль прямой, являющейся продолжением радиуса трубопровода в плоскости, перпендикулярной трубопроводу. Повышение точности измерения, являющееся целью изобретения, достигается только при точном расположении датчиков над осью трубопровода, что практически невозможно. Отклонение датчиков от проекции оси трубопровода на дневную поверхность не контролируется.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по совокупности существенных признаков является способ диагностики технического состояния подземных трубопроводов и устройство для его осуществления, описанные в патенте РФ №2453760 от 18.12.2009 г.

Индукционные датчики узла датчиков переменного магнитного поля установлены на концах крестообразной конструкции из немагнитного материала. Узел состоит не менее чем из пяти двухкомпонентных индукционных датчиков. Каждый из пяти датчиков состоит из двух однокомпонентных, причем одноименные оси датчиков параллельны, оси каждой пары из соединенных датчиков взаимно ортогональны. Оси всех датчиков расположены в одной плоскости. Четыре датчика расположены в одной плоскости на концах отрезков взаимно перпендикулярных прямых, а пятый - в точке пересечения этих отрезков. Индукционные датчики соединены с избирательными переключаемыми усилителями, многоканальным аналого-цифровым преобразователем и через разветвитель - с БСДУ (блоком сбора данных и управления). Переменные магнитные и электрические поля возбуждаются генератором. Один полюс выходной цепи генератора гальванически соединен с трубопроводом с использованием контрольно-измерительных колонок, заслонок, кранов и т.д. Другой полюс выходной цепи генератора гальванически или с помощью распределенной емкости электрической линии соединен с землей. За счет индуктивной связи трубопровод связан с индукционными датчиками.

Один из индукционных датчиков соединен с детектором, преобразователем напряжение-частота и головными телефонами.

Узел датчиков переменного магнитного поля работает следующим образом.

Индукционные датчики преобразуют переменные составляющие проекций векторов магнитной индукции на горизонтальную и вертикальную оси в пяти точках околотрубного пространства в электрические сигналы. Сигналы от индукционных датчиков подаются на переключаемые избирательные усилители. Сигналы от избирательных усилителей подаются на многоканальный аналого-цифровой преобразователь.

С помощью разветвителя HUB USB сигналы объединяются в буфере и далее подаются в БСДУ. Звуковая индикация прохождения оператором над проекцией оси трубопровода на земную поверхность, производимой в блоке БСДУ, производится с помощью детектора, преобразователя напряжение-частота и головных телефонов.

Недостатком прототипа является трудность использования информации о местоположении оператора относительно трубопровода, которая определяется по величине высоты звука и громкости его в наушниках. Необходимость считывания цифровых данных о направлении и величине удаления оператора от проекции оси трубы на дневную поверхность также сильно затрудняет его работу. Кроме того, использование пяти двухкомпонентных индукционных датчиков является энергоемким техническим решением, а повышение информативности при трассировании может быть получено другим способом.

Задачей предлагаемого технического решения является создание такого способа и устройства диагностики технического состояния стальных трубопроводов, которые позволили бы существенно облегчить работу оператора, а следовательно, значительно повысить производительность его работы, а также повысить точность диагностирования технического состояния трубопровода и снизить энергоемкость регистрирующего устройства.

Техническим результатом изобретения является повышение точности и оперативности трассирования, повышение точности определения диагностических параметров технического состояния трубопровода, снижение энергоемкости устройства, а также повышение производительности труда оператора при использовании предлагаемого способа и устройства.

Технический результат достигается за счет того, что в способе диагностики подземных трубопроводов, включающем измерение компонент переменного магнитного поля в пространстве над трубопроводом при перемещении вдоль трубопровода узла датчиков поля, установленных на концах конструкции из немагнитного материала в вертикальной и горизонтальной плоскостях перпендикулярно и параллельно направлению движения, математическую обработку измерений и по полученным данным вычисление параметров положения оператора, передачу их оператору для определения направления его движения и вычисление диагностических параметров трубопровода на основе измеренных компонент, предлагается:

- измерение компонент переменного магнитного поля производить непрерывно с помощью узла датчиков, состоящего из двух групп, каждая из которых включает три однокомпонентных датчика, причем одноименные оси датчиков параллельны, тогда как оси датчиков каждой из групп взаимно ортогональны, причем оси двух датчиков в каждой из групп параллельны друг другу и направлению движения и расположены в горизонтальной плоскости,

- на основе измеренных компонент вычислять углы поворота и наклона узла датчиков, а также величину и направление отступа узла датчиков от проекции оси трубопровода на дневную поверхность,

- команды оператору вырабатывать на основе проведенного программным способом сравнения величин измеренных сигналов, соответствующих углам поворота и наклона, а также величинам и направлению отступов, по заранее определенным пороговым значениям этих сигналов,

- команды оператору передавать с помощью устной речи на известном ему языке,

- диагностические параметры, а именно величину сопротивления изоляционного покрытия и его остаточного ресурса, величину радиуса прогиба трубопровода и величину тока в трубопроводе и его затухание, вычислять на основе отношений ортогональных компонент, измеренных вдоль горизонтальной и вертикальной осей в каждой из групп, и заносить в память полевого компьютера.

Технический результат достигается также за счет того, что устройство диагностики подземных трубопроводов, включающее узел датчиков переменного магнитного поля, установленных на концах конструкции из немагнитного материала, блок сбора данных и управления (БСДУ) и полевой компьютер, предлагается выполнить следующим образом:

- узел датчиков выполнить из двух групп, каждая из которых включает три однокомпонентных датчика, причем одноименные оси датчиков параллельны, тогда как оси датчиков каждой из групп взаимно ортогональны, причем оси двух других датчиков в каждой из групп, параллельны друг другу параллельны направлению движения и расположены в горизонтальной плоскости,

- выходы всех датчиков соединить со входами избирательных переключаемых усилителей, выходы которых связаны с БСДУ, причем БСДУ соединен с полевым компьютером, оснащенным наушниками.

Дополнительным отличием предлагаемого устройства является то, что БСДУ включает, по меньшей мере, один аналого-цифровой преобразователь, входы которого подключены к выходам шести избирательных усилителей, по меньшей мере, шесть ретранслирующих модулей, связанных с одной стороны с аналого-цифровыми преобразователями, а с другой стороны через каналы взаимодействия с принимающими модулями, выходы которых соединены с формирователем выходных сигналов, который в свою очередь, через USB-порт связан с персональным компьютером.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется следующими схемами и рисунками.

На фиг.1 приведена блок-схема предлагаемого устройства, где:

1-6 - индукционные датчики,

7-12 - избирательные переключаемые усилители,

13 - БСДУ (блок сбора данных и управления),

14 - полевой компьютер,

15 - наушники,

16 - генератор,

17 - аккумулятор.

На фиг.2 приведена блок-схема БСДУ, где:

18 - многоканальный аналого-цифровой преобразователь,

19-24 - ретранслирующие модули,

25-30 - каналы связи,

31-36 - принимающие модули,

37 - формирователь выходных сигналов,

38 - USB-порт.

На фиг.3 приведен узел датчиков предлагаемого устройства.

Информацию, которую можно получать с помощью предлагаемого способа и устройства, можно разделить на качественную и количественную. Качественная информация получается и используется непосредственно в процессе полевых наблюдений. Качественная информация доводится до оператора с помощью речевых указаний на известном ему языке. В понятие качественной информации входят указания оператору о необходимости поворота влево или вправо, наклона влево или вправо, а также отхода влево или вправо.

Количественная информация получается и используется в процессе камеральной обработки. В понятие количественной информации входит определение глубины погружения трубопровода и отхода оператора от проекции оси трубы. На основе этих данных производится вычисление параметров диагностической информации, в частности интегральной величины сопротивления изоляционного покрытия и его остаточного ресурса, вычисление радиуса прогиба трубопровода и величины тока в трубопроводе и его затухания (ВРД 39-1.10-026-2001), а также вычисление абсолютной величины расстояния от оператора до трубопровода.

Для системы горизонтально расположенных 2-х трехкомпонентных датчиков примем следующее положение осей, соответствующее правой, общепринятой системе координат (И.Н.Бронштейн и К.А.Семендяев. Справочник по математике, стр.216, М.: Наука, 1967): Z - вверх, положительное, Х - вправо, положительное, Y - от листа, от читателя (оператора) - положительное (Фиг.3).

Выдача речевых рекомендаций оператору осуществляется на основе следующих данных. Пусть А - левая точка конструкции датчиков, В - правая точка.

1. Поворот системы 2-х датчиков вокруг вертикальной оси, т.е. оси Z. Угол поворота «α» определяется из соотношения α=arctg Y а/Xa, где Yа - действующая величина амплитуды сигналов поля по оси Y, Ха - действующая величина амплитуды сигналов поля по оси X. При -5°<α1>5° выдаются речевые рекомендаций «поворот влево» или «поворот вправо».

2. Поворот системы 2-х датчиков вокруг продольной горизонтальной оси, т.е. оси Y. Угол поворота «β» определяется из соотношения β=arctg Za/Xa, где Za - действующая величина амплитуды сигнала по оси Z, Ха - действующая величина амплитуды по оси X. При -5°<β>5° речевые рекомендации: «наклон влево» или «наклон вправо».

3. Отход оператора от проекции оси трубопровода.

Тогда Za и Zв - вертикальные компоненты датчиков, Ха и Хв - горизонтальные компоненты датчиков. Если при измерениях имеем:

Za<0 и Zв<0, а Ха>0, Хв>0, то речевая рекомендация: «отход влево».

Если при измерениях имеем:

Za>0 и Zв>0, а Ха<0, Хв<0, то речевая рекомендация: «отход вправо».

Диагностика технического состояния трубопровода производится в процессе камеральной обработки после определения глубины погружения трубопровода и расстояния от оператора до центра трубопровода.

Определение глубины погружения трубопровода и расстояния от оператора до центра трубопровода, на основании чего производится дальнейшее диагностирование дефектов трубопровода, производится следующим образом.

1. Оператор находится правее проекции оси трубопровода. Обозначим Хв-Ха=L, а Ха=Х.

Если Za=Zв=Z, где Z - глубина погружения трубопровода, определяемая из соотношения:

Z=L/(b-a), Xa=La/(b-a), Xв=Lb/(b-a),

где a=X/Z, b=(X+L)/Z.

Здесь и далее а и b - отношения горизонтальных и вертикальных компонент поля в точках А и В.

2. Оператор находится левее проекции оси трубопровода. В этом случае также имеем:

Z=L/(b-a), Xa=La/(b-a), Xв=Lb/(b-a),

где a=X/ZL, b=(X+L)/Z, Хв-Ха=L, a Xa=X.

3. Оператор находится над проекцией оси трубопровода на дневную поверхность. В этом случае имеем качественную информацию:

Za>0, a Zв<0, Ха<0 а Хв>0.

Речевых рекомендаций не производится. Точка А находится в интервале -0,6 м<Ха<0, а точка В - в интервале 0>Хв>0,6 м

Количественная информация получается из соотношений: Xa/Za=a, Xв/Zв=b, Хв+Xa=L.

С другой стороны, обозначив Za=Zb=Z, имеем:

L=Z(a+b). Окончательно имеем: Z=L/(а+b),

Xa=La/(a+b), Хв=Lb/(a+b).

Характеристики изоляционного покрытия, его остаточный ресурс, величина тока в трубопроводе, его затухание и ответвления, радиус прогиба трубопровода и другие параметры, характеризующие техническое состояние трубопровода, определяются на основании РД-12-411-01 и ВРД 39-1.10-026-2001.

Узел датчиков предлагаемого устройства выполнен следующим образом. Индукционные датчики узла датчиков переменного магнитного поля (фиг.3) установлены на концах конструкции из немагнитного материала. Узел состоит из двух групп однокомпонентных индукционных датчиков, причем одноименные оси датчиков параллельны (оси каждой пары из соединенных датчиков взаимно ортогональны). При этом оси двух других датчиков в каждой из групп, параллельны друг другу, параллельны направлению движения и расположены в горизонтальной плоскости на концах отрезков взаимно перпендикулярных прямых.

Блок-схема предлагаемого устройства приведена на фиг.1. Индукционные датчики 1-6 соединены с избирательными переключаемыми усилителями 7-12 и затем с БСДУ13 (блоком сбора данных и управления). БСДУ соединен с полевым компьютером 14 CF U1, имеющим выход на наушники 15. Переменные магнитные и электрические поля возбуждаются генератором 16. Источником питания служит аккумулятор 17.

На фиг.2 приведена блок-схема БСДУ. БСДУ состоит из многоканального аналого-цифрового преобразователя 18, соединенного с ретранслирующими модулями 19-24, выполненными на шести микросхемах LVDS, шестью каналами связи 25-30 (интерфейс) SPI, шестью принимающими модулями 31-36, выполненными на микросхемах LVDS, соединенными с формирователем выходных сигналов 37, выполненным на программируемой логической микросхеме ПЛИС, и USB-портом 38.

В случае возбуждения поля генератором один полюс выходной цепи генератора гальванически соединен с трубопроводом с использованием контрольно-измерительных колонок, заслонок, кранов и т.д. Другой полюс выходной цепи генератора гальванически или с помощью распределенной емкости электрической линии соединен с землей. За счет индуктивной связи трубопровод связан с индукционными датчиками. Возможно также использование полей, возбуждаемых устройствами катодной защиты.

Узел датчиков переменного магнитного поля работает следующим образом. Индукционные датчики являются датчиками пассивного типа. Они преобразуют переменные составляющие проекций векторов магнитной индукции на горизонтальную и вертикальную оси в двух точках околотрубного пространства. Сигналы от индукционных датчиков 1-6 подаются на переключаемые избирательные усилители 7-12. Сигналы от избирательных усилителей подаются на блок БСДУ 13. С помощью многоканального аналого-цифрового преобразователя 18 в блоке БСДУ аналоговые сигналы преобразуются в двоичный цифровой код, а затем ретранслирующими модулями 19-24 по шести каналам связи 25-30 (интерфейсу) SPI сигналы передаются на шесть принимающих модулей 31-36 и затем на формирователь выходных сигналов 37, передающий сигналы на USB-порт 38. Сигналы от USB-порта 38 подаются в полевой компьютер 14. В полевом компьютере 14 с помощью программных средств производится вычисление углов поворота и наклона, а также величины отхода. Полученные значения углов поворота и наклона и величины отхода с помощью программных средств преобразуются в речевые команды, подаваемые в наушники 15. В зависимости от характера подаваемой команды оператор производит повороты, наклоны или отступы и продолжает измерения.

Вся получаемая информация, в том числе глубина погружения трубопровода и величина отхода оператора от проекции оси трубопровода на дневную поверхность, фиксируется в памяти полевого компьютера и используется при проведении интерпретации полевых наблюдений, в частности, при оценке качества изоляции, величины прогиба трубопровода, прогнозировании срока его безаварийной работы и решения других задач его технического обслуживания.

Последовательность действий при проведении работ предлагаемым способом следующая:

1. Установка токовой системы (провода и электроды).

2. Подключение генератора к токовой системе.

3. Установка максимального стабилизированного тока.

4. Установка линейки датчиков переменного магнитного поля перпендикулярно направлению движения.

5. Перемещение линейки датчиков вдоль трубопровода.

6. Непрерывная фиксация амплитуд компонент переменного магнитного поля Za, Zв, Ха, Хв, Yа, Yв и знака вертикальных сигналов Za, Zв и горизонтальных Ха, Хв, левого и правого в памяти полевого компьютера.

7. Вычисление отношений Yа/Ха и Za/Xa в полевом компьютере.

8. Вычисление arctg Yа/Ха и arctg Za/Xa.

9. Сравнение величин arctg Yа/Ха и arctg Za/Xa с величинами порогов, соответствующих командам «поворот влево», «поворот вправо», «наклон вправо», «наклон влево».

10. Подача команд «поворот влево», «поворот вправо», «наклон вправо», «наклон влево» в наушники оператора.

11. Оценка знаков вертикальных сигналов Za, Zв и горизонтальных Ха, Хв левого и правого датчиков и их совокупности.

12. Подача команд «отступ влево», «отступ вправо» по направлению отступа.

13. Накопление измерительной и командной информации в памяти полевого компьютера.

14. Сброс измерительной и командной информации в память настольного компьютера.

15. Вычисление информации, используемой для технического обслуживания трубопровода.

Технико-экономический эффект предлагаемого технического решения заключается в следующем.

1. При использовании предлагаемого технического решения существенно уменьшается погрешность обнаружения и диагностики дефектов трубопровода за счет лучшей взаимной увязки наблюдений постоянного и переменного магнитных полей. В этом случае увеличивается точность решения задач диагностики технического состояния металла трубопровода за счет меньшей погрешности пространственного позиционирования датчиков постоянного магнитного поля.

2. Существенно облегчается работа оператора, так как ему не нужно отвлекаться на работу с компьютером. Благодаря этому обстоятельству повышается производительность работ, так как оператор может быстрее передвигаться (на 15-20%).

3. Повышается безопасность работ, т.к. оператор может чаще смотреть под ноги и уходить от возможных препятствий.

4. Повышается точность решения задач трассирования, т.к. оператор быстрее реагирует на изменение своего положения относительно трубопровода и делает меньше ошибок своего позиционирования.

5. Сокращается количество датчиков с 10-ти до 6-ти, благодаря чему увеличивается срок работы аккумуляторов или уменьшается их масса.

1. Способ бесконтактной внетрубной диагностики подземных трубопроводов, включающий измерение компонент переменного магнитного поля в пространстве над трубопроводом при перемещении вдоль трубопровода узла датчиков поля, установленных на концах конструкции из немагнитного материала перпендикулярно направлению движения, математическую обработку измерений и по полученным данным вычисление параметров положения оператора, передачу их оператору для определения направления его движения и вычисление диагностических параметров трубопровода на основе измеренных компонент, отличающийся тем, что измерение компонент переменного магнитного поля производят непрерывно с помощью узла датчиков, состоящего из двух групп, каждая из которых включает три однокомпонентных датчика, причем одноименные оси датчиков параллельны, тогда как оси датчиков каждой из групп взаимно ортогональны, причем оси двух датчиков в каждой из групп параллельны друг другу и направлению движения и расположены в горизонтальной плоскости, измерение компонент переменного магнитного поля производят непрерывно, на основе измеренных компонент оперативно вычисляют углы поворота и наклона узла датчиков, а также величину отступа узла датчиков от проекции оси трубопровода, причем речевые команды оператору о направлении движения вырабатывают на основе сравнения величин сигналов, соответствующих углам поворота и наклона, а также величинам отступов, по заранее определенным пороговым значениям этих сигналов, на основе которых оператор корректирует свое положение в околотрубном пространстве, тогда как диагностические параметры, а именно величину сопротивления изоляционного покрытия и его остаточного ресурса, величину радиуса прогиба трубопровода и величину тока в трубопроводе и его затухания, вычисляют на основе отношений ортогональных компонент, измеренных вдоль горизонтальной и вертикальной осей в каждой из групп, и заносят в память полевого компьютера.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что команды оператору могут выдаваться на разных языках.

3. Устройство бесконтактной внетрубной диагностики подземных трубопроводов, включающее узел датчиков переменного магнитного поля, установленных на концах конструкции из немагнитного материала, блок сбора данных и управления (БСДУ) и полевой компьютер, отличающееся тем, что узел датчиков состоит из двух групп, каждая из которых включает три однокомпонентных датчика, причем одноименные оси датчиков параллельны, тогда как оси датчиков каждой из групп ортогональны, причем оси двух датчиков в каждой из групп параллельны друг другу и направлению движения и расположены в горизонтальной плоскости, выходы всех датчиков соединены со входами избирательных переключаемых усилителей, выходы которых связаны с БСДУ, причем БСДУ соединен с полевым компьютером, оснащенным наушниками.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что БСДУ включает, по меньшей мере, один аналого-цифровой преобразователь, входы которого подключены к выходам шести избирательных усилителей, по меньшей мере, шесть ретранслирующих модулей, связанных с одной стороны с аналого-цифровыми преобразователями, а с другой стороны через каналы взаимодействия с принимающими модулями, выходы которых соединены с формирователем выходных сигналов, который в свою очередь через USB-порт связан с персональным компьютером.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано для контроля технического состояния колесной пары железнодорожного транспорта при его движении по рельсовому пути.

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для выявления подповерхностных дефектов в ферромагнитных объектах. Сущность изобретения заключается в том, что в предлагаемом способе контролируемый объект намагничивают постоянным магнитным полем, возбуждают с помощью вихретокового преобразователя на контролируемом участке вихревые токи, регистрируют вносимое в вихретоковый преобразователь напряжение U _ в н и по нему судят о наличии дефектов, и согласно изобретению путем изменения параметра Р, регулирующего воздействие постоянного магнитного поля на контролируемый объект, плавно изменяют напряженность Н постоянного магнитного поля от минимальной величины до максимальной, регистрируют максимум Uмax амплитуды вносимого в вихретоковый преобразователь напряжения U _ в н и величину соответствующего ему значения параметра Р, а параметры дефекта оценивают по совокупности значений Uмах и Р.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля качества стальных канатов. .

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

Изобретение относится к области неразрушающего контроля качества изделий и предназначено для дефектоскопии стальных прядных канатов. .

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано при контроле эксплуатационных колонн нефтяных и газовых скважин. .

Изобретение относится к области неразрушающего контроля. .

Изобретение относится к области автоматизации сварочных процессов, в частности к датчикам положения сварочного электрода относительно стыка. .
Изобретение относится к области разработки способов метрологической поверки, настройки и калибровки измерителей износа стальных проволочных канатов, в частности магнитных дефектоскопов.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля, в частности к внутритрубной дефектоскопии, и может быть использовано для контроля технического состояния стенок труб непосредственно в процессе транспортировки поставляемого по трубе жидкого или газообразного продукта, например газа по магистральному газопроводу.

Изобретение относится к способам бесконтактной внетрубной диагностики стальных нефтяных труб, применяемых при транспортировке нефти трубопроводным способом, в том числе малого и среднего диаметра (100-500 мм), а также при дефектоскопии стальных и чугунных металлоконструкций. Технический результат: повышение точности определения траектории залегания трубопровода, обнаружения, геометризации и ранжирования дефектов металла и изоляции. Сущность: в способе диагностики в качестве датчиков поля используют, по меньшей мере, 18 однокомпонентных датчиков постоянного магнитного поля, осуществляют компенсацию влияния на результаты измерений флуктуации постоянного магнитного поля Земли. Математическую обработку измерений проводят на основе суммы и разности сигналов соосных компонент поля. В качестве математической обработки используют тензорную обработку матрицы градиентов, составленной на основе результатов измерений, с получением линейных, квадратичных и кубических инвариантов и вычисления компонент магнитных моментов аномалий дефектов, полученных на основе решения системы уравнений. При обработке измерений исключают из обработки интервалы записи измерений, превышающие время действия перегрузок, определяемое по превышению амплитуд пороговых значений измеряемых сигналов. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к внутритрубной дефектоскопии и может быть использовано для обнаружения отверстий в трубопроводах. Сущность: инструмент содержит соединенные между собой блок питания (1), позиционирующий и управляющий блок (2) и блок магнитных датчиков (3). Блок магнитных датчиков выполнен в виде постоянных магнитов, расположенных радиально в короне датчиков с возможностью взаимодействовать своим магнитным полем с датчиками Холла (302). Функция инструмента заключается в его прохождении через трубопровод по всей его длине, контролируя толщину этого трубопровода и обнаруживая любое отверстие по пути прохождения и, в соответствии с полученными данными, устанавливая расстояние, на котором расположены отверстия, начиная от исходной точки, время в момент обнаружения, а также положение по окружности трубопровода. Все измерения являются частью онлайнового процесса, выполняемого по мере движения инструмента через трубопровод. В конце выполнения процесса информация может быть загружена в компьютер, где она становится доступной для использования и для принятия соответствующих решений относительно целостности трубопровода. 2 табл., 36 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к бесконтактной диагностике металлических труб в процессе эксплуатации. Сущность: способ включает определение места и глубины залегания трубопровода на исследуемом участке, установку вдоль оси трубопровода, по крайней мере, двух идентичных датчиков для измерения напряженности (тангенциальной составляющей) магнитного поля, синхронную запись изменения напряженности магнитного поля, вызванного блуждающими токами, сравнительную обработку информации от всех датчиков и диагностическое заключение. Устройство содержит, по крайней мере, два идентичных датчика для установки вдоль оси трубопровода, определяющих напряженность магнитного поля, средство для привязки на местности, средство определения глубины залегания трубопровода, средство синхронизации включения и работы датчиков, средство записи изменения напряженности магнитного поля, вызванного блуждающими токами, и обработки данных. Технический результат: упрощение поиска мест коррозии на трубопроводе, повышение точности локализации повреждений. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 8 ил., 11 табл.

Изобретение относится к производственной промышленности и может быть использовано для обнаружения и локализации металлических предметов в готовой продукции или в сырье. Техническим результатом заявленного изобретения выступает повышение чувствительности металлодетектора и уменьшение влияния внешней электромагнитной обстановки, что влечет уменьшение количества ложных срабатываний. Технический результат достигается благодаря тому, что в промышленном детекторе для конвейерных линий площадь приемных катушек в разы меньше площади «окна» металлодетектора. Сигналы с приемных катушек поступают на входные усилители (отдельные для каждой катушки), с выхода усилителя сигнал подается на сумматор, где он суммируется с сигналом «компенсации», приходящим с ЦАП, который позволяет скомпенсировать сигнал х.х., затем сигнал поступает на АЦП. Данные со всех АЦП, датчика скорости и еще одной приемной катушки, включенной параллельно передающей, а также данные с весов (опционально) подаются на блок центрального процессора, в котором происходит определение присутствия металла. Также параллельно передающей катушке включена петля калибровки, которая периодически замыкается, что позволяет прибору самостоятельно производить автопроверку и автокалибровку. В рассматриваемом металлодетекторе катушка возбуждения, подключенная к генератору переменного тока, создает переменное магнитное поле возбуждения, воздействующее на обследуемый объект, перемещающийся сквозь контрольную зону. 1 ил.

Предлагаемое техническое решение относится к области дефектоскопического контроля состояния трубопровода и может быть использовано для обнаружения и оконтуривания зон напряженно-деформированного состояния металла трубопровода, нарушения целостности трубопровода и его изоляционного покрытия, выявления несанкционированных врезок, а также диагностики технического состояния других подземных металлических трубопроводов и металлоконструкций. Сущность изобретения сводится к реализации возможности измерения реальных во времени градиентов вдоль продольной оси трубопровода компонент постоянного магнитного поля на нескольких уровнях с помощью, по крайней мере, 3-х линеек магниторезисторов, перемещаемых оператором при движении вдоль оси трубопровода. Две линейки магниторезисторов установлены вертикально, а одна горизонтально. Каждая линейка состоит из трех трехкомпонентных датчиков. На основе этих записей вычисляются градиенты (т.е ∂Xi/∂у, ∂Yi/∂у, ∂Zi/∂у) для каждой компоненты каждого датчика за интервал времени, определяемый быстродействием аппаратуры, т.е. со скоростью 6256 измерений в секунду. Градиенты определяются как разности (Xi+1-Xi)/Δу, (Yi+1-Yi)/Δу, (Zi+1-Zi)/Δу при Δу→0. Использование градиентов, получаемых за малый интервал времени, позволяет избавиться от погрешностей, связанных с нестабильностью работы датчиков, изменений их чувствительности, увеличения разброса параметров датчиков и их зависимости от температуры. Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение быстродействия и точности выявления дефектов подземных трубопроводов, а также улучшение эксплуатационных характеристик устройства диагностики технического состояния подземных трубопроводов. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способам и средствам неразрушающего контроля материалов и может быть использовано для диагностики рельсов и других протяженных объектов. Способ заключается в том, что магнитным дефектоскопом, установленным на вагоне-дефектоскопе, обследуют участок рельсового пути. Обнаруживают дефекты и конструктивные элементы (болтовые и сварные стыки рельсов, рельсовые металлические подкладки и т.п.), сигналы от которых и их положение сохраняют в диагностической карте. Используют данные о конструктивных элементах рельсового пути для навигации при ультразвуковой (УЗ) дефектоскопии того же участка рельсового пути. Подробно анализируют УЗ дефектоскопом объекты, обнаруженные магнитным дефектоскопом. Корректируют диагностическую карту по результатам дефектоскопии. В результате повышается точность, качество и скорость обнаружения дефектов рельсов. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области магнитной дефектоскопии в промышленности и на транспорте. Сущность: протяженные конструкции в процессе их эксплуатации, изготовленные из однородного ферромагнитного материала и имеющие сечение профиля простой симметричной формы, намагничивают с образованием полюсов симметричного магнитного поля на оси симметрии сечения профиля по всей длине объекта наблюдения. О наличии дефектов или механических напряжений в зонах сечения профиля конструкции судят по изменению величин электрических напряжений, непрерывно снимаемых с индуктивных датчиков, установленных в одной плоскости в попарно симметричных точках сечения на его границах, при движении этих датчиков вдоль длины профиля конструкции. Технический результат: возможность оперативного выявления дефектов и оценки местных напряжений в материале протяженных конструкций, с помощью автоматизированных мобильных технических средств. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности средствам бесконтактной диагностики, представляет собой устройство для диагностики технического состояния металлических трубопроводов и может быть использовано при дефектоскопическом контроле состояния, например напряженно-деформированного состояния металла трубопровода, нарушения целостности трубопровода и изоляционного покрытия и т.п., подводных и/или подземных нефте- и газопроводов и других металлических трубопроводов. Устройство содержит, по меньшей мере, два трехкомпонентных датчика индукции магнитного поля, расположенных на разных уровнях по высоте относительно трубопровода, первый и второй усилители, аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), устройство определения разности значений индукции магнитного поля по осям X, Y, Z, контроллер, блок памяти и устройство отображения информации. Дополнительно устройство содержит блок определения величины и направления полного вектора индукции магнитного поля, измеряемой первым трехкомпонентным датчиком, блок определения величины и направления полного вектора индукции магнитного поля, измеряемой вторым трехкомпонентным датчиком, и блок определения разности и угла между полными векторами индукции магнитного поля, измеряемой первым и вторым трехкомпонентными датчиками. Обеспечивается возможность установить полную и достоверную картину флуктуации магнитного поля, включая их величину и форму. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для наружного неразрушающего контроля стенок труб (обнаружение дефектов, потери металла и растрескиваний в стенках труб) непосредственно во время проведения ремонтных работ, замены изоляции труб трубопроводов, транспортирующих природный и промышленный газы, нефть и нефтепродукты. Сущность изобретения заключается в том, что дефектоскоп наружного неразрушающего контроля содержит магнитную поисковую систему, в которую входит подпружиненный блок преобразователей с измеряющими датчиками, которые измеряют магнитное поле рассеяния над поверхностью исследуемого объекта, блок намагничивания, блок электроники и транспортирующие элементы. Кроме того, магнитная поисковая система имеет устройство блокирования магнитного поля, что позволяет без затруднения снять дефектоскоп с исследуемого объекта после окончания работ. В блок преобразователей включены двухкоординатные энкодеры, которые конструктивно изготовлены единым узлом с блоком преобразователей и подпружиненной подвеской. Двухкоординатные энкодеры предназначены для преобразования линейного или углового перемещения и являются упорами для блока преобразователей, а пружины подвески обеспечивают постоянное поджатие двухкоординатных энкодеров к исследуемой поверхности. Транспортирующие элементы выполнены в виде шаровых опор, которые конструктивно входят в блок преобразователей и способны передвигаться по обеим координатам исследуемой поверхности объекта одинаково. Технический результат - упрощение процесса переориентации дефектоскопа на продольное или поперечное его перемещение по исследуемой поверхности объекта. 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой устройство для вихретоковой дефектоскопии и может быть использовано для выявления и определения параметров подповерхностных дефектов в ферромагнитных объектах. Устройство содержит источник постоянного магнитного поля, линейку вихретоковых преобразователей между его полюсами, параллельную полюсам, и узел регулировки напряженности намагничивающего постоянного магнитного поля. Узел регулировки выполнен в виде рамы и подрамника, соединенных с возможностью поворота относительно оси вращения, направленной вдоль одной из сторон рамы и перпендикулярной линейке преобразователей, а также фиксатора подрамника относительно рамы с заданным углом между их плоскостями. Система обеспечивает создание постоянного магнитного поля, монотонно изменяющегося вдоль линейки преобразователей. Технический результат изобретения - повышение чувствительности и информативности контроля. 4 ил.
Наверх