Способ контроля состояния трубопроводов в процессе эксплуатации

 

(72) А вторы изобретеивя

В.И.Рогачев, Л.И.Трахтенберг и П.H.Øê

Научно-производственное объединение " (73) Заввятель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ

В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Изобретение относится к физическим методом контроля материалов и изделий и может быть использовано для контроля состояния функционирующих трубопроводов, теплообменников и других полых металлических коммуникаций.

Известен способ контроля трубопроводов, заключающийся в том, что трубопровод включают в гальваническую цепь электрического тока и регистри1Е руют параметры магнитного поля, созданного этим трубопроводом вдоль его трассы E1l.

Однако в устройствах для реализации этого способа требуются контактные средства для включения трубопро-.

15 вода в гальваническую цепь электри-. ческого тока, что в ряде случаев не представляется возможным. Кроме того, преобразователи, установленные вдоль

20 трассы трубопровода на некотором расстоянии от него, регистрируют общий характер функции распределения магнитного поля вдоль его трассы, что

2 исключает возможность обнаружения некоторых локальных дефектов.

Наиболее близким к изобретению . по технической сущности является способ контроля состояния трубопроводов в процессе эксплуатации, заключающийся в том, что один из участков электрически замкнутых трубопроводов охватывают посредством индуктивного возбудителя с замкнутым магнитопроводом и по действию создаваемых таким образом продольных контуров тока в трубопроводах судят об их состоянии (2).

Для данного способа характерна недостаточная достоверность контроля, так как он производится по результатам нагрева трубопровода протекающим по нему током. Таким образом, получают только интегральную оценку его состояния без фиксирования координат дефектов.

Цель изобретения — повышение достоверности контроля.

3 90576

Цель достигается тем, что согласно способу по крайней мере вдоль одного из контуров тока по периметру трубопровода преобразовывают взаимодействие последнего с этим контуром в электрические сигналы и регистрируют их параметры.

Кроме того, на поверхность трубопроводов наносят слой вещества, содержащего жидкокристаллические ком- 36 поненты, и по их параметрам судят о состоянии трубопроводов, В ферромагнитных трубопроводах ,дополнительно регистрируют магнитные, 15

Кроме того, дополнительно регистрируют сигналы акустической эмиссии.

На чертеже представлено устройство для осуществления предлагаемого способа контроля состояния трубопроводов в процессе эксплуатации.

Устройство состоит из генератора переменного тока 1, индуктивного возбудителя, выполненного в виде возбуждающей катушки индуктивности

2 на замкнутом магнитопроводе 3, охватывающем участок трубопровода, системы 4 первичных измерительных преобразователей, чувствительных по меньшей мере к одному из параметров электромагнитного поля, системы

5 первичных измерительных преобразователей, чувствительных, по меньшей мере к одному иэ параметров механических колебаний и системы 6 nepf

35 вичных измерительных преобразователей, чувствительных по меньшей мере к одному иэ параметров сигнала акустической эмиссии. Преобразователи системы 4 - 6 распределены по длине трубопровода 7 и по его периметру, концентрируясь, например, на участках с повышенной концентрацией механических напряжений (гибах, сварных швах и т.д.). Первичные преобразователи систем g 4 и 6 соединены с помощью линии связи 8 с блоком обра-, ботки сигналов 9, связанным с блоком преобразования и накопления информации 10, соединенного с блоком представления информации. Участок

12 особо ответственного назначения трубопровода 7 содержит поверхностный слой 13 из вещества, содержащего жидкокристаллические компоненты, чувствительные по меньшей мере к од- 55 ному иэ параметров электромагнитного поля. Генератор 1 переменного тока посредством индуктивного возбуди4 4 теля создает переменное магнитное поле, которое охватывает участок трубопровода так, что магнитные силовые линии его лежат в плоскостях, перпендикулярных оси трубопровода, Так как трубопровод электрически замкнут, например, сваренной с ним плитой 14, то в нем возникает продольный контур тока. Взаимодействие этого контура с трубопроводом выражается в определенном распределении магнитного поля по периметру трубопровода вдоль контура тока. Электромагнитный характер этого взаимодействия обуславливает также появление сигналов акустической эмиссии (Пинчэффектj, магнитных шумов (в ферромагнитных трубопроводах) и определенное излучение слоя 13.

В качестве преобразователей, чувствительных к параметрам магнитного поля, в системе 4 могут использоваться катушки индуктивности, магниторезисторы, ферроэонды и т.д..

Сигналы с первичных преобразователей поступают по линии связи 8 на вход блока обработки сигналов 9, откуда поступают в блок преобразования и накопления информации 10. Полученная информация о качестве трубопровода выводится с помощью блока представления информации 11. Наличие блока преобразования и накопления информации 10 позволяет получать информацию о функции распределения измеряемых параметров, а также об изменениях этой функции во времени, что дополнительно повышает надежность контроля. Надежность контроля может быть повышена при наличии возможности установки преобразователей системы 4, чувствительных к магнитному полю трубопровода, так как при этом величина сигнала этих преобразователей будет зависеть только от неоднородности формы и электрофизических свойств в соответствующем сечении трубопровода. Это объясняется тем, что при круговой симметрии трубы магнитное поле внутри его внут.ренней полости отсутствует, так как токи протекают вдоль этой трубы.

При контроле обьектов, контур которых образует коаксиальную систему или ее часть, надежность коНтроля внешнего трубопровода. может быть повышена путам изменения функции распределения параметров электромагнит905764 6 торых обрабатываются аналогично.Это позволяет дополнительно повысить надежность контроля трубопроводов, так как магнитные шумы (скачки Баркгаузена) весьма чувствительны к изменеHHRM структуры ферромагнитных материалов. формула изобретения

5 ного поля с помощью преобразователей, установленных у поверхности внешнего трубопровода, В этом случае, в силу того; что магнитное поле вокруг внешней трубы, вхоДящей в коаксиальную систему, будет воз" никать лишь при наличии в ней неоднородностей, подлежащих выявлению, сигнал укаэанных преобразователей зависит только от наличия неоднород- 10 ностей и не изменяется при перемещениях преобразователей относительно трубопровода без неоднородностей.

Для более точной оценки параметров дефектов по функциям распределе- 15 ния параметров электромагнитного поля целесообразно использовать многочастотный,генератор, возбуждая в объекте контроля токи различных час-. тот; распределяющихся по толщине 20 трубопровода с различной глубиной проникновения.

На участке 12 особенно ответственного назначения при изменениИ параметров электромагнитного поля иэ- 25 меняется окраска слоя 13 вещества, содержащего жидкокристаллические . компоненты, что может регистрировать ся визуально или с помощью телекамеры.

Дополнительное повышение надежности контроля достигается эа счет того, что с помощью преобразователей системы 5 и 6 соответственно ре- . гистрируют параметры механических колебаний трубопровода и волн акустической эмиссии в нем, вызванных электромагнитным взаимодействием с возбуждающим магнитным полем. Полученные сигналы передаются и обрабаты- 40 ваются аналогично.

Кроме того, при контроле ферромагнитных трубопроводов, а также трубопроводов из композитных материалов, содержащих ферромаГнитные компоненты, например, в сварных швах, с помощью преобразователей, системы 4, чувствительных к параметрам магнитного поля, могут регистрироваться и скачки Баркгаузена, сигналы о ко1. Способ контроля состояния трубопроводов в процессе эксплуатации, заключающийся в том, что один из участков электрически замкнутых трубопроводов охватывают посредством индуктивного возбудителя с замкнутым магнитопроводом и по действию создаваемых таким образом продольных контуров тока в трубопроводах судят об их состоянии, о т л и ч à ю шийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, по край" ней мере вдоль одного из контуров тока по периметру трубопровода пре,образовывают взаимодействие послед него. с этим контуром в электрические сигналы и регистрируют их параметры.

2. Способ по и. 1, о т л и .ч а ю шийся тем, что на поверх. ность трубопроводов наносят слой вещества, содержащего жидкокристаллические компоненты, и по их параметрам судят о состоянии трубопроводов >

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что в ферромагнитных трубопроводах дополнительно регистрируют магнитные шумы.

4. Способ по пп. 1 и 2, о т л ич а а шийся тем, что дополнительно регистрируют сигналы акустической эмиссии.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство CCCP©

И 72410, кл. С 01 J 3/08, 1946.

2. Авторское свидетельство СССР

М 407212, кл. G О1 N 17/00, 1971 (прототип). . °

905764

Составитель А.Духанин

Редактор Л.Плисак Техред Т.йаточка Корректор А. Гриценко

Заказ 356/б2 Тираж 882 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. (1роектная, 4