RU178440U1 - Устройство для проведения автоматизированной оценки качества сборки сварного соединения - Google Patents
Устройство для проведения автоматизированной оценки качества сборки сварного соединения Download PDFInfo
- Publication number
- RU178440U1 RU178440U1 RU2017137963U RU2017137963U RU178440U1 RU 178440 U1 RU178440 U1 RU 178440U1 RU 2017137963 U RU2017137963 U RU 2017137963U RU 2017137963 U RU2017137963 U RU 2017137963U RU 178440 U1 RU178440 U1 RU 178440U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- welded joint
- assembly
- quality
- display
- welded
- Prior art date
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 6
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 1
- 238000001314 profilometry Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Использование: для контроля сварных соединений. Сущность полезной модели заключается в том, что устройство для проведения автоматизированной оценки качества сборки сварного соединения состоит из корпуса, в котором размещены лазерный профилометр, два ультразвуковых датчика, выполненные с возможностью корректировки их положения относительно сварного соединения и с возможностью измерения толщины околошовной зоны, колесного датчика пути, выполненного с возможностью измерения пройденного пути вдоль сварного соединения, модуля обработки, хранения и отображения данных, выполненного с дисплеем. Технический результат: повышение достоверности оценки качества сборки сварного соединения.
Description
Полезная модель относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано при контроле сварных соединений, в том числе трубопроводов.
В настоящее время известны различные методы и устройства проведения контроля сварных соединений, а именно:
Технологии измерения (оценки) геометрии поверхности получили широкое распространение в сварочном производстве в системах слежения за стыком в процессе сварки, а также внутритрубной диагностики (профилеметрия).
По принципу действия существующие технологии сканирования можно разделить на, электро-механические, электромагнитные, оптические.
Электро-механические датчики являются наиболее распространенными. В основе их работы лежит преобразование механического перемещения чувствительного элемента - щупа в электрический сигнал. Это преобразование может быть как линейным, так и релейного типа.
При линейном преобразовании электрический сигнал на выходе датчика по своему значению пропорционален отклонению щупа от нулевого положения, а по знаку соответствует направлению этого отклонения. При релейном преобразовании выходной сигнал датчика меняется скачкообразно по значению и соответствует направлению отклонения щупа от стыка по знаку. При использовании электромеханических датчиков также требуется наличие специальной направляющей, параллельной сварному соединению.
Работа тактильных систем слежения возможна в одной или в 2-х осях. Щуп обычно следует по разделке шва. У подавляющего большинства таких систем есть зона нечувствительности в равновесном положении. В связи с тем, что далеко не на всех системах слежения есть возможность регулировки скорости перемещения привода и величины зоны нечувствительности иногда возникают трудности при настройке системы при изменении толщины стенок или формы разделки одного и того же изделия. Значительное удлинение щупа, например для отслеживания корня глубокой разделки, ведет к увеличению зоны нечувствительности и неэффективной и неточной работе системы слежения.
Электромагнитные датчики строятся на принципе изменения соотношения магнитных потоков отдельных участков магнитопровода в зависимости от их магнитного сопротивления. Они делятся на индуктивные и индукционные.
Электромагнитные датчики строятся не только по принципу улавливания разности магнитных потоков, но и по принципу измерения индуктивности магнитного поля, образующегося за счет краевого эффекта в зоне стыка. Такие датчики называются датчиками краевого эффекта. Они улавливают своими измерительными катушками разность плотностей магнитных потоков на прилегающих краях свариваемых деталей. Этот принцип позволяет устанавливать датчик на значительном (10-12 мм) расстоянии от свариваемой поверхности, что снижает чувствительность датчика к смещению кромок свариваемых деталей.
Чувствительность электромагнитных датчиков к смещению кромок свариваемых деталей является их основным недостатком. Для устранения этого недостатка разработаны различные варианты датчиков, позволяющих значительно снизить погрешность слежения. Одним из способов уменьшения чувствительности электромагнитных датчиков к смещению кромок является подбор частоты напряжения, питающего катушки датчика. В основе этого способа лежит зависимость фазы векторов напряжения и комплексного сопротивления катушек датчика от частоты питания, смещения стыка и перекоса кромок. Подбором частоты можно обеспечить разделение сигналов от положения стыка и смещения кромок по фазе и с помощью фазочувствительной схемы скомпенсировать погрешность. Существуют и конструктивные способы компенсации влияния смещения кромок.
Преимуществами электромагнитных датчиков являются: отсутствие механического и электрического контакта датчика и изделия; интегральные, усредненные по некоторой площади результаты измерения; возможность применения для стыковых соединений без разделки кромок, а также для стыковых соединений с наложенным на обратной стороне швом; возможность применения для изделий из магнитных и немагнитных металлов; малые габаритные размеры; простота конструкции. Основной недостаток датчиков рассматриваемого типа - влияние на выходной сигнал большого количества возмущений (электромагнитных помех и смещение кромок свариваемых элементов).
Оптические датчики работают по принципу воздействия прямого или отраженного светового потока на преобразователь, который преобразует это воздействие в электрический сигнал. Такими преобразователями могут быть фотодиоды, фоторезисторы или приемная телевизионная камера.
Оптические датчики работают непосредственно по стыку при этом требуется чистота стыкуемых поверхностей деталей и значительная разница восприятия оптикой сплошного металла и стыка. Общие недостатки оптических датчиков - слабая защищенность их от световых помех и низкая чувствительность при работе в условиях задымленности. Решением данных проблем может стать применение лазера в качестве светового источника и камеры, как принимающей стороны.
Основными элементами системы триангуляционного типа являются лазерный осветитель и видеокамера. Излучение лазера рассеивается на разделку кромок с помощью цилиндрической призмы, а отраженное излучение собирается объективом камеры на CMOS/ПЗС матрице. Процессор сигналов обрабатывает изображение и передает данные для дальнейшего использования.
Одной из актуальных задач при строительстве и ремонте трубопроводов является своевременное обнаружение нарушений технологии сборки и сварки кольцевых сварных соединений.
Некачественная сборка стыка под сварку приводит к появлению дефектов, а также усложняет процесс оценки качества сварного соединения методами неразрушающего контроля.
Современный уровень развития технологий позволяет производить сканирование поверхностей на предмет наличия отклонений от заданных значений и производить запись, полученных результатов.
Проведение автоматизированного контроля путем сканирования поверхности собранного под сварку стыка, а также уже сваренного сварного соединения, позволит предупредить появление дефектов, повысит производительность работ и снизит влияние человеческого фактора.
Задачей, решаемой заявляемой полезной моделью, является создание устройства для автоматизации процесса оценки качества сборки сварных соединений.
Технический результат полезной модели - повышение достоверности оценки качества сборки сварного соединения, за счет снижения влияния человеческого фактора для обеспечения надежного функционирования магистральных трубопроводов.
Техническая задача решается, а технический результат достигается за счет того, что устройство для проведения автоматизированной оценки качества сборки сварного соединения состоит из корпуса, в котором размещены лазерный профилометр, два ультразвуковых датчика, выполненные с возможностью корректировки их положения относительно сварного соединения внутри корпуса и с возможностью измерения толщины околошовной зоны, колесного датчика пути, выполненного с возможностью измерения пройденного пути вдоль сварного соединения, модуля обработки, хранения и отображения данных, выполненного с дисплеем.
На чертеже показано устройство для проведения автоматизированной оценки качества сборки сварного соединения, где 1 - корпус, 2 - лазерный профилометра, 3 - ультразвуковые датчики, 4 - датчик пути, 5 - модуль обработки, отображения и хранения данных.
При этом ультразвуковые датчики 3 осуществляют измерение толщины в околошовной зоне сварного соединения, а лазерный профилометр 2 позволяет получить изображение профиля сварного соединения, что в итоге позволяет выполнять:
- автоматизированный наружный контроль параметров сборки стыкового сварного соединения перед сваркой;
- автоматизированный наружный контроль стыкового сварного соединения;
- автоматизированную ультразвуковую толщинометрию для определения наличия мест шлифовок, выводящих толщину стенки за минусовой допуск.
Корпус 1 представляет собой прямоугольный контейнер внутри которого находятся: лазерный профилометр 2, два ультразвуковых датчиков 3, датчик пути 4, модуль обработки, отображения и хранения данных 5.
Лазерный профилометр 2 осуществляет построение профиля сварного соединения и околошовной зоны триангуляционным способом. Лазерный профилометр состоит из двух основных частей: видеокамеры и оптического генератора световой полоски (осветитель - лазер), при этом осветитель, расположенный под углом к видеокамере, проецирует узкую световую полоску на поверхность сварного соединения. Отраженное излучение собирается объективом камеры.
Два ультразвуковых датчика 3 выполняют измерение толщины стенки в околошовной зоне сварного соединения, работая в эхо-импульсном режиме по раздельно-совмещенной схеме.
Датчик пути 4 осуществляет измерение пройденного пути и состоит из колеса и инкрементного энкодера.
Модуль обработки, отображения и хранения данных 5 включает в себя процессор для обработки данных, блок памяти и дисплей для отображения результатов контроля.
Результаты измерения профиля лазерным профилометром 2 и толщинометрии, выполняемой ультразвуковыми датчиками 3, привязываются к координатам сварного соединения по средствам применения датчика пути 4.
Привязанные к координатам сварного соединения по средствам применения датчика пути 4 данные с лазерного профилометра 2, двух ультразвуковых датчиков 3 поступают в модуль обработки, отображения и хранения данных 5.
Модуль обработки, отображения и хранения данных 5 определяет по поступающим с лазерного профилометра 2 данным отклонение профиля околошовной зоны от прямой (Δ).
Принятие решение о качестве сварного соединения выполняется по результатам рассмотрения объединенных данных в модуле обработки, отображения и хранения данных 3, полученных по результатам измерения профиля лазерным профилометром 2 и толщинометрией выполненной ультразвуковыми датчиками 2. Результаты (отклонение профиля околошовной зоны от прямой (А) и значения толщин S1 и S2) отображаются на дисплее.
Claims (1)
- Устройство для проведения автоматизированной оценки качества сборки сварного соединения, состоящее из корпуса, в котором размещены лазерный профилометр, два ультразвуковых датчика, выполненные с возможностью корректировки их положения относительно сварного соединения и с возможностью измерения толщины околошовной зоны, колесного датчика пути, выполненного с возможностью измерения пройденного пути вдоль сварного соединения, модуля обработки, хранения и отображения данных, выполненного с дисплеем.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017137963U RU178440U1 (ru) | 2017-10-31 | 2017-10-31 | Устройство для проведения автоматизированной оценки качества сборки сварного соединения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017137963U RU178440U1 (ru) | 2017-10-31 | 2017-10-31 | Устройство для проведения автоматизированной оценки качества сборки сварного соединения |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU178440U1 true RU178440U1 (ru) | 2018-04-04 |
Family
ID=61867846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017137963U RU178440U1 (ru) | 2017-10-31 | 2017-10-31 | Устройство для проведения автоматизированной оценки качества сборки сварного соединения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU178440U1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5062301A (en) * | 1987-12-10 | 1991-11-05 | Aleshin Nikolai P | Scanning device for ultrasonic quality control of articles |
| RU2137120C1 (ru) * | 1997-11-04 | 1999-09-10 | Анненков Андрей Станиславович | Способ ультразвукового контроля и устройство для его осуществления |
| RU2270442C2 (ru) * | 2000-10-13 | 2006-02-20 | Чикаго Бридж Энд Айрон Компани | Способ и устройство для ультразвуковой дефектоскопии аустенитных сварных швов |
| EP2138838A2 (en) * | 2008-06-24 | 2009-12-30 | ALSTOM Technology Ltd | Ultrasonic inspection probe carrier system for performing nondestructive testing |
| RU164509U1 (ru) * | 2015-12-25 | 2016-09-10 | Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "Транснефть" (ОАО "АК "Транснефть") | Устройство для автоматизированного ультразвукового контроля кольцевых сварных соединений труб |
| RU2629687C1 (ru) * | 2016-06-10 | 2017-08-31 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Автоматизированная установка ультразвукового контроля |
-
2017
- 2017-10-31 RU RU2017137963U patent/RU178440U1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5062301A (en) * | 1987-12-10 | 1991-11-05 | Aleshin Nikolai P | Scanning device for ultrasonic quality control of articles |
| RU2137120C1 (ru) * | 1997-11-04 | 1999-09-10 | Анненков Андрей Станиславович | Способ ультразвукового контроля и устройство для его осуществления |
| RU2270442C2 (ru) * | 2000-10-13 | 2006-02-20 | Чикаго Бридж Энд Айрон Компани | Способ и устройство для ультразвуковой дефектоскопии аустенитных сварных швов |
| EP2138838A2 (en) * | 2008-06-24 | 2009-12-30 | ALSTOM Technology Ltd | Ultrasonic inspection probe carrier system for performing nondestructive testing |
| RU164509U1 (ru) * | 2015-12-25 | 2016-09-10 | Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "Транснефть" (ОАО "АК "Транснефть") | Устройство для автоматизированного ультразвукового контроля кольцевых сварных соединений труб |
| RU2629687C1 (ru) * | 2016-06-10 | 2017-08-31 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Автоматизированная установка ультразвукового контроля |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104084669B (zh) | 一种基于解耦检测的环缝视觉检测方法 | |
| CN204818380U (zh) | 近红外与结构光双波长双目视觉焊缝跟踪系统 | |
| Huang et al. | Development of a real-time laser-based machine vision system to monitor and control welding processes | |
| Li et al. | Measurement and defect detection of the weld bead based on online vision inspection | |
| CN104588838A (zh) | 一种焊枪自动跟踪控制并在线修正系统及其控制方法 | |
| KR101362006B1 (ko) | 피가공물의 접합부 평가를 위한 방법 및 장치 | |
| CN104209667B (zh) | 超微间隙对接焊缝磁旋光成像自动检测和跟踪方法 | |
| CN104942404A (zh) | 双波长双目视觉焊缝跟踪方法及跟踪系统 | |
| US20150290735A1 (en) | Methods and systems for weld control | |
| CN107511564B (zh) | 一种焊缝跟踪装置 | |
| KR20050044429A (ko) | 작업편들 상의 접합 영역의 평가 방법 및 장치 | |
| CN110773841B (zh) | 用于焊接的轨迹跟踪方法 | |
| CN203156204U (zh) | 超微间隙对接焊缝磁光成像自动检测及跟踪装置 | |
| CN103363919A (zh) | 基于白光散斑技术测量电厂高温管道应变的装置及方法 | |
| JP4412180B2 (ja) | レーザー超音波探傷法、及びレーザー超音波探傷装置 | |
| RU178440U1 (ru) | Устройство для проведения автоматизированной оценки качества сборки сварного соединения | |
| Li et al. | Narrow weld joint recognition method based on laser profile sensor | |
| Li et al. | On-line visual measurement and inspection of weld bead using structured light | |
| RU2550673C2 (ru) | Устройство для оценки качества сварного шва | |
| Zou et al. | Features extraction of butt joint for tailored blank laser welding based on three-line stripe laser vision sensor | |
| Nilsen et al. | Adaptive control of the filler wire rate during laser beam welding of squared butt joints with varying gap width | |
| US10619995B2 (en) | Dimension measuring device and method | |
| Garašić et al. | Sensors and their classification in the fusion welding technology | |
| JP4542973B2 (ja) | 移動距離計測装置および移動距離計測方法 | |
| Kaierle et al. | Understanding the laser process: new approaches for process monitoring in laser materials processing |