Способ определения высоты внутренней выступающей части патрубка вантуза с помощью ультразвукового дефектоскопа

Авторы патента:

 


Владельцы патента RU 2529781:

Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "Транснефть" (ОАО "АК "Транснефть") (RU)
Открытое акционерное общество "Центр технической диагностики" (ОАО ЦТД "Диаскан") (RU)

Использование: для определения высоты внутренней выступающей части патрубка вантуза. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют измерение ультразвуковым дефектоскопом толщины стенки трубы и вычисление высоты внутренней выступающей части патрубка вантуза, при этом ультразвуковым дефектоскопом измеряют толщину воротника трубы и толщину стенки патрубка, устанавливают диапазон развертки по образцу, устанавливают пьезоэлектрический преобразователь на контролируемый патрубок вантуза в максимально возможной близости от воротника трубы, перемещают пьезоэлектрический преобразователь по окружности вдоль образующей патрубка вантуза с определением максимального значения координаты от точки выхода ультразвукового луча до края патрубка вантуза. Технический результат: обеспечение измерения высоты внутренней выступающей части патрубка вантуза нефтепровода с малой погрешностью. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и ультразвукового неразрушающего контроля и может быть использовано при проведении дополнительного дефектоскопического контроля дефектов труб магистральных нефтепроводов.

При проведении дополнительного дефектоскопического контроля вантуза, вваренного в нефтепровод, нормативными документами предусмотрено определение высоты внутренней выступающей части патрубка без доступа внутрь нефтепровода.

Высоту внутренней выступающей части патрубка необходимо измерять также при выявлении выступания, полученного по результатам пропускания внутритрубных инспекционных приборов.

Наиболее близким по технической сущности к настоящему изобретению является способ определение высоты внутренней выступающей части «чопа» - стальной пробки для устранения сквозных отверстий, устанавливаемой с обваркой по контуру на трубе магистрального нефтепровода.

Для определения высоты внутренней выступающей части «чопа» необходимо (см. Отраслевой регламент ОР-19.100.00-КТН-010-10 «Порядок проведения дополнительного дефектоскопического контроля дефектов труб магистральных трубопроводов», изд. ОАО «АК «Транснефть», М., с.48):

- подготовить площадку для установки датчика ультразвукового толщиномера на наружной выступающей поверхности «чопа»;

- измерить выступание «чопа» над наружной поверхностью любым измерительным инструментом (линейкой, штангенциркулем);

- измерить ультразвуковым дефектоскопом высоту «чопа» и толщину стенки трубы;

- вычислить высоту внутренней выступающей части «чопа».

Основным недостатком известного способа является невысокая достоверность и точность результатов измерений при определении величины выступания патрубка вантуза внутрь трубы без вскрытия нефтепровода.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение достоверности и точности измерений выступания патрубка вантуза внутрь трубы без вскрытия нефтепровода.

Технический результат заключается в обеспечении измерения высоты внутренней выступающей части патрубка вантуза нефтепровода с погрешностью, не превышающей 3 мм.

Совокупность существенных признаков, достаточная для достижения указанного технического результата и определяющая объем правовой охраны предлагаемого изобретения, включает измерение ультразвуковым дефектоскопом толщины стенки трубы и вычисление высоты внутренней выступающей части патрубка вантуза, при этом ультразвуковым дефектоскопом измеряют толщину воротника трубы и толщину стенки патрубка, устанавливают диапазон развертки по образцу, устанавливают пьезоэлектрический преобразователь на контролируемый патрубок вантуза в максимально возможной близости от воротника трубы, перемещают пьезоэлектрический преобразователь по окружности вдоль образующей патрубка вантуза с определением максимального значения координаты от точки выхода ультразвукового луча до края патрубка вантуза.

Вторым отличительным признаком предлагаемого способа является то, что угол ввода ультразвука выбирают в пределах 65°-70°, а частоту ультразвуковых колебаний в диапазоне 4-5 МГц.

Третьим отличительным признаком предлагаемого способа является то, что определение высоты внутренней выступающей части патрубка вантуза осуществляют с учетом стрелы пьезоэлектрического преобразователя, расстояния от передней грани пьезоэлектрического преобразователя до воротника трубы, толщины стенки трубы, толщины воротника трубы, толщины стенки патрубка и зазора между воротником трубы и стенкой трубы.

Вариант осуществления изобретения раскрывается с помощью чертежа, на котором схематически показано:

1 - труба нефтепровода;

2 - стенка трубы;

3 - воротник трубы;

4 - патрубок вантуза;

5 - пьезоэлектрический преобразователь (ПЭП) ультразвукового дефектоскопа.

На фигуре также показаны следующие обозначения:

S3 - зазор между воротником и стенкой трубы;

Sст - толщина стенки трубы;

Sв - толщина воротника;

Sсп - толщина стенки патрубка;

N1 - расстояние от точки выхода ультразвукового луча до передней грани ПЭП (стрела преобразователя);

N2 - расстояние от передней грани преобразователя до воротника;

L - высота внутренней выступающей части патрубка вантуза;

Х - координата от точки выхода ультразвукового луча до края патрубка вантуза;

α - угол ввода ультразвукового луча;

U-путь ультразвукового луча.

Осуществление способа.

Для определения высоты внутренней выступающей части патрубка вантуза (4), установленного методом сварки в трубу нефтепровода (2), согласно настоящему изобретению проводят следующие операции:

- последовательно измеряют ультразвуковым дефектоскопом (на фиг. не показан) толщину стенки трубы (SCT) в зоне приварки патрубка вантуза (4), толщину воротника трубы (SB) и толщину стенки патрубка (SCT);

- подбирают образец для настройки - отрезок трубы диаметром и толщиной стенки, равными диаметру и толщине стенки обследуемого патрубка вантуза (4), таким образом, чтобы толщины не отличались более чем на 0,3 мм;

- настраивают ультразвуковой дефектоскопа с совмещенным ПЭП (5) с уголом ввода ультразвука (а) в пределах 65°-70° и частотой в диапазоне 4-5 МГц на стандартных образцах СО-2, СО-3 с целью определения скорости ультразвука, задержки в призме ПЭП, угла ввода ультразвука (а);

- фиксируют в памяти дефектоскопа скорость ультразвука, задержку в призме ПЭП и угол ввода ультразвука (а);

- устанавливают диапазон развертки (D) ультразвукового дефектоскопа, рассчитав его по формуле

D>L*+Sст+Sв+Sсп+S3+Z,

где: L* - данные внутритрубного прибора о величине выступания патрубка внутрь трубы, мм;

Z - фиксированный запас к диапазону развертки, полученный экспериментальным путем и равный 15 мм;

Sст, Sв, Sсп - толщина стенки трубы, воротника трубы, стенки патрубка, мм;

S3 - зазор между воротником и стенкой трубы, принимаемый равным 1,5 мм;

- устанавливают ПЭП (5) на образец для настройки на расстоянии, равном диапазону развертки (D);

- добиваются появления на экране двух - трех или более кратно отраженного сигнала максимальной амплитуды от края образца для настройки;

- контролируют правильность определения ультразвуковым дефектоскопом координаты X и при необходимости подстраивают диапазон развертки (D);

- устанавливают ПЭП (5) на контролируемый патрубок вантуза (4) возможно ближе к воротнику (3);

- перемещают ПЭП (5) вдоль образующей патрубка вантуза (4), добиваясь сигнала максимальной амплитуды, отраженного от края патрубка вантуза. Так как патрубок вантуза может быть отрезан не под прямым углом или отрезан с помощью сварки, сигнал от его края может быть слабым. Кроме того, часть энергии ультразвука поглощается сварным швом приварки патрубка к трубе и швом приварки воротника к патрубку, поэтому при необходимости повышают уровень сигнала до уровня, достаточного для измерения;

- перемещают ПЭП (5) по окружности патрубка вантуза (4) параллельно оси трубы нефтепровода (1) и измеряют координату X в нескольких точках окружности, находя ее максимальное значение Хм;

- определяют высоту внутренней выступающей части патрубка вантуза по формуле:

L=Xм-N1-N2-Sст-Sв-S3.

Экспериментальная проверка предлагаемого способа подтвердила техническую возможность определения высоты внутренней выступающей части патрубка вантуза с помощью ультразвукового дефектоскопа со среднеквадратической погрешностью 1,7±0,01 мм с доверительной вероятностью 0,866.

Разработанный и апробированный на практике способ определения высоты внутренней выступающей части патрубка вантуза с помощью ультразвукового дефектоскопа обеспечивает достоверное измерение высоты внутренней выступающей части патрубка вантуза нефтепровода с погрешностью, не превышающей 3 мм.

1. Способ определения высоты внутренней выступающей части патрубка вантуза с помощью ультразвукового дефектоскопа, включающий измерение ультразвуковым дефектоскопом толщины стенки трубы и вычисление высоты внутренней выступающей части патрубка вантуза, отличающийся тем, что ультразвуковым дефектоскопом измеряют толщину воротника трубы и толщину стенки патрубка, устанавливают диапазон развертки по образцу, устанавливают пьезоэлектрический преобразователь на контролируемый патрубок вантуза в максимально возможной близости от воротника трубы, перемещают пьезоэлектрический преобразователь по окружности вдоль образующей патрубка вантуза с определением максимального значения координаты от точки выхода ультразвукового луча до края патрубка вантуза.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что угол ввода ультразвука выбирают в пределах 65°-70°, а частоту ультразвуковых колебаний в диапазоне 4-5 МГц.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что определение высоты внутренней выступающей части патрубка вантуза осуществляют с учетом стрелы пьезоэлектрического преобразователя, расстояния от передней грани пьезоэлектрического преобразователя до воротника трубы, толщины стенки трубы, толщины воротника трубы, толщины стенки патрубка и зазора между воротником трубы и стенкой трубы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам и устройствам для определения объема шлама и подшламовых структур в резервуарах с сырой нефтью. Техническим результатом изобретения является повышение точности устройства.

Изобретение относится к устройствам неразрушающего контроля и может быть использовано для измерения высоты (толщины) металлических деталей или их износа. .

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение для измерения параметров вибраций в различных отраслях машиностроения. .

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для дистанционного контроля перемещения объекта измерения. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения и контроля угловых многооборотных не реверсивных перемещений объекта. .

Изобретение относится к технике акустических нашлемных систем позиционирования и может быть применено в устройствах, где используются данные о трех координатах положения и трех углах ориентации головы оператора, преимущественно в нашлемных системах целеуказания и индикации летательных аппаратов, в системе управления прожектором вертолета, в авиа- и автотренажерах, в системах виртуальной реальности.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для обнаружения взрывных устройств с часовыми замедлителями, людей, попавших под завал, при условии наличия электронного часового устройства.

Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и может быть использовано при построении элементов измерительных устройств и систем автоматического управления.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено в системах измерения линейного перемещения. .

Изобретение относится к области метрологии, в частности к средствам бесконтактного измерения расстояний, размеров и формы объектов. .

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для контроля толщины изделий с помощью ультразвука. Способ измерения толщины изделия с помощью ультразвуковых импульсов состоит в том, что с помощью ультразвукового преобразователя излучают ультразвуковые импульсы, регистрируют момент излучения зондирующего импульса в изделие, регистрируют на уровне выше паразитных шумов преобразователя момент выхода из изделия переднего фронта первого отраженного эхо-импульса, определяют временной интервал между этими моментами, а затем вычисляют толщину исходя из этого временного интервала и известной скорости звука в материале изделия, при этом с момента регистрации выхода из изделия переднего фронта первого отраженного эхо-импульса на уровне выше паразитных шумов преобразователя с задержкой на время, равное 0,25…0,5 периода колебаний резонансной частоты преобразователя, регистрируют момент выхода из изделия переднего фронта первого отраженного эхо-импульса на уровне выше паразитных шумов усилителя, но ниже паразитных шумов преобразователя, определяют временной интервал между моментом излучения зондирующего импульса в изделие и данным моментом и этот временной интервал используют для расчета толщины изделия. Технический результат - повышение точности измерений толщины изделий и повышение стабильности точностных характеристик аппаратуры. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение для измерения параметров угловых вибраций и малых углов поворота шнековых механизмов в различных отраслях машиностроения. Ультразвуковой фазовый преобразователь угла поворота вала содержит последовательно соединенные задающий генератор, усилитель мощности, излучающий преобразователь, исследуемый объект, приемный преобразователь, согласующий усилитель, фазовый детектор, выполняющий роль первого блока умножения, выход которого подключен к первому входу второго блока умножения, второй вход которого соединен с генератором тактовых импульсов. К третьему входу второго блока умножения подключен выход компаратора, а первый вход компаратора через интегратор соединен с выходом согласующего усилителя. Второй вход компаратора соединен с источником опорного напряжения. Выход второго блока умножения через блок анализа соединен с цифроаналоговым преобразователем. При этом излученный и отраженный ультразвуковые сигналы направлены по нормали к плоскости спирали шнека. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей за счет измерения минимальных угловых виброколебаний жестких роторов со сложной шнековой структурой. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области метрологии, в частности к средствам измерения расстояний, размеров и формы различных объектов. Устройство содержит жезл с двумя акустическими излучателями, пусковую кнопку и наконечник, контактирующий с поверхностью измеряемого объекта, акустический приемник с тремя микрофонами, снабженными формирователями переднего фронта импульса и закрепленными в вершинах жесткого треугольника. Также профиломер содержит трехканальный электронный блок, каждый канал которого включает последовательно соединенные полосовой усилитель, компаратор и счетчик измерителя временных интервалов. Электронный блок через соответствующий интерфейс соединен с ЭВМ. Акустический приемник выполнен в виде равносторонней треугольной антенны, установленной на опорные точки, причем центры двух микрофонов должны быть расположены на оси, перпендикулярной плоскости ее опорных точек. При этом фронтальная поверхность антенны закрыта звукоизолирующим экраном с отверстиями для микрофонов, на поверхности экрана между расположенными на оси микрофонами размещена мишень диаметром порядка 20 мм с перекрестием в центре, а между индуктивными электродинамиками установлен лазерный целеуказатель. Технический результат - повышение точности измерений и сокращение трудоемкости измерений. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение для измерения параметров радиальных вибраций и при балансировке шнековых механизмов в различных отраслях машиностроения. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение точности измерений радиальных вибраций шнековых валов. Ультразвуковой фазовый вибропреобразователь, содержит последовательно соединенные задающий генератор, усилитель мощности, излучающий преобразователь, исследуемый объект, приемный преобразователь, согласующий усилитель, формирователи меандра, фазовый детектор, первый и второй блоки умножения, выходы задающего генератора и согласующего усилителя через формирователи меандров и первый блок умножения соединены с первым входом второго блока умножения, второй вход которого соединен с выходом компаратора, третий вход - с генератором тактовых импульсов, а выход через блок обработки информации соединен с цифроаналоговым преобразователем, к выходу согласующего усилителя подключены последовательно соединенные интегратор, компаратор с тремя входами, источником опорного напряжения с двумя выходами, а выход компаратора соединен с третьим входом второго блока умножения и с последовательно соединенными дифференциатором, инвертором, с первым входом третьего блока умножения и блоком анализа вибросигналов, генератор тактовых импульсов соединен со вторым входом третьего блока умножения, а второй и третий входы компаратора соединены с выходами источника опорных напряжений. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ коррекции линейных и угловых координат заключается в том, что на шлеме оператора в реперных точках размещают четыре нашлемных ультразвуковых приемников, а в кабине над шлемом оператора в связанной системе координат кабины - четыре ультразвуковых излучателя. По краям рабочей зоны возможных положений шлема размещают четыре ультразвуковых приемника четырех корректирующих каналов, осуществляют излучение и прием импульсных ультразвуковых сигналов. Измеряют время задержки сигналов от каждого ультразвукового излучателя до каждого нашлемного ультразвукового приемника и до четырех ультразвуковых приемников корректирующих каналов. Определяют направление с учётом данных указанных корректирующих каналов. Технический результат заключается в повышении точности определения координат шлема оператора в условиях вибрации и изменяющихся внешних условиях. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области метрологии. Cпособ предполагает определение оптимальных размеров и формы судовой забойной трубы, трассы её расположения на судне. Размещают трубу между двумя конечными фланцами, соединяют фланцы настроечным шаблоном и измеряют координаты нанесенных на нем контрольных точек электронным устройством. Используют измерительную станцию, содержащую два акустических излучателя, трехмикрофонную приемную антенну, связанную через трехканальный электронный блок с ЭВМ. При этом жезл оснащают лазерным целеуказателем, а микрофоны антенны устанавливают, соблюдая условия прямой видимости между контрольными точками и микрофонами, на стенках и/или оборудовании судового помещения в виде равностороннего треугольника, плоскость которого должна находиться напротив шаблона и на удалении от его ближайшей точки не менее размера стороны упомянутого треугольника. Оси микрофонов должны быть направлены в сторону средней точки стягивающей длины шаблона, а длина сторон треугольника должна быть в пределах 0,5÷0,7 от размера стягивающей длины шаблона. Переставляя измеритель, снимают множество значений, заносят значения в память ЭВМ, строят трассу и конфигурацию трубы, изгибают трубу. Технический результат - упрощение технологии проектирования и монтажа оборудования. 2 н.п. ф-лы , .2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено в системах измерения линейного перемещения в заявленном устройстве и способе, реализующем указанное устройство. Сущность изобретения заключается в том, что проводят калибровку, при которой перемещают лазерный излучатель, жестко соединенный с подвижным элементом магнитострикционного преобразователя линейных перемещений. При этом лазерный излучатель проецирует метку на эталонную шкалу, расположенную параллельно магнитострикционному преобразователю линейного перемещения. Положение метки на эталонной шкале регистрируют цифровым микроскопом. После этого рассчитывают расстояние от начала координат эталонной шкалы до центра лазерной метки. Для этого цифровым микроскопом делают не менее 5 снимков (всей шкалы измерения, всей шкалы измерения с меткой в первом положении, участка в районе метки в первом положении, всей шкалы измерения в районе метки во втором положении и участка в районе метки во втором положении). Полученные снимки загружают в персональный компьютер. Далее на эти снимки накладывают цифровые шкалы, после чего производят расчет параметров линейных перемещений. Технический результат - повышение точности измерения линейного перемещения за счет коррекции составляющей погрешности, вызванной аппаратной задержкой. 2 н.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к метрологии, в частности к средствам мониторинга напряженно-деформированного состояния объектов. Датчик содержит устройство на ПАВ, состоящее из корпуса, образованного верхней и нижней крышками с упругими мембранами, жестко соединенными с металлическим штоком, имеющим выступ, контактирующий с прокладкой, расположенной на свободном конце консольно закрепленной с помощью прижимных пластин внутри корпуса платы с резонаторами на ПАВ, электрически связанными с антенной, размещенной над верхней крышкой корпуса. Устройство установлено на трансформатор механических перемещений, выполненный в виде основания с продольным пазом и имеющий две грани, расположенные перпендикулярно основанию трансформатора, в каждой из которых выполнено отверстие до продольного паза основания трансформатора, в которое установлен прижимной механизм. При этом в продольный паз помещен элемент, передающий перемещение, имеющий продольную клинообразную выемку, выполненную на его поверхности в месте контакта со штоком устройства на ПАВ, и возвратный механизм. Прижимной механизм состоит из винтов и прокладок, либо из пружин, винтов и шариков. При этом радиус шариков соответствует радиусу канавок стержня. Технический результат - увеличение пределов измерения перемещений. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх