RU2102738C1 - Flaw detector-tool for intrapipe examination of pipe-lines - Google Patents
Flaw detector-tool for intrapipe examination of pipe-lines Download PDFInfo
- Publication number
- RU2102738C1 RU2102738C1 RU94003967A RU94003967A RU2102738C1 RU 2102738 C1 RU2102738 C1 RU 2102738C1 RU 94003967 A RU94003967 A RU 94003967A RU 94003967 A RU94003967 A RU 94003967A RU 2102738 C1 RU2102738 C1 RU 2102738C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipeline
- flaw detector
- pipe
- rotor
- unit
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для внутритрубных обследований трубопроводов, рассчитанным на перемещение по обследуемому трубопроводу потоком транспортируемого по нему продукта, и может быть использовано для контроля технического состояния трубопроводов, предназначенных преимущественно для дальней транспортировки нефтепродуктов и природного газа. The invention relates to a device for in-pipe inspection of pipelines, designed to move through the pipeline being inspected by the flow of the product transported through it, and can be used to control the technical condition of pipelines intended primarily for the long-distance transportation of petroleum products and natural gas.
Наиболее близким аналогом предлагаемого в настоящей заявке дефектоскопа-снаряда является устройство [1] которому присущи недостатки, снижающие их дефектоскопическую эффективность. The closest analogue of the flaw detector projectile proposed in this application is a device [1] which has inherent disadvantages that reduce their flaw detection efficiency.
Кроме того, дефектоскоп-снаряд перекрывает всю площадь поперечного сечения обследуемых трубопроводов, в связи с чем может перемещаться только со скоростью транспортируемого по ним продукта. Следствием этого является дополнительное снижение дефектоскопической эффективности обследования магистральных газопроводов, т.к. оптимальные (с точки зрения эффективности обнаружения дефектов) скорости перемещения магнитных дефектоскопических блоков лежат в пределах от 1 до 3 м/с, а скорости перекачиваемого по магистральным газопроводам газа имеют от 8 до 15 м/с. In addition, the flaw detector projectile covers the entire cross-sectional area of the examined pipelines, and therefore can only move with the speed of the product transported through them. The consequence of this is an additional decrease in the flaw detection efficiency of the inspection of gas pipelines, as Optimal (from the point of view of defect detection efficiency) the speeds of magnetic flaw detection units are in the range from 1 to 3 m / s, and the speeds of the gas pumped through the main gas pipelines are from 8 to 15 m / s.
Задачей настоящего изобретения является создание дефектоскопа-снаряда для внутритрубных обследований трубопроводов, лишенного отмеченных недостатков и обладающего повышенной дефектоскопической эффективностью. The present invention is the creation of a flaw detector-projectile for in-line inspection of pipelines, devoid of the noted drawbacks and having increased flaw detection efficiency.
Это достигается благодаря тому, что дефектоскоп-снаряд для внутритрубных обследований трубопроводов, рассчитанный на размещение и перемещение в обследуемом трубопроводе потоком транспортируемого по нему продукта, содержащий цилиндрическое основание с опорными узлами для его соосного размещения в трубопроводе, закрепленные на основании блок-привод продольного перемещения, блок энергоснабжения, блок регистрации информации и дефектоскопический блок с узлами намагничивания стенок трубопровода в виде магнитов (электромагнитов) с обращенными к внутренней поверхности трубопровода полюсами и размещенными между полюсами магнитов многозвенными магниточувствительными преобразователями для фиксации магнитных потоков рассеяния от дефектов в стенках трубопровода, отличающийся тем, что основание в нем выполнено в виде байпасного патрубка для перепуска транспортируемого по трубопроводу продукта, дополнительно введена система автоматического регулирования скорости перемещения, содержащая блок управлениия с задатчиком скорости перемещения дефектоскопа-снаряда, подключенный ко входу блока управления датчик скорости перемещения дефектоскопа-снаряда и подключенный к выходу блока управления регулирующий орган в виде закрепленного на основании и предназначенного для взаимодействия со стенкой трубопровода тормозного устройства, образованного кольцевым многосекционным электромагнитом с обмотками и щеточными полюсами, обращенными к внутренней поверхности трубопровода и разнесенными по оси электромагнита, а дефектоскопический блок выполнен в виде двух разнесенных по оси трубопровода модулей, в одном из которых, далее именуемым кольцевым, в качестве узла намагничивания использована одна из секций электромагнита тормозного устройства, обмотка которой подключена к блоку энергоснабжения обособленно от обмоток других секций электромагнита, подключенных к выходу блока управления, а во втором модуле дефектоскопического блока, далее именуемом ротор, полюса магнитов (электромагнитов) разнесены по поперечному периметру трубопровода, а магниты равномерно размещены на роторе, расположенном на основании соосно с ним с возможностью вращения вокруг своей оси и соединенном с приводом вращения, при этом звенья преобразователя в кольцевом модуле расположены между полюсами указанной секции электромагнита тормозного устройства равномерно по всему поперечному периметру трубопровода, а звенья преобразователей в роторном модуле расположены между полюсами магнитов по параллельным образующим трубопровода. This is achieved due to the fact that a flaw detector for in-pipe inspection of pipelines, designed to accommodate and move in the pipeline examined by the product transported through it, contains a cylindrical base with support assemblies for its coaxial placement in the pipeline, fixed to the longitudinal drive block drive, power supply unit, information recording unit and flaw detector unit with magnetization units of the pipeline walls in the form of magnets (electromagnets) with image connected by poles to the inner surface of the pipeline and multi-link magnetically sensitive transducers between the poles of the magnets for fixing magnetic fluxes of diffusion from defects in the walls of the pipeline, characterized in that the base is made in the form of a bypass pipe for bypassing the product transported through the pipeline, an automatic speed control system has been introduced movement comprising a control unit with a speed setter flaw detector-projectile, connect a flaw detector-projectile velocity sensor connected to the input of the control unit and a regulating body connected to the output of the control unit in the form of a brake device fixed to the base and designed to interact with the pipeline wall, formed by an annular multisection electromagnet with windings and brush poles facing the inner surface of the pipeline and spaced along the axis of the electromagnet, and the flaw detector is made in the form of two modules spaced apart along the axis of the pipeline, in one of which, hereinafter referred to as annular, one of the sections of the electromagnet of the brake device is used as the magnetization unit, the winding of which is connected to the power supply unit separately from the windings of the other sections of the electromagnet connected to the output of the control unit, and in the second module of the flaw detection unit, hereinafter referred to as the rotor, poles magnets (electromagnets) are spaced along the transverse perimeter of the pipeline, and the magnets are evenly placed on the rotor located on the base coaxially with it with rotation around its axis and connected to the rotation drive, while the links of the converter in the ring module are located between the poles of the indicated section of the electromagnet of the brake device evenly around the transverse perimeter of the pipeline, and the links of the converters in the rotor module are located between the poles of the magnets along the parallel generatrices of the pipeline.
Кроме того, для обеспечения сплошного сканирования всей внутренней поверхности трубопровода длина преобразователей в роторном модуле должна отвечать условию, выраженному соотношением:
где lпр длина преобразователя,м,
K>1 коэффициент запаса, необходимый для обеспечения сплошного сканирования поверхности тубопровода на криволинейный участках,
π = 3,14
D диаметр трубопровода, м,
n число преобразователей (и магнитов),
v- и v┴ соответственно продольная и поперечная (окружная) скорость перемещения преобразователя, м/с.In addition, to ensure a continuous scan of the entire inner surface of the pipeline, the length of the transducers in the rotor module must meet the condition expressed by the ratio:
where l CR the length of the Converter, m,
K> 1 safety factor required to ensure a continuous scan of the surface of the pipe in curved sections,
π = 3.14
D pipe diameter, m
n number of transducers (and magnets),
v - and v ┴, respectively, the longitudinal and transverse (circumferential) velocity of the transducer, m / s.
Привод вращения ротора в роторном модуле дефектоскопического блока может быть выполнен в виде закрепленных на роторе и контактирующих с внутренней поверхностью трубопровода подпружиненных колес, расположенных с возможностью свободного вращения вокруг осей, образующих заданный угол с образующими трубопровода. The rotor rotation drive in the rotary module of the flaw detection unit can be made in the form of spring-loaded wheels mounted on the rotor and in contact with the inner surface of the pipeline, freely rotatable around the axes forming a predetermined angle with the pipeline generators.
В частности указанный угол поворота осей колес привода вращения ротора целесообразно принять равным 45o относительно образующих трубопровода. При этом обеспечивается равенство продольной и поперечной скорости перемещения преобразователей и одинаковая чувствительность к продольным и поперечным дефектам в стенке трубопровода.In particular, the indicated angle of rotation of the axes of the wheels of the rotor rotation drive, it is advisable to take equal to 45 o relative to the generatrix of the pipeline. This ensures the equality of the longitudinal and transverse velocity of the transducers and the same sensitivity to longitudinal and transverse defects in the wall of the pipeline.
Блок энергоснабжения может быть выполнен состоящим из двух модулей, размещенных соответственно на роторе и на основании, причем первый из указанных модулей может быть выполнен в виде электрогенератора, статор которого жестко закреплен на роторе, а якорь кинематически связан посредством редуктора с шестерней, охватывающей основание и жестко закрепленной на нем. The power supply unit can be made up of two modules located respectively on the rotor and on the base, and the first of these modules can be made in the form of an electric generator, the stator of which is rigidly fixed to the rotor, and the anchor is kinematically connected by means of a gear with a gear covering the base and rigidly fixed on it.
Блок регистрации может быть выполнен состоящим из двух модулей, один из которых размещен на основании и злектрически связан с выходами звеньев преобразователей, расположенных на кольцевом модуле дефектоскопического блока, а второй расположен на роторе и электрически связан с выходами звеньев преобразователей, расположенных на роторном модуле дефектоскопического блока. The registration unit can be made up of two modules, one of which is located on the base and is electrically connected to the outputs of the transducer links located on the ring module of the flaw detector unit, and the second is located on the rotor and is electrically connected to the outputs of the transducer links located on the rotor module of the flaw detector .
Далее изобретение поясняется чертежами. Further, the invention is illustrated by drawings.
На фиг.1 приведена конструктивная схема заявляемого дефектоскопа-снаряда (в виде продольного разреза). Figure 1 shows a structural diagram of the inventive flaw detector-projectile (in the form of a longitudinal section).
На фиг.2 показано поперечное сечение А-А дефектоскопа-снаряда посередине длины преобразователей, размещенных на роторном модуле дефектоскопического блока. Figure 2 shows a cross section aa of the flaw detector-projectile in the middle of the length of the transducers placed on the rotor module of the flaw detector.
На фиг.3 приведена расчетная схема для вывода соотношения, определяющего необходимую протяженность преобразователей, размещаемых на роторном модуле дефектоскопического блока. Figure 3 shows the design scheme for deriving a ratio that determines the necessary length of the transducers placed on the rotary module of the flaw detector unit.
В соответствии с ранее изложенным дефектоскоп-снаряд содержит размещаемые в обследуемом трубопроводе 1 расположенные на цилиндрическом основании 2, опирающемся на внутреннюю поверхность трубопровода посредством опорных колес 3, блок-привод продольного перемещения в виде упругой манжеты 4, блок энергоснабжения, состоящий из электрогенератора 5 и батареи 6, аккумуляторов, блок регистрации, состоящий из двух модулей 7 и 8, систему автоматического регулирования скорости перемещения, состоящую из датчика дефектоскопа-снаряда скорости перемещения 9, блока 10 управления и регулирующего органа в виде тормозного устройства 11, образованного двухсекционным кольцевым электромагнитом с кольцевыми щеточными полюсами 12 и 1З и кольцевыми обмотками 14 и 15, а также дефектоскопический блок, состоящий из кольцевого модуля, в качестве намагничивающего узла которого использована секция электромагнита тормозного устройства с обмоткой 14 и кольцевыми полюсами 12, между которыми по всему поперечному периметру трубопровода размещен многозвенный преобразователь 16, а также роторного модуля, образованного установленным на основании 2 с возможностью вращения вокруг оси ротором 17, снабженным приводом вращения в виде косо расположенных подпружиненных колес 18, а также размещенными на роторе с возможностью радиального перемещения намагничивающими узлами 19, выполненными в виде электромагнитов с обмотками 20 и разнесенными по поперечному периметру трубопровода полюсами 21 и 22, между которыми установлены преобразователи 23. Кроме того, на роторе 17 установлены электрогенератор 5, якорь которого кинематически связан с неподвижной шестерней 24, закрепленной на основании 2 посредством редуктора 25, а также модуль 7 блока регистрации. In accordance with the foregoing, the flaw detector-projectile contains located in the examined
Работает дефектоскоп-снаряд следующим образом. The flaw detector works as follows.
Для его ввода в обследуемый трубопровод и извлечения из трубопровода последний должен быть оснащен специальными камерами со шлюзовыми устройствами. To enter it into the pipeline under examination and to extract it from the pipeline, the latter should be equipped with special cameras with lock devices.
После ввода дефектоскопа-снаряда в трубопровод под действием перепада давления, образующегося при прохождении транспортируемого продукта через байпасный патрубок, дефектоскопа-снаряд начинает перемещаться вдоль трубопровода. При этом на выходе датчика скорости перемещения 9 вырабатывается сигнал, пропорциональный скорости перемещения, который вводится в блок управления 1О, где сравнивается с сигналом задатчика скорости, в результате чего на выходе блока управления изменяется величина тока, пропускаемого по обмотке 15 электромагнита тормозного устройства 11, таким образом, что в случае, если скорость перемещения дефектоскопа-снаряда меньше заданной, ток в обмотке электромагнита, а следовательно, и развиваемое им тормозное усилие уменьшаются, и наоборот, при скорости перемещения дефектоскопа-снаряда, превышающей заданную, ток в обмотке злектромагнита и тормозное усилие увеличиваются. Таким образом обеспечивается стабилизация скорости перемещения дефектоскопа-снаряда на заданном уровне, который выбирается равным оптимальному значению скорости в пределах от 1 до 3 м/с. Это позволяет получить наилучшее отношение сигнал/помеха на выходе преобразователей. Кроме того, ограничение скорости перемещения дефектоскопа-снаряда на указанном уровне при обследовании газопроводов резко снижает динамические нагрузки, воздействующие на элементы дефектоскопа-снаряда и трубопровода, что повышает их надежность. After entering the flaw detector-projectile into the pipeline under the action of the pressure drop generated during the passage of the transported product through the bypass pipe, the flaw detector-projectile begins to move along the pipeline. At the same time, at the output of the displacement speed sensor 9, a signal is generated proportional to the displacement speed, which is input to the control unit 1О, where it is compared with the signal of the speed setter, as a result of which the current passed through the winding 15 of the electromagnet of the brake device 11 changes, so that if the speed of the flaw detector-projectile is less than the specified one, the current in the winding of the electromagnet, and therefore the braking force it develops, decreases, and vice versa, when grow flaw movement of the projectile exceeding a predetermined current in winding zlektromagnita and the braking force increases. This ensures stabilization of the speed of movement of the flaw detector-projectile at a given level, which is chosen equal to the optimal value of the speed in the range from 1 to 3 m / s. This allows you to get the best signal to noise ratio at the output of the converters. In addition, limiting the speed of movement of the flaw detector-projectile at a specified level during the inspection of gas pipelines dramatically reduces the dynamic loads acting on the elements of the flaw detector-projectile and pipeline, which increases their reliability.
В процессе перемещения дефектоскопа-снаряда по трубопроводу намагничивающие узлы дефектоскопического блока производят последовательное намагничивание участков стенок трубопровода до состояния технического насыщения. При этом стенки трубопровода вначале намагничиваются в поперечном направлении (намагничивающими узлами, расположенными на роторном модуле), а затем в продольном направлении (намагничивающим узлом кольцевого модуля). При наличии в стенке трубопровода дефекта в виде локального уменьшения ее толщины вблизи поверхности стенки трубопровода (как внешней, так и внутренней) образуется магнитный поток рассеяния, интенсивность которого зависит от конфигурации и размеров дефекта, а также его ориентации по отношению к направлению намагничивания стенок трубопровода. В общем случае интенсивность потока рассеяния от дефектов в стенках трубопровода тем больше, чем больше возмущающее воздействие дефекта на основной магнитный поток в стенке трубопровода, т.е. чем больше вносимое дефектом добавочное магнитное сопротивление. Поэтому продольноориентированные протяженные дефекты не будут образовывать магнитных потоков рассеяния при продольном намагничивании стенок трубопровода (т.е. в кольцевом модуле дефектоскопического блока ) и, наоборот, будут образовывать наибольшие по интенсивности магнитные потоки рассеяния при поперечном намагничивании стенок трубопровода (т.е. в роторном модуле дефектоскопического блока). In the process of moving the flaw detector-projectile through the pipeline, the magnetizing nodes of the flaw detector unit sequentially magnetize sections of the pipeline walls to the state of technical saturation. In this case, the pipe walls are first magnetized in the transverse direction (by magnetizing units located on the rotor module), and then in the longitudinal direction (by the magnetizing unit of the ring module). If there is a defect in the pipeline wall in the form of a local decrease in its thickness near the surface of the pipeline wall (both external and internal), a magnetic flux is generated, the intensity of which depends on the configuration and dimensions of the defect, as well as its orientation with respect to the direction of magnetization of the pipeline walls. In the general case, the intensity of the scattering flux from defects in the walls of the pipeline is greater, the greater the perturbing effect of the defect on the main magnetic flux in the pipe wall, i.e. the greater the added magnetic resistance introduced by the defect. Therefore, longitudinally oriented extended defects will not form magnetic fluxes of scattering during longitudinal magnetization of the pipeline walls (i.e., in the ring module of the flaw detector unit) and, conversely, they will form the highest intensity magnetic fluxes of diffusion during transverse magnetization of the pipe walls (i.e., in the rotor flaw detector module).
Аналогичным образом поперечно ориентированные протяженные дефекты не будут образовывать магнитных потоков рассеяния при поперечном намагничивании стенок трубопровода и будут образовывать магнитные потоки рассеяния максимальной интенсивности при продольном намагничивании стенок трубопровода. Similarly, transversely oriented extended defects will not form magnetic fluxes of scattering during transverse magnetization of the pipe walls and will form magnetic fluxes of dispersion of maximum intensity during longitudinal magnetization of the pipe walls.
Как показывают эксперименты, при изменении угла между направлением намагничивания и продольной осью протяженных дефектов в пределах (9О+45)o интенсивность магнитных потоков рассеяния от дефектов хотя и снижается по отношению к ее максимальному значению в несколько раз, тем не менее остается на уровне, позволяющем фиксировать указанные дефекты.As experiments show, with a change in the angle between the direction of magnetization and the longitudinal axis of extended defects within (9О + 45) o, the intensity of magnetic fluxes of scattering from defects, although it decreases several times with respect to its maximum value, nevertheless remains at a level that allows fix the indicated defects.
Поэтому совокупность примененного в заявленном дефектоскопе-снаряде последовательного поперечного и продольного намагничивания стенок трубопровода обеспечивает обнаружение протяженных дефектов с любой ориентацией при максимальной чувствительности к наиболее распространенным продольно ориентированным и поперечно ориентированным протяженным дефектам. Therefore, the combination of sequential transverse and longitudinal magnetization of the walls of the pipeline used in the claimed flaw detector-projectile ensures the detection of extended defects with any orientation with maximum sensitivity to the most common longitudinally oriented and transversely oriented extended defects.
Фиксация магнитных полей рассеяния от дефектов производится многозвенными магниточувствительными преобразователями, в качестве которых наиболее часто применяются т.н. магнитоиндукционные преобразователи в виде катушек, расположенных на ферромагнитных сердечниках. Преимуществом преобразователей указанного типа являются высокая чувствительность, приемлемая помехозащищенность (при соответствующем схемно-конструктивном исполнении), возможность широкого варирования конструктивных параметров. Одной из особенностей указанных преобразователей является зависимость их чувствительности от направления перемещения относительно направления намагничивания стенок трубопровода. Как показывают эксперименты, максимальную чувствительность к протяженным дефектам эти преобразователи имеют при совпадении направления их перемещения с направлением намагничивания стенок трубопровода, а минимальную чувствительность (во много-много раз меньшую максимальной) при ортогональности направлений их перемещения и направления намагничивания стенок трубопровода. При этом изменение величины угла между указанными направлениями в пределах +45o вызывает уменьшение чувствительности преобразователя примерно в 1,5 раза (т. е. практически следует учитывать проекцию вектора скорости перемещения преобразователя на направление намагничивания стенки трубопровода).Fixation of magnetic fields of scattering from defects is carried out by multi-link magnetosensitive transducers, for which the so-called magnetic induction converters in the form of coils located on ferromagnetic cores. The advantage of the converters of this type are high sensitivity, acceptable noise immunity (with the corresponding circuit design), the possibility of wide variation of design parameters. One of the features of these converters is the dependence of their sensitivity on the direction of movement relative to the direction of magnetization of the walls of the pipeline. As experiments show, these transducers have maximum sensitivity to extended defects when the direction of their movement coincides with the direction of magnetization of the walls of the pipeline, and the minimum sensitivity (many, many times less than the maximum) with orthogonality of the directions of their movement and the direction of magnetization of the walls of the pipeline. In this case, a change in the angle between the indicated directions within +45 o causes a decrease in the sensitivity of the transducer by approximately 1.5 times (i.e., the projection of the transducer moving velocity vector on the magnetization direction of the pipeline wall should be taken into account).
В связи с тем что в кольцевом модуле дефектоскопического блока предлагаемого дефектоскопа-снаряда направление перемещения преобразователя совпадает с направлением намагничивания стенок трубопровода, обеспечиваются наиболее благоприятные условия для работы преобразователей намагнитоиндукционного типа. Due to the fact that in the ring module of the flaw detector unit of the proposed flaw detector-projectile, the direction of movement of the transducer coincides with the direction of magnetization of the walls of the pipeline, the most favorable conditions for the operation of transducers of magneto-induction type are provided.
В роторном модуле дефектоскопического блока указанное совпадение направления скорости перемещения преобразователя и направления намагничивания отсутствует, однако при равенстве продольной и поперечной скорости перемещения ротора (т.е. при α45o) чувствительность магнитоиндукционных преобразователей в обоих модулях будет одинаковой.In the rotary module of the flaw detector unit, there is no such coincidence of the direction of the transducer moving speed and the magnetization direction, however, if the longitudinal and transverse rotor speed are equal (i.e., at α45 o ), the sensitivity of the magneto-inductive transducers in both modules will be the same.
Очевидно, что для предотвращения пропуска дефектов звенья в преобразователе кольцевого модуля дефектоскопического блока должны быть расположены с малыми промежутками между собой, а еще лучше в два ряда с шахматным расположением соседних звеньев в разных рядах. Последний вариант расположения звеньев в преобразователе позволяет обеспечивать их значительное радиальное перемещение при преодолении возможных сужений и препятствий в трубопроводе. Obviously, to prevent the passage of defects, the links in the transducer of the ring module of the flaw detector unit should be located at small intervals between each other, and even better in two rows with a checkerboard arrangement of adjacent links in different rows. The last version of the location of the links in the converter allows them to provide significant radial movement while overcoming possible restrictions and obstructions in the pipeline.
Для предотвращения пропуска дефектов преобразователями роторного модуля дефектоскопического блока необходимо обеспечить определенное соотношение между длиной и числом преобразователей, размещенных на роторе. To prevent the passage of defects by converters of the rotor module of the flaw detector unit, it is necessary to provide a certain ratio between the length and the number of transducers placed on the rotor.
Это соотношение легко выводится из рассмотрения расчетной схемы, представленной на фиг.3. This ratio is easily derived from consideration of the design scheme presented in figure 3.
Как следует из этой схемы, одиночный преобразователь с заданной длиной обеспечивает сплошное сканирование спиральной полосы внутренней поверхности трубопровода, ширина которой равна длине преобразователя, а угол наклона относительно образующей трубопровода является функцией отношения поперечной (окружной) и продольной скоростей перемещения преобразователя:
где lпр(1) длина одиночного преобразователя, м,
lск ширина полосы сканирования, м,
α угол наклона полосы сканирования (траектории перемещения преобразователя) к образующей трубопровода, град,
v┴ и V- соответственно поперечная и продольная скорость перемещения преобразователя, м/с.As follows from this diagram, a single transducer with a given length provides a continuous scan of the spiral strip of the inner surface of the pipeline, the width of which is equal to the length of the transducer, and the angle of inclination relative to the generatrix of the pipeline is a function of the ratio of the transverse (circumferential) and longitudinal velocities of the transducer:
where l CR (1) the length of a single Converter, m,
l ck scan bandwidth, m,
α the angle of inclination of the scanning strip (trajectory of the transducer) to the generatrix of the pipeline, deg,
v ┴ and V are the transverse and longitudinal velocity of the transducer, m / s , respectively.
С другой стороны, величина перемещения преобразователя по оси трубопровода за один оборот ротора может быть выражена соотношением:
где S(1) величина перемещения преобразователя за один оборот ротора, м,
π = 3,14,
D диаметр трубопровода, м.On the other hand, the amount of movement of the transducer along the axis of the pipeline per revolution of the rotor can be expressed by the ratio:
where S (1) the amount of movement of the transducer per revolution of the rotor, m,
π = 3.14,
D pipe diameter, m
Очевидно, что для предотвращения пропуска дефектов в случае одиночного преобразователя в роторном модуле дефектоскопического блока необходимо и достаточно выполнить условие:
lск=lпр(1)≥S(1),
или
lпр(1)=K•S(1)
где K>1 коэффициент запаса, учитывающий, в частности, увеличение фактического значения S(1) на внешней стороне криволинейных участков трубопровода по сравнению с расчетным его значением, определяемым на прямолинейном участке трубопровода.Obviously, to prevent the passage of defects in the case of a single transducer in the rotary module of the flaw detector unit, it is necessary and sufficient to fulfill the condition:
l ck = l pr (1) ≥S (1) ,
or
l ol (1) = K • S (1)
where K> 1 is the safety factor, taking into account, in particular, an increase in the actual value of S (1) on the outside of the curved sections of the pipeline compared to its calculated value determined on the straight section of the pipeline.
Из (3) и (5) получим:
Для получения одинаковой чувствительности преобразователей кольцевого и роторного модулей соответственно к поперечным и продольным дефектам целесообразно обеспечить условие
v┴ = v-, (7)
при выполнении которого соотношение (6) упрощается и принимает вид:
lпр(1) = K•π•D (8)
Анализ этого соотношения показывает, что реализация роторного модуля дефектоскопического блока с одиночным преобразователем (при соблюдении условия, выражаемого соотношением (7)), практически затруднено, т.к. приводят к нерациональным значениям длины преобразователя. В самом деле, например, для трубопровода диаметром 1420 мм длина преобразователя при коэффициенте запаса K=1,2 составит величину
lпр(1)=1,2•3,14•1,4 ≈ 5,3 м.From (3) and (5) we get:
To obtain the same sensitivity of the transducers of the ring and rotor modules, respectively, to transverse and longitudinal defects, it is advisable to provide the condition
v ┴ = v - , (7)
when fulfilling, relation (6) is simplified and takes the form:
l ol (1) = K • π • D (8)
An analysis of this relationship shows that the implementation of the rotor module of a flaw detector unit with a single transducer (subject to the condition expressed by relation (7)) is practically difficult, because lead to irrational values of the length of the Converter. In fact, for example, for a pipeline with a diameter of 1420 mm, the length of the converter with a safety factor K = 1.2 will be
l ol (1) = 1.2 • 3.14 • 1.4 ≈ 5.3 m.
В связи с этим целесообразно применять в роторном модуле дефектоскопического блока несколько равномерно размещенных по поперечному периметру ротора преобразователей. В этом случае будет иметь место очевидное соотношение:
lск=lпр(1)=n•lпр
где lск как и ранее, ширина полосы сканирования, м,
n число преобразователей,
lпр длина одного преобразователя, м.In this regard, it is advisable to use several converters evenly spaced along the transverse perimeter of the rotor of the flaw detector unit. In this case, the obvious relationship will be:
l ck = l pr (1) = n • l pr
where l ck as before, scan bandwidth, m,
n number of converters
l CR the length of one Converter, m
При этом из (6) и (9) получим:
Например, при K=1,2, Д=1420 мм, n=12
что и может считаться вполне приемлемым.Moreover, from (6) and (9) we obtain:
For example, with K = 1.2, D = 1420 mm, n = 12
which can be considered quite acceptable.
Очевидно, что протяженность зон намагничивания стенок трубопровода узлами намагничивания, расположенными на роторном модуле дефектоскопического блока, должна быть не меньше длины преобразователей, определяемой соотношением (12). Для этого длина магнитов (электромагнитов) должна быть примерно равна длине преобразователей. It is obvious that the extent of the magnetization zones of the walls of the pipeline by the magnetization nodes located on the rotor module of the flaw detector unit must be not less than the length of the transducers, defined by relation (12). For this, the length of the magnets (electromagnets) should be approximately equal to the length of the transducers.
При соблюдении указанных условий дефектоскоп-снаряд в процессе перемещения по трубопроводу будет обнаруживать и фиксировать все дефекты в стенках трубопровода, превышающие критические размеры, определяемые пороговой чувствительностью преобразователей. If these conditions are met, the flaw detector during the movement through the pipeline will detect and fix all defects in the walls of the pipeline that exceed the critical dimensions determined by the threshold sensitivity of the transducers.
При этом наличие и последовательность появления сигналов на выходах звеньев преобразователей будут зависеть от характера, протяженности и пространственной ориентации дефектов. Так, например, при пересечении участка трубопровода с линейно-протяженным продольным дефектом в его стенке преобразователями, расположенными в роторном модуле дефектоскопического блока, сигналы будут появляться почти одновременно на выходах всех звеньев, пересекающих дефектный участок, от этого же дефекта на выходе звеньев преобразователя в кольцевом модуле дефектоскопического блока сигналы будут отсутствовать. Moreover, the presence and sequence of the appearance of signals at the outputs of the links of the converters will depend on the nature, extent and spatial orientation of the defects. So, for example, when a pipeline section intersects a linearly longitudinal longitudinal defect in its wall with transducers located in the rotary module of the flaw detector unit, signals will appear almost simultaneously at the outputs of all links crossing the defective section from the same defect at the output of the converter links in the ring the flaw detector module will have no signals.
При проихождении участка трубопровода с линейно-протяженным поперечным дефектом в его стенке на выходе звеньев преобразователей в роторном модуле дефектоскопического блока сигналы будут отсутствовать, а на выходе преобразователя в кольцевом модуле, пересекающих дефектный участок, будут появляться почти одновременно. When a pipeline section with a linearly extended transverse defect passes through its wall, there will be no signals at the output of the converter links in the rotary module of the flaw detector unit, and will appear almost simultaneously at the output of the converter in the ring module crossing the defective section.
При наклонном положении линейно-протяженного дефекта в стенке трубопровода относительно его образующей сигналы от дефекта будут появляться на выходах звеньев преобразователей, расположенных как на роторном, так и на кольцевом модулях дефектоскопического блока, причем последовательность появления сигналов будет соответствовать моментам пересечения дефектного участка стенки трубопровода соответствующими звеньями преобразователей. If the linearly extended defect in the pipeline wall is inclined relative to its generatrix, signals from the defect will appear at the outputs of the transducer links located on both the rotor and ring modules of the flaw detection unit, and the sequence of signals will correspond to the moments when the defective section of the pipeline wall intersects with the corresponding links converters.
При прохождении участка трубопровода с площадно-сосредоточенным дефектом в его стенке (типа коррозионной каверны либо свища) сигналы от дефекта появятся на выходах пересекающих дефектный участок отдельных звеньев преобразователей, расположенных в обоих модулях дефектоскопического блока. When passing through a section of a pipeline with an area-centered defect in its wall (such as a corrosion cavity or fistula), signals from the defect will appear at the exits of the individual sections of the transducers intersecting the defective section located in both modules of the flaw detector unit.
Наконец, при прохождении участка трубопровода с площаднопротяженным дефектом в его стенке (типа множественной коррозии) сигналы от дефекта появятся примерно одновременно на выходе пересекающих дефектный участок нескольких звеньев преобразователей, также расположенных в обоих модулях дефектоскопического блока. Finally, during the passage of a pipeline section with an area-wide defect in its wall (such as multiple corrosion), signals from the defect will appear approximately simultaneously at the exit of several transducer links crossing the defective section, also located in both modules of the flaw detector unit.
Очевидно, что для последующей эффективной расшифровки результатов обследования трубопроводов блок регистрации в дефектоскопе-снаряде должен быть многоканальным и обеспечивать раздельную запись сигналов с выхода звеньев преобразователей в функции времени и/или расстояния по оси трубопровода. Имеется в виду такое, что одновременно с записью сигналов от дефектов в блоке регистрации осуществляется запись продольных и угловых координат обнаруживаемых дефектов (по сигналам от соответствующих датчиков). Obviously, for the subsequent effective interpretation of the results of the inspection of pipelines, the registration unit in the flaw detector-projectile should be multi-channel and provide separate recording of signals from the output of the converter links as a function of time and / or distance along the pipeline axis. This means that simultaneously with the recording of signals from defects in the registration unit, the longitudinal and angular coordinates of the detected defects are recorded (by signals from the corresponding sensors).
По завершении обследования участка трубопровода дефектоскопический снаряд извлекается из трубопровода, после чего производится расшифровка результатов обследования. При этом, как показано выше, обеспечивается выявление наличия в стенках обследованного трубопровода дефектов разного вида и ориентации, а также идентификация их вида и определение их протяженности и ориентации. Таким образом применение предлагаемого дефектоскопа-снаряда позволит существенно повысить дефектоскопическую эффективность обследования трубопроводов. Upon completion of the inspection of the pipeline section, the flaw detector is removed from the pipeline, after which the survey results are decrypted. Moreover, as shown above, the detection of the presence of defects of different types and orientations in the walls of the examined pipeline is provided, as well as identification of their type and determination of their extent and orientation. Thus, the use of the proposed flaw detector-projectile will significantly increase the flaw detection efficiency of the inspection of pipelines.
Claims (6)
где Lп р длина преобразователя, м;
K > 1 коэффициент запаса, необходимый для обеспечения сплошного сканирования поверхности трубопровода на криволинейных участках;
D диаметр трубопровода, м;
n число преобразователей (и магнитов);
V- и V┴ соответственно продольная и поперечная (окружная) скорость перемещения преобразователя, м/с.2. The flaw detector according to claim 1, characterized in that the length of the transducers in the rotor module meets the condition expressed by the ratio
where L p p the length of the Converter, m;
K> 1 safety factor required to ensure a continuous scan of the surface of the pipeline in curved sections;
D pipe diameter, m;
n number of transducers (and magnets);
V - and V ┴, respectively, the longitudinal and transverse (circumferential) speed of the transducer, m / s.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94003967A RU2102738C1 (en) | 1994-02-03 | 1994-02-03 | Flaw detector-tool for intrapipe examination of pipe-lines |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94003967A RU2102738C1 (en) | 1994-02-03 | 1994-02-03 | Flaw detector-tool for intrapipe examination of pipe-lines |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94003967A RU94003967A (en) | 1995-09-27 |
| RU2102738C1 true RU2102738C1 (en) | 1998-01-20 |
Family
ID=20152134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU94003967A RU2102738C1 (en) | 1994-02-03 | 1994-02-03 | Flaw detector-tool for intrapipe examination of pipe-lines |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2102738C1 (en) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2485390C1 (en) * | 2011-12-29 | 2013-06-20 | Радик Сахеевич Янышев | Hydraulic movement speed stabiliser for in-tube shell-flaw detector |
| RU2486618C1 (en) * | 2011-11-11 | 2013-06-27 | Закрытое акционерное общество "Ультракрафт" | Method of demagnetisation of ferromagnetic materials and device to this effect |
| WO2014018844A1 (en) * | 2012-07-27 | 2014-01-30 | Schlumberger Canada Limited | Object detection system and methodology |
| RU2566410C1 (en) * | 2014-08-08 | 2015-10-27 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Magnetometer |
| RU2591584C1 (en) * | 2015-05-19 | 2016-07-20 | Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "Транснефть" (ОАО "АК "Транснефть") | Method for evaluation of geometrical sizes of wall defects in pipe section and weld seams by data of magnetic in-pipe flaw detector, using universal neural network model suitable for flaw detectors with different diameters and magnetic systems |
| RU171365U1 (en) * | 2016-12-12 | 2017-05-29 | Александр Владимирович Мараховский | In-pipe circulation piston |
| RU2628041C2 (en) * | 2015-09-30 | 2017-08-14 | Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") | Method of measurement error compensation of covered distance by pid odometric system bringing diagnostic data to rated lengths of pipe sections |
| CN109870503A (en) * | 2019-04-09 | 2019-06-11 | 天津市水利科学研究院 | A kind of flaw detection equipment for Water delivery pipe line |
| US10877000B2 (en) | 2015-12-09 | 2020-12-29 | Schlumberger Technology Corporation | Fatigue life assessment |
| US10883966B2 (en) | 2014-06-04 | 2021-01-05 | Schlumberger Technology Corporation | Pipe defect assessment system and method |
| US11029283B2 (en) | 2013-10-03 | 2021-06-08 | Schlumberger Technology Corporation | Pipe damage assessment system and method |
| US11237132B2 (en) | 2016-03-18 | 2022-02-01 | Schlumberger Technology Corporation | Tracking and estimating tubing fatigue in cycles to failure considering non-destructive evaluation of tubing defects |
| RU2773700C1 (en) * | 2021-09-17 | 2022-06-07 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет» | In-line intelligent pig for gas pipelines |
-
1994
- 1994-02-03 RU RU94003967A patent/RU2102738C1/en active
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2486618C1 (en) * | 2011-11-11 | 2013-06-27 | Закрытое акционерное общество "Ультракрафт" | Method of demagnetisation of ferromagnetic materials and device to this effect |
| RU2485390C1 (en) * | 2011-12-29 | 2013-06-20 | Радик Сахеевич Янышев | Hydraulic movement speed stabiliser for in-tube shell-flaw detector |
| WO2014018844A1 (en) * | 2012-07-27 | 2014-01-30 | Schlumberger Canada Limited | Object detection system and methodology |
| US11029283B2 (en) | 2013-10-03 | 2021-06-08 | Schlumberger Technology Corporation | Pipe damage assessment system and method |
| US10883966B2 (en) | 2014-06-04 | 2021-01-05 | Schlumberger Technology Corporation | Pipe defect assessment system and method |
| RU2566410C1 (en) * | 2014-08-08 | 2015-10-27 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Magnetometer |
| RU2591584C1 (en) * | 2015-05-19 | 2016-07-20 | Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "Транснефть" (ОАО "АК "Транснефть") | Method for evaluation of geometrical sizes of wall defects in pipe section and weld seams by data of magnetic in-pipe flaw detector, using universal neural network model suitable for flaw detectors with different diameters and magnetic systems |
| RU2628041C2 (en) * | 2015-09-30 | 2017-08-14 | Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") | Method of measurement error compensation of covered distance by pid odometric system bringing diagnostic data to rated lengths of pipe sections |
| US10877000B2 (en) | 2015-12-09 | 2020-12-29 | Schlumberger Technology Corporation | Fatigue life assessment |
| US11237132B2 (en) | 2016-03-18 | 2022-02-01 | Schlumberger Technology Corporation | Tracking and estimating tubing fatigue in cycles to failure considering non-destructive evaluation of tubing defects |
| US11662334B2 (en) | 2016-03-18 | 2023-05-30 | Schlumberger Technology Corporation | Tracking and estimating tubing fatigue in cycles to failure considering non-destructive evaluation of tubing defects |
| RU171365U1 (en) * | 2016-12-12 | 2017-05-29 | Александр Владимирович Мараховский | In-pipe circulation piston |
| CN109870503A (en) * | 2019-04-09 | 2019-06-11 | 天津市水利科学研究院 | A kind of flaw detection equipment for Water delivery pipe line |
| CN109870503B (en) * | 2019-04-09 | 2024-03-01 | 天津市水利科学研究院 | Flaw detection equipment for novel water conveying pipeline |
| RU2773700C1 (en) * | 2021-09-17 | 2022-06-07 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет» | In-line intelligent pig for gas pipelines |
| RU2779721C1 (en) * | 2021-12-07 | 2022-09-12 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | In-line smart pig with adjustable speed for inspection of pipelines |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2102738C1 (en) | Flaw detector-tool for intrapipe examination of pipe-lines | |
| AU595748B2 (en) | Magnetic flux leakage probe with radially offset coils for use in nondestructives testing of pipes and tubes | |
| US6762602B1 (en) | Device for inspecting conduits made from ferromagnetic materials | |
| CA1321412C (en) | Detection of cross sectional area variation in a wire rope - case 2 | |
| RU2453835C1 (en) | Device to control pipeline walls | |
| US5402066A (en) | Method and apparatus for magnetically testing elongate objects using two circumferentially disposed arrays of magnets and two circumferentially disposed arrays of sensors | |
| US7038444B2 (en) | System and method for in-line stress measurement by continuous Barkhausen method | |
| US6854336B2 (en) | Measurement of stress in a ferromagnetic material | |
| JP2007263946A (en) | Sensor and method for eddy current flaw detection | |
| GB2157439A (en) | Method and apparatus for measuring defects in ferromagnetic tubing | |
| SK3172000A3 (en) | Eddy current pipeline inspection device and method | |
| JP4323725B2 (en) | Method and apparatus for making permanent magnetic signatures on buried cables and pipes | |
| CN107389782A (en) | Spiral nonmagnetic matrix high accuracy imaging detection device for the detection of pipeline tiny flaw | |
| US4929897A (en) | Method and apparatus for detecting cross sectional area variations in a elongate object by measuring radial magnetic flux variations using spaced-apart coils | |
| RU94003967A (en) | DEFEKTOSKOP - SHELL FOR INTRACTION TREATMENTS OF PIPELINES | |
| DE59507750D1 (en) | DEVICE AND METHOD FOR NON-DESTRUCTIVE MATERIAL TESTING | |
| RU2144182C1 (en) | Magnetic wall flaw detector | |
| RU2069288C1 (en) | Flaw detector-tool for internal examination of pipe-lines | |
| WO2005095943A1 (en) | System and method for in-line stress measurement by continuous barkhausen technique | |
| RU40804U1 (en) | IN-TUBE MAGNETIC DEFECTOSCOPE (OPTIONS) | |
| RU9967U1 (en) | MAGNETIC PASS DEFECTOSCOPE | |
| RU2102737C1 (en) | Gear for intrapipe magnetic flaw detection of wall of steel pipe-lines | |
| CN216013233U (en) | ACFM-MFL composite probe for omnidirectional defect detection of coiled tubing | |
| SU1590153A1 (en) | Apparatus for determining position of weld | |
| JPH0355099Y2 (en) |