RU103620U1 - Внутритрубный магнитный дефектоскоп - Google Patents
Внутритрубный магнитный дефектоскоп Download PDFInfo
- Publication number
- RU103620U1 RU103620U1 RU2010140289/28U RU2010140289U RU103620U1 RU 103620 U1 RU103620 U1 RU 103620U1 RU 2010140289/28 U RU2010140289/28 U RU 2010140289/28U RU 2010140289 U RU2010140289 U RU 2010140289U RU 103620 U1 RU103620 U1 RU 103620U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic field
- sensors
- magnetic
- measuring
- magnetizing
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Abstract
1. Внутритрубный магнитный дефектоскоп, содержащий корпус (ярмо), на торцах которого расположены опорно-двигательные элементы, намагничивающую систему, выполненную в виде установленных на корпусе двух намагничивающих поясов из радиально намагниченных постоянных магнитов, на полюсах которых закреплены магнитные щетки из магнитомягкого материала, причем направление намагниченности в поясах противоположное, и измерительную систему, установленную между намагничивающими поясами и выполненную в виде подвижного измерительного пояса из датчиков магнитного поля, подпружиненных к стенке трубы и измеряющих компоненту магнитного поля HX вдоль образующей трубы, отличающийся тем, что введены датчики направления магнитного поля, измеряющие угол α, между вектором направления магнитного поля и образующей трубы, причем датчики направления магнитного поля чередуются в измерительном поясе с датчиками магнитного поля. ! 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве датчиков направления магнитного поля используются тонкопленочные магниторезистивные датчики.
Description
Полезная модель относится к устройствам для наблюдения за состоянием трубопроводов большой протяженности, а именно для определения дефектов магистральных нефтегазопродуктопроводов путем пропуска внутри обследуемого трубопровода диагностического снаряда, записи в бортовом компьютере данных и последующего определения параметров дефектов трубопровода по накопленным данным.
Известно устройство по способу магнитного контроля (патент РФ №2118816, оп.10.09.1998). Изобретение используется для неразрушающего контроля и выявления дефектов в трубах магистрального трубопроводного транспорта. Устройство содержит намагничивающую систему и измерительную систему из датчиков магнитного поля, установленных в зоне намагничивания.
Датчики поля установлены в искательном элементе по одной линии, образуя "гребенку". В каждой точке измерения установлено по три датчика, измеряющих составляющие магнитного поля по осям прямоугольной системы координат, соответственно Нx,Нy и Hz.
Датчики установлены с интервалом 5 мм. По сигналам с датчиков вычисляются векторы напряженности поля Н по линии установки датчиков. По данным вычисления векторов поля строится векторная функция распределения поля в виде совокупности из ранее определенных признаков, которая затем сравнивается с векторной функцией распределения, введенной ранее в память ЭВМ, соответствующей координатам датчиков, с которых сняты сигналы. Сравнение осуществляется с учетом наличия характерных признаков. Затем по формульным зависимостям, введенных в память ЭВМ, и по измеренным значениям параметров вычисляются характеристики дефектов (глубина, длина, ширина).
Недостатком данного устройства является большое потребление энергии, так как для измерения трех координат магнитного поля требуется большое количество датчиков магнитного поля. Кроме того, длину, ширину и глубину дефектов определяют из сравнения с эталонными дефектами, конфигурации которых практически никогда не совпадает с реальными дефектами.
Наиболее близким по конструктивному исполнению к заявляемому устройству является дефектоскоп (патент №2133032 РФ, оп.10.07.1999). Устройство конструктивно выполнено в виде внутритрубного снаряда и содержит цилиндрический корпус (ярмо), выполненный из магнитомягкого материала. На торцевых гранях корпуса установлены опорно-двигательные элементы, которые обеспечивают центровку устройства в трубопроводе и несут на себе вес устройства. Устройство содержит намагничивающую систему в виде расположенных непосредственно на корпусе двух намагничивающих поясов из радиально намагниченных постоянных магнитов, на полюсах которых установлены щетки из магнитомягкого материала, контактирующие с внутренней поверхностью трубы, причем направление намагниченности в первом и втором намагничивающих поясах противоположное, и измерительную систему с поясом из датчиков магнитного поля, подпружиненных к стенке трубы, установленную между намагничивающими поясами. Устройство внутри трубопровода перемещают за счет давления транспортируемого продукта. В процессе движения измеряют изменения магнитного поля, которые вызваны дефектами в стенке трубы. По результатам измерения выявляют дефекты стенок трубопровода и определяют параметры этих дефектов.
Недостатком данного устройства является то, что при определении параметров дефектов учитываются только потоки рассеяния магнитного потока в воздухе над дефектом и не определяются магнитные потоки обтекающие дефект в теле стенки трубы. Это снижает точность определения параметров дефектов (длина, ширина и глубина)
Сущность полезной модели заключается в том, что внутритрубный магнитный дефектоскоп содержит корпус (ярмо), на торцах которого расположены опорно-двигательные элементы, намагничивающую систему, выполненную в виде установленных на корпусе двух намагничивающих поясов из радиально намагниченных постоянных магнитов, на полюсах которых закреплены магнитные щетки из магнитомягкого материала, причем направление намагниченности в поясах противоположное и измерительную систему, установленную между намагничивающими поясами и выполненную в виде подвижного измерительного пояса из датчиков магнитного поля, подпружиненных к стенке трубы, и измеряющих амплитудную компоненту магнитного поля Hx вдоль образующей трубы. Дополнительно в устройство введены датчики направления магнитного поля, измеряющие угол α, между составляющей вектора магнитного поля, лежащей на поверхности трубы и образующей трубы, причем датчики направления магнитного поля чередуются в измерительном поясе с датчиками магнитного поля.
В качестве датчиков направления магнитного поля используются тонкопленочные магниторезистивные датчики, либо другие датчики, измеряющие направление вектора магнитного поля.
В основе работы заявляемого внутритрубного магнитного дефектоскопа лежит принцип измерения магнитного потока рассеяния над дефектом, т.е. измерения магнитного поля HX. По измерениям величины HX с высокой точностью можно определить параметры дефектов сильно вытянутых перпендикулярно направлению приложенного магнитного поля (дефекты типа швов). Но для дефектов типа лунки, магнитный поток рассеивается не только в воздух, но и растекается в стороны от дефекта. Учесть величину магнитного потока, обтекающего дефект, позволяет измерение дополнительной компоненты магнитного поля - направления магнитного потока в стенке трубы, т.е. измерение угла α. Несмотря на то, что измерение производится над поверхностью трубы, общеизвестно, что в намагниченном материале тангенциальные составляющие магнитного поля на его поверхности являются непрерывными, т.е. измеренный на поверхности угол α соответствует направлению магнитного потока в стенке трубы.
Определение количества магнитного потока, обтекающего дефект, позволяет существенно повысить точность при определении параметров дефектов (их глубины, длины и ширины).
Растекание магнитного потока можно определить путем измерения двух компонентов амплитуды магнитного поля HX и HY и последующего вычисления угла α, но такая процедура вносит дополнительную погрешность.
Детальное изложение конструкции устройства и его принципа действия иллюстрировано чертежами.
На фиг.1 изображен общий вид устройства;
на фиг.2 изображено устройство вид сбоку;
на фиг.3 дано сечение верхней части устройства, запассованного в трубопровод с одной измерительной секцией;
на фиг.4 дана электрическая блок схема устройства.
на фиг.5 показано распределение магнитного потока в стенках трубы при наличии дефекта.
Устройство конструктивно выполнено в виде внутритрубного снаряда и содержит цилиндрический корпус (ярмо) 1, выполненный из магнитомягкого материала (фиг.1, 2, 3). На торцевых гранях корпуса 1 установлены опорно-двигательные элементы 2, которые обеспечивают центровку устройства в трубопроводе и несут на себе вес устройства. Перепад давления, создаваемый плотным прилеганием опорно-двигательных элементов 2 к стенкам 3 трубопровода обеспечивает перемещение устройства в обследуемом трубопроводе потоком транспортируемого по нему продукта. Опорно-двигательные элементы 2 могут быть выполнены в виде манжет, изготовленных из износостойкого полиуретана большой прочности, либо в виде дисков, также изготовленных из полиуретана. В носовой части устройства крепится скоба 4 и обтекатель 5. На концах опорно-двигательных элементов 2 могут быть установлены ролики 6 и датчики пройденного пути - одометры 7. Скоба 4 используется при транспортно-погрузочных работах, для установки устройства в трубопровод, а также для сцепления его с дополнительным измерительным устройством при создании многосекционного устройства. Внутри корпуса 1 выполнены средства для регулирования скорости движения снаряда в виде регулируемого байпасного патрубка для перепуска транспортируемого по трубопроводу продукта (на чертежах не показаны), а также размещены дополнительные измерительные датчики, бортовой компьютер 8 и блок 9 питания (фиг.4).
Намагничивающая система устройства состоит из ярма 1 и двух намагничивающих поясов, каждый из которых содержит пояс постоянных магнитов, соответственно 10 и 11 и пояс гибких магнитных щеток, соответственно 12 и 13. Направление намагничивания в постоянных магнитах 12 и 13 разнонаправленное.
Между намагничивающими поясами расположена измерительная система, содержащая чередующиеся между собой датчики 14 измеряющие амплитуду компоненты магнитного поля HX вдоль образующей трубы и датчики 15 направления магнитного поля, измеряющие азимутальный угол α на поверхности трубы, характеризующий изменение вектора магнитного потока в стенке трубы относительно образующей трубы (фиг.5).
В качестве датчиков могут быть использованы тонкопленочные магниторезистивные датчики или другие типы датчиков, определяющих направление магнитного поля, либо другие датчики, измеряющие направление вектора магнитного поля..
Датчики 14 магнитного поля и датчики 15 направления магнитного поля измерительного пояса прижимаются к внутренней поверхности трубопровода 3 с помощью упругих элементов ("ласт") 16.
Внутри корпуса 1 (фиг.4) расположены блок питания 9 и бортовой компьютер 8. Блок 9 питания содержит батарейную секцию 17, модуль 18 преобразования напряжения батареи в напряжение, необходимое для питания электронных модулей, искрозащитный модуль 19 и модуль распределения питания 20. Электрический выход батарейной секции 17 подключен к входу модуля преобразования напряжения 18, выходы которого подключены через искрозащитный модуль 19 к модулю распределения питания 20. Выходы модуля распределения питания 20 подключены ко всем электронным модулям и элементам устройства. Бортовой компьютер 8 содержит процессор 21, блок 22 аналого-цифрового преобразования данных измерений и запоминающее устройство 23 на базе твердотельной интегральной схемы.
Устройство содержит также дополнительные датчики. Датчик 24 внешнего давления, датчик 25 углового поворота и датчик 26 температуры. Информационные выходы датчиков 14 и 15, одометра 7, датчика 24 внешнего давления, датчика 25 углового поворота и датчика 26 температуры подключены к соответствующим входам блока 22 аналого-цифрового преобразования.
Через шлюзовую камеру устройство - внутритрубный снаряд вводится в начало контролируемого участка трубопровода 3. Причем на период контроля трубопровода 3 подача транспортируемого продукта через него не прекращается. Оптимальная расчетная скорость движения внутритрубного снаряда по трубе составляет 1÷3 м/с при скорости движения транспортируемого продукта, например газа, до 17 м/с. Скорость передвижения обеспечивается, так называемой "байпасной" схемой взаимодействия транспортируемого продукта и внутритрубного снаряда, при которой транспортируемый продукт обтекая элементы конструкции снаряда создает аэродинамическую силу, заставляющую снаряд непрерывно перемещаться в направлении потока транспортируемого продукта.
При движении устройства по трубопроводу 3 сигналы от датчиков 14 магнитного поля и датчиков 15 направления магнитного поля поступают в бортовой компьютер 8. Затем, данные измерений обрабатываются и записываются в запоминающее 23 устройство бортового компьютера 8.
По завершении контроля заданного участка трубопровода 3 устройство извлекают из трубопровода 3 и накопленные в процессе диагностики данные переносят на стационарный компьютер.
Последующий анализ записанных данных позволяет сделать вывод о наличии дефектов и определить их размеры.
Claims (2)
1. Внутритрубный магнитный дефектоскоп, содержащий корпус (ярмо), на торцах которого расположены опорно-двигательные элементы, намагничивающую систему, выполненную в виде установленных на корпусе двух намагничивающих поясов из радиально намагниченных постоянных магнитов, на полюсах которых закреплены магнитные щетки из магнитомягкого материала, причем направление намагниченности в поясах противоположное, и измерительную систему, установленную между намагничивающими поясами и выполненную в виде подвижного измерительного пояса из датчиков магнитного поля, подпружиненных к стенке трубы и измеряющих компоненту магнитного поля HX вдоль образующей трубы, отличающийся тем, что введены датчики направления магнитного поля, измеряющие угол α, между вектором направления магнитного поля и образующей трубы, причем датчики направления магнитного поля чередуются в измерительном поясе с датчиками магнитного поля.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве датчиков направления магнитного поля используются тонкопленочные магниторезистивные датчики.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010140289/28U RU103620U1 (ru) | 2010-11-15 | 2010-11-15 | Внутритрубный магнитный дефектоскоп |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010140289/28U RU103620U1 (ru) | 2010-11-15 | 2010-11-15 | Внутритрубный магнитный дефектоскоп |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU103620U1 true RU103620U1 (ru) | 2011-04-20 |
Family
ID=44051699
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010140289/28U RU103620U1 (ru) | 2010-11-15 | 2010-11-15 | Внутритрубный магнитный дефектоскоп |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU103620U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112555114A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-03-26 | 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学 | 一种用于激光烧蚀推进的电磁组合矢量加速喷管 |
-
2010
- 2010-11-15 RU RU2010140289/28U patent/RU103620U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112555114A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-03-26 | 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学 | 一种用于激光烧蚀推进的电磁组合矢量加速喷管 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107907455B (zh) | 一种磁感应颗粒检测装置及浓度检测方法 | |
| CN103353479B (zh) | 一种电磁超声纵向导波与漏磁检测复合的检测方法 | |
| MXPA06011921A (es) | Concepto de sensor discriminador de id-od para una herramienta de inspeccion de fuga de flujo magnetico. | |
| WO2017197505A1 (en) | System and method for detecting and characterizing defects in a pipe | |
| CN104833720B (zh) | 单一线圈电磁谐振检测金属管道损伤的方法 | |
| US6854336B2 (en) | Measurement of stress in a ferromagnetic material | |
| US20190178844A1 (en) | Differential magnetic evaluation for pipeline inspection | |
| RU117186U1 (ru) | Многосекционный внутритрубный магнитный дефектоскоп | |
| RU2176082C1 (ru) | Внутритрубный магнитный дефектоскоп | |
| RU103620U1 (ru) | Внутритрубный магнитный дефектоскоп | |
| Huang et al. | 3D magnetic dipole models of magnetic flux leakage forconcave'andbump'defects | |
| RU2393466C2 (ru) | Способ магнитного контроля профиля внутренней поверхности трубопровода и устройство для его осуществления | |
| EP3816586A1 (en) | Magnetic pig positioning system and method | |
| CN207908434U (zh) | 一种用于管道内检测的多功能复合探头 | |
| Pasha et al. | A pipeline inspection gauge based on low cost magnetic flux leakage sensing magnetometers for non-destructive testing of pipelines | |
| RU111299U1 (ru) | Внутритрубный магнитный дефектоскоп с поперечным намагничиванием (варианты) | |
| RU2587695C1 (ru) | Магнитный дефектоскоп для обнаружения дефектов в сварных швах | |
| RU119885U1 (ru) | Магнитный дефектоскоп для обнаружения поверхностных дефектов трубопроводов | |
| RU127703U1 (ru) | Магнитный дефектоскоп - измеритель скорости | |
| RU118739U1 (ru) | Самоходный внутритрубный снаряд-дефектоскоп | |
| RU2149367C1 (ru) | Устройство для диагностики трубопроводов | |
| RU2163369C1 (ru) | Внутритрубный дефектоскоп | |
| RU2303779C1 (ru) | Магистральный проходной магнитный дефектоскоп | |
| RU2280810C1 (ru) | Внутритрубный детектор врезок (варианты) | |
| RU104696U1 (ru) | Многосекционный внутритрубный снаряд для диагностики напряженно-деформированного состояния трубопровода |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20161116 |