RU194527U1

RU194527U1 - Device for ultrasonic immersion pipe quality control

Info

Publication number: RU194527U1
Application number: RU2018126339U
Authority: RU
Inventors: Александр Григорьевич Цыпуштанов; Леонид Викторович Слаутин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР "БУРАН-ИНТЕЛЛЕКТ"
Priority date: 2018-07-16
Filing date: 2018-07-16
Publication date: 2019-12-13

Abstract

Использование: для неразрушающего ультразвукового иммерсионного контроля цилиндрических металлических изделий. Сущность полезной модели заключается в том, что устройство для ультразвукового иммерсионного контроля груб, содержит корпус, блок датчиков, состоящий из восьми групп датчиков, каждая из которых содержит датчик толщины, датчик продольных дефектов и датчик поперечных дефектов. Датчик толщины установлен вертикально и перпендикулярно к поверхности трубы. Датчики продольных и поперечных дефектов соответственно установлены под углом к поверхности трубы. Датчик продольных дефектов расположен под углом к поверхности трубы в плоскости, перпендикулярной ее продольной оси, датчик поперечных дефектов расположен под углом к поверхности трубы и под углом к плоскости, перпендикулярной оси трубы. Датчики толщины продольных и поперечных дефектов установлены на основаниях, которые снабжены опорными подшипниками. Крайние основания шарнирно соединены с основанием датчика толщины 4 и подпружинены пружиной относительно его с возможностью поворота в плоскости, перпендикулярной оси трубы. Основание датчика толщины снабжено направляющими, установленными с возможностью вертикального перемещения по пазам блока датчиков. Узел позиционирования блока датчиков выполнен в виде передних и задних кронштейнов с опорными колесами. На корпусе установлен также конечный выключатель для определения конца трубы и прекращения перемещения корпуса с блоком датчиков. Корпус соединен с кареткой, перемещающейся вместе с блоком датчиков вверх-вниз и вдоль трубы. Технический результат: повышение производительности и достоверности ультразвукового контроля труб сложной геометрии. 4 ил.Usage: for non-destructive ultrasonic immersion control of cylindrical metal products. The essence of the utility model is that the device for ultrasonic immersion control is crude, contains a housing, a sensor unit consisting of eight groups of sensors, each of which contains a thickness sensor, a longitudinal defect sensor and a transverse defect sensor. The thickness gauge is mounted vertically and perpendicular to the pipe surface. Sensors of longitudinal and transverse defects are respectively installed at an angle to the surface of the pipe. The longitudinal defect sensor is located at an angle to the pipe surface in a plane perpendicular to its longitudinal axis, the transverse defect sensor is located at an angle to the pipe surface and at an angle to the plane perpendicular to the pipe axis. Thickness gauges for longitudinal and transverse defects are installed on the bases, which are equipped with thrust bearings. The extreme bases are pivotally connected to the base of the thickness gauge 4 and are spring-loaded with a spring relative to it with the possibility of rotation in a plane perpendicular to the axis of the pipe. The base of the thickness gauge is equipped with guides mounted with the possibility of vertical movement along the grooves of the sensor block. The positioning unit of the sensor unit is made in the form of front and rear brackets with support wheels. A limit switch is also installed on the housing to detect the end of the pipe and stop the movement of the housing with the sensor unit. The housing is connected to a carriage moving together with the sensor unit up and down and along the pipe. EFFECT: increased productivity and reliability of ultrasonic inspection of pipes of complex geometry. 4 ill.

Description

Полезная модель относится к области неразрушающего иммерсионного ультразвукового контроля металлических изделий и может быть использована при наружной дефектоскопии труб в нефтегазодобывающей отрасли и других областях машиностроения, а также для контроля труб и цилиндрических объектов при их производстве и входном контроле.The utility model relates to the field of non-destructive immersion ultrasonic testing of metal products and can be used for external pipe inspection in the oil and gas industry and other fields of engineering, as well as for monitoring pipes and cylindrical objects in their production and input control.

Известно устройство для ультразвукового контроля качества труб в иммерсионной ванне, описанное в патенте РФ №2351925, G01N 29/04, дата публикации 27.01.2009, содержащее направляющие с кулачками, снабженными износостойкими вставками, по которым перемещается испытуемое изделие (труба), под которой на подпружиненных пальцах расположена иммерсионная ванна, установленная на подвижном кронштейне с возможностью подъема и опускания, при этом в иммерсионной ванне на шаровых опорах закреплены кассеты с электроакустическими преобразователями: контроля толщины, контроля продольных дефектов и для обнаружения поперечных дефектов, установленные под различными углами к поверхности трубы. Кассета вихревого преобразователя размещена сверху контролируемой трубы в корпусе, соединенном с упорами, на которых установлены вставки из износоустойчивого материала, при этом корпус через подпружиненные пальцы соединен с рамой поджатия корпуса к трубе.A device is known for ultrasonic quality control of pipes in an immersion bath, described in RF patent No. 2351925, G01N 29/04, publication date 01/27/2009, containing guides with cams equipped with wear-resistant inserts along which the test article (pipe) moves under which spring-loaded fingers is an immersion bath mounted on a movable bracket with the ability to raise and lower, while in the immersion bath on ball bearings are fixed cassettes with electro-acoustic transducers: ins, controls and longitudinal defects to detect transverse defects installed at different angles to the tube surface. The vortex transducer cassette is placed on top of the monitored pipe in a casing connected to supports on which inserts of wear-resistant material are mounted, while the casing is connected via spring-loaded fingers to the frame for pressing the casing to the pipe.

Недостатком известного устройства является наличие большого количество кинематически соединенных узлов, что усложняет его настройку и контроль работы. Кроме того, оно не обеспечивает высокую скорость контроля, необходимую для эффективного контроля длинномерных труб.A disadvantage of the known device is the presence of a large number of kinematically connected nodes, which complicates its configuration and control. In addition, it does not provide the high control speed necessary for the effective control of long pipes.

Наиболее близким является устройство для ультразвукового контроля в иммерсионной ванне, описанное в патенте №2194979, G01N 29/04, дата публикации 20.12.2002 г., содержащее корпус, выполненный в виде кронштейна, установленного с возможность перемещения вверх-вниз и вдоль изделия, акустический блок (блок датчиков) с держателями ультразвуковых преобразователей (датчиков), при этом корпус соединен с цилиндрическим стержнем, в нижней части которого расположена П-образная вилка с закрепленным на ее концах средством позиционирования ультразвуковых преобразователей, выполненного в виде больших коромысел, на концах каждого из которых шарнирно закреплены жестко соединенные между собой малые коромысла.. Известное устройство обеспечивает через цилиндрический стержень давление на ось большого коромысла, а через него на малые коромысла и на рамки, в которых закреплены ультразвуковые преобразователи.The closest is the device for ultrasonic testing in an immersion bath, described in patent No. 2194979, G01N 29/04, publication date 12/20/2002, containing a housing made in the form of a bracket mounted with the ability to move up and down and along the product, acoustic a block (sensor block) with holders of ultrasonic transducers (sensors), while the housing is connected to a cylindrical rod, in the lower part of which there is a U-shaped plug with means for positioning ultrasonic transducers fixed at its ends The indexer is made in the form of large rocker arms, at the ends of each of which small rocker arms are rigidly connected to each other. The known device provides pressure through the cylindrical rod to the axis of the large rocker arm, and through it to the small rocker arms and frames in which ultrasonic transducers are mounted .

Известное устройство не позволяет обеспечить равномерное прилегание ультразвуковых преобразователей к цилиндрической поверхности с различной кривизной, что снижает точность измерений. Недостатком является также то, что устройство обеспечивает крепление ультразвуковых преобразователей, контролирующих только толщину стенки проката и дефекты типа расслоения, что снижает производительность и неприемлемо для контроля длинномерных труб со сложной геометрией и большим допуском на овальность и кривизну, а также для труб, имеющих протекторные утолщения и концевые наружные утолщения.The known device does not allow for a uniform fit of ultrasonic transducers to a cylindrical surface with different curvatures, which reduces the accuracy of the measurements. The disadvantage is that the device provides fastening of ultrasonic transducers that control only the thickness of the rolled wall and defects of the type of delamination, which reduces productivity and is unacceptable for monitoring long pipes with complex geometry and a large tolerance for ovality and curvature, as well as for pipes having tread thickenings and end external thickenings.

Технической задачей является разработка высокопроизводительного устройства для качественного иммерсионного контроля труб сложной геометрии с большими допусками на овальность и кривизну.The technical task is to develop a high-performance device for high-quality immersion control of pipes of complex geometry with large tolerances for ovality and curvature.

Техническим результатом является повышение производительности и достоверности ультразвукового контроля труб сложной геометрии.The technical result is to increase the productivity and reliability of ultrasonic inspection of pipes of complex geometry.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для ультразвукового иммерсионного контроля труб, содержащее корпус, установленный с возможностью вертикального и горизонтального перемещения относительно объекта контроля, блок датчиков, узел позиционирования ультразвуковых датчиков, согласно полезной модели блок датчиков выполнен в виде, по меньшей мере, восьми групп датчиков, каждая из которых содержит датчик толщины, установленный перпендикулярно поверхности объекта контроля, датчик продольных дефектов, установленный под углом к поверхности объекта контроля в плоскости перпендикулярной его оси, датчик поперечных дефектов, установленный под углом к плоскости, перпендикулярной оси трубы, датчики установлены на снабженных опорными подшипниками основаниях, крайние из которых шарнирно соединены с основанием датчика толщины и подпружинены относительно его, при этом основание датчика толщины установлено с возможностью вертикального перемещения по направляющим пазам блока датчиков, узел позиционирования блока датчиков выполнен в виде кронштейнов с опорными колесами, соприкасающимися при сканировании с поверхностью контролируемого изделия.The specified technical result is achieved in that the device for ultrasonic immersion inspection of pipes, comprising a housing mounted with the possibility of vertical and horizontal movement relative to the test object, a sensor unit, an ultrasonic sensor positioning unit, according to a utility model, the sensor unit is made in the form of at least eight groups of sensors, each of which contains a thickness sensor mounted perpendicular to the surface of the test object, a longitudinal defect sensor, is installed transverse defect sensor mounted at an angle to the surface of the test object in a plane perpendicular to its axis, mounted at an angle to a plane perpendicular to the pipe axis, the sensors are mounted on bases provided with support bearings, the extreme ones of which are pivotally connected to the base of the thickness sensor and spring-loaded relative to it, the base of the thickness sensor is installed with the possibility of vertical movement along the guide grooves of the sensor unit, the positioning unit of the sensor unit is made in the form of brackets with supporting wheels in contact with the surface of the controlled product during scanning.

Выполнение блока датчиков, состоящего, по меньшей мере, из восьми групп датчиков, позволяет повысить производительность контроля, за счет увеличения продольной скорости перемещения блока датчиков вдоль объекта контроля.The implementation of the sensor block, consisting of at least eight groups of sensors, allows to increase the monitoring performance by increasing the longitudinal velocity of the sensor block along the control object.

Шарнирное соединение подпружиненных оснований датчиков относительно основания датчика толщины, установленного с возможностью вертикального перемещения, и наличие опорных подшипников позволяет независимо позиционировать каждую группу датчиков на объекте контроля, что повышает достоверность контроля и позволяет сканировать трубы с протекторными и концевыми наружными утолщениями за счет независимой подвески каждой группы датчиков.Swivel connection of spring-loaded sensor bases relative to the base of the thickness sensor, installed with the possibility of vertical movement, and the presence of thrust bearings allows each sensor group to be independently positioned at the test object, which increases the reliability of the control and allows you to scan pipes with tread and end thickenings due to the independent suspension of each group sensors.

Установка основания датчика толщины с возможностью вертикального перемещения по направляющим пазам блока датчиков, а также шарнирное соединение оснований позволяет перемещаться вверх-вниз всей группе датчиков, при этом опорные шарниры строго позиционируются на контролируемой поверхности. Это позволяет без переналадки производить контроль труб различных диаметров, а следовательно, повысить производительность контроля.The installation of the base of the thickness gauge with the possibility of vertical movement along the guide grooves of the gauge block, as well as the hinged connection of the bases allows you to move up and down the entire group of gauges, while the support hinges are strictly positioned on the controlled surface. This allows you to control pipes of various diameters without readjustment and, consequently, to increase the control performance.

Выполнение узла позиционирования блока датчиков в виде кронштейнов с опорными колесами, а группы датчиков с опорными подшипниками, соприкасающимися при сканировании с поверхностью контролируемого изделия, позволяет значительно снизить их износ, что повышает надежность работы блока датчиков.The implementation of the positioning unit of the sensor unit in the form of brackets with support wheels, and the group of sensors with support bearings in contact with the surface of the controlled product during scanning, can significantly reduce their wear, which increases the reliability of the sensor unit.

Соединение корпуса с рамой, шарнирно закрепленной на каретке (не показана), позволяет в автоматизированном режиме производить перемещение корпуса вдоль контролируемого изделия.The connection of the housing with the frame pivotally mounted on the carriage (not shown), allows in an automated mode to move the housing along the controlled product.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства.In FIG. 1 shows a General view of the device.

На фиг. 2 изображен блок датчиков вид сверху.In FIG. 2 shows a block of sensors from above.

На фиг. 3 изображена группа датчиковIn FIG. 3 shows a group of sensors

На фиг. 4 изображено расположение корпуса с блоком датчиков на трубе.In FIG. 4 shows the location of the housing with the sensor unit on the pipe.

Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков заявляемой полезной модели, не выявлено, что позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию патентоспособности «новизна».Technical solutions that coincide with the totality of the essential features of the claimed utility model have not been identified, which allows us to conclude that it meets the patentability criterion of "novelty."

Условие патентоспособности «промышленная применимость» подтверждает пример конкретного выполнения заявляемого устройства ультразвукового иммерсионного контроля труб.The patentability condition "industrial applicability" confirms an example of a specific implementation of the inventive device for ultrasonic immersion pipe inspection.

Устройство для ультразвукового иммерсионного контроля труб содержит корпус 1, установленный с возможностью вертикального и горизонтального перемещения, блок датчиков 2, состоящий из восьми групп датчиков 3, каждая из которых содержит датчик толщины 4, датчик продольных дефектов 5 и датчик поперечных дефектов 6. Датчик толщины 4 установлен вертикально и перпендикулярно к поверхности трубы. Датчики продольных и поперечных дефектов 5 и 6 соответственно, установлены под углом к поверхности трубы. Датчик продольных дефектов 5 расположен под углом 70° к поверхности трубы в плоскости перпендикулярной ее продольной оси, датчик поперечных дефектов 6 расположен под углом 70° к поверхности трубы и под углом к плоскости, перпендикулярной оси трубы. Датчики 4, 5, и 6 установлены в отверстиях (не показаны) на основаниях 7, которые снабжены опорными подшипниками 8. При этом основания выполнены в виде хомутов, стянутых болтами (не обозначены). Крайние основания 7 шарнирно соединены со средним основанием 7 датчика толщины 4 и подпружинены пружиной 9 относительно его с возможностью поворота в плоскости перпендикулярной оси трубы. Основание 7 датчика толщины 4 снабжено направляющими 10 с выступами. Узел позиционирования блока датчиков выполнен в виде передних и задних кронштейнов 11 с опорными колесами 12, установленными под углом к направлению движения корпуса 1 для Обеспечения их вращения при продольном перемещений корпуса и при вращении трубы. На корпусе 1 установлен также конечный выключатель 13 для определения конца трубы и прекращения перемещения блока датчиков 2. Блок датчиков 2 снабжен пазами 14, в которых перемещаются выступы направляющих 10, обеспечивая подъем-опускание основания 7 датчика толщины 4, а следовательно, и самого датчика 4, закрепленного на основании 7. Корпус 1 шарнирно соединен с кареткой (не показана), которая перемещает корпус с блоком датчиков 2 вверх-вниз и вдоль трубы 15.A device for ultrasonic immersion inspection of pipes includes a housing 1 mounted for vertical and horizontal movement, a sensor unit 2 consisting of eight groups of sensors 3, each of which contains a thickness sensor 4, a longitudinal defect sensor 5 and a transverse defect sensor 6. Thickness sensor 4 mounted vertically and perpendicular to the pipe surface. Sensors of longitudinal and transverse defects 5 and 6, respectively, are installed at an angle to the surface of the pipe. A longitudinal defect sensor 5 is located at an angle of 70 ° to the pipe surface in a plane perpendicular to its longitudinal axis, a transverse defect sensor 6 is located at an angle of 70 ° to the pipe surface and at an angle to a plane perpendicular to the pipe axis. Sensors 4, 5, and 6 are installed in holes (not shown) on the bases 7, which are equipped with thrust bearings 8. In this case, the bases are made in the form of clamps tightened by bolts (not marked). The extreme bases 7 are pivotally connected to the middle base 7 of the thickness sensor 4 and are spring-loaded with a spring 9 relative to it with the possibility of rotation in the plane perpendicular to the axis of the pipe. The base 7 of the thickness sensor 4 is provided with guides 10 with protrusions. The positioning unit of the sensor unit is made in the form of front and rear brackets 11 with support wheels 12 mounted at an angle to the direction of movement of the housing 1 to ensure their rotation during longitudinal movements of the housing and during rotation of the pipe. A limit switch 13 is also installed on the housing 1 to determine the end of the pipe and stop the movement of the sensor block 2. The sensor block 2 is provided with grooves 14 in which the protrusions of the guides 10 move, providing raising and lowering of the base 7 of the thickness sensor 4, and therefore the sensor 4 itself mounted on the base 7. The housing 1 is pivotally connected to a carriage (not shown), which moves the housing with the sensor unit 2 up and down and along the pipe 15.

Устройство работает следующим образом:The device operates as follows:

Трубу 15 укладывают в иммерсионную ванну (не показана). Каретка подъезжает к началу трубы и устанавливает блок датчиков 2 на трубу 15. Запускают программу, которая включает вращение трубы и продольное перемещение каретки с блоком датчиков 2. Одновременно проводят сканированием поверхности трубы. При наличии протекторного утолщения в середине трубы, блок датчиков 2 поднимается на его поверхности за счет узла позиционирования. При этом соответствующая группа датчиков 3 немного опускаются при помощи направляющих 10 по пазам 14 блока датчиков. При этом датчики продольных и поперечных дефектов 5 и 6 разводятся в стороны, отслеживая изменение геометрии поверхности трубы, что обеспечивает достоверность контроля при изменении наружного диаметра трубы. При подходе корпуса 1 с блоком датчиков 2 к концу трубы 15, срабатывает концевой выключатель13, который передает сигнал на пульт управления (не показан). Программа выдает команду на поднятие блока датчиков 2, и каретка перемещается в исходное положение. Трубу 15 удаляют из иммерсионной ванны и укладывают следующую.The pipe 15 is placed in an immersion bath (not shown). The carriage drives up to the beginning of the pipe and installs the sensor block 2 on the pipe 15. Run a program that includes the rotation of the pipe and the longitudinal movement of the carriage with the sensor block 2. At the same time, they scan the surface of the pipe. In the presence of a tread thickening in the middle of the pipe, the sensor unit 2 rises on its surface due to the positioning unit. In this case, the corresponding group of sensors 3 are slightly lowered using the guides 10 along the grooves 14 of the sensor block. In this case, the sensors of longitudinal and transverse defects 5 and 6 are bent apart, tracking the change in the geometry of the surface of the pipe, which ensures the reliability of control when changing the outer diameter of the pipe. When approaching the housing 1 with the sensor unit 2 to the end of the pipe 15, the limit switch13 is activated, which transmits a signal to the control panel (not shown). The program gives a command to raise the sensor unit 2, and the carriage moves to its original position. The pipe 15 is removed from the immersion bath and lay the next.

Claims

A device for ultrasonic immersion inspection of pipes, comprising a housing mounted with the possibility of vertical and horizontal movement relative to the test object, an ultrasonic sensor unit, a sensor positioning unit, characterized in that the sensor unit is made up of at least eight groups of sensors, each of which contains a thickness sensor mounted perpendicular to the surface of the control object, a longitudinal defect sensor mounted at an angle to the surface of the control object in the plane perpendicular to its axis, a transverse defect sensor mounted at an angle to a plane perpendicular to the pipe axis, the sensors are mounted on bases provided with support bearings, the extreme ones of which are pivotally connected to the thickness sensor base and spring-loaded relative to it with rotation, the thickness sensor base being provided with guides installed with the possibility of vertical movement along the grooves of the sensor unit, the positioning unit of the sensor unit is made in the form of front and rear brackets with porn wheels in contact with the scanning surface of the controlled product.