RU117186U1 - MULTI-SECTION IN-TUBE MAGNETIC DEFECTOSCOPE - Google Patents
MULTI-SECTION IN-TUBE MAGNETIC DEFECTOSCOPE Download PDFInfo
- Publication number
- RU117186U1 RU117186U1 RU2012104699/28U RU2012104699U RU117186U1 RU 117186 U1 RU117186 U1 RU 117186U1 RU 2012104699/28 U RU2012104699/28 U RU 2012104699/28U RU 2012104699 U RU2012104699 U RU 2012104699U RU 117186 U1 RU117186 U1 RU 117186U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetizing
- magnetic
- section
- pipe
- magnetic field
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Abstract
Область применения. Полезная модель относится к внутритрубному магнитному контролю состояния стенок и сварных швов нефтегазопроводов путем пропуска внутри обследуемого трубопровода многосекционного диагностического снаряда, записи в бортовом компьютере измеренных магнитных величин и последующего определения параметров состояния трубопровода по накопленным данным.Application area. The utility model relates to in-line magnetic monitoring of the state of walls and welds of oil and gas pipelines by passing a multisectional diagnostic projectile inside the pipeline under test, recording the measured magnetic values in the on-board computer, and then determining the state parameters of the pipeline from the accumulated data.
Многосекционный внутритрубный магнитный дефектоскоп содержит последовательно соединенные между собой с помощью сцепного устройства секции, каждая из которых включает шасси с несущим цилиндрическим корпусом из магнитомягкого материала, на концах которого установлены опорно-двигательные элементы. На корпусе каждой из секций крепятся намагничивающая система, выполненная в виде намагничивающих поясов из радиально намагниченных постоянных магнитов, один полюс которых закреплен за корпусе, а на втором полюсе которых установлены щетки из магнитомягкого материала, контактирующие с внутренней поверхностью трубы и измерительная система, выполненная в виде измерительного пояса из датчиков магнитного поля. Состав (сборка) содержит пять секций установленных в следующей порядке.A multi-section in-line magnetic flaw detector contains sections connected in series with each other using a coupling device, each of which includes a chassis with a supporting cylindrical body made of soft magnetic material, at the ends of which musculoskeletal elements are installed. On the casing of each section, a magnetizing system is mounted, made in the form of magnetizing belts of radially magnetized permanent magnets, one pole of which is fixed to the casing, and on the second pole of which there are brushes made of soft magnetic material in contact with the inner surface of the pipe and a measuring system made in the form measuring belt from magnetic field sensors. The composition (assembly) contains five sections installed in the following order.
Секция определения профиля трубопровода, содержащая намагничивающую систему из двух намагничивающих поясов, намагниченных радиально и однонаправлено, которые создают между корпусом и стенкой трубопровода стабильную, не меняющуюся при движении устройства разность магнитных потенциалов, при этом поверхность корпуса-ярма и внутренняя поверхность трубы становятся эквипотенциальными поверхностями, магнитные потоки при этом не должны вводить материалы трубы, корпуса и щеток в область технического насыщения, и измерительную систему, причем один измерительный пояс жестко закреплен на заданном расстоянии от корпуса, а другой подпружинен к внутренней поверхности трубы.The section for determining the profile of the pipeline, containing a magnetizing system of two magnetizing belts magnetized radially and unidirectionally, which creates between the body and the wall of the pipeline a stable magnetic potential difference that does not change when the device moves, while the surface of the yoke body and the inner surface of the pipe become equipotential surfaces, in this case, magnetic fluxes should not introduce pipe, body and brush materials into the area of technical saturation, and the measuring system, when eat one measuring zone is rigidly fixed at a predetermined distance from the housing, and the other is biased against the inner surface of the tube.
Секция магнитной дефектоскопии с продольным намагничиванием, содержащая намагничивающую систему из двух поясов с радиальным и разнонаправленным намагничиванием, которые намагничивают стенки трубопровода между намагничивающими поясами до состояния технического насыщения продольно по направлению S-N по ходу движения и измерительный пояс, из подпружиненных к внутренней поверхности трубы из чередующихся между собой датчиков, измеряющих компоненту магнитного поля Нх вдоль образующей труб и датчиков, измеряющие угол α, между вектором направления магнитного поля и образующей трубы.A longitudinal magnetization section of magnetic flaw detection, containing a magnetizing system of two belts with radial and multidirectional magnetization, which magnetize the pipe walls between the magnetizing belts to the state of technical saturation longitudinally in the direction of SN along the direction of travel and the measuring belt from spring-loaded to the inner surface of the pipe from the front a sensor measuring the magnetic field component H x along the generatrix of pipes and sensors measuring the angle α, between the vector on systematic way the magnetic field and the forming pipe.
Секция определения напряженно-деформированного состояния трубопровода содержит намагничивающую систему, выполненную в виде двух намагничивающих поясов с радиальной и разнонаправленной намагниченностью, создающих между намагничивающими поясами продольное намагничивание стенки трубопровода по направлению S-N по ходу движения слабым магнитным полем, и измерительную систему, установленную между намагничивающими поясами и выполненную в виде подвижного измерительного пояса из датчиков магнитного поля, подпружиненных к стенке трубы, которые измеряют тангенциальную составляющую магнитного поля Нх вдоль образующей трубыThe section for determining the stress-strain state of the pipeline contains a magnetizing system made in the form of two magnetizing belts with radial and multidirectional magnetization, creating between the magnetizing belts longitudinal magnetization of the pipe wall in the SN direction along the direction of the weak magnetic field, and a measuring system installed between the magnetizing belt made in the form of a movable measuring belt of magnetic field sensors, spring-loaded to the pipe wall, to orye measured tangential component H x of the magnetic field along the forming pipe
Секция магнитной дефектоскопии с поперечным намагничиванием, содержит намагничивающую систему, выполненную в виде двух намагничивающих поясов, причем каждый из намагничивающих поясов разбит на магнитные модули поперечного намагничивания, образованные двумя разнополярными блоками, в межполюсном пространстве которых выполнена измерительная зона, магнитные модули с разнонаправленным намагничиванием в измерительной зоне, чередуясь, равномерно расположены по периметру намагничивающего пояса и смещены относительно магнитных модулей другого намагничивающего пояса на уголπ/n, где n - количество магнитных модулей в намагничивающей поясе, в измерительной зоне установлены подпружиненные к стенкам трубы, чередующиеся между собой датчики магнитного поля, измеряющие компоненту магнитного поля Ну перпендикулярную образующей трубы, и датчики направления магнитного поля, измеряющие угол α, между направлением вектора магнитного поля и направлением перпендикулярным образующей трубыThe transverse magnetization flaw detection section comprises a magnetizing system made in the form of two magnetizing belts, each of the magnetizing belts being divided into transverse magnetization magnetic modules formed by two opposite-polarity blocks, in the interpolar space of which the measurement zone is made, the magnetic modules with different directions zone, alternating, evenly spaced around the perimeter of the magnetizing belt and offset relative to the magnetic modules rugogo magnetizing zone on ugolπ / n, where n - the number of magnetic modules magnetizing zone in the measurement zone set spring loaded against the walls of the tube, alternating between a magnetic field sensors measuring magnetic field component H y perpendicular to the generatrix of the tube, and sensors of the magnetic field, measuring the angle α between the direction of the magnetic field vector and the direction perpendicular to the generatrix of the pipe
Секция размагничивания содержит как минимум один намагничивающий пояс, состоящий из равномерно расположенных по окружности намагничивающих полюсов, выполненных клинообразными. Количество полюсов выбирают в зависимости от толщины трубы и минимальной остаточной намагниченности, до которой необходимо ее размагнитить.The demagnetization section contains at least one magnetizing belt, consisting of wedge-shaped magnetizing poles evenly spaced around the circumference. The number of poles is selected depending on the thickness of the pipe and the minimum residual magnetization to which it must be demagnetized.
Секция определения профиля трубы распознает такие параметры трубы как овальность, вмятины. Секция магнитной дефектоскопии с продольным намагничиванием определяет наличие поперечно протяженных дефектов трубопровода и их параметров. Секция магнитной дефектоскопии с поперечным намагничиванием позволяет определить наличие продольно протяженных дефектов трубопровода и их параметров, таких как глубина, длина и ширина. Компьютерная обработка результатов измерений трех вышеперечисленных секций позволяет выявить дефекты с различной ориентацией, а также идентифицировать дефекты на внутренние и внешние.The section for determining the profile of the pipe recognizes such parameters of the pipe as ovality, dents. A longitudinal magnetization section of magnetic flaw detection determines the presence of transversely extended pipeline defects and their parameters. The transverse magnetization section of magnetic flaw detection makes it possible to determine the presence of longitudinally extended pipeline defects and their parameters, such as depth, length and width. Computer processing of the measurement results of the three above sections allows you to identify defects with different orientations, as well as identify defects on the internal and external.
Следующая секция определяет напряженно-деформированного состояния трубопровода в слабых магнитных полях. Для создания определенного и стабильного слабого магнитного поля используется двойное перемагничивание с использованием магнитной системы предыдущей секции магнитного дефектоскопа с продольным намагничиванием.The next section determines the stress-strain state of the pipeline in weak magnetic fields. To create a specific and stable weak magnetic field, double magnetization reversal is used using the magnetic system of the previous section of a magnetic flaw detector with longitudinal magnetization.
Секция размагничивания трубы осуществляет размагничивание трубопровода и тем самым устраняет влияние прохождения многосекционного магнитного дефектоскопа на последующие сварочно-ремонтные работы.The demagnetization section of the pipe demagnetizes the pipeline and thereby eliminates the effect of passing a multi-section magnetic flaw detector on subsequent welding and repair work.
Заявляемый многосекционный магнитный дефектоскоп позволяет достоверно диагностировать продольные и поперечные дефекты, различать внутренние и внешние дефекты стенок трубопровода, контролировать состояние профиля трубопровода (изменения внутреннего диаметра, эллипсность, вмятины и вспучивания) и определять напряженно-деформированное состояние стенок трубопровода.The inventive multi-section magnetic flaw detector can reliably diagnose longitudinal and transverse defects, distinguish between internal and external defects of the pipeline walls, control the state of the pipeline profile (changes in the internal diameter, ellipse, dents and swellings) and determine the stress-strain state of the pipeline walls.
1. п.ф. и., 4 ил. 1. p.p. and., 4 ill.
Description
Полезная модель относится к внутритрубному магнитному контролю состояния стенок и сварных швов нефтегазопроводов путем пропуска внутри обследуемого трубопровода многосекционного диагностического снаряда, записи в бортовом компьютере измеренных магнитных величин и последующего определения параметров состояния трубопровода по накопленным данным. Она направлена на повышение достоверности магнитного контроля, при котором обеспечивается возможность регистрации дефектов различных типов (различной конфигурации и ориентации) и на снижение затрат магнитного контроля.The utility model relates to in-line magnetic monitoring of the state of walls and welds of oil and gas pipelines by passing a multisectional diagnostic projectile inside the pipeline under test, recording the measured magnetic values in the on-board computer, and then determining the state parameters of the pipeline from the accumulated data. It is aimed at increasing the reliability of magnetic control, in which it is possible to register defects of various types (of various configurations and orientations) and at reducing the cost of magnetic control.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является внутритрубный магнитный дефектоскоп (Патент RU 40804, oп. 27.09.2004), содержащий секции продольного и поперечного намагничивания. Каждая из этих секций содержит систему намагничивания с постоянными магнитами и упругими щетками из стальной проволоки. Данные системы намагничивания создают в стенке трубопровода магнитное поле насыщения, которое рассеивается дефектами сплошности стенок трубы. Поля рассеяния регистрируются преобразователями магнитного поля, которые выполнены на основе элементов Холла. Преобразователи Холла установлены на упругих элементах, скользящих по внутренней поверхности трубы. Датчики, расположенные на секции продольного намагничивания, измеряют продольную составляющую магнитного поля, а на секции поперечного намагничивания - соответственно поперечную составляющую магнитного поля. Кроме того, дефектоскоп содержит кольцо преобразователей магнитного поля, измеряющих радиальную составляющую магнитного поля рассеивания.Closest to the claimed technical solution is an in-line magnetic flaw detector (Patent RU 40804, op. September 27, 2004) containing sections of longitudinal and transverse magnetization. Each of these sections contains a magnetization system with permanent magnets and elastic brushes made of steel wire. These magnetization systems create a saturation magnetic field in the pipe wall, which is scattered by continuity defects in the pipe walls. Scattering fields are recorded by magnetic field converters, which are made on the basis of Hall elements. Hall converters are mounted on elastic elements sliding along the inner surface of the pipe. Sensors located on the longitudinal magnetization section measure the longitudinal component of the magnetic field, and on the transverse magnetization section, respectively, the transverse component of the magnetic field. In addition, the detector contains a ring of magnetic field transducers that measure the radial component of the scattering magnetic field.
Недостатком запатентованного магнитного дефектоскопа является то, что он не позволяет различать внутренние и внешние дефекты стенок трубопровода, он не может определять состояние профиля трубопровода (изменения внутреннего диаметра, эллипсность, вмятины и вспучивания) и различать напряженно-деформированное состояние стенок трубопровода. После прохода снаряда стенки трубопровода остаются в намагниченном состоянии, что затрудняет последующие сварочно-ремонтные работы.The disadvantage of the patented magnetic flaw detector is that it does not allow to distinguish between internal and external defects of the pipeline walls, it cannot determine the state of the pipeline profile (changes in the internal diameter, ellipse, dents and swellings) and distinguish between the stress-strain state of the pipeline walls. After the passage of the projectile, the pipeline walls remain in a magnetized state, which complicates subsequent welding and repair work.
В основу полезной модели положена задача повышения точности и достоверности результатов измерения и идентификации различных типов и размеров дефектов.The utility model is based on the task of increasing the accuracy and reliability of the measurement results and identification of various types and sizes of defects.
Поставленная задача решается тем, что в многосекционном внутритрубном магнитном дефектоскопе, содержащем последовательно соединенные между собой с помощью сцепного устройства секции, каждая из которых включает шасси с несущим цилиндрическим корпусом из магнитомягкого материала, на концах которого установлены опорно-двигательные элементы, на корпусе крепятся намагничивающая система, выполненная в виде намагничивающих поясов из радиально намагниченных постоянных магнитов, один полюс которых закреплен за корпусе, а на втором полюсе которых установлены щетки из магнитомягкого материала, контактирующие с внутренней поверхностью трубы и измерительная система, выполненная в виде измерительного пояса из датчиков магнитного поля, причем состав (сборка) содержит секцию магнитной дефектоскопии с продольным намагничиванием и секцию магнитной дефектоскопии с поперечным намагничиванием, согласно полезной модели введены секция определения профиля внутренней поверхности трубопровода, секция определения напряженно-деформированного состояния трубопровода и секция размагничивания, причем по ходу движения секции установлены в следующей порядке, секция определения профиля трубопровода, содержащая намагничивающую систему из двух намагничивающих поясов, намагниченных радиально и однонаправлено, которые создают между корпусом и стенкой трубопровода стабильную, не меняющуюся при движении устройства разность магнитных потенциалов, при этом поверхность корпуса-ярма и внутренняя поверхность трубы становятся эквипотенциальными поверхностями, магнитные потоки при этом не должны вводить материалы трубы, корпуса и щеток в область технического насыщения, и измерительную систему, причем один измерительный пояс жестко закреплен на заданном расстоянии от корпуса, а другой подпружинен к внутренней поверхности трубы, секция магнитной дефектоскопии с продольным намагничиванием, содержащая намагничивающую систему из двух поясов с радиальным и разнонаправленным намагничиванием, которые намагничивают стенки трубопровода между намагничивающими поясами до состояния технического насыщения продольно по направлению S-N по ходу движения и измерительный пояс, из подпружиненных к внутренней поверхности трубы из чередующихся между собой датчиков, измеряющих компоненту магнитного поля Нх вдоль образующей труб и датчиков, измеряющие угол а, между вектором направления магнитного поля и образующей трубы, секция определения напряженно-деформированного состояния трубопровода, содержащая намагничивающую систему, выполненную в виде двух намагничивающих поясов с радиальной и разнонаправленной намагниченностью, создающих между намагничивающими поясами продольное намагничивание стенки трубопровода по направлению S - N по ходу движения слабым магнитным полем, и измерительную систему, установленную между намагничивающими поясами и выполненную в виде подвижного измерительного пояса из датчиков магнитного поля, подпружиненных к стенке трубы, которые измеряют тангенциальную составляющую магнитного поля Нх вдоль образующей трубы, секция магнитной дефектоскопии с поперечным намагничиванием, содержащая намагничивающую систему, выполненную в виде двух намагничивающих поясов, причем каждый из намагничивающих поясов разбит на магнитные модули поперечного намагничивания, образованные двумя разнополярными блоками, в межполюсном пространстве которых выполнена измерительная зона, магнитные модули с разнонаправленным намагничиванием в измерительной зоне, чередуясь, равномерно расположены по периметру намагничивающего пояса и смещены относительно магнитных модулей другого намагничивающего пояса на угол π/n, где n - количество магнитных модулей в намагничивающей поясе, в измерительной зоне установлены подпружиненные к стенкам трубы, чередующиеся между собой датчики магнитного поля, измеряющие компоненту магнитного поля Ну перпендикулярную образующей трубы, и датчики направления магнитного поля, измеряющие угол α, между направлением вектора магнитного поля и направлением перпендикулярным образующей трубы, секция размагничивания, содержащая как минимум один намагничивающий пояс, состоящий из равномерно расположенных по окружности намагничивающих полюсов, выполненных клинообразными, количество полюсов выбирают в зависимости от толщины трубы и минимальной остаточной намагниченности, до которой необходимо ее размагнитить.The problem is solved in that in a multi-section in-line magnetic flaw detector containing sections sequentially interconnected by means of a coupling device, each of which includes a chassis with a supporting cylindrical body of magnetically soft material, at the ends of which musculoskeletal elements are installed, a magnetizing system is mounted on the body made in the form of magnetizing belts of radially magnetized permanent magnets, one pole of which is fixed to the housing, and at the second pole to some brushes of soft magnetic material are installed that are in contact with the inner surface of the pipe and a measuring system made in the form of a measuring belt of magnetic field sensors, the composition (assembly) comprising a section of magnetic defectoscopy with longitudinal magnetization and a section of magnetic defectoscopy with transverse magnetization, according to a utility model section for determining the profile of the inner surface of the pipeline, section for determining the stress-strain state of the pipeline and section span draining, and in the direction of travel, the sections are installed in the following order, the section for determining the profile of the pipeline, containing a magnetizing system of two magnetizing belts magnetized radially and unidirectionally, which creates between the body and the wall of the pipeline a stable, not changing when the device moves, magnetic potentials, while the surface of the body-yoke and the inner surface of the pipe become equipotential surfaces, while magnetic fluxes should not introduce pipe materials, a mustache and brushes in the area of technical saturation, and a measuring system, one measuring belt being rigidly fixed at a predetermined distance from the body and the other is spring-loaded to the inner surface of the pipe, a longitudinal magnetization section of a magnetic flaw detector containing a magnetizing system of two belts with radial and multidirectional magnetization that magnetize the walls of the pipeline between the magnetizing belts to the state of technical saturation longitudinally in the direction of SN along the direction of travel and nth belt, from alternating sensors spring-loaded to the inner surface of the pipe, measuring the component of the magnetic field H x along the generatrix of the pipes and sensors measuring the angle a, between the direction vector of the magnetic field and the generatrix of the pipe, a section for determining the stress-strain state of the pipeline containing magnetizing a system made in the form of two magnetizing belts with radial and multidirectional magnetization, creating longitudinal magnetization of the wall between the magnetizing belts pipelines in the direction S - N along the direction of the weak magnetic field, and a measuring system installed between the magnetizing belts and made in the form of a moving measuring belt of magnetic field sensors spring-loaded to the pipe wall, which measure the tangential component of the magnetic field H x along the generatrix of the pipe, section of magnetic flaw detection with transverse magnetization containing a magnetizing system made in the form of two magnetizing belts, each of the magnetizing belts is divided into the transverse magnetization magnetic modules formed by two bipolar blocks in the interpolar space of which the measuring zone is made, the magnetic modules with multidirectional magnetization in the measuring zone, alternating, evenly spaced around the perimeter of the magnetizing belt and offset relative to the magnetic modules of the other magnetizing belt by an angle π / n, where n is the number of magnetic modules in the magnetizing belt; in the measuring zone, pipes spring-loaded to the walls are installed, alternating between each other tchiki magnetic field, measuring the magnetic field component H y perpendicular to the generatrix of the tube, and sensors of the magnetic field, measuring the angle α, between the direction of the magnetic field vector and the direction perpendicular to the generatrix of the tube, degaussing unit comprising at least one magnetizing belt consisting of evenly spaced the circumference of the magnetizing poles made wedge-shaped, the number of poles is chosen depending on the thickness of the pipe and the minimum residual magnetization, up to It is necessary to demagnetize it.
Секция определения профиля трубы распознает такие параметры трубы как овальность, вмятины. Секция магнитной дефектоскопии с продольным намагничиванием определяет в основном наличие поперечно протяженных дефектов трубопровода и их параметров, таких как глубина, длина и ширина. Однако она не может распознать узкие продольные дефекты, которые при продольном намагничивании стенки трубопровода не создают полей рассеяния достаточных для их регистрации. Секция магнитной дефектоскопии с поперечным намагничиванием позволяет определить в основном наличие продольно протяженных дефектов трубопровода и их параметров, таких как глубина, длина и ширина. Однако она не может распознать узкие поперечные дефекты, которые при продольном намагничивании стенки трубопровода не создают полей рассеяния достаточных для их регистрации. Однако, использование результатов измерения трех этих секций позволяет выявить дефекты с различной ориентацией, а также идентифицировать дефекты на внутренние и внешние.The section for determining the profile of the pipe recognizes such parameters of the pipe as ovality, dents. A longitudinal magnetization section of magnetic flaw detection mainly determines the presence of transversely extended pipeline defects and their parameters, such as depth, length and width. However, it cannot recognize narrow longitudinal defects, which, during longitudinal magnetization of the pipe wall, do not create scattering fields sufficient for their registration. The transverse magnetization section of magnetic flaw detection allows one to determine mainly the presence of longitudinally extended pipeline defects and their parameters, such as depth, length and width. However, it cannot recognize narrow transverse defects, which during longitudinal magnetization of the pipeline wall do not create scattering fields sufficient for their registration. However, the use of the measurement results of these three sections allows you to identify defects with different orientations, as well as to identify defects on the internal and external.
В основе работы секции определения напряженно-деформированного состояния трубопровода лежит принцип, основанный на свойстве ферромагнитных материалов изменять магнитное состояние под влиянием механических напряжений. Наиболее сильная зависимость магнитных параметров стали от напряженно-деформированного состояния существуют в слабых магнитных полях, т.е. в полях в которых существуют магнитные домены и соответственно происходят необратимые процессы. Для создания определенного и стабильного слабого магнитного поля используется двойное перемагничивание с использованием магнитной системы секции магнитного дефектоскопа с продольным намагничиванием. Т.е. секция с дефектоскопа с продольным намагничиванием играет роль измерительной секции и подготовительной секции.The operation of the section for determining the stress-strain state of the pipeline is based on the principle based on the property of ferromagnetic materials to change the magnetic state under the influence of mechanical stresses. The strongest dependence of the magnetic parameters of steel on the stress-strain state exists in weak magnetic fields, i.e. in fields in which magnetic domains exist and, accordingly, irreversible processes occur. To create a specific and stable weak magnetic field, double magnetization reversal is used using the magnetic system of a magnetic flaw detector section with longitudinal magnetization. Those. a section with a longitudinal magnetization flaw detector plays the role of a measuring section and a preparatory section.
Секция размагничивания трубы осуществляет размагничивание трубопровода и тем самым устраняет влияние прохождения многосекционного магнитного дефектоскопа на последующие сварочно-ремонтные работы.The demagnetization section of the pipe demagnetizes the pipeline and thereby eliminates the effect of passing a multi-section magnetic flaw detector on subsequent welding and repair work.
Заявляемый многосекционный магнитный дефектоскоп позволяет достоверно диагностировать продольные и поперечные дефекты, различать внутренние и внешние дефекты стенок трубопровода, контролировать состояние профиля трубопровода (изменения внутреннего диаметра, эллипсность, вмятины и вспучивания) и определять напряженно-деформированное состояние стенок трубопровода.The inventive multi-section magnetic flaw detector can reliably diagnose longitudinal and transverse defects, distinguish between internal and external defects of the pipeline walls, control the state of the pipeline profile (changes in the internal diameter, ellipse, dents and swellings) and determine the stress-strain state of the pipeline walls.
Изложение конструкции устройства и принципа его работы иллюстрировано чертежами:A description of the design of the device and the principle of its operation is illustrated by the drawings:
на фиг.1 изображен общий вид устройства;figure 1 shows a General view of the device;
на фиг.2 изображено устройство вид сбоку;figure 2 shows the device side view;
на фиг.3 дано сечение верхней части устройства, запассованного в трубопровод с одной измерительной секцией;figure 3 shows a cross section of the upper part of the device, stocked in a pipeline with one measuring section;
на фиг.4 дана электрическая блок схема устройства.figure 4 is an electrical block diagram of the device.
Многосекционный внутритрубный магнитный дефектоскоп содержит последовательно соединенные: секцию 1 определения профиля трубы, секцию 2 магнитной дефектоскопии с продольным намагничиванием, секцию 3 определения напряженно-деформированного состояния трубы, секцию 4 магнитной дефектоскопии с поперечным намагничиванием и секцию 5 размагничивания трубы (фиг.1, 2). Секции 1-5 соединены стыковочным модулем 6. Стыковочный модуль 6 выполнен с возможностью гибкого осевого (продольного) смещения, но без углового смещения его фланцевых соединительных элементов. Это обеспечивает последовательное и без углового смещения движение секций относительно профиля трубопровода. Каждая из секций 1-5 содержит соответственно шасси 7.1-7.5, с несущим цилиндрическим корпусом (ярмом) 8.1-8.5, выполненным из магнитомягкого материала (фиг.2, 3). На передних и задних торцевых гранях корпуса 8.1.-8.5 соответственно установлены опорно-двигательные элементы 9.1.-9.5 и 10.1.-10.5, которые выполнены в виде манжет, которые могут дополняться поясом подпружиненных роликов 11.1.-11.5. Опорно-двигательные элементы 9, 10 и 11 обеспечивают центровку магнитного дефектоскопа в трубопроводе (трубе) 12. Перепад давления рабочей среды, создаваемый плотным прилеганием опорно-двигательных элементов - манжет 9 и 10 к стенкам 12 трубопровода обеспечивает перемещение шасси 7.1-7.5 в обследуемом трубопроводе потоком транспортируемого по нему продукта.A multi-section in-line magnetic flaw detector contains serially connected: section 1 for determining the profile of the pipe, section 2 for magnetic flaw detection with longitudinal magnetization, section 3 for determining the stress-strain state of the pipe, section 4 for magnetic flaw detection with transverse magnetization and section 5 for the demagnetization of the pipe (1, 2) . Sections 1-5 are connected by the docking module 6. The docking module 6 is made with the possibility of flexible axial (longitudinal) displacement, but without angular displacement of its flange connecting elements. This provides a consistent and without angular displacement of the movement of the sections relative to the profile of the pipeline. Each of sections 1-5 contains respectively a chassis 7.1-7.5, with a supporting cylindrical body (yoke) 8.1-8.5, made of soft magnetic material (Fig.2, 3). On the front and rear end faces of the housing 8.1.-8.5, respectively, the supporting-motor elements 9.1.-9.5 and 10.1.-10.5 are installed, which are made in the form of cuffs, which can be supplemented by a belt of spring-loaded rollers 11.1.-11.5. Musculoskeletal elements 9, 10 and 11 provide the alignment of a magnetic flaw detector in the pipeline (pipe) 12. The differential pressure of the working medium created by the snug fit of the musculoskeletal elements - cuffs 9 and 10 to the walls 12 of the pipeline ensures the movement of the chassis 7.1-7.5 in the examined pipeline the flow of product transported through it.
На шасси 7.1 секции 1 определения профиля трубы установлена намагничивающая система и измерительная система. Намагничивающая система выполнена в виде двух идентичных намагничивающих поясов 13 и 14, каждый из которых содержит пояс постоянных магнитов, соответственно 15 и 16 и пояс гибких магнитных щеток, соответственно 17 и 18.A magnetizing system and a measuring system are installed on the chassis 7.1 of section 1 for determining the profile of the pipe. The magnetizing system is made in the form of two identical magnetizing belts 13 and 14, each of which contains a permanent magnet belt, 15 and 16, respectively, and a flexible magnetic brush belt, respectively 17 and 18.
Направление намагничивания в постоянных магнитах 15 и 16 одинаковое от ярма к трубе.The direction of magnetization in the permanent magnets 15 and 16 is the same from the yoke to the tube.
Измерительная система секции 1, содержит первый пояс из датчиков 19 магнитного поля подпружиненных к стенкам 12 трубы с помощью упругих элементов ("ласт") 20, которые закреплены одним концом к корпусу 8.1. и второй измерительный пояс из датчиков 21 магнитного поля, которые жестко закреплены на небольшом, заданном расстоянии от корпуса (ярма) 8.1. В носовой части шасси секции 1 установлен обтекатель 22 и скоба 23. Скоба 23 используется при транспортно-погрузочных работах, для установки устройства в трубопровод, а также для сцепления его с дополнительным измерительным устройством при создании многосекционного устройства.The measuring system of section 1, contains the first belt of sensors 19 of the magnetic field spring-loaded to the walls 12 of the pipe using elastic elements ("fins") 20, which are fixed at one end to the housing 8.1. and a second measuring belt of magnetic field sensors 21, which are rigidly fixed at a small, predetermined distance from the housing (yoke) 8.1. In the nose of the chassis of section 1, a fairing 22 and a bracket 23 are installed. The bracket 23 is used for transportation and loading operations, for installing the device in the pipeline, as well as for coupling it with an additional measuring device when creating a multi-section device.
На шасси 7.2. секции 2 магнитного дефектоскопа с продольным намагничиванием установлена намагничивающая и измерительная система.On the chassis 7.2. section 2 of a magnetic flaw detector with longitudinal magnetization installed magnetizing and measuring system.
Намагничивающая система выполнена в виде двух намагничивающих поясов 24 и 25, каждый из которых содержит пояс постоянных магнитов, соответственно 26 и 27 и пояс гибких магнитных щеток, соответственно 28 и 29. Направление намагничивания в постоянных магнитах 26 и 27 разнонаправленное. Первый намагничивающий пояс 24 создает радиальное магнитное поле от стенке трубы к ярму, а второй 25 соответственно от ярма к стенке трубы. Такое поле намагничивает стенку 12 трубы в зоне А второй секции S→N по ходу движения снаряда. Намагничивающая система намагничивает стенки трубопровода 12 до насыщения.. Между намагничивающими поясами 24 и 25 расположена измерительная система, образующая измерительный пояс из датчиков 30 измеряющих амплитуду компоненты магнитного поля Нх вдоль образующей трубы 12 и датчиков 31 направления магнитного поля, измеряющие азимутальный угол α на поверхности трубы, характеризующий изменение вектора магнитного потока в стенке трубы относительно образующей трубы. Датчики 30 магнитного поля и датчики 31 направления магнитного поля измерительного пояса прижимаются к внутренней поверхности трубопровода 12 с помощью упругих элементов 32, которые закреплены одним концом к корпусу 8.2.The magnetizing system is made in the form of two magnetizing belts 24 and 25, each of which contains a permanent magnet belt, 26 and 27, respectively, and a flexible magnetic brush belt, 28 and 29, respectively. The direction of magnetization in the permanent magnets 26 and 27 is multidirectional. The first magnetizing belt 24 creates a radial magnetic field from the pipe wall to the yoke, and the second 25, respectively, from the yoke to the pipe wall. Such a field magnetizes the wall 12 of the pipe in zone A of the second section S → N in the direction of the projectile. The magnetizing system magnetizes the walls of the pipe 12 to saturation .. Between the magnetizing belts 24 and 25 there is a measuring system forming a measuring belt of sensors 30 measuring the amplitude of the magnetic field component H x along the generating pipe 12 and sensors 31 of the magnetic field direction, measuring the azimuthal angle α on the surface pipe, characterizing the change in the magnetic flux vector in the pipe wall relative to the generating pipe. The magnetic field sensors 30 and the magnetic field direction sensors 31 of the measuring belt are pressed against the inner surface of the pipeline 12 by means of elastic elements 32, which are fixed at one end to the body 8.2.
На шасси 7.3. секции 3 определения напряженно-деформированного состояния трубы 12 установлена намагничивающая и измерительная система. Намагничивающая система секции 3 состоит из ярма 8.3 и двух намагничивающих поясов 33 и 34, каждый из которых содержит пояс постоянных магнитов, соответственно 35 и 36 и пояс гибких магнитных щеток, соответственно 37 и 38. Намагничивание в постоянных магнитах 35 и 36 разнонаправленное, причем направление магнитного потока в стенке трубы в зоне D должно совпадать с направлением магнитного потока создаваемого намагничивающей системой секции 2 в зоне А. Т.е. направление намагничивания стенки 12 трубы в зоне D третьей секции S→N по ходу движения снаряда и намагничивается участок слабым полем намагничивающей системы секции 3.On the chassis 7.3. section 3 determining the stress-strain state of the pipe 12 is installed magnetizing and measuring system. The magnetizing system of section 3 consists of a 8.3 yoke and two magnetizing belts 33 and 34, each of which contains a permanent magnet belt, 35 and 36, respectively, and a flexible magnetic brush belt, 37 and 38, respectively. The magnetization in the permanent magnets 35 and 36 is bi-directional the magnetic flux in the pipe wall in zone D should coincide with the direction of the magnetic flux generated by the magnetizing system of section 2 in zone A. That is the direction of magnetization of the pipe wall 12 in zone D of the third section S → N in the direction of travel of the projectile and the section is magnetized by the weak field of the magnetizing system of section 3.
Между намагничивающими поясами 33 и 34 расположена измерительная система, содержащая датчики 39 магнитного поля, образующие измерительный пояс. Датчики 39 магнитного поля измерительного пояса прижимаются к внутренней поверхности трубопровода 12 с помощью упругих элементов 40.Between the magnetizing belts 33 and 34 there is a measuring system comprising magnetic field sensors 39 forming a measuring belt. The sensors 39 of the magnetic field of the measuring belt are pressed against the inner surface of the pipe 12 using elastic elements 40.
На шасси 7.4. секции 4 магнитного дефектоскопа с поперечным намагничиванием установлена намагничивающая и измерительная система.On the chassis 7.4. section 4 of a magnetic flaw detector with transverse magnetization installed magnetizing and measuring system.
Намагничивающая система секции 4 включает два радиально намагничивающих пояса 41 и 42 (фиг.1), каждый из которых содержит пояс постоянных магнитов, соответственно 43 и 44 и пояс гибких магнитных щеток, соответственно 45 и 46 (фиг.3). Намагничивающий пояс 41 выполнен (образован) из набора магнитных модулей поперечного намагничивания, каждый из которых представляет собой пару магнитных блоков (полюсов) 47 и 48, в которых направление намагничивания постоянных магнитов 43 противоположное. В центре магнитного модуля выполнено отверстие в намагничивающем поясе, образующее межполюсное пространство, которое играет роль измерительной зоны 49. Магнитные модули с разнонаправленным намагничиванием в измерительной зоне 49 чередуясьравномерно расположены по периметру намагничивающего пояса 41. Намагничивающий пояс 42 выполнен аналогичным образом, причем его магнитные модули смещены относительно магнитных модулей намагничивающего пояса 41 на угол π/n, где n - количество магнитных модулей в намагничивающем поясе (фиг.2). Такое смещение магнитных модулей в соседних намагничивающих поясах обеспечивает сканирование по всему периметру внутренней поверхности трубы.The magnetizing system of section 4 includes two radially magnetizing belts 41 and 42 (Fig. 1), each of which contains a belt of permanent magnets, 43 and 44, respectively, and a belt of flexible magnetic brushes, respectively 45 and 46 (Fig. 3). The magnetizing belt 41 is made (formed) of a set of transverse magnetization magnetic modules, each of which is a pair of magnetic blocks (poles) 47 and 48, in which the direction of magnetization of the permanent magnets 43 is opposite. In the center of the magnetic module, a hole is made in the magnetizing belt, which forms the interpole space, which plays the role of the measuring zone 49. Magnetic modules with multidirectional magnetization in the measuring zone 49 are alternately evenly spaced around the perimeter of the magnetizing belt 41. The magnetizing belt 42 is made in a similar way, and its magnetic modules are offset relative to the magnetic modules of the magnetizing belt 41 at an angle π / n, where n is the number of magnetic modules in the magnetizing belt (figure 2). Such a shift of the magnetic modules in adjacent magnetizing belts provides scanning along the entire perimeter of the inner surface of the pipe.
В измерительной зоне 49 расположена измерительная система, содержащая чередующиеся между собой датчики 50 измеряющие компоненту магнитного поля Ну перпендикулярную образующей трубы и датчики 51 направления магнитного поля, измеряющие угол α между направлением вектора магнитного поля на поверхности трубы и направлением перпендикулярным образующей трубы, причем датчики 51 направления магнитного поля чередуются в измерительной зоне с датчиками 50 магнитного поля.In the measuring zone 49, there is a measuring system containing alternating sensors 50 measuring the magnetic field component Well perpendicular to the generatrix of the pipe and magnetic field direction sensors 51, measuring the angle α between the direction of the magnetic field vector on the pipe surface and the direction perpendicular to the forming pipe, and the direction sensors 51 magnetic fields alternate in the measuring zone with magnetic field sensors 50.
В качестве датчиков 51 могут быть использованы тонкопленочные магниторезистивные датчики или другие типы датчиков, определяющих направление магнитного поля, либо другие датчики, измеряющие направление вектора магнитного поля.As the sensors 51, thin-film magnetoresistive sensors or other types of sensors determining the direction of the magnetic field, or other sensors measuring the direction of the vector of the magnetic field can be used.
Датчики 50 магнитного поля и датчики 51 направления магнитного поля измерительного пояса прижимаются к внутренней поверхности трубопровода 12 с помощью упругих элементов 52.The magnetic field sensors 50 and the magnetic field direction sensors 51 of the measuring belt are pressed against the inner surface of the pipe 12 by means of elastic elements 52.
На шасси 7.5. секции 5 размагничивания трубы расположен намагничивающий пояс 53 (фиг.2). Пояс состоит из равномерно расположенных по окружности полюсов 54 образованных из постоянных магнитов 55, на внешней поверхности которых крепятся щетки 56. Полюса 54 выполнены клинообразными, за счет уменьшения числа или размеров постоянных магнитов 55 и соответственно уменьшения размеров щеток 56 (количества тросов). Форма полюсов 54 и их количество может бытьразличной, в зависимости от толщины стенок и материала трубопровода, а также скорости движения устройства.On the chassis 7.5. section 5 of the demagnetization of the pipe is a magnetizing belt 53 (figure 2). The belt consists of poles 54 evenly spaced around the circumference formed of permanent magnets 55, on the outer surface of which brushes 56 are attached. The poles 54 are wedge-shaped, by reducing the number or size of permanent magnets 55 and, accordingly, reducing the size of the brushes 56 (number of cables). The shape of the poles 54 and their number can be different, depending on the thickness of the walls and material of the pipeline, as well as the speed of movement of the device.
Постоянные магниты намагничивающих систем секций 1-5 могут быть выполнены на основе сплава Al-Ni-Co-Fe (АЛЬНИКО), на основе сплава SmCo (САМАРИЙ-КОБАЛЬТ), который обладает уникальным сочетанием сильных магнитных свойств, коррозийной устойчивости и стабильности при высоких температурах, а также на основе сплава NdFeB (НЕОДИМ-ЖЕЛЕЗО-БОР).Permanent magnets of magnetizing systems of sections 1-5 can be made on the basis of Al-Ni-Co-Fe alloy (ALNIKO), on the basis of SmCo alloy (SAMARIUM-COBALT), which has a unique combination of strong magnetic properties, corrosion resistance and stability at high temperatures , as well as based on the alloy NdFeB (NEODIME-IRON-BOR).
Внутри каждого из корпусов 8.1-8.5 секций 1-5 расположены электронный модуль 57, содержащий бортовой компьютер 58 и блок питания 59 (фиг.4). Блок 59 питания содержит батарейную секцию 60, модуль 61 преобразования напряжения батареи в напряжение, необходимое для питания электронных модулей, искрозащитный модуль 62 и модуль распределения питания 63. Электрический выход батарейной секции 60 подключен к входу модуля преобразования напряжения 61, выходы которого подключены через искрозащитный модуль 62 к модулю распределения питания 63. Выходы модуля распределения питания 63 подключены ко всем электронным модулям и элементам устройства. Бортовой компьютер 58 содержит процессор 64, блок 65 аналого-цифрового преобразования данных измерений и запоминающее устройство 66 на базе твердотельной интегральной схемы. Выходы датчиков 19, 21, 30, 31, 39, 50 и 51 соответствующих секций 1-5 соединены с информационными входами блока 65 аналого-цифрового преобразования.Inside each of the buildings 8.1-8.5 sections 1-5 are an electronic module 57 containing an on-board computer 58 and a power supply 59 (figure 4). The power supply unit 59 comprises a battery section 60, a module 61 for converting the battery voltage into a voltage necessary to power the electronic modules, an spark protection module 62, and a power distribution module 63. The electrical output of the battery section 60 is connected to the input of the voltage conversion module 61, the outputs of which are connected through the spark protection module 62 to the power distribution module 63. The outputs of the power distribution module 63 are connected to all electronic modules and elements of the device. The on-board computer 58 includes a processor 64, an analog-to-digital conversion unit 65 for the measurement data, and a storage device 66 based on a solid-state integrated circuit. The outputs of the sensors 19, 21, 30, 31, 39, 50 and 51 of the corresponding sections 1-5 are connected to the information inputs of the block 65 analog-to-digital conversion.
Измерительная система каждой из секций 1-5 может также дополнительно содержать датчик 67 внешнего давления, датчик 68 углового поворота и датчик 69 температуры и одометр 70. Информационные выходы датчиков магнитного поля каждой из секций и информационные выходы датчика 67 внешнего давления, датчика 68 углового поворота и датчика 69 температуры и одометра 70 подключены к соответствующим входам блока 65 аналого-цифрового преобразования.The measuring system of each of sections 1-5 may also further comprise an external pressure sensor 67, an angle rotation sensor 68 and a temperature sensor 69 and an odometer 70. The information outputs of the magnetic field sensors of each section and the information outputs of the external pressure sensor 67, the angle rotation sensor 68 and the temperature sensor 69 and the odometer 70 are connected to the respective inputs of the analog-to-digital conversion unit 65.
Через шлюзовую камеру устройство - многосекционный внутритрубный снаряд вводится в начало контролируемого участка трубопровода 12. 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 устройства (снаряда) создает аэродинамическую силу, заставляющую снаряд непрерывно перемещаться в направлении потока транспортируемого продукта с заданной скоростью.Through a lock chamber, a device — a multi-sectional in-tube projectile — is introduced at the beginning of the monitored section of the pipeline 12. The optimal estimated speed of the in-pipe projectile’s movement through the pipe is 1–3 m / s at a speed of transported product, such as gas, up to 17 m / s. The speed of movement is ensured by the so-called “bypass” interaction scheme between the transported product and the in-tube projectile, in which the transported product flowing around the structural elements of the device (projectile) creates an aerodynamic force that causes the projectile to continuously move in the direction of flow of the transported product at a given speed.
При движении многосекционного внутритрубного дефектоскопа магнитного внутри трубопровода 12 каждая из секций 1-5 последовательно дискретно сканирует участок трубы по периметру, измеряя топографию магнитного поля. Последующая компьютерная обработка этих данных позволяет выявить информацию о дефектах трубопровода 12.When a multi-section in-line flaw detector is moving magnetic inside the pipe 12, each of sections 1-5 sequentially discretely scans a pipe section along the perimeter, measuring the topography of the magnetic field. Subsequent computer processing of this data allows you to identify information about defects in the pipeline 12.
Секция 1 определения профиля трубы распознает такие параметры трубы как овальность, вмятины. Работа данной секции основана на том, что между корпусом 8.1 (ярмом) секции 1 и стенкой 12 трубопровода создается стабильная, не меняющаяся при движении снаряда, разность магнитных потенциалов, а поверхность ярма 8.1 и поверхность стенки 12 трубы над 8.1. ярмом при этом являются эквипотенциальными поверхностями. Датчики 19 магнитного поля измеряют топографию магнитного поля в непосредственной близости к трубе 12, а датчика 20 магнитного поля - на заданном расстоянии от ярма 8.1. Измерение топографии магнитного поля на двух уровнях между трубой 12 и ярмом 8.1 достаточно для однозначного определения профиля внутренней поверхности трубы 12. Увеличение точности в определении неоднородностей профиля трубы 12 может быть достигнуто за счет уменьшения шага при сканировании топографии поля и измерением топографии поля не на двух, а на трех или большем количестве уровней.Section 1 determining the profile of the pipe recognizes such parameters of the pipe as ovality, dents. The work of this section is based on the fact that between the body 8.1 (yoke) of section 1 and the wall 12 of the pipeline creates a stable, not changing during the movement of the projectile, magnetic potential difference, and the surface of the yoke 8.1 and the surface of the wall 12 of the pipe over 8.1. the yokes in this case are equipotential surfaces. The magnetic field sensors 19 measure the topography of the magnetic field in close proximity to the pipe 12, and the magnetic field sensor 20 at a predetermined distance from the yoke 8.1. The measurement of the topography of the magnetic field at two levels between the pipe 12 and the yoke 8.1 is sufficient to uniquely determine the profile of the inner surface of the pipe 12. An increase in the accuracy in determining the inhomogeneities of the profile of the pipe 12 can be achieved by reducing the step when scanning the topography of the field and measuring the topography of the field not two, but on three or more levels.
Данные измерений обрабатываются и записываются в запоминающее 66 устройство бортового компьютера 58.The measurement data are processed and recorded in a storage device 66 on-board computer 58.
Секция 2 магнитной дефектоскопии с продольным намагничиванием определяет дефекты трубопровода 12 и их параметры: глубина, длина и ширина. В основе работы секции магнитного дефектоскопа с продольным намагничиванием лежит принцип измерения магнитного потока рассеяния над дефектом, т.е. измерения магнитного поля Нх. По измеренным величинам Нх с высокой точностью можно определить параметры дефектов вытянутых перпендикулярно направлению приложенного магнитного поля (дефекты 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. 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.Section 2 of magnetic flaw detection with longitudinal magnetization determines the defects of the pipeline 12 and their parameters: depth, length and width. The operation of the section of a magnetic flaw detector with longitudinal magnetization is based on the principle of measuring the magnetic flux of scattering over a defect, i.e. measuring the magnetic field H x . From the measured values of H x with high accuracy, it is possible to determine the parameters of defects elongated perpendicular to the direction of the applied magnetic field (weld defects). But for defects like a hole, the magnetic flux is scattered not only into the air, but also spreads away from the defect. It is possible to take into account the magnitude of the magnetic flux flowing around the defect by measuring the additional component of the magnetic field — the direction of the magnetic flux in the pipe wall, i.e. angle measurement α. Despite the fact that the measurement is performed above the surface of the pipe, it is well known that in a magnetized material the tangential components of the magnetic field on its surface are continuous, i.e. the angle α measured on the surface corresponds to the direction of the magnetic flux in the pipe wall. As sensors, thin-film magnetoresistive sensors or other types of sensors that determine the direction of the magnetic field, or other sensors that measure the direction of the magnetic field vector, can be used.
Сигналы от датчиков 30 измеряющих амплитуду компоненты магнитного поля Нх вдоль образующей трубы 12 и датчиков 31 направления магнитного поля, измеряющие азимутальный угол α на поверхности трубы, характеризующий изменение вектора магнитного потока в стенке трубы относительно образующей трубы передаются через аналого-цифровой преобразователь 65 в запоминающее устройство 66.The signals from sensors 30 measuring the amplitude of the magnetic field component H x along the generatrix of the pipe 12 and sensors 31 of the direction of the magnetic field, measuring the azimuthal angle α on the pipe surface, characterizing the change in the magnetic flux vector in the pipe wall relative to the generatrix of the pipe are transmitted through an analog-to-digital converter 65 to the memory device 66.
Секция 3 осуществляет раннюю диагностику напряженно-деформированного состояния трубопровода. В основе работы секции 3 лежитпринцип, основанный на свойстве ферромагнитных материалов изменять магнитное состояние под влиянием механических напряжений. Наиболее сильная зависимость магнитных параметров стали от напряженно-деформированного состояния существуют в слабых магнитных полях, т.е. в полях в которых существуют магнитные домены и соответственно происходят необратимые процессы.Section 3 provides early diagnostics of the stress-strain state of the pipeline. Section 3 is based on the principle based on the property of ferromagnetic materials to change the magnetic state under the influence of mechanical stresses. The strongest dependence of the magnetic parameters of steel on the stress-strain state exists in weak magnetic fields, i.e. in fields in which magnetic domains exist and, accordingly, irreversible processes occur.
Для создания определенного и стабильного слабого магнитного поля используется двойное перемагничивание с использованием магнитной системы секции 2. Секция 2 намагничивает участок стенки трубы до насыщения (зона А, фиг.3). Затем этот участок перемагничивается в противоположном направлении (зона В) и после удаления секции 2 участок размагничивается до остаточной намагниченности (зона С). Затем этот участок стенки трубы намагничивается слабым полем намагничивающей системы 3 (зона D). Таким образом, в зоне D магнитные характеристики обуславливаются как параметрами магнитной системы измерительной секции 2, так и остаточной намагниченностью. Этим создаются между намагничивающими поясами измерительной секции оптимальные условия для измерения характеристик магнитного поля, которые содержат информацию о напряженно-деформированном состоянии трубопровода.To create a specific and stable weak magnetic field, double magnetization reversal is used using the magnetic system of section 2. Section 2 magnetizes a section of the pipe wall to saturation (zone A, Fig. 3). Then this section is demagnetized in the opposite direction (zone B) and after removal of section 2, the section is demagnetized to residual magnetization (zone C). Then this section of the pipe wall is magnetized by the weak field of the magnetizing system 3 (zone D). Thus, in zone D, the magnetic characteristics are determined both by the parameters of the magnetic system of the measuring section 2 and by the residual magnetization. This creates optimal conditions between the magnetizing belts of the measuring section for measuring the characteristics of the magnetic field, which contain information about the stress-strain state of the pipeline.
Сигналы от датчиков 39 передаются через аналого-цифровой преобразователь 65 в запоминающее устройство 66.The signals from the sensors 39 are transmitted through an analog-to-digital Converter 65 to the storage device 66.
Секция 4 магнитной дефектоскопии с поперечным намагничиванием определяет дефекты трубопровода 12 и их параметры: глубина, длина и ширина. Намагничивающая система создает измерительные зоны 49 с поперечным намагничиванием, где располагаются чередующиеся между собой датчики 50 измеряющие компоненту магнитного поля Ну перпендикулярную образующей трубы и датчики 51 направления магнитного поля, измеряющие угол α между направлением вектора магнитного поля на поверхности трубы и направлением перпендикулярным образующей трубы.Section 4 of magnetic flaw detection with transverse magnetization determines the defects of the pipeline 12 and their parameters: depth, length and width. The magnetizing system creates measuring zones 49 with transverse magnetization, where alternating sensors 50 are located that measure the magnetic field component H near the perpendicular generatrix of the pipe and magnetic field direction sensors 51 measure the angle α between the direction of the magnetic field vector on the pipe surface and the direction perpendicular to the generatrix.
Сигналы от датчиков 50 и 51 передаются через аналого-цифровой преобразователь 65 в запоминающее устройство 66.The signals from the sensors 50 and 51 are transmitted through an analog-to-digital Converter 65 to the storage device 66.
Секция 5 размагничивания трубы 12 осуществляет размагничивание трубопровода. Спереди по ходу движения секции 5 труба намагничена полосами с намагниченностью направленной поперек трубы. На каждое сечение трубы 12 намагничивающий пояс 53 воздействует сначала основаниями (самыми широкими) концами клинообразных полюсов 54, намагничивая сегменты трубы 12 встречно-параллельно и до насыщения. Затем на каждое сечение трубы 12 воздействуют последующие элементы полюсов 54, меньших размеров и с меньшей намагничивающей силой. Таким образом, после воздействия устройства на стенках трубопровода остаются полосы, намагниченные встречно-параллельно с минимальным уровнем намагниченности, а также неширокий магнитный шлейф, в области прохождения центральной зоны полюсов 54, с продольной намагниченностью и минимальным уровнем намагниченности.The demagnetization section 5 of the pipe 12 demagnetizes the pipeline. In front, in the direction of movement of section 5, the pipe is magnetized by strips with magnetization directed across the pipe. On each section of the pipe 12, the magnetizing belt 53 is first affected by the bases (the widest) of the ends of the wedge-shaped poles 54, magnetizing the segments of the pipe 12 counter-parallel and until saturated. Then, each element of the pipe 12 is affected by the subsequent elements of the poles 54, of smaller sizes and with less magnetizing force. Thus, after the device is exposed to the pipeline, there remain strips magnetized counter-parallel with the minimum level of magnetization, as well as a narrow magnetic loop, in the region of the passage of the central zone of the poles 54, with longitudinal magnetization and a minimum level of magnetization.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012104699/28U RU117186U1 (en) | 2012-02-09 | 2012-02-09 | MULTI-SECTION IN-TUBE MAGNETIC DEFECTOSCOPE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012104699/28U RU117186U1 (en) | 2012-02-09 | 2012-02-09 | MULTI-SECTION IN-TUBE MAGNETIC DEFECTOSCOPE |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU117186U1 true RU117186U1 (en) | 2012-06-20 |
Family
ID=46681368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012104699/28U RU117186U1 (en) | 2012-02-09 | 2012-02-09 | MULTI-SECTION IN-TUBE MAGNETIC DEFECTOSCOPE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU117186U1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9587591B2 (en) | 2014-02-27 | 2017-03-07 | Johnson Matthey Public Limited Company | Exhaust system having N2O catalyst in EGR circuit |
| RU2634366C2 (en) * | 2016-04-14 | 2017-10-26 | Общество с ограниченной ответственностью "Интрон Плюс" | Method for magnetic flaw detection and device for its implementation |
| CN107424721A (en) * | 2017-09-22 | 2017-12-01 | 上海杰灵磁性器材有限公司 | A kind of pipeline demagnetizer and its application based on permanent-magnet structure |
| RU2661552C1 (en) * | 2017-07-03 | 2018-07-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Device for magnetic inspection of the internal surface of the pipe |
| RU2717902C1 (en) * | 2019-08-01 | 2020-03-26 | Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") | Transverse magnetisation system for an in-tube flaw detector |
-
2012
- 2012-02-09 RU RU2012104699/28U patent/RU117186U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9587591B2 (en) | 2014-02-27 | 2017-03-07 | Johnson Matthey Public Limited Company | Exhaust system having N2O catalyst in EGR circuit |
| RU2634366C2 (en) * | 2016-04-14 | 2017-10-26 | Общество с ограниченной ответственностью "Интрон Плюс" | Method for magnetic flaw detection and device for its implementation |
| RU2661552C1 (en) * | 2017-07-03 | 2018-07-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Device for magnetic inspection of the internal surface of the pipe |
| CN107424721A (en) * | 2017-09-22 | 2017-12-01 | 上海杰灵磁性器材有限公司 | A kind of pipeline demagnetizer and its application based on permanent-magnet structure |
| US11626230B2 (en) * | 2017-09-22 | 2023-04-11 | Shanghai Jieling Magnetic Material & Devices Co., Ltd. | Permanent magnet structure-based pipeline demagnetization device and application thereof |
| CN107424721B (en) * | 2017-09-22 | 2023-08-29 | 上海杰灵磁性器材有限公司 | Pipeline demagnetizing device based on permanent magnet structure and application thereof |
| RU2717902C1 (en) * | 2019-08-01 | 2020-03-26 | Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") | Transverse magnetisation system for an in-tube flaw detector |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107907455B (en) | Magnetic induction particle detection device and concentration detection method | |
| US6847207B1 (en) | ID-OD discrimination sensor concept for a magnetic flux leakage inspection tool | |
| RU117186U1 (en) | MULTI-SECTION IN-TUBE MAGNETIC DEFECTOSCOPE | |
| US20190072522A1 (en) | System and Method for Detecting and Characterizing Defects in a Pipe | |
| US9182373B2 (en) | Apparatus and method for detecting crack in small-bore piping system | |
| CN107850570B (en) | Defect measuring method, defect measuring device, and inspection probe | |
| US7038444B2 (en) | System and method for in-line stress measurement by continuous Barkhausen method | |
| Kim et al. | A new design of MFL sensors for self-driving NDT robot to avoid getting stuck in curved underground pipelines | |
| US8653811B2 (en) | Pipeline inspection tool with oblique magnetizer | |
| EP3081932B1 (en) | Apparatus and method of inspecting defect of steel plate | |
| Pasha et al. | A pipeline inspection gauge based on low cost magnetic flux leakage sensing magnetometers for non-destructive testing of pipelines | |
| CN207908434U (en) | A kind of multifunctional combination probe for pipeline detection | |
| JPH0335624B2 (en) | ||
| RU2634366C2 (en) | Method for magnetic flaw detection and device for its implementation | |
| RU111299U1 (en) | INNER-TUBE MAGNETIC DEFECTOSCOPE WITH TRANSVERSE MAGNETIZATION (OPTIONS) | |
| RU2393466C2 (en) | Method for magnetic inspection of interior profile of pipelines and device for realising said method | |
| RU2717902C1 (en) | Transverse magnetisation system for an in-tube flaw detector | |
| RU2587695C1 (en) | Magnetic flaw detector for detecting defects in welds | |
| JP4639339B2 (en) | Nondestructive inspection method and apparatus | |
| RU103620U1 (en) | INNER-TUBE MAGNETIC DEFECTOSCOPE | |
| WO2005095943A1 (en) | System and method for in-line stress measurement by continuous barkhausen technique | |
| RU104696U1 (en) | MULTI-SECTION IN-TUBE APPARATUS FOR DIAGNOSTIC OF STRESSED-DEFORMED STATE OF PIPELINE | |
| RU40804U1 (en) | IN-TUBE MAGNETIC DEFECTOSCOPE (OPTIONS) | |
| RU133933U1 (en) | MAGNETIC MEASURING SYSTEM FOR LONGITUDINAL DEFECTOSCOPE | |
| US20220003713A1 (en) | Defect measurement method, defect measurement device, and testing probe |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20170210 |