Магнитный дефектоскоп для обнаружения дефектов в сварных швах



Магнитный дефектоскоп для обнаружения дефектов в сварных швах
Магнитный дефектоскоп для обнаружения дефектов в сварных швах
Магнитный дефектоскоп для обнаружения дефектов в сварных швах

 


Владельцы патента RU 2587695:

Акционерное общество "Транснефть-Диаскан" (АО "Транснефть-Диаскан") (RU)
Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "Транснефть" (ОАО "АК "Транснефть") (RU)

Использование: для неразрушающего контроля технического состояния нефте- газопроводов. Сущность изобретения заключается в том, что магнитный дефектоскоп, на котором установлены на магнитах два пояса щеток из ферромагнитного материала, контактирующие с внутренней поверхностью трубопровода, между поясами щеток из ферромагнитного материала в виде кольца на износоустойчивых основаниях установлены блоки датчиков, состоящие из вихретоковых датчиков и датчика градиента постоянного магнитного поля, который в свою очередь состоит из двух магниточувствительных элементов, являющихся полупроводниковыми преобразователями магнитного поля, смещенных на некоторое расстояние друг относительно друга в направлении нормали к контролируемой поверхности, при этом расстояние значительно меньше протяженности помех, при этом применяется система из двух вихретоковых датчиков, плоскости которых перпендикулярны друг другу и направляющей контролируемого трубопровода, при этом применяется амплитудно-фазовая обработка диагностических данных. Технический результат: обеспечение возможности улучшения обнаружения и образмеривания малоразмерных дефектов и дефектов в сварных швах. 2 ил.

 

Изобретение относится к области неразрушающего контроля технического состояния нефте-, газопроводов, нефтепродуктопроводов с помощью внутритрубных дефектоскопов и касается измерительной системы.

Известен дифференциальный метод («Eddy current flaw detector» JPS 5766353 A от 22.04.1982, МПК G01N 27/90), в котором три круговые катушки смонтированы вокруг зонда, при этом одна является эталонной и расположена в непосредственной близости между двумя другими катушками.

Известен вихретоковый дефектоскоп («Defect detection for internal chilled pipe» JPS 5855853 А от 02.04.1983, МПК B22D 19/00; C21B 7/10; G01N 27/82; G01N 27/90; G01N 29/04), который проходит внутритрубное пространство и при помощи вихретоковых датчиков исследует состояние сварных швов.

Известен зонд для вихретокового дефектоскопа («Probe for eddy current flaw detection» JPS 62130350 А от 12.06.1987, МПК G01N 27/90), состоящий из постоянных магнитов, катушек, изоляционных материалов и пр.

Известен метод контроля магнитного материала труб («Method for inspection of magnetic material pipe» JP 5169983 B2 от 27.03.2013, МПК G01N 27/90), представляющий собой зонд, в котором установлены постоянные магниты, вихретоковые датчики и линии намагниченности расположены в осевом направлении.

Известен способ магнитного контроля дефектов длинномерных ферромагнитных изделий (RU 2032898 C1 от 25.02.1992, МПК G01N 27/87), заключающийся в том, что изделия намагничивают и измеряют градиент магнитного поля рассеяния на их поверхностях с помощью двух феррозондовых преобразователей, сигналы которых вычитают и по их разности определяют дефекты в изделиях, при этом намагничивают участок изделий под одним из преобразователей до более высокого уровня, при котором разностный сигнал достигает минимального значения.

Известен способ магнитной дефектоскопии и устройство для осуществления этого способа (RU 2133032 C1 от 20.03.1997, МПК G01N 27/83, G01N 27/87), в котором для обнаружения дефектов в сварных соединениях контролируемых объектов намагничивание их стенок производят по направлению нормали к продольной оси контролируемых сварных швов, а преобразователь перемещают по объекту таким образом, чтобы обеспечить одновременное пересечение контролируемого сварного шва всеми звеньями преобразователя.

Известен способ обнаружения дефектов в длинномерных объектах (RU 2157990 C1 от 17.03.2000, МПК G01N 27/82, G01N 27/87), при котором контроль поля осуществляют по сдвигу фазы и изменению амплитуды 3-й гармоники сформированного на объекте сигнала.

Известно устройство для контроля стенок трубопроводов (RU 2453835 C1 от 11.04.2011, МПК G01N 27/82), имеющее катушки возбуждения вихретоковых датчиков, которые выполнены в виде цилиндрических катушек, а первая сигнальная катушка и вторая сигнальная катушка имеют прямоугольную форму, и вторая сигнальная катушка вставлена узкой стороной в первую сигнальную катушку под прямым углом так, что получившаяся фигура имеет форму креста, и обе катушки вставлены внутрь катушки возбуждения так, чтобы оси сигнальных катушек были перпендикулярны оси катушки возбуждения, причем первая сигнальная катушка ориентирована вдоль направления движения устройства для контроля стенок трубопроводов, а вторая сигнальная катушка ориентирована поперек направления движения устройства контроля стенок трубопроводов.

Известно устройство определения толщины магнитных отложений на поверхности труб вихретоковым методом (RU 143178 U1 от 18.12.2013, МПК G01N 27/72), содержащее генератор прямоугольных импульсов тока, вихретоковый датчик с возбуждающей катушкой, измерительной катушкой, усилитель, АЦП, микроконтроллер, индикаторы толщины и электропроводимости.

Недостатком вышеуказанных технических решений является неточность обнаружения дефектов сварных швов и невозможность образмеривания малоразмерных дефектов.

Техническим результатом заявленного изобретения является улучшение обнаружения и образмеривания малоразмерных дефектов и дефектов в сварных швах, а также компенсация случайного отхода вихретоковых датчиков от внутренней стенки трубопровода.

Технический результат достигается тем, что на магнитном дефектоскопе установлены на магнитах два пояса щеток из ферромагнитного материала, контактирующие с внутренней поверхностью трубопровода. Для обнаружения малоразмерных дефектов или дефектов сварного шва между поясами щеток из ферромагнитного материала в виде кольца на износоустойчивых основаниях установлены блоки датчиков, состоящие из вихретоковых датчиков и датчика градиента постоянного магнитного поля, который в свою очередь состоит из двух магниточувствительных элементов, являющихся полупроводниковыми преобразователями магнитного поля, смещенных на некоторое расстояние друг относительно друга в направлении нормали к контролируемой поверхности, при этом расстояние должно быть значительно меньше протяженности помех, так как поле рассеяния малоразмерных дефектов убывает по нормали к поверхности значительно быстрее, чем у протяженных дефектов, к которым относятся изменения структуры материала, в том числе и наличие сварного шва. Для компенсации случайного отхода вихретоковых датчиков от внутренней поверхности трубопровода применяется система из двух вихретоковых датчиков, плоскости которых перпендикулярны друг другу и направляющей контролируемого трубопровода, при этом применяется амплитудно-фазовая обработка диагностических данных, что позволяет обеспечить селективную чувствительность к заданному типу дефектов, например, нереагирование на риски, царапины и выбоины на поверхности при выявлении подповерхностных дефектов, а также независимость от влияния вариации неконтролируемых параметров, например, перекосов вихретоковых датчиков, что необходимо при контроле неровных поверхностей.

На фиг. 1 изображена система из двух вихретоковых датчиков, плоскости которых перпендикулярны друг другу и направляющей контролируемого трубопровода.

На фиг. 1 приняты следующие обозначения:

1 - контролируемый трубопровод;

2 - вихретоковый датчик;

3 - вихретоковый датчик.

На фиг. 2 изображено применение датчика градиента постоянного магнитного поля.

На фиг. 2 приняты следующие обозначения:

1 - контролируемый трубопровод;

4 - датчик градиента постоянного магнитного поля;

5 - магнит;

6 - магнитопровод;

7 - малоразмерный дефект;

8 - износоустойчивое основание блока;

9 - модель мешающего фактора (изменение толщины или магнитных свойств материала объекта).

Магнитный дефектоскоп, на котором установлены на магнитах два пояса щеток из ферромагнитного материала, контактирующие с внутренней поверхностью трубопровода, между поясами щеток из ферромагнитного материала в виде кольца на износоустойчивых основаниях установлены блоки датчиков, состоящие из вихретоковых датчиков и датчика градиента постоянного магнитного поля, который в свою очередь состоит из двух магниточувствительных элементов, являющихся полупроводниковыми преобразователями магнитного поля, смещенных на некоторое расстояние друг относительно друга в направлении нормали к контролируемой поверхности, при этом расстояние значительно меньше протяженности помех, при этом применяется система из двух вихретоковых датчиков, плоскости которых перпендикулярны друг другу и направляющей контролируемого трубопровода, при этом применяется амплитудно-фазовая обработка диагностических данных.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области судостроения и касается способа определения места нахождения герметизированного отверстия при обрастании, заносе илом или обмерзании подводной части корпуса судна.

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой устройство для определения содержания феррита в материале и может быть использовано для определения содержания феррита, измерения температурных зависимостей степени ферритизации и определения по ним температур магнитных фазовых переходов магнитных материалов.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способу и системе для определения магнитной массы железнодорожных вагонов. Способ заключается в том, что для определения магнитной массы железнодорожных вагонов сначала производят калибровку с учетом окружающей температуры, а также насыпной плотности груза в вагонах.

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой магнитошумовой способ контроля состояния прочности силовых конструкций из ферромагнитных материалов и может найти применение при проведении технического освидетельствования силовых (несущих) конструкций.

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой устройство экспресс-контроля магнитных характеристик листовой электротехнической стали и предназначено для измерения динамической петли гистерезиса и основной кривой намагничивания стали на частотах от 1 до 10000 Гц.

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой способ измерения магнитных свойств и толщины наноразмерных магнитных пленок и может быть использовано в магнитной наноэлектронике для характеризации гетерогенных магнитных элементов в устройствах памяти, в сенсорных устройствах и т.п.

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой магнитное устройство для изучения сил внутреннего взаимодействия в растворе и может использоваться в физической химии.

Изобретение относится к системам магнитно-импедансной томографии. Система содержит систему возбуждения, имеющую несколько катушек возбуждения для генерирования магнитного поля возбуждения с целью наведения вихревых токов в исследуемом объеме, измерительную систему, имеющую несколько измерительных катушек для измерения полей, сгенерированных наведенными вихревыми токами, при этом измерительные катушки расположены в объемной (3D) геометрической компоновке, и устройство реконструкции, предназначенное для приема измерительных данных из измерительной системы и реконструкции изображения объекта в исследуемом объеме по измеренным данным.

Предложенное изобретение относится к измерительной технике, представляет собой способ определения магнитной индукции текстурированной электротехнической стали и может применяться в случаях, когда отсутствуют устройства измерения магнитных свойств или их невозможно использовать в силу таких причин, как слишком малые вес и размер образца или слишком плохое качество его поверхности.

Группа изобретений относится к области лабораторной диагностики и может быть использована для определения наличия аналита и его количества в биологических жидкостях.

Изобретение относится к области диагностики технического состояния металлоконструкций, находящихся в рабочем состоянии. Сущность: на контролируемом участке образца (аналога) элемента (или на действующем элементе) при отсутствии внешней изгибающей силы и при приложении внешней изгибающей силы (в пределах упругих свойств элемента) каждый раз осуществляется намагничивание в целях создания симметричного магнитного поля относительно оси(осей) симметрии геометрической фигуры поперечного сечения элемента. Измеряется величина индукции магнитного поля в характерных точках на границах поперечных сечений элемента, симметричных друг другу относительно оси(осей) симметрии сечений элемента. Определяется средняя разность абсолютных величин магнитной индукции в характерных точках на контролируемом участке. По экспериментальной зависимости изгибающей силы (или средней напряженности в материале) от средней разности абсолютных значений магнитной индукции в характерных точках на контролируемом участке образца (аналога) элемента (или на действующем элементе) находится аналитическая зависимость. На контролируемом участке элемента конструкции, находящейся в рабочем состоянии, создается симметричное магнитное поле относительно геометрической фигуры сечения элемента, измеряется величина индукции магнитного поля в характерных точках сечений, определяется средняя разность абсолютных значений магнитной индукции в аналогичных характерных точках и, по полученной ранее аналитической зависимости, находится среднее оценочное значение напряженности в материале на контролируемом участке элемента действующей конструкции. Технический результат: возможность обеспечения оперативной оценки изгибных напряжений в материале элементов конструкций, находящихся в рабочем состоянии, с помощью простых мобильных технических средств. 10 ил., 1 табл.
Наверх