RU2095804C1 - Device for magnetic flaw detection - Google Patents
Device for magnetic flaw detection Download PDFInfo
- Publication number
- RU2095804C1 RU2095804C1 RU96102464A RU96102464A RU2095804C1 RU 2095804 C1 RU2095804 C1 RU 2095804C1 RU 96102464 A RU96102464 A RU 96102464A RU 96102464 A RU96102464 A RU 96102464A RU 2095804 C1 RU2095804 C1 RU 2095804C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- field
- unit
- defect
- sensors
- flaw
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к неразрушающему контролю труб магистрального трубопроводного транспорта и может быть использовано для выявления дефектов на других объектах и изделиях. The invention relates to non-destructive testing of pipes of the main pipeline transport and can be used to detect defects in other objects and products.
Известно устройство магнитного контроля (П.А. Халилеев. Феррозондовые датчики импедансного типа. Ж. "Дефектоскопия", 1976, N 1, с. 70-71), которые используются для контроля магистральных трубопроводов с помощью дефектоскопов-снарядов, движущихся внутри трубы. A magnetic control device is known (P. A. Khalileev. Flux-gate impedance type sensors. J. "Defectoscopy", 1976, No. 1, pp. 70-71), which are used to control trunk pipelines using flaw detectors moving inside the pipe.
Для намагничивания контролируемого участка трубы установлены постоянные магниты, а в межполюсном пространстве по окружности трубы смонтированы датчики параметрического типа с шагом 30 мм. Наличие дефекта определяется по амплитуде и длительности сигнала. Permanent magnets are installed to magnetize the controlled section of the pipe, and parametric sensors with a pitch of 30 mm are mounted in the interpolar space around the pipe circumference. The presence of a defect is determined by the amplitude and duration of the signal.
Однако это устройство не обеспечивает надежного выявления дефектов, так как возникает большое число помех, аналогичных сигналам от дефектов. При повышении коэффициента усиления возрастают фоновые сигналы, что не позволяет обнаруживать мелкие дефекты. However, this device does not provide reliable detection of defects, since there is a large number of interference similar to signals from defects. With an increase in the gain, background signals increase, which does not allow detecting small defects.
Известны устройства ( ж. "Приборы и системы управления", N 5, 1989, с. 42-43. Юбилейный сборник МНПО "Спектр", 1994, Г.А. Жукова, Л.А. Хватов "Развитие методики и средств магнитной диагностики трубопроводов"). В основу устройства положено определение дефектов по амплитуде и длительности сигналов, что связано с трудностью и недостаточной надежностью определения дефектов глубиной менее 0,2 Т (Т толщина трубы). Known devices (g. "Devices and control systems",
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, входящее в дефектоскоп-снаряд фирмы "HRE Corrosion defection". Устройство позволяет регистрировать сигнал дефекта, который затем сравнивается с формами сигналов, ранее записанными в библиотеку ЭВМ дефектоскопа-снаряда. The closest in technical essence to the proposed is a device that is included in the flaw detector projectile company "HRE Corrosion defection". The device allows you to register a defect signal, which is then compared with the waveforms previously recorded in the computer library of the flaw detector-projectile.
В библиотеку внесены сигналы, которые собраны в течение длительной эксплуатации магистральных трубопроводов. По результатам сравнения и после программной обработки сигналов определяется наличие дефектов. Чувствительность этого устройства такова оно позволяет обнаруживать коррозионные пятна диаметром 30 мм и более на трубах диаметром 48" (1,21м) см. дополнительные материалы. The library contains signals that have been collected during the long-term operation of trunk pipelines. The results of the comparison and after the software processing of the signals determines the presence of defects. The sensitivity of this device is such that it allows you to detect corrosion spots with a diameter of 30 mm or more on pipes with a diameter of 48 "(1.21 m) see additional materials.
Недостатком этого устройства является малая чувствительность к мелким дефектам (трещины); необходимость иметь в памяти ЭВМ большое число различных форм сигналов нормальной и/или тангенциальной составляющих поля. Всегда может встретиться дефект, напряженность поля над которым дает форму сигнала, которого нет в библиотеке ЭВМ. Кроме того, аналоговые значения сигналов недостаточно содержат данных (информации) для определения незначительных по размерам трещин. А если сигнал лежит ниже уровня шумов (помех), то его выделение представляется затруднительным или практически невозможным. Поэтому мелкие дефекты, которые вместе с тем являются опасными, как концентраторы напряжения в материале трубопровода. Таким устройством надежно обнаруживать продольные трещины не представляется возможным. The disadvantage of this device is its low sensitivity to minor defects (cracks); the need to have in the computer memory a large number of different waveforms of the normal and / or tangential field components. There can always be a defect, the field strength over which gives a waveform that is not in the computer library. In addition, the analog signal values do not contain enough data (information) to determine insignificant crack sizes. And if the signal lies below the level of noise (interference), then its selection is difficult or almost impossible. Therefore, minor defects, which at the same time are dangerous, like stress concentrators in the pipeline material. Such a device cannot reliably detect longitudinal cracks.
С целью повышения чувствительности и достоверности обнаружения продольных трещин и других дефектов предлагается устройство для установки на дефектоскопах-снарядах. Сущность устройства состоит в многопараметровом определении характеристик поля в области дефекта, в сравнении определенных (измеренных) параметров поля с параметрами полей типовых дефектов, имеющихся в памяти ЭВМ устройства и корректирующихся в зависимости от значения поля фона. Это позволяет более надежно определять наличие дефектов, тип и их размеры. In order to increase the sensitivity and reliability of the detection of longitudinal cracks and other defects, a device for installation on flaw detectors is proposed. The essence of the device consists in the multi-parameter determination of the characteristics of the field in the defect area, in comparing certain (measured) field parameters with the field parameters of typical defects available in the computer memory of the device and adjusted depending on the background field value. This allows you to more reliably determine the presence of defects, type and size.
Отличительные признаки предлагаемого устройства состоят в следующем. Distinctive features of the proposed device are as follows.
На фиг.1, а, б картина поля фона в межполюсном пространстве постоянного магнита на участке трубы магистрального трубопровода (а) и распределения нормальной Hн и тангенциальной Hт составляющих поля фона (б), 1 постоянные магниты; 2 ярмо; 3 проверяемая труба; 4 картина поля, полученная магнитным порошком; О точка на магнитной нейтрали.In Fig.1, a, b the picture of the background field in the interpolar space of the permanent magnet in the pipe section of the main pipeline (a) and the distribution of normal H n and tangential H t components of the background field (b), 1 permanent magnets; 2 yoke; 3 checked pipe; 4 picture of the field obtained by magnetic powder; Oh point on magnetic neutral.
На фиг. 2 показано распределение индукции в сечении трубы от дефекта глубиной 1 мм, выявленное магнитным порошком (в виде магнитного аэрозоля),
а) схема получения картины поля в сечении трубы и над дефектом, 1 - темплет, вырезанный из трубы; 2 искусственный дефект; 3 экран; 4 осевший порошок в сечении трубы; 5 порошок на экране (над дефектом).In FIG. 2 shows the distribution of induction in the pipe section from a defect 1 mm deep, detected by magnetic powder (in the form of a magnetic aerosol),
a) a pattern for obtaining a picture of the field in the cross section of the pipe and above the defect, 1 - template, cut from the pipe; 2 artificial defect; 3 screen; 4 settled powder in the cross section of the pipe; 5 powder on the screen (above the defect).
На фиг.3 представлена картина поля в области дефекта, расположенного между магнитной нейтралью и полюсом магнита:
а) магнитные силовые линии поля между полюсами магнита N и S;
б) схема поля в области дефекта, 1 трещина; 2 проверяемая труба; 1; 1; 1 геометрические параметры поля. N и S полюсы магнита.Figure 3 presents the picture of the field in the region of the defect located between the magnetic neutral and the pole of the magnet:
a) the magnetic field lines of the field between the poles of the magnet N and S;
b) field diagram in the area of the defect, 1 crack; 2 checked pipe; one; one; 1 geometric parameters of the field. N and S poles of a magnet.
максимальное значение производных по окружности трубы (координате Х).
the maximum value of the derivatives around the circumference of the pipe (coordinate X).
На фиг.4 представлена схема предлагаемого устройства. Figure 4 presents a diagram of the proposed device.
В межполюсном пространстве неизбежно существование сильного рассеянного магнитного поля, которое изменяется при движении дефектоскопа в трубе из-за изменения зазора между магнитом и проверяемой поверхностью, из-за попадания в этот зазор посторонних ферромагнитных загрязнений, сварных швов и др. Картина поля показана на фиг. 1,а, а распределение нормальной Hн и тангенциальной Hт составляющих поля фона на фиг. 1,б. Например, у полюсов на поверхности трубы Hн достигает более 100 а/см.In the pole space, the existence of a strong scattered magnetic field is inevitable, which changes when the flaw detector moves in the pipe due to a change in the gap between the magnet and the surface under test, due to the ingress of extraneous ferromagnetic contaminants, welds, etc. The field pattern is shown in FIG. 1a, and the distribution of the normal H n and tangential H t components of the background field in FIG. 1 b For example, at the poles on the surface of the pipe, H n reaches more than 100 a / cm.
Первое требование к устройству оно должно обеспечить учет поля фона при идентификации дефекта. Это является также и отличительным признаком устройства. The first requirement for the device is to ensure that the background field is taken into account when identifying a defect. This is also a hallmark of the device.
Для безошибочного определения наличия дефекта недостаточно только измерение амплитуды и длительности сигнала тангенциальной составляющей поля (как это принято в приведенных аналогах и прототипе). Необходимо определение многих (не менее 10) других характеристик поля в области дефекта. Для этого требуется большая плотность съема информации. Исходя из экспериментальных данных, например, из фиг.2, размер поля над дефектом, который регистрируется магнитным порошком и датчиком, составляет 25-30 мм. Причем в точках измерения (точнее в точечном объеме) должны измеряться составляющие поля Hн и Hт по 2 или 3 осям прямоугольной системы координат.For error-free determination of the presence of a defect, it is not enough just to measure the amplitude and duration of the signal of the tangential component of the field (as is customary in the above analogues and prototype). It is necessary to determine many (at least 10) other field characteristics in the defect region. This requires a high density of information retrieval. Based on experimental data, for example, from figure 2, the size of the field above the defect, which is detected by the magnetic powder and the sensor, is 25-30 mm Moreover, at the measurement points (more precisely in the point volume), the field components H n and H t must be measured along 2 or 3 axes of a rectangular coordinate system.
Вторым отличительным признаком устройства датчики должны быть расположены в точках, отстоящих друг от друга на расстоянии 2 3 мм. При увеличении этого расстояния более 5 мм погрешность определения дефектов увеличивается. Датчики устанавливаются на расстоянии Δ от внутренней поверхности трубы, поэтому при расчете количества датчиков должна быть принята длина окружности Двн - 2Δ (Dвн внутренний диаметр трубы).The second hallmark of the device, the sensors should be located at points spaced from each other at a distance of 2 3 mm. With an increase in this distance of more than 5 mm, the error in determining defects increases. The sensors are installed at a distance Δ from the inner surface of the pipe, therefore, when calculating the number of sensors, the circumference D vn - 2Δ (D vn inner diameter of the pipe) should be taken.
Поле над дефектом, как уже было сказано, представляет собой суперпозицию поля фона и поля рассеяния дефекта. Вклад фона в поле дефекта является весьма значительным (см. ж. "Дефектоскопия", N 5, П.А.Халилеев, А.Г.Александров "Динамика осаждения частиц ферромагнитного порошка из воздушной взвеси при выявлении трещин в намагниченных деталях", 1989, с.3-27). В связи с этим, в устройстве поле фона, снимаемого с датчиков, используется для коррекции полей типовых дефектов, внесенных в библиотеку ЭВМ. The field above the defect, as already mentioned, is a superposition of the background field and the defect scattering field. The contribution of the background to the defect field is very significant (see J. Defectoscopy, No. 5, P.A. Khalileev, A.G. Aleksandrov, "Dynamics of the Deposition of Ferromagnetic Powder Particles from Air Suspension in the Detection of Cracks in Magnetized Parts", 1989, p. 3-27). In this regard, in the device, the background field, taken from the sensors, is used to correct the fields of typical defects entered into the computer library.
Поле дефекта при намагничивании в магнитах состоит из двух областей (см. "Магнитопорошковый контроль деталей и узлов". Изд. НТЦ "ЭКСПЕРТ", М. 1995, с. 99-103). Характеристики этих областей связаны с параметрами дефекта (глубиной, отношением глубин к ширине). По сигналам с датчиков вычисляются векторы поля в точках измерения и определяется количественное значение параметров, физический смысл которых можно видеть на фиг.3. Эти параметры и характерные признаки следующие:
1. Наличие точек А и Б, в которых нормальная составляющая H=О; H≠О.The defect field during magnetization in magnets consists of two areas (see "Magnetic particle inspection of parts and assemblies." Publishing House of Scientific and Technical Center "EXPERT", M. 1995, pp. 99-103). The characteristics of these areas are related to the defect parameters (depth, depth to width ratio). The signals from the sensors compute the field vectors at the measurement points and determine the quantitative value of the parameters, the physical meaning of which can be seen in Fig.3. These parameters and characteristic features are as follows:
1. The presence of points A and B, in which the normal component H = O; H ≠ Oh.
2. 1AB расстояние между точками A и B.2. 1 AB distance between points A and B.
3. Изменения производных 
4. Максимальные значения 
Причем на участках CБ и БA осуществляется измерение нормальной и тангенциальной составляющих поля.4. Maximum values
Moreover, in sections SB and BA, the normal and tangential components of the field are measured.
Эти параметры различных для дефектов одних и тех же характеристик, но имеющих различные координаты в межполюсном пространстве. Поэтому необходимо сравнение синтезированного поля по сигналам с датчиков с полями типовых дефектов, находящихся в библиотеке ЭВМ, скорректированных по значениям поля фона. These parameters are different for defects of the same characteristics, but having different coordinates in the interpolar space. Therefore, it is necessary to compare the synthesized field by signals from sensors with the fields of typical defects located in the computer library, adjusted by the values of the background field.
Исходя из изложенного предлагается устройство, состоящее из намагничивающего устройства 1; искательного блока 2; содержащего датчики 3; основного усилителя 4; дополнительного усилителя 5; блока 6 определения параметров поля дефектов; блока 7 определения поля фона; блока 8 суммирования поля фона с полями типовых дефектов; блока 9 сравнения; блока 10 накопления и обработки информации. Based on the foregoing, a device is proposed consisting of a magnetizing device 1;
Работа предлагаемого устройства, смонтированного на дефектоскопе-снаряде, состоит в следующем. The operation of the proposed device mounted on a flaw detector projectile is as follows.
Намагничивающее устройство и датчики перемещаются вместе с дефектоскопом-снарядом внутри трубопровода. При этом происходит намагничивание проверяемого участка трубы 11, а датчиками считываются поля дефектов и фона (по двум или трем осям прямоугольной системы координат). Сигналы с датчиков усиливаются в основном и дополнительном усилителях и подаются одновременно на блок 6 определения параметров полей дефектов и блок 7 определения параметров поля, соединенного с блоком 8 суммирования поля фона и поля типовых дефектов. Сигналы с блоков 6 и 8 подаются на блок сравнения 9. Сигналы, являющиеся результатом сравнения, подаются на блок 10 обработки и накопления информации. The magnetizing device and sensors move together with the flaw detector-projectile inside the pipeline. In this case, magnetization of the tested section of the pipe 11 takes place, and the fields of defects and background are read by sensors (along two or three axes of the rectangular coordinate system). The signals from the sensors are amplified in the primary and secondary amplifiers and are fed simultaneously to the defect field parameter determining unit 6 and the field parameter determining unit 7 connected to the
Сигналы с датчиков снимаются через электронный коммутатор, одновременно происходит маркировка сигналов, что позволяет учитывать координаты (номер) датчика, с которого поступает сигнал. Учет этого фактора осуществляется программой, заложенной в микропроцессоре дефектоскопа. The signals from the sensors are removed through the electronic switch, at the same time the signals are marked, which allows you to take into account the coordinates (number) of the sensor from which the signal is received. This factor is taken into account by the program embedded in the microprocessor of the flaw detector.
В результате сравнения сигналов в блоке сравнения 9 автоматически делается заключение о наличии дефекта, данные его фиксируются в блоке 10. В последующем можно по записям посмотреть результаты и картины полей дефектов. As a result of comparing the signals in the
Таким образом, проведенная и обоснованная совокупность признаков является необходимой и достаточной для получения положительного эффекта повышения чувствительности и надежности обнаружения дефектов в трубах магистрального трубопровода. Thus, the conducted and justified set of features is necessary and sufficient to obtain a positive effect of increasing the sensitivity and reliability of detection of defects in pipes of the main pipeline.
Предлагаемое устройство обеспечивает надежное выявление даже мелких дефектов; исключение отбраковки по ложным сигналам (помехам), так как синтез случайных сигналов помех не может дать сложную картину поля в области дефекта и в результате сравнения в блоке сравнения такие сигналы будут отфильтрованы. Отпадает необходимость использования косвенных признаков для исключения сигналов, вызванных сварными швами, местным наклепом, локальной намагниченностью и др. The proposed device provides reliable detection of even small defects; elimination of rejection by false signals (interference), since the synthesis of random interference signals cannot give a complex picture of the field in the defect area and as a result of comparison in the comparison unit such signals will be filtered out. There is no need to use indirect features to exclude signals caused by welds, local hardening, local magnetization, etc.
Пример выполнения предлагаемого устройства. An example implementation of the proposed device.
Устройство выполнено на действующем фрагменте дефектоскопа-снаряда. The device is made on the current fragment of the flaw detector-projectile.
Искательный элемент выполнен с использованием 28 датчиков Холла размером 1 x 1 мм, смонтированных с шагом 2 мм, измеряющих Hн и Hт. Усилители, блок определения полей дефектов, блок суммирования поля фона с полями дефектов, находящихся в памяти ЭВМ, компаратор (блок сравнения) размещены в одном конструктивном блоке. Вывод результатов предусмотрен на дисплей.The search element is made using 28 Hall sensors measuring 1 x 1 mm, mounted in 2 mm increments, measuring H n and H t . Amplifiers, a defect field defining unit, a background field summing unit with defect fields in the computer memory, a comparator (comparison unit) are located in one structural unit. The output is provided on the display.
Использование изложенного устройства на дефектоскопах-снарядах повысит надежность выявления дефектов в трубах магистральных трубопроводов. The use of the device on flaw detectors-shells will increase the reliability of the detection of defects in the pipes of the main pipelines.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96102464A RU2095804C1 (en) | 1996-02-09 | 1996-02-09 | Device for magnetic flaw detection |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96102464A RU2095804C1 (en) | 1996-02-09 | 1996-02-09 | Device for magnetic flaw detection |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU96102464A RU96102464A (en) | 1997-10-27 |
| RU2095804C1 true RU2095804C1 (en) | 1997-11-10 |
Family
ID=20176708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96102464A RU2095804C1 (en) | 1996-02-09 | 1996-02-09 | Device for magnetic flaw detection |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2095804C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2464660C1 (en) * | 2011-07-19 | 2012-10-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный университет" | Method of preparing magnetosensitive aerosol for magnetographic flaw detection |
| RU2493992C1 (en) * | 2012-01-13 | 2013-09-27 | Евгений Александрович Оленев | Method of control over railway mounted axles |
| RU2536778C1 (en) * | 2013-07-05 | 2014-12-27 | Открытое акционерное общество "Гипрогазцентр" | Method of detection of local defects of metal of buried pipeline |
-
1996
- 1996-02-09 RU RU96102464A patent/RU2095804C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Жукова Г.А. Приборы и системы управления, 1989, N 5, с.42,43. 2. HRE Corrosion Detection, проспект фирмы Н. Rosen Engineering, 1995. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2464660C1 (en) * | 2011-07-19 | 2012-10-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный университет" | Method of preparing magnetosensitive aerosol for magnetographic flaw detection |
| RU2493992C1 (en) * | 2012-01-13 | 2013-09-27 | Евгений Александрович Оленев | Method of control over railway mounted axles |
| RU2536778C1 (en) * | 2013-07-05 | 2014-12-27 | Открытое акционерное общество "Гипрогазцентр" | Method of detection of local defects of metal of buried pipeline |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4468619A (en) | Non-destructive detection of the surface properties of ferromagnetic materials | |
| US4107605A (en) | Eddy current flaw detector utilizing plural sets of four planar coils, with the plural sets disposed in a common bridge | |
| CN106574912B (en) | Method and apparatus for leakage flux testing | |
| CN1985164B (en) | Method and device for testing pipes in a non-destructive manner | |
| US4789827A (en) | Magnetic flux leakage probe with radially offset coils for use in nondestructive testing of pipes and tubes | |
| US7038445B2 (en) | Method, system and apparatus for ferromagnetic wall monitoring | |
| US4352065A (en) | Nondestructive electromagnetic inspection of pipelines incorporated in an electrically closed loop | |
| CA1208291A (en) | Method and apparatus for detecting flaws in tubular metallic members | |
| EP3344982B1 (en) | A method and system for detecting a material discontinuity in a magnetisable article | |
| Li et al. | Experimental and simulation methods to study the Magnetic Tomography Method (MTM) for pipe defect detection | |
| CA1166696A (en) | Non-destructive testing of ferromagnetic articles | |
| CA1178706A (en) | Method of detecting cracks in constructions | |
| CN111929356B (en) | Steel defect magnetic imaging device and method | |
| RU2095804C1 (en) | Device for magnetic flaw detection | |
| US6320375B1 (en) | Method for detection of rare earth metal oxide inclusions in titanium and other non-magnetic or metal alloy castings | |
| US20070247145A1 (en) | Device for detecting defects on metals | |
| JPS58218644A (en) | Method and apparatus for testing surface flaw of metallic material | |
| CN107576720B (en) | Ferromagnetic slender component shallow layer damage magnetic emission detection method and magnetic emission detection system | |
| RU2133032C1 (en) | Process of magnetic field testing and device to implement it | |
| RU2724582C1 (en) | Method of non-contact detection of availability, location and degree of danger of concentrators of mechanical stresses in metal of ferromagnetic structures | |
| RU2118816C1 (en) | Process of magnetic testing | |
| RU2229707C1 (en) | Method of magnetic inspection of pipe-lines | |
| RU2584729C1 (en) | Method of monitoring technical state of underground pipelines from residual magnetic field | |
| RU2637376C1 (en) | Approximation method for definition of geometric sizes of discontinuities in ferromagnetic products and device for its implementation | |
| JPH05172786A (en) | Leakage flux detector |