RU1751U1 - Устройство контроля и прогнозирования состояния материалов трубопроводов - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СОСТОЯНИЯ МАТЕРИАЛОВ ТРУБОПРОВОДОВ, содержащее датчики регистрации откликов магнитного поля материала, индивидуальные каналы функционального преобразования и индикации характеристических параметров, отличающееся тем, что индивидуальные каналы, образованные последовательно соединенными феррозондами, усилителями и синхронными детекторами, подключены к первому и второму входам блока разности и на первые входы блоков отношений, индивидуальные каналы, образованные последовательно соединенными вертикальными феррозондами, усилителями и синхронными детекторами, подключены на вторые входы соответствующих блоков отношений, выходы блока разности и блоков отношений подключены на соответствующие входы цифровых индикаторов и первые входы пороговых устройств сигнализации, вторые входы которых соединены с соответствующими уставками, выходы пороговых устройств подключены на соответствующие входы блоков оперативной памяти.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что индивидуальный канал формирования модулирующего напряжения, образованный последовательно соединенными задающим генератором, блоком делителя частоты, триггером Шмидта и формирователем линейной функции подключены на входы модулирующих обмоток феррозондовых датчиков, при этом второй выход триггера Шмидта подключен на управляющие входы синхронных детекторов.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что индивидуальные каналы преобразования информации снабжены комплектом сменных феррозондов для поиска дефектов и их идентификации.

Description

Устройство контроля и прогнозирования состояния материалов трубопроводов

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для контроля отклонений структурного состояния материала трубопровода от исходного и прогнозирования остаточного ресурса трубопровода в процессе его норшльной эксплуатации в условиях местороященияо

Оперативный контроль отклонений структурного состояния материалов трубопроводов от нормы и оценка его остаточного ресурса до начала неконтролируемого нарушения сплошности,является необходимым условием нормальной эксплуатации трубопровода.

Известны устройства ультразвукового контроля,которые могут быть использованы как в условиях изготовления трубопроводов, их ремонта и периодического эксплуатационного контроля сплошности металла силового оборудования, при этом ультраз: ковые преобразователи позволяют осуществлять контроль металла в комплекте с электронными блоками серийных дефектоскопов типов УДМ-ТМ,Уда1-3,0 К-66П,УД-10П,УД-10УА,УД-11УА и УД2-12.

Преобразователи имеют специальные конструктивные решения, направленные на стабилизацию акустического контакта,снижения уровня собственных реверберационных щумов и могут быть использованы при диагностике ресурса трубопроводов силового оборудования II.

К недостаткам любого из дефектоскопов,работающих с ультразвуковыми преобразователями следует отнести низкую точность,экспрессность и эффективность контроля состояния материалов,вследствие отсутствия возможности контроля металла трубопровода с необходимой для практики точностью,без снятия изолящи и, тем более,трубопроводов,находяпщхся в условиях месторождения под водой,При отсутствии необходимого акустического контакта ультра-; звукового преобразователя с поверхностью трубопровода оценка остаточного ресурса трубопровода практически невозможна.

Известен также диагностический анализатор состояния материалов трубопроводов, который выбран нами за прототип по глаксимальному количеству совпадающих с ним признаков отличительной части фордулы предложенного технического решения Г 2 J.

1 1 j- Объект-устрбйство

МК# Щ/mj

27/83

к недостаткам диагностического анализатора состояния материалов трубопроводов следует отнести относительно низкую экспрессность коотроля и эффективность оценки остаточного ресурса материала трубопровода до начала неконтролируемого нарушения сплошности материала,обусловленную последовательным алгоритмом вычисления магнитных характеристических параметров и отсутствием их регистрации.

Целью изобретения является повышение точности,экспрессности и эффективности прогнозирования состояния материалов трубопроводов

Поставленная цель достигается благодаря тому t что устройство контроля и прогнозирования состояния материалов содержит датчики регистрации откликов магнитного поля ьштериала,индивидуальные каналы функционального преобразования и индикации характеристических параметров,при этом индивидуальные каналы,образованные последовательно соединенными горизонтальными феррозондами, усилителями и синхронными детекторами подключены к первому и второму входам блока разности и на первые входы блоков отношений, индивидуальные каналы,образованные последовательно соединенными вертикальными феррозондами,усилителями и синхронными детекторами подключены на вторые входы соответствующих блоков отношений, выходы блока разности и блоков отношений подключены на соответствующие входы цифровых индикаторов и первые входы пороговых устройств сигнализации,вторые входы которых соединены с соответствующми уставками,выходы пороговых устройств подключены на соответствующие входы блока оперативной памяти.

Индивидуальный канал формирования модулирующего напряжения, образованный последовательно соединенными задающим генератором, блоком делителя частоты, триггером 1Шшдта и формирователем линейной функции ,подключен на входы модулирующих обмоток феррозондовых датчиков,при этом,второй выход триггера Шмидта жсщклБчен на управляющие входд синхронных детекторов,

На фиг,1 изображена структурная схема устройства контроля и прогнозирования материалов трубопроводов, - Устройство содержит : феррозондовые датчики - 1,2 с горизонтальной магнитной осью,феррозондовые датчики - 3,4 с вертикальной магнитной осью,усилители сигналов - 5,6,7 и 8,синхронные детекторы 9,10,11 и 12,задающий генератор - 13,делитель частоты - 14,триггер Шмидта - 15,формирователь линейной функции16,блок разности - 17,пороговые устройства сигнализации- 18,20 и 22,блоки отношений - 19,21,цифровые индикаторы 24 и 25.

/

Устройство работает следующим образом,Датчики 1,2,3 и 4 выдают сигналы,амплитуды которых пропорциональны соответственно величине горизонтальной - 1,2 и вертикальной - 3,4 составляющих напряженности магнитного поля обследуемых материалов.

Сигналы датчиков - 1,2,3 и 4 усиливаются усилителями 5,6,7 и 8 и поступают на измерительные входы синхронных детекторов9,10,11 и 12,на управляющие входы которых поступает опорное напряжение выбранной частоты модуляции от второго выхода триггера ЦЬшдта - 15,

Прямоугольные импульсы,поступающие с первого выхода триггера Шмидта преобразуются в линейную функцию модулирующего напряжения той же частоты в форшрователе - 16,которое поступает в модулирующие обмотки феррозондов и преобразует квазипостоянную компоненту напряженности магнитного поля в переменное напряжение кратное основной, частоте задающего генератора - 13,

Экспериментально установлено,что имеют место резонансные области в спектре квазипостоянной компоненты напряженности магнитного поля,а именно: 8,0 кГц,5,6 кГц, 4,0 кГц,2,0 кГц,1,0 кГц и 0,5 кГц,при этом,наибольшую мощность в спектре имеет резонанс на частоте 0,5 кГц,Следовательно,лдя поиска местоположения дефектного участка трубопровода целесообразно использовать узкий спектр напряженности магнитного подя на частоте 8,0 кГц, а для идентификации типа и размера дефекта на частоте 0,5 кГц,

Для реализации экстремальных свойств магнитшк откликов : трубопроводов с использованием феррозондов при решении различных прикладных задач поиска дефектов и их идентификации, в устройстве предусмотрен сменный комплект феррозондов,позволяющий повысит точность контроля и прогнозирования состояния материалов трубопроводов.

Сигналы с выходов синхронных детекторов - 9 и 10,поступают на входы блока разности - 17, разности с выхода которого сравнивается с уставкой порогового устройства сигнализации - 18 и в виде отклонений А с6 «С - поступает в блок оперативной памяти - 23 для хранения и обработки информации в ЭВМ,

Сигналы с выходов синхронных детекторов - II и 12 поступают на вторые входы блоков отношений - 19 и 21, а с выходов синхронных детекторов - 9 и 10 на первые входы тех же блоков отношений, входные сигналы которых сравнивавэтся с уставками j5 и в пороговых устройствах сигнализации - 20 и 22,

Отклонения от уставок Ар J - и -4 . - POS, поступает в блок оперативной памяти - 23 для хранения и обработки информации в ЭВМ,

Количество реперных точек контроля, необходимых для пространственной привязки плетей трубопровода к дефектам,зарегистрированным в блоке памяти фиксируется на цифровом табло - 25, а значения зарегистрированных магнитных характеристических параметров об , у и на цифровом табло - 24, при этом :

-магнитных характеристический параметр « ,вычисляемый как разность значений горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля трубопровода в обследуемом и опорном (сравниваемом) участках трубопровода,является градиентом, отражающим изменение структурного состояния глатериала трубопровода в осевом направлении;

-магнитный характеристический параметр j3 , вычисляемый как отношение значений вертикальной и горизонтальной составляющих напряженности магнитного поля трубопровода в обследуемом и опррнсш участках трубопровсща является мерой структурного состояния материала и его остаточной ресурсоспособности.

Более высокая точность контроля и прогнозирования состояния материалов,по сравнению с прототипом,достигается за счет использования комплекта сменных феррозондов, работающих на различных модулирующих частотах,избирательно регистрирующих магнитные параметры при поиске дефектов ж их идентификации.

Более высокая экспрессность контроля и прогнозирования состояния влатериалов,по сравнению с прототипом,достигаеься за счет регистрации только отклонений параметров от уставок,а не их модулей.

Более высокая эффективность кфроля и прогозирования состояния материалов,по сравнению с прототипом,достигается за счет использования блока оперативной памяти,позволяющего ,по характеристическим параметрам оперативно измеренным по магнитным откликам, осуществить прогнозирование остаточного ресурса трубопровода в режиме его нормального функционирования.

Таким образом,предложенное техническое решение,по сравнению с прототипом,позволяет повысить точность,экспрессность и эффективность контроля и прогнозирования состояния материалов трубо

Предложенное техническое решение обладает существенными отличиями,так как не обнаружено технических признаков отличительной части формулы

Технико-экономические преимущества предлагаемого технического решения,жо сравнению с прототипом, характеризуются повышением точности, экспрессности и эффективности контроля и возмсжностьго прогнозирования остаточного ресурса трубопровода в режиме его нормального функционирования

«

Claims (3)

1. УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СОСТОЯНИЯ МАТЕРИАЛОВ ТРУБОПРОВОДОВ, содержащее датчики регистрации откликов магнитного поля материала, индивидуальные каналы функционального преобразования и индикации характеристических параметров, отличающееся тем, что индивидуальные каналы, образованные последовательно соединенными феррозондами, усилителями и синхронными детекторами, подключены к первому и второму входам блока разности и на первые входы блоков отношений, индивидуальные каналы, образованные последовательно соединенными вертикальными феррозондами, усилителями и синхронными детекторами, подключены на вторые входы соответствующих блоков отношений, выходы блока разности и блоков отношений подключены на соответствующие входы цифровых индикаторов и первые входы пороговых устройств сигнализации, вторые входы которых соединены с соответствующими уставками, выходы пороговых устройств подключены на соответствующие входы блоков оперативной памяти.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что индивидуальный канал формирования модулирующего напряжения, образованный последовательно соединенными задающим генератором, блоком делителя частоты, триггером Шмидта и формирователем линейной функции подключены на входы модулирующих обмоток феррозондовых датчиков, при этом второй выход триггера Шмидта подключен на управляющие входы синхронных детекторов.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что индивидуальные каналы преобразования информации снабжены комплектом сменных феррозондов для поиска дефектов и их идентификации.