Устройство магнитного дефектоскопа и способ уменьшения погрешности определения размеров дефектов трубопровода магнитными дефектоскопами

Использование: для магнитной дефектоскопии. Сущность изобретения заключается в том, что магнитная дефектоскопия трубопровода проводится с учетом различных магнитных свойств материалов, связанных с применением при строительстве трубопроводов труб из различных марок стали и влиянием направления намагничивания относительно направления проката листа. Учет различных магнитных свойств материалов возможен с применением в устройстве магнитного дефектоскопа специального датчика, сигнал которого примерно пропорционален относительной дифференциальной проницаемости материала трубы в точке поля намагничивания относительно направления проката листа. Вводится информационный параметр «P», который примерно пропорционален дифференциальной относительной магнитной проницаемости материала, а также амплитуде поля рассеяния дефекта. Информационный параметр «P» используется как поправка к измеренным полям рассеяния в условиях, когда сегменты трубопровода выполнены из материалов с различными магнитными свойствами. Технический результат: уменьшение погрешности определения размеров дефектов трубопровода. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 табл., 6 ил.

 

Изобретение относится к области магнитной дефектоскопии, к устройствам и способам неразрушающего контроля трубопроводов и касается способа построения магнитной измерительной системы магнитных дефектоскопов и алгоритмов последующей обработки диагностических данных с целью определения размеров дефекта в условиях, когда сегменты трубопровода выполнены из материалов с различными магнитными свойствами, то есть из различных марок стали и от различных производителей.

Известно устройство для бесконтактного выявления наличия и местоположения дефектов металлического трубопровода, RU 55989 U1, МПК G01N 27/82 от 21.03.2006. Данное устройство содержит систему датчиков магнитного поля с блоком усиления сигналов датчиков магнитного поля, блок аналогового вычитания и генератор возбуждения датчиков магнитного поля, при этом первый выход генератора соединен со входом системы датчиков, выход которой соединен с первым входом блока усиления сигналов датчиков магнитного поля, ко второму входу которого подсоединен второй выход генератора, а к первому выходу блока усиления сигналов датчиков магнитного поля подсоединен второй вход АЦП, к третьему входу которого подсоединен выход блока аналогового вычитания, ко входу которого подключен второй выход блока усиления сигналов датчиков, выход АЦП подключен к первому входу блока управления.

Известен способ диагностики дефектов длинномерных трубопроводов, SU 1748032 А1, МПК G01N 27/82 от 19/12/1990. Данный способ заключается в том, что внутри трубопровода перемещают поисковый блок дефектоскопа, сигналы с датчиков которого передают на неподвижные относительно трубопровода станции управления - регистрации и обработки сигналов с регистрацией положения поискового блока относительно трубопровода, а сигналы со станции управления - регистрации и обработки сигналов передают к поисковому блоку при управлении его положением, при этом сигналы со станции регистрации и обработки сигналов передают электромагнитным излучением на частотах выше критической по трубопроводу с данной транспортируемой средой.

Известен вихретоковый способ определения размеров дефектов, 926580 от 04.08.1980, МПК G01N 27/90, при котором возбуждают в контролируемом изделии вихревые токи, выделяют в результирующем электромагнитном поле составляющие поле дефекта.

Известны способы определения размеров дефектов по их магнитным полям рассеяния и последующей обработке параметров этих полей по соответствующей базе данных методом линейной регрессии, методом нейронных сетей и др.:

Слесарев Д.А., Васин Е.С., Степанов Н.О., Барат В.А., Шиляков М.Н. Идентификация и оценка параметров дефектов при магнитной внутритрубной диагностике дефектоскопом МДСкан. - Материалы XVII российской научно-технической конференции «Неразрушающий контроль и диагностика». - Екатеринбург, 2005, стр. 327;

Слесарев Д.А., Барат В.А., Чобану П.М. Снижение погрешности статистического метода оценки параметров дефектов магнитной дефектоскопии, 2005;

Slesarev D., Barat V. Statistical diagnostic model for defect parameters reconstruction in MFL nondestructive testing/ (тезисы доклада) Материалы 10-й европейской конференции по неразрушающему контролю - Москва, 2010, стр. 50.

Недостатком вышеуказанных способов и устройств является статистическое усреднение магнитных свойств материала трубы, что может привести к значительным погрешностям оценки размеров дефекта, при этом не учитываются различия магнитных свойств различных марок стали.

Технический результат изобретения - уменьшение погрешности определения размеров дефектов трубопровода магнитными дефектоскопами.

Технический результат достигается за счет того, что внутритрубная диагностика проводится с учетом различных магнитных свойств материалов, связанных с применением при строительстве трубопроводов труб из различных марок стали и влиянием направления намагничивания относительно направления проката листа. Учет различных магнитных свойств материалов возможен с применением в устройстве магнитного дефектоскопа специального датчика, сигнал которого примерно пропорционален относительной дифференциальной проницаемости материала трубы в точке поля намагничивания относительно направления проката листа.

Специальный датчик состоит из магнитной пластины, которая установлена в непосредственной близости от внутренней стенки трубопровода и на равном расстоянии от которой с двух сторон установлены два полупроводниковых магнитных преобразователя (датчика Холла). Специальный датчик входит в блок датчиков, установленных на плате, на которой установлены преобразователи магнитного поля, измеряющие магнитное поле дефекта, на таком расстоянии от магнитной пластины специального датчика, чтобы поле от нее не влияло на измерение полей дефектов.

Вариантом реализации специального датчика является применение его в блоке датчиков магнитной измерительной системы магнитного дефектоскопа в способе уменьшения погрешности определения размеров дефектов трубопровода магнитными дефектоскопами. Блок датчиков размещен на износоустойчивой подложке, которая скользит по внутренней стенке трубопровода. Специальный датчик, измеряющий информационный параметр «Р», в блоке один и магнитная пластина занимает всю ширину блока датчиков. Весь блок датчиков залит компаундом. На одном блоке датчиков располагается несколько каналов измерения поля дефекта.

Магнитная пластина создает в стенке трубы дополнительный магнитный поток, который справа от пластины суммируется с потоком, создаваемым магнитной системой магнитного дефектоскопа, а слева вычитается. Глубина проникновения дополнительного потока в стенку трубы составляет 3-5 мм. Два полупроводниковых магнитных преобразователя воспринимают как поле рассеяния от стенки трубопровода, так и поле самой магнитной пластины, которое является мешающим фактором для измерений.

При дальнейшей обработке сигналов от полупроводниковых магнитных преобразователей определяется информационный параметр «Р»:

Р=2(B1+В2)/(В1-В2),

где В1 и В2 - индукция, измеренная двумя полупроводниковыми магнитными преобразователями (датчиками Холла).

При такой обработке сигнала информационный параметр «Р» слабо зависит от зазора между специальным датчиком и стенкой трубопровода, который может быть вызван коррозийными процессами на стенке трубопровода и отложениями от перекачиваемого продукта.

Поперечные размеры дефекта слабо зависят от типа материала трубы, поскольку они определяются, в основном, относительным градиентом индукции магнитного поля на границах дефекта, который практически не зависит от материала.

Более важным параметром, определяющим прочность трубы, является глубина дефекта. В типовых случаях она связана с амплитудой поля рассеяния дефекта зависимостью, близкой к линейной. При одном и том же поле намагничивания стенки трубы разброс амплитуды поля рассеяния может достигать 20-30% в зависимости от материала трубы.

Кривые намагничивания различных ферромагнитных материалов могут различаться по форме в зависимости от химического состава, кристаллической структуры материала и методов обработки. При этом многочисленные расчеты и экспериментальные исследования полей рассеяния дефектов позволяют сделать вывод, что амплитуда поля рассеяния связана с дифференциальной относительной магнитной проницаемостью материала (µ дифф) в рабочей области полей.

Результаты, указанные в таблице 1, получены расчетным путем методом конечных элементов при помощи ПК «ANSYS» для скалярного потенциала. Намагничивание происходит в четыре этапа:

- обратимое намагничивание или область Релея, границы доменов перераспределяются в пользу благоприятных доменов;

- участок перераспределения границ благоприятных доменов;

- участок изменения направления намагничивания;

- участок технического насыщении или парапроцесса, когда ΔВ=µ0ΔН, т.е. относительная дифференциальная проницаемость этого участка близка к единице.

В способе определения размеров дефектов трубопровода магнитными дефектоскопами используются участки изменения направления намагничивания и участок технического насыщении или парапроцесса. Из-за наличия примесей в материале, термообработки и механического воздействия при прокате листов, кристаллическая структура различных материалов может значительно отличаться и, соответственно, положение границ этих участков может меняться, тем самым вызывая изменения дифференциальной относительной магнитной проницаемости материала.

Расчетные значения информационного параметра «Р», вычисленные при помощи ПК «ANSYS», проводились при поле намагничивания, соответствующим данным об дифференциальной относительной магнитной проницаемости материала.

Сравнение данных таблицы 1 и таблицы 2 показывает, что введенный информационный параметр «Р» примерно пропорционален дифференциальной относительной магнитной проницаемости материала, а также амплитуде поля рассеяния дефекта. Информационный параметр «Р» используется как поправка к измеренным полям рассеяния в условиях, когда сегменты трубопровода выполнены из материалов с различными магнитными свойствами.

На кривую намагничивания оказывает влияние анизотропия кристаллов материала, при этом кривая имеет Г-образную форму, наименьшая дифференциальная магнитная проницаемость в рабочей области имеет место, когда ось легкого намагничивания кристалла параллельна намагничивающему полю. Для различных типов проката труб кривая на участке изменения направления намагничивания будет отличаться.

Предварительно магнитный дефектоскоп калибруется пропуском по участку трубопровода с трубами, изготовленными из известной марки стали и нанесенными на них механическим способом дефектами. Трубы должны быть различной толщины: минимальной, средней и максимальной. Для каждой толщины регистрируются информационный параметр «Р» и амплитуды различных дефектов. Если при пропуске на реальном трубопроводе для трубы такой же толщины информационный параметр «Р» будет отличаться, необходимо при последующей обработке данных ввести соответствующую поправку на амплитуду дефекта. Это учитывается специальными программами распознавания и образмеривания дефектов, которые обычно строятся на основе нейронных сетей. Программы хранят базу данных набора параметров полей рассеяния известных дефектов (амплитуда, протяженность поля и др.) и подбирают под обнаруженный дефект подходящий по этим параметрам дефект с известными размерами. В данном случае информационный параметр «Р» просто включается в этот набор параметров, характеризуя материал трубы в окрестностях обнаруженного дефекта.

На фиг. 1 изображены продольные сечения поля рассеяния дефекта, имитирующего коррозийную потерю металла (коническое углубление диаметром 24 мм и глубиной 4 мм в трубе с толщиной стенки 12 мм) для различных марок сталей.

На фиг. 1 приняты следующие обозначения:

1 - продольное сечение поля рассеяния дефекта марки стали 17Г1С1;

2 - продольное сечение поля рассеяния дефекта марки стали ст10;

3 - продольное сечение поля рассеяния дефекта марки стали 15Г1.

На фиг. 2 изображены кривые намагничивания для различных марок сталей.

На фиг. 2 приняты следующие обозначения:

4 - кривая намагничивания марки стали 17Г1С1;

5 - кривая намагничивания марки стали ст10;

6 - кривая намагничивания марки стали 15Г1.

На фиг. 3 показаны физические процессы, происходящие в ферромагнитном материале, на примере одной из кривых намагничивания.

На фиг. 3 приняты следующие обозначения:

7 - участок обратимого намагничивания или область Релея, границы доменов перераспределяются в пользу благоприятных доменов (с направлением намагничивания, близким к направлению внешнего поля), без изгиба границ доменов;

8 - участок перераспределения границ благоприятных доменов с изгибом границ доменов (участок Брокгаузена);

9 - участок изменения направления намагниченности доменов;

10 - участок технического насыщения или парапроцесса, когда ΔВ=µ0ΔН, т.е. относительная дифференциальная проницаемость этого участка близка к единице.

На фиг. 4 показано влияние анизотропии на намагничивание материала.

На фиг. 4 приняты следующие обозначения:

11 - ось намагничивания, когда осью легкого намагничивания кристалла является ребро куба кристалла;

12 - ось намагничивания, когда осью легкого намагничивания кристалла является диагональ грани кристалла;

13 - ось намагничивания, когда осью легкого намагничивания кристалла является диагональ куба кристалла;

14 - рабочий диапазон магнитных полей.

На фиг. 5 показан принцип работы специального датчика.

На фиг. 5 приняты следующие обозначения:

15 - магнитная пластина;

16 - полупроводниковый магнитный преобразователь (датчик Холла) S1;

17 - полупроводниковый магнитный преобразователь (датчик Холла) S2;

18 - стенка трубопровода.

На фиг. 6 показано устройство блока датчиков.

На фиг. 6 приняты следующие обозначения:

15 - магнитная пластина специального датчика;

16 - полупроводниковый магнитный преобразователь (датчик Холла) S1;

17 - полупроводниковый магнитный преобразователь (датчик Холла) S2;

18 - трубопровод;

19 - полупроводниковый преобразователь;

20 - износоустойчивая подложка;

21 - плата;

22 - компаунд.

Специальный датчик состоит из магнитной пластины 15 (фиг. 5 и 6), которая установлена в непосредственной близости от внутренней стенки трубопровода, и на равном расстоянии от которой с двух сторон установлены два полупроводниковых магнитных преобразователя (датчика Холла), S1 16 (фиг. 5 и 6) и S2 17 (фиг. 5 и 6). Специальный датчик входит в блок датчиков, установленных на плате 21 (фиг. 6), на которой установлены преобразователи магнитного поля 19 (фиг. 6), измеряющие магнитное поле дефекта, на таком расстоянии от магнитной пластины 15 (фиг. 5 и 6), чтобы поле от нее не влияло на измерение полей дефектов.

Все компоненты образуют блок датчиков, залитый компаундом 22 (фиг. 6) и размещенный на износоустойчивой подложке 20 (фиг. 6,), которая скользит по внутренней стенке трубопровода 18 (фиг. 6).

1. Устройство магнитного дефектоскопа, отличающееся тем, что применен специальный датчик, который состоит из магнитной пластины, установленной в непосредственной близости от внутренней стенки трубопровода и на равном расстоянии от которой с двух сторон установлены два полупроводниковых магнитных преобразователя, при этом сигнал специального датчика пропорционален относительной дифференциальной проницаемости материала трубы в точке поля намагничивания относительно направления проката листа, а специальный датчик входит в блок датчиков, который установлен на плате, на которой установлены преобразователи магнитного поля, измеряющие магнитное поле дефекта, при этом преобразователи магнитного поля установлены на таком расстоянии от магнитной пластины специального датчика, чтобы поле от нее не влияло на измерение полей дефектов, при этом блок датчиков залит компаундом и размещен на износоустойчивой подложке, которая скользит по внутренней стенке трубопровода, при этом на одном блоке датчиков размещено несколько каналов измерения магнитного поля дефекта.

2. Способ уменьшения погрешности определения размеров дефектов трубопровода магнитными дефектоскопами, состоящий в том, что магнитный дефектоскоп калибруется пропуском по участку трубопровода с трубами различной толщины: минимальной, средней и максимальной, изготовленными из известной марки стали и нанесенными на них механическим способом дефектами, при этом для каждой толщины регистрируются информационный параметр «Р», поступающий от полупроводниковых магнитных преобразователей блока датчиков, и амплитуды различных дефектов, а для регистрации используются участки изменения направления намагничивания и участок технического насыщении или парапроцесса, при этом из-за наличия примесей в материале, термообработки и механического воздействия при прокате листов кристаллическая структура различных материалов может значительно отличаться и положение границ этих участков может меняться, тем самым вызывая изменения дифференциальной относительной магнитной проницаемости материала.

3. Способ уменьшения погрешности определения размеров дефектов трубопровода магнитными дефектоскопами по п. 2, отличающийся тем, что расчетные значения информационного параметра «Р», вычисляемые при помощи ПК «ANSYS», проводятся при поле намагничивания, соответствующем данным об дифференциальной относительной магнитной проницаемости материала, при этом введенный информационный параметр «Р» используется как поправка к измеренным полям рассеяния в условиях, когда сегменты трубопровода выполнены из материалов с различными магнитными свойствами, и примерно пропорционален дифференциальной относительной магнитной проницаемости материала, а также амплитуде поля рассеяния дефекта, при этом слабо зависит от изменения размера зазора между специальным датчиком и стенкой трубопровода.

4. Способ уменьшения погрешности определения размеров дефектов трубопровода магнитными дефектоскопами по п. 2, отличающийся тем, что магнитная пластина специального датчика создает в стенке трубы дополнительный магнитный поток, который справа от пластины суммируется с потоком, создаваемым магнитной системой магнитного дефектоскопа, а слева вычитается, при этом глубина проникновения дополнительного магнитного потока в стенку трубопровода составляет 3-5 мм, а два полупроводниковых магнитных преобразователя, установленные с двух сторон на равном расстоянии от магнитной пластины специального датчика, воспринимают как поле рассеяния от стенки трубопровода, так и поле самой магнитной пластины, которое является мешающим фактором для измерений.

5. Способ уменьшения погрешности определения размеров дефектов трубопровода магнитными дефектоскопами по п. 2, отличающийся тем, что, если при пропуске на реальном трубопроводе для трубы такой же толщины информационный параметр «Р» будет отличаться, необходимо при последующей обработке данных ввести соответствующую поправку на амплитуду дефекта, что выполняется программами, которые хранят базу данных набора параметров полей рассеяния известных дефектов (амплитуда, протяженность поля и др.) и подбирают под обнаруженный дефект подходящий по этим параметрам дефект с известными размерами, в данном случае информационный параметр «Р» просто включается в этот набор параметров, характеризуя материал трубы в окрестностях обнаруженного дефекта.



 

Похожие патенты:

Предложенный комплекс внутритрубной дефектоскопии с тросовой протяжкой относится к средствам для проверки технического состояния коротких прямолинейных или изгибных отрезков трубопровода.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для магнитной дефектоскопии как плоских изделий, так и изделий сложной формы (шестерни, болты, ступенчатые и коленчатые валы, галтельные переходы и др.).

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.

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.

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.

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.

Изобретение относится к способам и средствам неразрушающего контроля материалов и может быть использовано для диагностики рельсов и других протяженных объектов.

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.

Изобретение относится к производственной промышленности и может быть использовано для обнаружения и локализации металлических предметов в готовой продукции или в сырье.

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.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля качества изделий методом магнитных потоков рассеяния и предназначено, прежде всего, для дефектоскопического контроля канатов из стальной ферромагнитной проволоки и устройству для осуществления способа. Способ контроля технического состояния каната заключается в том, что для обнаружения обрывов проволок одновременно с помощью датчиков Холла и индуктивных катушек осуществляют измерение сигнала по каналу локальных дефектов и по каналу потери сечения каналов, после чего полученные сигналы датчиков обрабатываются совместно с добавлением вблизи обнаруженного обрыва зоны нечувствительности, чтобы исключить таким образом двойной учет одного и того же обрыва, в том числе при наличии смещения сигнала от обрыва по разным каналам. Также предложена конструкция дефектоскопа для осуществления описанного выше способа, которая включает магнитную головку, состоящую из намагничивающей системы в виде двух полуцилиндров и измерительной системы с расположенными в двух плоскостях по окружности датчиками Холла и двумя седлообразными индуктивными катушками, соединенную кабелем с блоком управления и индикации, выполненным с возможностью автоматической обработки и отображения интегрального результата контроля на цветовом индикаторе (красный/желтый/зеленый) и дополнительной информации на алфавитно-цифровом дисплее. Изобретение обеспечивает высокую достоверность определения плотности обрывов проволок и повышение точности диагностики за счет корректного суммирования обрывов, обнаруженных по каналу датчиков Холла и каналу индуктивных катушек. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

Использование: для контроля технического состояния нефтегазовых скважин. Сущность изобретения заключается в том, что способ определения коррозии обсадных колонн в эксплуатационных скважинах включает измерение толщины обсадной колонны по стволу скважины импульсной электромагнитной дефектоскопией, дополнительно регистрируют амплитуды низкочастотных акустических шумов, по которым выделяют интервалы заколонных перетоков жидкости, в выявленных интервалах перетоков по пониженным значениям суммарной ЭДС импульсов магнитной проницаемости и электропроводимости обсадной колонны определяют ее толщину и путем сравнения ее с толщиной соседнего беспереточного интервала, определяемого по отсутствию акустических шумов, в котором толщина обсадной колонны понижена только за счет коррозии ее внутренней стенки, по разности этих толщин судят о коррозии наружной стороны колонны. Технический результат: обеспечение возможности определения наружной коррозии. 2 ил.

Изобретение относится к средствам механизации и автоматизации технологических операций при проведении неразрушающего контроля объектов промышленного производства или транспорта, например сварных швов ЖД цистерн и их креплений (хомутов). Сущность: устройство имеет две стержневые опоры - левую и правую. Опоры соединены системой двойных планок (верхней и нижней), образуя в исходном состоянии прямоугольник с шарнирными углами. Снизу каждой опоры имеется башмак в виде электромагнита. Верхняя часть цилиндрического башмака является зубчатым венцом. Выше каждого башмака жестко со стержнем опоры крепятся приводы, в состав которых входят электродвигатель, червячный редуктор и шестерня. На верхних планках симметрично друг другу установлены два тяговых электромагнита. На нижних планках установлен вертикальный якорь из магнитомягкой стали. Верхняя часть якоря находится между полюсами тяговых электромагнитов с одинаковым зазором с двух сторон. Снизу нижних планок крепится индукционный или другой датчик, используемый для сканирования контролируемой поверхности объекта. Технический результат: повышение ходовых качеств устройства. 2 ил.

Использование: для неразрушающего контроля труб риформера из аустенитной стали. Сущность изобретения заключается в том, что способ испытания трубы риформера из аустенитной стали, содержащий этапы, на которых: обеспечивают образец трубы риформера из аустенитной стали, которая должна быть проверена; выбирают одно или более мест испытания на упомянутой трубе риформера из аустенитной стали; передают два синусоидальных электромагнитных сигнала, имеющих различные частоты F1 и F2, в место испытания на трубе риформера из аустенитной стали; принимают ответный сигнал из упомянутого места испытания; и анализируют основную частоту и частоты интермодуляции упомянутого принятого ответного сигнала, чтобы определить состояние трубы риформера из аустенитной стали в упомянутом месте испытания. Технический результат: обеспечение возможности обнаружения очень ранних изменений в трубном сплаве. 19 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к неразрушающему выявлению отклонений от нормы в электропроводных материалах. Сущность изобретения заключается в том, что дифференциальный датчик для выявления отклонений от нормы в электропроводных материалах содержит постоянный магнит; первую катушку с одной или более первыми обмотками, навитыми вокруг постоянного магнита и определяющими первую ось катушек, и вторую катушку с одной или более вторыми обмотками, навитыми вокруг постоянного магнита и определяющими вторую ось катушек, идущей поперечно первой оси катушек. Технический результат – повышение точности выявления отклонений от нормы в электропроводных материалах. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к устройствам для выявления и характеристики дефектов и зон концентрации напряжений в инженерных сооружениях из стальных трубных сталей, включая резьбовые трубы нефтегазового сортамента, используемые при бурении и извлечении нефтепродуктов. Технический результат – расширение функциональных возможностей устройства. Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве диагностики дефектов в сооружениях из трубных сталей, включающем ГМР магнитные датчики и блок обработки информации, ГМР датчики размещены на платах в форме дисков, закрепленных на едином стержне параллельно друг другу, причем на каждой плате размещено не менее чем по 8 двухкомпонентных ГМР датчиков, размещенных по внешней окружности платы на равном расстоянии друг от друга, платы образуют не менее чем две группы, по две платы в каждой. Причем горизонтальные оси всех двухкомпонентных ГМР датчиков на каждой из плат расположены перпендикулярно оси НКТ, соосны и направлены для каждой пары противоположно лежащих датчиков навстречу друг другу, вертикальные оси всех датчиков параллельны оси НКТ и параллельны друг другу, вертикальные оси расположенных друг под другом датчиков для обеспечения необходимой точности соосны. На конце стержня размещен блок обработки информации с выходным разъемом для подключения к управляющему и записывающему устройствам. 6 з.п. ф-лы, 8 ил.

Использование: для бесконтактного электромагнитного неразрушающего контроля листовых алюминиевых сплавов. Сущность изобретения заключается в том, что способ включает установку плоского емкостного датчика вблизи потенциально опасного участка поверхности (концентратора напряжения) металла, деформирование его путем приложения внешнего усилия с помощью нагружающего устройства, формирование сигнала ЭМИ в результате развития механической неустойчивости в виде распространяющихся деформационных полос, преобразование сигнала ЭМИ с помощью емкостного датчика ЭМИ и его регистрацию, в качестве источника ЭМИ используется электрически активная окисная пленка Аl2O3 на поверхности алюминиевого сплава, при этом сигнал ЭМИ возникает при смещении двойного электрического слоя, связанного с окисной пленкой относительно неподвижного датчика ЭМИ в ходе зарождения и распространения полосы локализованной пластической деформации в виде бегающей шейки или в ходе распространения трещины. Технический результат: обеспечение возможности бесконтактного электромагнитного метода, когда ледяная корка на поверхности металла отсутствует. 6 ил.

Изобретение относится к области бесконтактной внутритрубной диагностики технического состояния подземных ферромагнитных нефтяных и газовых труб. Сущность изобретения заключается в том, что способ диагностики технического состояния подземного трубопровода основан на измерении 36 сумм компонент поля и 36 градиентов постоянного магнитного поля, используя 8 трехкомпонентных датчиков постоянного магнитного поля, расположенных в вершинах куба околотрубного пространства, с использованием системы не менее чем из четырех преобразователей магнитной индукции, каждый из которых состоит из двух трехкомпонентных соосных датчиков постоянного поля с осевой симметрией. В состав системы входят также два трехкомпонентных датчика переменного магнитного поля. Технический результат – повышение точности и чувствительности способа диагностики технического состояния подземных трубопроводов, повышение точности привязки результатов измерений к положению трубопровода, а также повышение надежности и точности разделения полей дефектов и полей помех. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов, технической диагностике, предназначено для определения остаточных механических напряжений в деформированных ферромагнитных сталях и может применяться в лабораторных, цеховых и полевых условиях. Устройство содержит намагничивающую, подмагничивающую и измерительную системы. Намагничивающая система выполнена в виде П-образного магнитопровода из магнитомягкого материала с намагничивающими обмотками на двух его полюсах. Контакты подмагничивающей системы выполнены подпружиненными, закреплены на П-образном магнитопроводе и расположены в межполюсном пространстве в единой с торцами полюсов П-образного магнитопровода плоскости, обращенной к поверхности контролируемого изделия. Катушка измерительной системы размещена на одном из полюсов П-образного магнитопровода, измерительная система снабжена датчиком Холла, расположенным в центральной части межполюсного пространства П-образного магнитопровода, соединенным с П-образным магнитопроводом и устройством оцифровки сигнала. Технический результат: повышение точности и достоверности контроля за счет измерения внутреннего магнитного поля в контролируемом изделии, увеличение локальности контроля, расширение области применения устройства за счет контроля остаточных напряжений в различных направлениях крупногабаритных ферромагнитных изделий при снижении массогабаритных размеров устройства и упрощении подготовительных операций перед проведением контроля. 3 ил., 1 табл.

Способ относится к бесконтактной магнитометрической диагностике. Способ включает возбуждение переменного магнитного поля в зоне трубопровода, измерение над и вблизи трубопровода индукции переменного магнитного поля, создаваемой током в трубопроводе, измерение расстояния от датчиков до проекции оси трубопровода на дневную поверхность, индицирование величины и направления удаления датчиков от проекции оси трубопровода, на основании чего оператор корректирует путь перемещения вдоль трубопровода, определение углов поворота датчиков поля вокруг горизонтальных и вертикальной осей, получение матрицы поправок, связанных с углами поворота датчиков и их расстоянием относительно оси трубопровода, внесение поправок в матрицы компонент поля и их разностей. Для повышения достоверности и точности диагностического контроля технических параметров подземного трубопровода в независимости от условий его расположения в техническом коридоре или на технологической площадке, при перемещении датчиков магнитного поля над трубопроводом определяют степень фактического влияния на диагностируемый трубопровод магнитных помех от соседних трубопроводов, расположенных в непосредственной близости, для чего перемещают матрицу датчиков магнитного поля как вдоль, так и поперек оси обследуемого трубопровода в обе стороны на расстояние не менее десятикратной глубины его заложения, проводят измерение в пространстве векторов индукции переменного магнитного поля, создаваемых токами в трубопроводах, получают ситуационную картину магнитных полей вблизи диагностируемого трубопровода, проводят расчеты и определяют, при каких фактических величинах токов, глубин трубопроводов и расстояниях между ними рассчитанная ситуационная картина распределения векторов магнитного поля около диагностируемого трубопровода будет соответствовать измеренному распределению, далее вычитают при расчетах токи от соседних трубопроводов при проведении обработки результатов измерений, определении расположений источников аномалий переменного магнитного поля и параметров нарушений изоляции трубопровода. 3 ил.

Использование: для магнитной дефектоскопии. Сущность изобретения заключается в том, что магнитная дефектоскопия трубопровода проводится с учетом различных магнитных свойств материалов, связанных с применением при строительстве трубопроводов труб из различных марок стали и влиянием направления намагничивания относительно направления проката листа. Учет различных магнитных свойств материалов возможен с применением в устройстве магнитного дефектоскопа специального датчика, сигнал которого примерно пропорционален относительной дифференциальной проницаемости материала трубы в точке поля намагничивания относительно направления проката листа. Вводится информационный параметр «P», который примерно пропорционален дифференциальной относительной магнитной проницаемости материала, а также амплитуде поля рассеяния дефекта. Информационный параметр «P» используется как поправка к измеренным полям рассеяния в условиях, когда сегменты трубопровода выполнены из материалов с различными магнитными свойствами. Технический результат: уменьшение погрешности определения размеров дефектов трубопровода. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 табл., 6 ил.

Наверх