Аппаратура для обнаружения дефектов трубопроводов

Использование: для неразрушающего контроля технического состояния трубопроводов акустическим способом. Сущность изобретения заключается в том, что аппаратура для обнаружения дефектов трубопроводов содержит кольцевую приемо-передающую акустическую систему, выполненную в виде антенных решеток пьезоэлектрических преобразователей, прикрепляемую к открытому участку трубопровода с помощью прижимного устройства, и программно-аппаратный комплекс для коммутации и интерпретации данных, при этом аппаратура дополнительно содержит устройство позиционирования, выполненное в виде пояса с пазами, направленными вдоль образующих трубопровода, а антенные решетки выполнены в виде съемных модулей пьезоэлектрических приемо-передающих преобразователей, устанавливаемых в пазы устройства позиционирования, причем прижимное устройство выполнено в виде магнитопроводов, установленных в съемных модулях антенных решеток. Технический результат: обеспечение возможности получения высокого сухого акустического контакта пьезоэлектрических акустических преобразователей антенных решеток с наружной поверхностью трубопровода. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области неразрушающего контроля технического состояния трубопроводов акустическим способом.

Известна аппаратура аналогичного назначения, содержащая кольцевые передающую и кольцевую приемную акустические системы, расположенные вдоль контролируемого участка трубопровода на заданной базе (US 2014202249, кл. G01H 5/00, G01N 29/22, 2014).

Акустические передающая и приемная системы выполнены в виде колец с ультразвуковыми пьезоэлектрическими преобразователями, прикрепленных к открытому участку трубопровода и электрически соединенных с программно-аппаратным комплексом.

Кольцевые передающие и приемные акустические системы выполнены с возможностью перемещения вдоль трубопровода.

Недостатком этого устройства является низкое пространственное разрешение дефектов трубопровода. С помощью известного аналога можно только обнаружить, что дефект расположен между передающей и приемной акустической системами, т.е. на заданной базе измерения.

Известна аппаратура для обнаружения дефектов трубопроводов, содержащая кольцевую приемо-передающую акустическую систему, выполненную в виде антенной решетки пьезоэлектрических преобразователей, прикрепляемую к открытому участку трубопровода с помощью прижимного устройства для обеспечения сухого акустического контакта пьезоэлектрических преобразователей с наружной поверхностью трубопровода, и программно-аппаратный комплекс для коммутации и интерпретации данных (CN 201322742, кл. G01N 29/14, 2009).

Данное техническое решение принято за прототип.

В прототипе антенная решетка пьезоэлектрических преобразователей является приемной, а в качестве передающего преобразователя используется более громоздкий электро-магнитный преобразователь.

Применение электромагнитного преобразователя в качестве излучателя акустических зондирующих волн вместо пьезоэлектрических преобразователей объясняется наличием плохого сухого акустического контакта у пьезоэлектрического преобразователя и, как следствие этого, слабая интенсивность генерируемой преобразователем акустической зондирующей волны.

Это является недостатком прототипа.

Вторым недостатком прототипа является отсутствие в нем устройства позиционирования вдоль трубопровода, что ограничивает область контроля трубопровода с помощью известной аппаратуры.

Техническим результатом, получаемым от внедрения изобретения, является получение высококачественного сухого акустического контакта пьезоэлектрических акустических преобразователей антенных решеток с наружной поверхностью трубопровода и обеспечение возможности позиционирования аппаратуры вдоль трубопровода.

Данный технический результат достигают за счет того, что аппаратура для обнаружения дефектов трубопроводов, содержащая кольцевую приемопередающую акустическую систему, выполненную в виде антенных решеток пьезоэлектрических преобразователей, прикрепляемую к открытому участку трубопровода с помощью прижимного устройства, и программно-аппаратный комплекс для коммутации и интерпретации данных, дополнительно содержит устройство позиционирования, выполненное в виде пояса с пазами, направленными вдоль образующих трубопровода, а антенные решетки выполнены в виде съемных модулей пьезоэлектрических приемо-передающих преобразователей, устанавливаемых в пазы устройства позиционирования, при этом прижимное устройство выполнено в виде магнитопроводов, установленных в съемных модулях антенных решеток.

Пьезоэлектрические преобразователи в съемных модулях установлены в шахматном порядке.

Магнитопроводы установлены в съемных модулях между пьезоэлектрическими преобразователями в шахматном порядке.

Вокруг каждого пьезоэлектрического преобразователя антенных решеток установлены защитные манжеты.

Для улучшения качества сухого акустического контакта пьезоэлектрических преобразователей с наружной поверхностью трубопровода, каждый из пьезоэлектрических преобразователей антенных решеток выполнен подпружиненным.

Пояс с продольными пазами выполнен из винипласта, закрепляемого на трубопроводе с помощью магнитов.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлена схема аппаратуры; на фиг. 2 - схема аппаратуры, установленной на трубопроводе; на фиг. 3 - съемный модуль пьезоэлектрических преобразователей с сухим точечным контактом, вид снизу; на фиг. 4 - съемный модуль пьезоэлектрических преобразователей с сухим точечным контактом, вид сбоку

Аппаратура для обнаружения дефектов трубопровода содержит приемо-передающую акустическую систему, выполненную в виде пьезоэлектрических преобразователей, объединенных в съемные модули антенных решеток 1 (фиг. 1, 2), прикрепляемые к открытому участку трубопровода 2 с помощью прижимного устройства для обеспечения сухого акустического контакта с наружной поверхностью трубопровода 2.

Имеется также устройство позиционирования модулей антенных решеток 1 на трубопроводе 2, выполненное в виде пояса 3 с пазами 4, направленными вдоль образующих трубопровода 2.

Антенные решетки, выполненные в виде съемных модулей (фиг. 3, 4), устанавливаемых в пазы 4 пояса 3, прижимаются к поверхности трубопровода 2 с помощью магнитопроводов 5.

Для этой же цели (обеспечение необходимого усилия прижима) внутри корпуса 6 модуля 1 каждый пьезоэлектрический преобразователь 7 (фиг. 3, 4) оснащен пружинным механизмом (на чертежах не показан).

Для предотвращения попадания влаги, пыли или грязи внутрь корпуса 6 модуля 1, вокруг каждого преобразователя 7 предусмотрена защитная манжета (на чертежах не показана).

Пьезоэлектрические преобразователи в каждом съемном модуле 1 (фиг. 3, 4) установлены в шахматном порядке. Магнитопроводы 5 в съемных модулях 1 между пьезоэлектрическими преобразователями 7 также установлены в шахматном порядке.

Это позволяет усилить технический эффект за счет увеличения прижимающего усилия каждого пьезоэлектрического преобразователя в модуле к поверхности трубопровода 2.

Пояс 3 с пазами 4 может быть выполнен из винипласта, закрепляемого на трубопроводе 2 с помощью магнитов (на чертежах не приведены).

Прижимным устройством для обеспечения акустического контакта пьезоэлектрических приемо-передающих преобразователей 7 с поверхностью трубопровода 2 служат магнитопроводы 5 и непоказанный на чертежах пружинный механизм внутри корпуса 6 модуля 1.

Аппаратура также содержит модуль 8 коммутации для обеспечения совместной работы модулей 1 пьезоэлектрических преобразователей (фиг. 1).

Модуль 8 коммутации соединен с пьезоэлектрическими преобразователями 7 модулей 1 проводами 9. Каждый из преобразователей 7 соединен с протектором 10. Под позицией 11 (фиг. 4) изображены электроды пьезоэлектрических преобразователей 7.

Корпус 6 каждого модуля 1 содержит цилиндрические углубления, в которые размещают преобразователи 7.

Аппаратура работает следующим образом.

На исследуемый участок трубопровода 2 с помощью прижимного устройства устанавливается аппаратура для обнаружения дефектов трубопровода в виде трещин и очагов коррозии.

При этом протектор 10 (фиг. 3), передающий ультразвуковые колебания от пьезоэлектрического преобразователя в точку акустического контакта имеет размеры, много меньшие длины волны. Имея малые волновые размеры, протектор колеблется как сосредоточенное тело, почти не деформируясь.

Аппаратура работает в режиме эхолокатора и в контролируемом изделии (трубопроводе 2) с помощью преобразователей 7 и протекторов 10 возбуждается горизонтально поляризованная волна.

Вдоль трубопровода 2 направляется акустический импульс от месторасположения акустического сухого контакта. Если на пути акустического импульса появится дефект в виде акустической неоднородности (трещина или очаг коррозии), то часть импульса отразится назад к антенным решеткам.

Амплитуда отраженного импульса позволяет оценить размеры акустической неоднородности, а время его появления - координату расположения неоднородности в трубопроводе.

Устройство позиционирования позволяет в случае необходимости устанавливать аппаратуру на другой участок трубопровода.

При этом магнитопроводы, установленные в поясе с пазами, позволяют легко снимать и сдвигать аппаратуру на другой участок трубопровода при обеспечении высококачественного сухого акустического контакта пьезоэлектрических преобразователей с трубопроводом.

Этим достигается поставленный технический результат.

1. Аппаратура для обнаружения дефектов трубопроводов, содержащая кольцевую приемо-передающую акустическую систему, выполненную в виде антенных решеток пьезоэлектрических преобразователей, прикрепляемую к открытому участку трубопровода с помощью прижимного устройства, и программно-аппаратный комплекс для коммутации и интерпретации данных, отличающаяся тем, что дополнительно содержит устройство позиционирования, выполненное в виде пояса с пазами, направленными вдоль образующих трубопровода, а антенные решетки выполнены в виде съемных модулей пьезоэлектрических приемо-передающих преобразователей, устанавливаемых в пазы устройства позиционирования, при этом прижимное устройство выполнено в виде магнитопроводов, установленных в съемных модулях антенных решеток.

2. Аппаратура по п. 1, отличающаяся тем, что пьезоэлектрические преобразователи в съемных модулях установлены в шахматном порядке.

3. Аппаратура по п. 2, отличающаяся тем, что магнитопроводы установлены в съемных модулях между пьезоэлектрическими преобразователями в шахматном порядке.

4. Аппаратура по п. 1, отличающаяся тем, что вокруг каждого пьезоэлектрического преобразователя антенных решеток установлены защитные манжеты.

5. Аппаратура по п. 1, отличающаяся тем, что каждый из пьезоэлектрических преобразователей антенных решеток выполнен подпружиненным.

6. Аппаратура по п. 1, отличающаяся тем, что пояс с продольными пазами выполнен из винипласта, закрепляемого на трубопроводе с помощью магнитов.



 

Похожие патенты:

Использование: для ультразвукового контроля круглого проката и труб. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для ультразвукового контроля круглого проката и труб содержит статор, ротор и ультразвуковые преобразователи, при этом оно дополнительно содержит по крайней мере одно акустическое зеркало, размещенное на роторе, причем как минимум один ультразвуковой преобразователь закреплен на статоре, по крайней мере один ультразвуковой преобразователь, размещенный на статоре, направлен таким образом, что направление его излучения/приема почти параллельно оси объекта контроля, зеркало выполнено в виде по крайней мере одного отражающего элемента, геометрическая форма которого соответствует конкретной измерительной или дефектоскопической задаче, ультразвуковые преобразователи образуют по крайней мере одно кольцо, ось излучения/приема которого почти параллельна оси объекта контроля.

Использование: для автоматизированного неразрушающего контроля качества изделий. Сущность изобретения заключается в том, что сканируют поверхность контролируемого объекта по крайней мере одним информационным датчиком физического поля, измеряют величины сигналов излучения физического поля с каждой точки поверхности контролируемого объекта, разбивают весь диапазон величин сигналов излучения физического поля по их значениям на I интервалов, регистрируют измеренные сигналы по принадлежности к соответствующим интервалам, определяют количество измеренных сигналов в каждом интервале КI, рассчитывают разность количества измеренных сигналов в последующем и предыдущем интервалах ΔКI=КI+1-КI по всему диапазону значений величин измеренных сигналов, а в качестве порогового значения величины сигнала излучения физического поля выбирают значение из интервала, для которого разность количества измеренных сигналов в данном и предыдущем интервалах меньше нуля, а разность количества измеренных сигналов в данном и последующем интервалах больше нуля, при этом измеряют величину сигнала в начале сканирования изделия на эталонном дефекте Un, измеряют значение сигнала на качественном участке изделия вблизи эталонного дефекта U0 в точке i=1, где i - целочисленная координата траектории сканирования на поверхности контролируемого изделия, измеряют изменение сигнала на эталонном дефекте ΔUn=|Un-U0|, измеряют шаг дискретности измерения сигналов по траектории сканирования: Δxi=xi+1-xi, измеряют значение сигнала в текущей точке «i» сканирования изделия (Ui), измеряют разность сигналов между соседними точками: ΔUi=Ui+1-Ui, регистрируют начало j-го дефекта по градиентному признаку, регистрируют координату (xнj) начала j-го дефекта по градиентному признаку, измеряют величину наибольшего сигнала в области j-го дефекта: Ujmax=Uji, если Ui+1>Ui и Ui+2>Ui+1, измеряют величину наибольшего изменения сигнала (ΔUmax∂j) на j-м дефекте, регистрируют окончание j-го дефекта по градиентному признаку, регистрируют координату (xкj) окончания j-го дефекта по градиентному признаку: xкj=Δxixр, где p - целочисленная координата окончания j-го дефекта, измеряют протяженность j-го дефекта по градиентному признаку: Δхдj=хкj-хнj, регистрируют наличие j-го дефекта на изделии заданным образом.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля при реализации ультразвуковых бесконтактных методов дефектоскопии для обнаружения дефектов в рельсах на значительных скоростях сканирования.

Использование: для неразрушающего контроля материалов ультразвуковыми методами. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют генерацию серии оптических импульсов, преобразование их в акустические сигналы, излучение полученных сигналов в исследуемый материал, возбуждение продольных и сдвиговых волн в приповерхностном слое исследуемого материала, прием отраженных сигналов приемником, выполненным в виде решетки, собранной из локальных пьезоэлементов, обработку принятых сигналов в реальном масштабе времени в цифровой форме с сохранением их фаз, при этом генерацию серии оптических импульсов осуществляют в диапазоне от 10 Гц до 100 кГц, а сканирование производят через решетку из оптически прозрачных пьезоэлементов, акустический импеданс которых согласован с акустическим импедансом оптико-акустического генератора.

Изобретение относится к области ультразвукового контроля изделий, имеющих плоскую или цилиндрическую поверхность. Для расширения области применения на нижней поверхности корпуса устройства имеется продольный паз, стенки которого являются опорами и боковыми стенками локальной ванны, торцевыми стенками которой являются сменные планки.

Изобретение относится к области ультразвукового неразрушающего контроля железнодорожных рельсов. Способ заключается в том, что на поверхности катания рельса устанавливают три наклонных электроакустических преобразователя, смещенных от продольной оси рельса в сторону, противоположную от рабочей грани головки рельса.

Изобретение раскрывает контактную жидкость для ультразвуковой дефектоскопии, которая содержит хлорид металла или смесь хлоридов металлов с низкой температурой замерзания в водном растворе, жидкое стекло, полиакриламид, антикоррозионные добавки и воду, при этом она дополнительно содержит формиат металла или смесь формиатов металлов, имеющих низкую температуру замерзания в водном растворе, пропиленгликоль и глицерин, при следующем соотношении компонентов, мас.

Настоящее изобретение относится к области техники обнаружения дефектов на колесах железнодорожных транспортных средств. Установка для обнаружения дефектов с функцией параллельного поддомкрачивания выполнена с возможностью обнаружения дефектов без демонтажа колес и содержит тележку, выполненную с возможностью скольжения вдоль двух стальных рельсов, между которыми она предусмотрена.

Использование: для ультразвуковой диагностики вертикально ориентированных дефектов в объекте контроля с ребром поверхности. Сущность изобретения заключается в том, что прямой излучающий преобразователь и приемный преобразователь располагают на сопряженных по ребру сторонах объекта контроля.

Изобретение относится к измерительной техники и может быть использовано для поиска места прохождения и глубины трубопроводов водоснабжения и теплосети, газо- и нефтепроводов, находящихся под землей.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности. Система для мониторинга состояния подводного добычного комплекса (ПДК) содержит трубопровод, на который с заданным шагом установлены датчики вибрации, датчики определения вертикали к поверхности земли и датчики температуры, размещенные на электронной плате датчиков, а также береговую аппаратуру и подводный кабель.

Изобретение относится к области контроля течи по влажности воздуха и может быть применено в устройствах для влажностного контроля течи трубопровода с воздухопроницаемой теплоизоляцией под кожухом, например трубопроводов в контурах охлаждения ядерной или тепловой энергетических установок.

Изобретение относится к строительству и эксплуатации магистральных трубопроводов. Техническим результатом настоящего изобретения является обеспечение высокой точности обозначения всех монтажных швов, удешевление процесса разметки трубопровода, повышение скорости и точности поиска необходимой (пораженной) трубы.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, а именно к способу глубоководной морской добычи полезных ископаемых. Система глубоководной морской добычи полезных ископаемых содержит технологическую платформу для переработки вещества, линию райзера для создания в ней направленного вверх потока извлеченного вещества со дна водного объекта на технологическую платформу, обратную трубу для создания в ней обратного потока смеси морской воды и не представляющей ценности части вещества, проходящего с технологической платформы в направлении ко дну водного объекта, и систему регулирования расхода глубоководной морской добычи полезных ископаемых.

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано при определении технического состояния изоляционного покрытия участков подземных трубопроводов, подверженных воздействию геомагнитно-индуцированного тока.

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для обработки результатов внутритрубных диагностических обследований магистральных трубопроводов, выполненных комбинированными методами неразрушающего контроля.

Система для контроля утечки газа из магистрального газопровода может быть использована при эксплуатации и контроле технического состояния магистральных трубопроводов.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для текущего контроля герметичности технологического оборудования с диэлектрическими или агрессивными жидкостями.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для текущего контроля герметичности технологического оборудования с диэлектрическими или агрессивными жидкостями.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для текущего контроля герметичности технологического оборудования с диэлектрическими или агрессивными жидкостями.

Использование: для обнаружения дефектов изоляционного покрытия технологических или магистральных трубопроводов или иных изделий, расположенных в труднодоступных местах. Сущность изобретения заключается в том, что аппаратура для контроля защитного изоляционного покрытия технологических или магистральных трубопроводов содержит две кольцевые приемо-передающие акустические системы, расположенные на базовом расстоянии друг от друга вдоль контролируемого трубопровода и выполненные в виде антенных решеток пьезоэлектрических преобразователей с сухим точечным контактом, прикрепляемых к открытому участку контролируемого трубопровода с помощью прижимных устройств, и программно-аппаратный комплекс для коммутации сигналов и интерпретации данных, электрически соединенный с антенными решетками, при этом аппаратура дополнительно содержит устройство позиционирования, выполненное в виде двух поясов с пазами, ориентированными вдоль образующих трубопровода, причем антенные решетки выполнены в виде съемных модулей пьезоэлектрических преобразователей, установленных в пазы каждого из поясов устройства позиционирования, а прижимные устройства каждой антенной решетки выполнены в виде магнитопроводов, установленных в съемных модулях антенных решеток. Технический результат: увеличение сухого точечного контакта пьезоэлектрических преобразователей приемо-передающих акустических систем и обеспечение возможности позиционирования аппаратуры вдоль трубопровода. 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

Использование: для неразрушающего контроля технического состояния трубопроводов акустическим способом. Сущность изобретения заключается в том, что аппаратура для обнаружения дефектов трубопроводов содержит кольцевую приемо-передающую акустическую систему, выполненную в виде антенных решеток пьезоэлектрических преобразователей, прикрепляемую к открытому участку трубопровода с помощью прижимного устройства, и программно-аппаратный комплекс для коммутации и интерпретации данных, при этом аппаратура дополнительно содержит устройство позиционирования, выполненное в виде пояса с пазами, направленными вдоль образующих трубопровода, а антенные решетки выполнены в виде съемных модулей пьезоэлектрических приемо-передающих преобразователей, устанавливаемых в пазы устройства позиционирования, причем прижимное устройство выполнено в виде магнитопроводов, установленных в съемных модулях антенных решеток. Технический результат: обеспечение возможности получения высокого сухого акустического контакта пьезоэлектрических акустических преобразователей антенных решеток с наружной поверхностью трубопровода. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх