RU2008612C1

RU2008612C1 - Device for checking shape of pipeline cross-section

Info

Publication number: RU2008612C1
Authority: RU
Inventors: В.К. Адамович; Ю.И. Арчаков; В.М. Седов; Ю.К. Петреня
Original assignee: Научно-производственное объединение по разработке и внедрению нефтехимических процессов
Priority date: 1991-05-20
Filing date: 1991-05-20
Publication date: 1994-02-28

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: device has measuring unit with recording element and mechanism intended for retaining measuring unit on pipeline and made in the form of sections of flexible tape connected with the aid of rollers and spring lock. Measuring unit is made in the form of hinge-connected carriages bearing support rollers connected with flexible tape sections. First carriage is provided with upright pivoted to tie rod carrying pivotally connected lever accommodating additional pivot for connection with upright of second carriage. Lever is connected by screw to guide plate, one end of which has longitudinal recess and the other is provided with recording element pressed to measuring disk on end face of drum, axle of which is secured on upright of second carriage. Drive of drum rotation is made in the form of reel seated on axle of one of rollers of retaining mechanism and provided with flexible carrier, one end of which is wound on drum and second is fixed on reel. EFFECT: enlarged potentialities of device due to simultaneous measurements of curvature radii of cross section under check and its perimeter. 3 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам измерения формы сечений цилиндрических изделий, например трубопроводов. The invention relates to measuring equipment, namely to means for measuring the shape of the cross-sections of cylindrical products, such as pipelines.

Известно устройство для контроля формы сечения паропроводов, содержащее шарнирно сочлененные полукольца с опорными элементами и разъемной винтовой стяжкой с упором, в котором полукольца выполнены из ряда звеньев в виде трехплечих рычагов, два плеча из которых шарнирно соединены со смежными звеньями и снабжены опорными роликами, а третье плечо каждого рычага подвижно связано со смежным звеном посредством планки с фиксатором [1] . A device for controlling the shape of the cross section of steam pipelines containing articulated half rings with supporting elements and a detachable screw coupler with a stop, in which the half rings are made of a number of links in the form of three-arm levers, two arms of which are pivotally connected to adjacent links and equipped with supporting rollers, and the third the shoulder of each lever is movably connected with an adjacent link by means of a strap with a latch [1].

Недостатками этого устройства являются повышенная трудоемкость в изготовлении, а также невысокий уровень точности измерения формы сечения из-за интервального способа замера, невозможность автоматической регистрации результатов измерений. The disadvantages of this device are the increased complexity in manufacturing, as well as the low level of accuracy of measuring the shape of the cross section due to the interval method of measurement, the inability to automatically register measurement results.

Известно также устройство для контроля формы сечения трубопроводов, содержащее измерительный узел, взаимодействующий с ним регистрирующий элемент и механизм фиксации измерительного узла на трубопроводе, выполненный в виде отрезка гибкой ленты с приводом для ее обкатывания по периметру исследуемого сечения [2] . При этом измерительный узел выполнен в виде скобы, одна ножка которой шарнирно закреплена на гибкой ленте, а другая прижата к ней для регистраций измерений посредством пружинного замка на ленте. Also known is a device for controlling the shape of the cross section of pipelines, containing a measuring unit, a recording element interacting with it and a mechanism for fixing the measuring unit on the pipeline, made in the form of a piece of flexible tape with a drive for rolling around the perimeter of the studied section [2]. The measuring unit is made in the form of a bracket, one leg of which is pivotally mounted on a flexible tape, and the other is pressed against it for recording measurements by means of a spring lock on the tape.

Недостатком указанного устройства является невозможность одновременного измерения периметра и формы сечения трубопроводов, что снижает его функциональные возможности. The disadvantage of this device is the inability to simultaneously measure the perimeter and shape of the cross section of the pipelines, which reduces its functionality.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем контроля не только радиусов кривизны, но и периметра контролируемого сечения. The aim of the invention is to expand the functionality of the device by monitoring not only the radii of curvature, but also the perimeter of the controlled section.

Для этого в устройстве для контроля формы сечения трубопровода измерительный узел выполнен в виде двух шарнирно соединенных между собой кареток с раздвижными опорными элементами и стойками, связанными между собой тягой, один концевой участок которой шарнирно закреплен на стойке первой каретки, а другой шарнирно соединен с рычагом, шарнирно закрепленным в стойке второй каретки. При этом каретки снабжены опорными роликами, соединенными гибкой лентой, а измерительный узел выполнен в виде установленного на оси стойки второй каретки барабана, снабженного на торце измерительным диском, механизмом его вращения и регистрирующим элементом, размещенным на свободном конце пластины, другой концевой участок которой имеет паз, в котором зафиксирован рычаг. Привод вращения барабана выполнен в виде катушки, установленной на оси одного из роликов фиксирующего механизма, и закрепленного на катушке одним концом гибкого поводка, намотанного на барабан и закрепленного другим концом на нем. To do this, in the device for controlling the shape of the cross section of the pipeline, the measuring unit is made in the form of two carriages pivotally interconnected with sliding support elements and racks connected by a rod, one end section of which is pivotally mounted on the strut of the first carriage, and the other is pivotally connected to the lever, pivotally mounted in the strut of the second carriage. In this case, the carriages are equipped with support rollers connected by a flexible tape, and the measuring unit is made in the form of a drum mounted on the axis of the rack, equipped with a measuring disk at the end, a mechanism for its rotation and a recording element located on the free end of the plate, the other end portion of which has a groove in which the lever is fixed. The drum rotation drive is made in the form of a coil mounted on the axis of one of the rollers of the locking mechanism, and mounted on the coil at one end of a flexible leash wound on the drum and fixed at the other end on it.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство; на фиг. 2 - элемент измерительного узла и механизм фиксации, вид сверху; на фиг. 3 - то же, вид сбоку. In FIG. 1 shows the proposed device; in FIG. 2 - element of the measuring unit and the locking mechanism, top view; in FIG. 3 is the same side view.

Устройство для контроля формы сечения трубопроводов содержит измерительный узел, состоящий из двух кареток 1, шарнирно сочлененных между собой осью 2 и снабженных опорными роликами 3, фиксированными на исследуемом сечении цилиндрического объекта 4, и стойками 5 и 6, в шарнирах 7 и 8 которых закреплены концевые участки соответственно тяги 9 и рычага 10, соединенных между собой шарниром 11. В рычаге 10 зафиксирована при помощи винта 12 в пазу 13 пластина 14, на свободном конце которой размещен регистрирующий элемент 15, например, в виде иглы. Измерительный узел фиксируется на контролируемой поверхности трубопровода при помощи приспособления в виде гибкой ленты с приводом 16, звенья которой соединены между собой роликами 17. На оси ролика, ближайшего к второй каретке 1 со стойкой 6, установлена катушка 18, на которой закреплен гибкий поводок 19, другой конец которого намотан на поверхности барабана 20, установленного на его оси с винтом 21, закрепленной на стойке 6 второй каретки с возможностью вращения. На торцовой поверхности барабана 20 расположен измерительный диск 22, например, из парафинированной бумаги. A device for controlling the shape of the cross-section of pipelines contains a measuring unit, consisting of two carriages 1, articulated between themselves by an axis 2 and provided with support rollers 3, fixed on the studied section of a cylindrical object 4, and racks 5 and 6, in which hinges 7 and 8 are fixed sections respectively of the rod 9 and the lever 10, interconnected by a hinge 11. In the lever 10 is fixed with a screw 12 in the groove 13 of the plate 14, on the free end of which is placed a recording element 15, for example, in the form of a needle. The measuring unit is fixed on the controlled surface of the pipeline using a device in the form of a flexible tape with a drive 16, the links of which are interconnected by rollers 17. On the axis of the roller closest to the second carriage 1 with a stand 6, a coil 18 is mounted on which a flexible lead 19 is fixed, the other end of which is wound on the surface of the drum 20 mounted on its axis with a screw 21, mounted on the rack 6 of the second carriage with the possibility of rotation. On the end surface of the drum 20 is a measuring disk 22, for example, of waxed paper.

Для выделения исследуемого сечения устройство снабжено неподвижной направляющей 23, снабженной масштабными метками с закрепленными на нем реперами 24, а также нониусом для замера периметра. Кроме того, вторая каретка со стойкой 6 снабжена рейкой 25 для взаимодействия с реперами 24. Винт 21 фиксирует пластину 26 через прорези на ней относительно держателя 27 стойки 6 каретки 1 и оси барабана 20. На пластине 26 посредством прижима 28 и винтов 29 закреплены масштабные иглы 30. Держатель 27 снабжен винтом 31 для фиксации барабана 20 в заданном положении. Винты 32 фиксируют положение роликов 3 относительно пазов в основании кареток 1. To highlight the studied cross section, the device is equipped with a fixed guide 23, equipped with scale marks with reference marks 24 fixed on it, as well as a nonius for measuring the perimeter. In addition, the second carriage with a rack 6 is equipped with a rail 25 for interaction with benchmarks 24. The screw 21 fixes the plate 26 through the slots on it relative to the holder 27 of the rack 6 of the carriage 1 and the axis of the drum 20. Large-sized needles are fixed to the plate 26 by means of the clamp 28 and screws 29 30. The holder 27 is provided with a screw 31 for fixing the drum 20 in a predetermined position. Screws 32 fix the position of the rollers 3 relative to the grooves in the base of the carriages 1.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Контролируемое сечение цилиндрического объекта 4 фиксируется направляющей 23, по закрепленному на ней нониусу определяется периметр контролируемого сечения. Затем с помощью винтов 32 устанавливается заданное расстояние между опорными роликами 3 кареток 1 и осью 2. После этого путем перемещения тяги 9 относительно шарнира стойки 5 каретки 1, последующего его закрепления стопорным винтом шарнира 7 и фиксации пластины 14 через ее паз 13 винтом 12 устанавливается положение регистрирующего элемента 15 в нулевое положение посередине между центром и наружным диаметром измерительного диска по эталонному сегменту с радиусом, равным среднему радиусу сечения контролируемого объекта. Затем для замеров радиусов кривизны или определяемых ими параметров фиксируется с помощью прижима 28 и винтов 29 положение масштабных игл 20 относительно пластины 26 и измерительного диска 22 и прочерчиваются измерительные метки иглами 30 путем поворота барабана 20 вокруг своей оси в заданных участках измерительного диска. После этого положение барабана 20 фиксируется винтом 21 держателя 27 стойки 6 каретки 1, измерительный узел устанавливается вдоль направляющей в начальное положение с помощью гибкой ленты с приводом 16 и роликами 17, затем перемещается по периметру контролируемого сечения объекта 4 и в заданных точках по его периметру производится поочередной контроль каждого из определяемых параметров путем перемещения измерительных меток параметра при вращении барабана 20 к регистрирующему элементу 15 и последующего снятия показаний. Определение интервала изменения замеряемых параметров в контролируемом сечении производится после перемещения устройства по периметру путем сопоставления получаемой в результате перемещения длины прочерченной регистрирующим элементом 15 на диске 22 риски с соответствующими определяемому параметру измерительными сетками. The controlled section of the cylindrical object 4 is fixed by the guide 23, the perimeter of the controlled section is determined by the fixed vernier fixed on it. Then, using the screws 32, a predetermined distance is established between the support rollers 3 of the carriages 1 and the axis 2. After this, by moving the rod 9 relative to the hinge of the rack 5 of the carriage 1, then securing it with the locking screw of the hinge 7 and fixing the plate 14 through its groove 13, the screw 12 sets the position the recording element 15 to the zero position in the middle between the center and the outer diameter of the measuring disk along the reference segment with a radius equal to the average section radius of the controlled object. Then, for measuring the radii of curvature or the parameters determined by them, the position of the large-scale needles 20 relative to the plate 26 and the measuring disk 22 is fixed using the clamp 28 and screws 29 and the measuring marks are drawn with the needles 30 by rotating the drum 20 around its axis in predetermined sections of the measuring disk. After that, the position of the drum 20 is fixed by the screw 21 of the holder 27 of the rack 6 of the carriage 1, the measuring unit is installed along the guide to the initial position using a flexible tape with a drive 16 and rollers 17, then it moves along the perimeter of the controlled section of the object 4 and at specified points along its perimeter alternately monitoring each of the determined parameters by moving the measuring marks of the parameter during rotation of the drum 20 to the recording element 15 and subsequent reading. The interval of change of the measured parameters in the controlled section is determined after the device is moved around the perimeter by comparing the risks obtained as a result of moving the length drawn by the recording element 15 on the disk 22 with the measuring grids corresponding to the determined parameter.

При построении графика изменения заданного параметра вдоль периметра контролируемого сечения цилиндрического объекта после установки измерительного узла на поверхности объекта монтажа измерительных игл описанным способом гибкий поводок катушки 18 закрепляется на барабане 20. Затем с помощью нанесенной на направляющую 23 масштабной сетки в заданных ее точках крепятся репера 24. После этого с помощью привода 16 устройство перемещается вдоль контролируемого сечения. При этом в результате изменения угла между основаниями кареток 1 с вершиной в шарнире тяга 9 через рычаг 10 и пластину 14 изменяет положение регистрирующего элемента 15 относительно диска 22, вращение которого происходит путем разматывания гибкого поводка 19 с барабана 20 из-за вращения катушки 18 при ее перемещении по поверхности контролируемого сечения. При этом масштабные иглы прочерчивают измерительную шкалу, регистрирующий элемент 15 прочерчивает на диске 22 кривую с всплесками на ней, обусловленными контактом рейки 25 с реперами 24 направляющей 23. По положению всплесков на кривой определяются координаты точек по периметру замеряемого параметра. When plotting the change in a given parameter along the perimeter of a controlled cross section of a cylindrical object after installing the measuring unit on the surface of the mounting object of the measuring needles in the described manner, the flexible lead of the coil 18 is fixed on the drum 20. Then, using the scale grid applied to the guide 23, the reference point 24 is attached to it. After that, using the drive 16, the device moves along a controlled section. Moreover, as a result of changing the angle between the bases of the carriages 1 with the top in the hinge, the rod 9 through the lever 10 and the plate 14 changes the position of the recording element 15 relative to the disk 22, the rotation of which occurs by unwinding the flexible leash 19 from the drum 20 due to the rotation of the coil 18 when it moving over the surface of a controlled section. At the same time, large-scale needles draw a measuring scale, the recording element 15 draws a curve on the disk 22 with bursts on it, due to the contact of the rail 25 with the rappers 24 of the guide 23. Based on the position of the bursts, the coordinates of the points along the perimeter of the measured parameter are determined.

Устройство позволяет определять одновременно периметр контролируемого цилиндрического объекта и в его заданных точках проводить автоматическую регистрацию радиусов кривизны поперечного сечения и связанные с ними локальные деформации в пластической области или в условиях ползучести, напряжения и коэффициенты интенсивности напряжений, величины расчетного ресурса эксплуатации при заданных величинах номинальных геометрических размеров объекта и дефектов (трещин) с использованием стандартных расчетных методик или путем предварительной градуировки устройства. The device allows you to simultaneously determine the perimeter of the cylindrical object under control and at its given points to automatically register the radii of curvature of the cross section and the associated local deformations in the plastic region or under creep conditions, stresses and stress intensity factors, values of the estimated service life for given values of nominal geometric dimensions object and defects (cracks) using standard calculation methods or by preliminary hydrochloric calibration device.

Таким образом, по сравнению с прототипом заявленное устройство позволяет проводить одновременно определение нескольких параметров контролируемого сечения, автоматическую регистрацию результатов измерений в компактной графической форме и контроль величин заданных параметров в недоступных для визуального наблюдения точках сечения. (56)1. Авторское свидетельство СССР N 832310, кл. G 01 B 5/20, 1976. Thus, in comparison with the prototype of the claimed device allows the simultaneous determination of several parameters of the monitored section, automatic registration of measurement results in a compact graphic form and control of the values of the specified parameters in the inaccessible for visual observation section points. (56) 1. USSR author's certificate N 832310, cl. G 01 B 5/20, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР N 1566185, кл. G 01 B 5/20, 1988. 2. USSR author's certificate N 1566185, cl. G 01 B 5/20, 1988.

Claims

1. DEVICE FOR CONTROL OF THE FORM OF THE PIPELINE SECTION, comprising a measuring unit, a recording element interacting with it and a fixing mechanism for measuring the unit in the pipeline, made in the form of pieces of flexible tape connected to each other by means of rollers and a spring lock, characterized in that, for the purpose of expanding functionality due to monitoring not only the radii of curvature, but also the perimeter, the measuring unit is made in the form of two carriages pivotally connected to each other, two support rollers, fixed x on the respective carriages and connected to the corresponding segments of the flexible tape, two racks placed on the respective carriages and pivotally interconnected by means of a rod, levers pivotally connected to one of the columns and with a rod, a guide plate, at one end of which a longitudinal groove is made, in which the end of the lever is placed with the possibility of movement and fixing, and the recording element is placed on the other end, and mounted on the same rack with the possibility of rotation and fixing of the drum, the end of which is It is a measuring disk and is designed to interact with the recording element.

2. The device according to p. 1, characterized in that the drum rotation drive is made in the form of a coil mounted on the axis of one of the rollers of the locking mechanism, and mounted on the coil at one end of a flexible leash wound on the drum and fixed at the other end on it.