RU2109206C1 - Method of inter-tube flaw detection and flaw detector- projectile for realization of this method - Google Patents
Method of inter-tube flaw detection and flaw detector- projectile for realization of this method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2109206C1 RU2109206C1 RU96107529/12A RU96107529A RU2109206C1 RU 2109206 C1 RU2109206 C1 RU 2109206C1 RU 96107529/12 A RU96107529/12 A RU 96107529/12A RU 96107529 A RU96107529 A RU 96107529A RU 2109206 C1 RU2109206 C1 RU 2109206C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flaw detector
- projectile
- hydraulic
- flaw
- module
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам неразрушающего контроля качества магистральных трубопроводов, в частности к способам внутритрубной дефектоскопии трубопроводов с помощью дефектоскопов-снарядов (Техника и технология транспорта и хранения нефти и газа. Под редакцией д.т.н. В.Ф.Новоселова,- М.: Недра 1992, с. 210). The invention relates to methods for non-destructive quality control of main pipelines, in particular to methods for in-line inspection of pipelines using flaw detectors (Technique and technology for transport and storage of oil and gas. Edited by Doctor of Technical Sciences V.F.Novoselova, - M. : Mineral Resources 1992, p. 210).
Известные способы внутритрубной дефектоскопии трубопроводов при помощи дефектоскопов-снарядов заключаются в измерении параметров материала стенки трубы с помощью чувствительных элементов, размещенных на дефектоскопе-снаряде, в процессе его непрерывного перемещения по трубопроводу в потоке транспортируемого продукта. Результаты измерений подвергаются первичной обработке и регистрируются в блоке памяти дефектоскопа-снаряда. Информация, накопленная в блоке памяти дефектоскопа-снаряда в результате его перемещения по многокилометровому контролируемому участку трубопровода, воспроизводится наземными средствами вторичной обработки информации после выемки дефектоскопа-снаряда на конечном участке трубопровода, идентифицируется и представляется пользователю. Known methods for in-pipe inspection of pipelines using flaw detectors-shells are to measure the parameters of the material of the pipe wall using sensing elements placed on the flaw detector-projectile in the process of its continuous movement through the pipeline in the flow of the transported product. The measurement results are subjected to primary processing and are recorded in the memory unit of the flaw detector-projectile. The information accumulated in the memory unit of the flaw detector – projectile as a result of its movement over a multi-kilometer controlled section of the pipeline is reproduced by ground means of secondary processing of information after the flaw detector – shell is taken out at the final section of the pipeline, it is identified and presented to the user.
Известные способы дефектоскопии трубопроводов для выявления дефектов стенок трубы, таких как раковины, трещины (продольные и поперечные), стресс-коррозия, участки напряженно-деформированного состояния стенок и т.д., могут использовать различные методы контроля (оптический, магнитный, электромагнитный, тепловой, радиационный и т.д.) в наведенном и остаточном электромагнитных полях или в собственном магнитном поле. (Неразрушающий контроль качества изделий электромагнитными методами,- М.: Энергия 1978, с. 8-15). Known methods for inspection of pipelines to detect defects in pipe walls, such as shells, cracks (longitudinal and transverse), stress corrosion, sections of the stress-strain state of walls, etc., can use various control methods (optical, magnetic, electromagnetic, thermal , radiation, etc.) in induced and residual electromagnetic fields or in its own magnetic field. (Non-destructive quality control of products by electromagnetic methods, - M .: Energy 1978, p. 8-15).
Анализ известных способов дефектоскопии трубопроводов позволяет сделать вывод о том, что одним из важных вопросов является достаточность получаемой информации для оценки параметров дефектов стенок с заданной точностью при имеющейся погрешности измерений. Система обработки информации с внутритрубного дефектоскопа по сути является системой распознавания объектов на трубопроводе. Это связано с тем, что кроме сигналов от дефектов стенок регистрируются также сигналы от разных объектов и элементов трубопровода: маркеров, отводов, сварных швов и т.д., поэтому необходимо разделение сигналов. При соблюдении единообразия и технических условий эта задача дефектоскопии решается довольно просто. Несколько сложнее обстоит дело с распознаванием дефектов, так как методы контроля, применяемые в дефектоскопии, относятся к непрямым методам определения параметров дефектов. Для получения более достоверной и более точной информации о дефекте необходим возврат дефектоскопа-снаряда в зону предполагаемого дефекта и повторная дефектоскопия зоны дефекта с меньшими скоростями движения. An analysis of the known methods of pipeline flaw detection allows us to conclude that one of the important issues is the sufficiency of the information obtained for evaluating the parameters of wall defects with a given accuracy with the existing measurement error. The information processing system from an in-line flaw detector is essentially a system for recognizing objects on a pipeline. This is due to the fact that in addition to signals from wall defects, signals are also recorded from various objects and pipeline elements: markers, bends, welds, etc., therefore, separation of signals is necessary. Subject to uniformity and technical conditions, this problem of flaw detection is solved quite simply. The situation with defect recognition is somewhat more complicated, since the control methods used in flaw detection relate to indirect methods for determining defect parameters. To obtain more reliable and more accurate information about the defect, it is necessary to return the flaw detector-projectile to the zone of the alleged defect and re-defectoscopy of the defect zone with lower speeds.
В известных способах внутритрубной дефектоскопии дефектоскоп-снаряд перемещается по трубе со скоростью, определяемой скоростью движения потока транспортируемого продукта, что не позволяет снизить скорость перемещения дефектоскопа-снаряда и тем более вернуть дефектоскоп-снаряд в зону предполагаемого дефекта для получения исчерпывающей информации о дефекте. In known methods of in-line flaw detection, a flaw detector-projectile moves through the pipe at a speed determined by the flow rate of the transported product, which does not allow reducing the speed of the flaw detector-projectile and, moreover, return the flaw detector to the zone of the alleged defect to obtain comprehensive information about the defect.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ внутритрубной дефектоскопии, заключающийся в измерении величины электрического тока, распределенного в стенках трубы, в процессе перемещения устройства по трубопроводу в потоке транспортируемого продукта, привязке к текущим координатам, регистрации результатов измерений и текущих координат и обработке результатов измерений [1]. Closest to the proposed method is a method of in-line flaw detection, which consists in measuring the magnitude of the electric current distributed in the pipe walls, in the process of moving the device through the pipeline in the flow of the transported product, binding to the current coordinates, recording the measurement results and current coordinates and processing the measurement results [1 ].
Данный способ обладает недостаточными точностью дефектоскопии и достоверностью информации, получаемой в результате его реализации. This method has insufficient precision flaw detection and the reliability of the information obtained as a result of its implementation.
Целью изобретения является повышение точности и увеличение достоверности информации, получаемой в процессе внутритрубной дефектоскопии, за счет проведения повторной дефектоскопии зоны предполагаемого дефекта со скоростью, обеспечивающей заданную точность измерений, а также расширение функциональных возможностей дефектоскопа-снаряда за счет совмещения операций дефектоскопии стенок трубопровода и его внешней изоляции. The aim of the invention is to improve the accuracy and reliability of the information obtained in the process of in-line flaw detection, by conducting repeated flaw detection of the zone of the alleged defect with a speed that provides the specified accuracy of the measurements, as well as expanding the functionality of the flaw detector-projectile by combining the operations of flaw detection of the walls of the pipeline and its external isolation.
Предлагаемый способ внутритрубной дефектоскопии при помощи дефектоскопов-снарядов заключается в измерении величины электрического тока, распределенного в стенках трубы, в процессе перемещения дефектоскопа-снаряда по трубопроводу в потоке транспортируемого продукта, привязке к текущим координатам и регистрации результатов измерений и текущих координат с последующей обработкой результатов измерений. Причем в процессе перемещения дефектоскопа-снаряда по трубопроводу измеряют параметры материала стенок трубы, а также в процессе перемещения дефектоскопа-снаряда по направлению потока транспортируемого продукта первоначально определяют отклонение величины параметров материала стенок трубы и величины электрического тока, распределенного в стенках трубы, от их заданных значений. Одновременно определяют и регистрируют координаты выявленного отклонения. Затем по сформированной в системе управления команде производят остановку дефектоскопа-снаряда, возвращают его к координатам выявленного отклонения и со скоростью, обеспечивающей заданную точность измерений, производят повторную дефектоскопию зоны выявленного отклонения. Наконец, производят последующую обработку и регистрацию информации в блоке памяти дефектоскопа-снаряда. The proposed method of in-line flaw detection using flaw detectors-shells consists in measuring the magnitude of the electric current distributed in the walls of the pipe, in the process of moving the flaw detector-projectile through the pipeline in the flow of the transported product, binding to the current coordinates and recording the measurement results and current coordinates with subsequent processing of the measurement results . Moreover, in the process of moving the flaw detector-projectile through the pipeline, the parameters of the material of the pipe walls are measured, and also in the process of moving the flaw detector-projectile in the direction of flow of the transported product, the deviation of the values of the material parameters of the pipe walls and the amount of electric current distributed in the pipe walls from their predetermined values is initially determined . At the same time, the coordinates of the detected deviation are determined and recorded. Then, according to the team formed in the control system, the flaw detector-projectile is stopped, returned to the coordinates of the detected deviation and, at a speed that ensures the specified measurement accuracy, a second defectoscopy of the detected deviation zone is performed. Finally, subsequent processing and recording of information in the memory unit of the flaw detector-projectile is carried out.
Известно устройство для нахождения дефектов в стенке подземного трубопровода, перемещающееся по трубопроводу под действием потока транспортируемого продукта. Оно содержит намагничивающую систему, индикаторную систему, электронный блок, записывающую систему и источник питания, расположенные в гибко связанных узлах, несущих на себе резиновые манжеты. Датчики индикаторной системы в известном устройстве укреплены между кольцами постоянных магнитов, установленных на амортизаторах, и размещены группами в кассетах, перекрывающих все сечение трубопровода. (Авт.св. N 246667, кл. G 01 V 3/11, 1969). A device is known for finding defects in the wall of an underground pipeline, moving through the pipeline under the influence of the flow of the transported product. It contains a magnetizing system, an indicator system, an electronic unit, a recording system and a power source located in flexibly connected nodes carrying rubber cuffs. The sensors of the indicator system in the known device are mounted between the rings of permanent magnets mounted on the shock absorbers, and placed in groups in cassettes, covering the entire cross section of the pipeline. (Aut. St. N 246667, class G 01 V 3/11, 1969).
Недостатком этого устройства является неспособность его перемещаться против потока транспортируемого продукта обратно в зону выявленного дефекта для повторной дефектоскопии. The disadvantage of this device is the inability to move it against the flow of the transported product back to the area of the detected defect for repeated flaw detection.
Наиболее близким к предлагаемому дефектоскопу-снаряду в части обеспечения функции его передвижения обратно в зону выявленного дефекта является устройство для перемещения в трубопроводе. Оно представляет собой двухзвенный механизм с приводом осевого возвратно-поступательного перемещения одного звена относительно другого, каждое звено которого имеет средство для фиксации в трубопроводе, состоящее из опорных надувных подушек и узла их радиального перемещения. Узлы радиального перемещения опорных надувных подушек выполнены в известном устройстве в виде кривошипно- ползунных механизмов, ползуны которых имеют возможность перемещения по оси звена с фиксацией в заданном положении, при этом каждая опорная надувная подушка размещена на шарнире, связывающем оба стержня диады соответствующего кривошипно-ползунного механизма, а каждый стержень состоит из двух звеньев, связанных посредством катаракта, поршень которого подпружинен, а канал, соединяющий полости катаракта, снабжен запорным органом. (авт. св. N 1278044, кл. B 08 B 9/04, 1986). The closest to the proposed flaw detector projectile in terms of providing the function of moving it back to the zone of the detected defect is a device for moving in the pipeline. It is a two-link mechanism with axial reciprocating movement of one link relative to the other, each link of which has a means for fixing in the pipeline, consisting of supporting air bags and a node for their radial movement. The nodes for the radial movement of the support air bags are made in the known device in the form of crank-slide mechanisms, the sliders of which can move along the axis of the link with fixation in a predetermined position, with each air bag supporting placed on a hinge connecting both dyad rods of the corresponding crank-slide mechanism and each rod consists of two links connected by cataract, the piston of which is spring-loaded, and the channel connecting the cataract cavity is equipped with a locking member. (ed. St. N 1278044, class B 08 B 9/04, 1986).
Недостатком известного устройства является невозможность использования для обеспечения его функционирования энергетики транспортируемого продукта и в связи с этим ограниченный ресурс его работы по питанию. Кроме того, известное устройство не может обеспечить предлагаемый способ внутритрубной дефектоскопии трубопроводов. A disadvantage of the known device is the inability to use the energy of the transported product to ensure its functioning and, therefore, the limited resource of its work on nutrition. In addition, the known device cannot provide the proposed method for in-line inspection of pipelines.
Наиболее близким к предлагаемому дефектоскопу-снаряду является устройство [1] , предназначенное для внутритрубной дефектоскопии, содержащее электрически связанные между собой блоки источников излучения, блоки чувствительных элементов, систему управления, систему определения координат, систему обработки и регистрации информации и систему электропитания. Оно представляет собой цилиндр с наружным диаметром, меньшим внутреннего диаметра трубопровода, перемещающийся вдоль трубопровода. Внутри цилиндра размещены две группы электромагнитных катушек на некотором расстоянии друг от друга, симметрично относительно оси трубопровода, электродвигатель, вращающий электромагнитные катушки, прибор, обрабатывающий данные о напряжении тока, вызываемого в катушках магнитным полем, создаваемым токами, циркулирующими в стенках трубопровода. По изменению тока определяются поврежденные места изоляции трубопровода. Closest to the proposed flaw detector-projectile is a device [1], designed for in-line flaw detection, containing electrically interconnected blocks of radiation sources, blocks of sensitive elements, a control system, a coordinate determination system, an information processing and recording system, and an electrical power system. It is a cylinder with an outer diameter smaller than the inner diameter of the pipeline, moving along the pipeline. Two groups of electromagnetic coils are placed inside the cylinder at a certain distance from each other, symmetrically relative to the axis of the pipeline, an electric motor rotating the electromagnetic coils, a device that processes data on the voltage induced in the coils by a magnetic field created by currents circulating in the walls of the pipeline. By changing the current, damaged places of the pipeline insulation are determined.
Данное устройство не может обеспечить предлагаемый способ внутритрубной дефектоскопии трубопроводов. This device cannot provide the proposed method for in-line inspection of pipelines.
Дефектоскоп-снаряд для осуществления предлагаемого способа внутритрубной дефектоскопии содержит электрически связанные между собой, блоки источников излучения, блоки чувствительных элементов, систему управления, систему определения координат, систему обработки и регистрации информации и систему электропитания. При этом дефектоскоп-снаряд содержит двухмодульный механизм с приводом осевого возвратно-поступательного перемещения одного модуля относительно другого, каждый модуль которого имеет опорные органы с узлами их радиального перемещения для фиксации в трубопроводе. Один из модулей снабжен аэродинамическим винтом, вращающимся от потока транспортируемого продукта. Энергия, накапливаемая с помощью вращения аэродинамического винта, используется для привода всех силовых узлов предлагаемого дефектоскопа-снаряда. Вал аэродинамического винта связан с валом гидронасоса, который в свою очередь связан рабочими магистралями через электрогидроклапаны с гидроприводом осевого возвратно-поступательного перемещения одного модуля относительно другого, с гидроприводами вращения блоков чувствительных элементов, с гидроприводом вращения электрогенератора системы электропитания, с гидроприводами узлов радиального перемещения опорных органов. Электрогидроклапаны включены в контур системы управления и с их помощью осуществляется управление фазами перемещения предлагаемого дефектоскопа-снаряда. При решении комплексной задачи контроля трубопроводов одновременно несколькими методами, например методом магнитной дефектоскопии и тепловым методом, дефектоскоп-снаряд снабжается соответствующими блоками источников излучения и блоками чувствительных элементов. A flaw detector for implementing the proposed method for in-line flaw detection contains electrically interconnected blocks of radiation sources, blocks of sensitive elements, a control system, a coordinate determination system, an information processing and recording system, and an electrical power system. At the same time, the flaw detector-projectile contains a two-module mechanism with an axial reciprocating drive of one module relative to another, each module of which has supporting bodies with nodes for their radial movement for fixing in the pipeline. One of the modules is equipped with an aerodynamic screw rotating from the flow of the transported product. The energy accumulated by rotating the aerodynamic propeller is used to drive all the power nodes of the proposed flaw detector-projectile. The shaft of the aerodynamic screw is connected to the shaft of the hydraulic pump, which in turn is connected by working lines through hydraulic valves with a hydraulic actuator of axial reciprocating movement of one module relative to another, with hydraulic actuators of rotation of the blocks of sensitive elements, with a hydraulic actuator of rotation of the electric generator of the power supply system, with hydraulic actuators of the nodes of the radial movement of supporting organs . Electrohydro valves are included in the control system circuit and with their help, the phases of movement of the proposed flaw detector-projectile are controlled. When solving the complex task of monitoring pipelines simultaneously by several methods, for example, by magnetic flaw detection and the thermal method, the flaw detector is supplied with appropriate blocks of radiation sources and blocks of sensitive elements.
Для обеспечения сканирования чувствительными элементами всей внутренней поверхности трубопровода блоки чувствительных элементов выполнены с возможностью их вращения относительно продольной оси предлагаемого дефектоскопа-снаряда от гидропривода, соединенного с гидронасосом. To ensure scanning by sensitive elements of the entire inner surface of the pipeline, the blocks of sensitive elements are made with the possibility of their rotation relative to the longitudinal axis of the proposed flaw detector-projectile from a hydraulic actuator connected to the hydraulic pump.
Для подзаряда аккумуляторной батареи, входящей в состав системы электропитания, используется электрогенератор, вращающийся от гидропривода, соединенного с гидронасосом. To recharge the battery, which is part of the power supply system, an electric generator is used, rotating from a hydraulic actuator connected to the hydraulic pump.
Для обеспечения перемещения и фиксации внутри трубопровода предлагаемый дефектоскоп-снаряд снабжен опорными органами, например опорными подпушками или ластами, с узлами их радиального перемещения, которые в зависимости от режима передвижения дефектоскопа-снаряда в трубопроводе, с помощью гидропривода, соединенного с гидронасосом, обеспечивают необходимое усилие прижима опорных поверхностей к внутренней поверхности трубопровода и, тем самым, необходимую скорость перемещения. To ensure movement and fixation inside the pipeline, the proposed flaw detector is equipped with supporting bodies, for example support sub-flaps or flippers, with nodes for their radial movement, which, depending on the mode of movement of the flaw detector-projectile in the pipeline, provide the necessary force with the help of a hydraulic actuator connected to the hydraulic pump pressing the supporting surfaces to the inner surface of the pipeline and, thereby, the necessary speed of movement.
Для организации шагового режима передвижения предлагаемого дефектоскопа-снаряда опорные органы выполнены в виде колес, снабженных тормозами мгновенного действия, например ленточными, с гидроприводом, связанным рабочими магистралями через электрогидроклапаны с гидронасосом, причем электрогидроклапаны в качестве исполнительных элементов включены в контур системы управления. To organize the step mode of movement of the proposed flaw detector-projectile, the supporting bodies are made in the form of wheels equipped with instant brakes, for example, belt brakes, with a hydraulic actuator connected by working lines through electrohydro valves with a hydraulic pump, moreover, electrohydro valves as actuators are included in the control system circuit.
Для организации непрерывного режима передвижения предлагаемого дефектоскопа-снаряда под действием потока транспортируемого продукта и возможности регулирования скорости передвижения на узлах радиального перемещения опорных колес закреплены кривошипно-кулисные механизмы, кулисы которых через кривошипы, установленные на осях опорных колес, связаны с поршнями регуляторов скорости, полости которых соединены между собой через ограничители расхода. Регулирование расхода рабочей жидкости между полостями регуляторов скорости позволяет изменять в необходимом интервале тормозное усилие опорных колес и тем самым регулировать скорость передвижения предлагаемого дефектоскопа-снаряда. To organize a continuous mode of movement of the proposed flaw detector-projectile under the action of the transported product flow and the ability to control the speed of movement on the nodes of the radial movement of the support wheels, crank-link mechanisms are fixed, the wings of which through the cranks mounted on the axes of the support wheels are connected to the pistons of the speed regulators, the cavities of which interconnected via flow limiters. Regulation of the flow rate of the working fluid between the cavities of the speed regulators allows you to change the braking force of the support wheels in the required interval and thereby control the speed of the proposed flaw detector-projectile.
На фиг. 1 изображен общий вид дефектоскопа-снаряда, продольный разрез; на фиг. 2 - конструкция опорных колес с ленточными тормозами; на фиг. 3 - конструкция кривошипно-кулисного механизма опорных колес. In FIG. 1 shows a General view of the flaw detector projectile, a longitudinal section; in FIG. 2 - the design of the support wheels with belt brakes; in FIG. 3 - design of the crank-link mechanism of the support wheels.
Дефектоскоп-снаряд, изображенный на фиг. 1, содержит модули 1 и 2, связанные между собой гидроприводом осевого возвратно-поступательного перемещения 3 одного модуля относительно другого. Гидропривод 3 связан с каждым из модулей с помощью шарнирного соединения. Каждый из модулей представляет собой гермоотсек, снаружи которого с помощью шарнирных соединений укреплены опорные органы 4 с узлами их радиального перемещения 5. Каждый из модулей имеет два ряда опорных органов, равномерно распределенных по диаметру гермоотсека в каждом из рядов. В ряду может быть, например, по 6 опорных органов. На наружной поверхности гермоотсека модуля 1 установлены блоки источников излучения 6, а на наружной поверхности гермоотсека модуля 2 - блоки чувствительных элементов 7 с гидроприводами их вращения 16. Внутри гермоотсека модуля 2 размещаются приборы системы управления 8, системы определения координат 9, системы обработки и регистрации информации 10 и система электропитания 11. На наружной поверхности гермоотсека модуля 1 установлен аэродинамический винт 12, вал которого через сальник соединен с валом гидронасоса 13, размещенного внутри гермоотсека. Гидронасос 13 через электрогидроклапаны 14 связан рабочими магистралями 15 с гидроприводом осевого возвратно-поступательного перемещения 3 одного модуля относительно другого, с гидроприводами вращения 16 блоков чувствительных элементов 7, с гидроприводом вращения 17 электрогенератора 18 системы электропитания 11 и с гидроприводами 19 узлов радиального перемещения 5 опорных органов 4. The flaw detector shown in FIG. 1, contains
Как показано на фиг. 2, на корпусе 1 гермоотсеков обоих модулей с помощью шарнирных соединений 20 установлены узлы радиального перемещения 5 с осями 21, на которые жестко посажены опорные колеса 4. Оси 21 охватываются лентами тормозя 22, которые с помощью узлов 23 крепятся к штокам 24 гидроприводов 25. Полости гидроприводов 25 рабочими магистралями 26, входящими в гермоотсеки через гермопроходники 27, связаны с электрогидроклапанами 14. Причем гидроприводы 25, обеспечивающие торможение опорных колес каждого из модулей, объединены с помощью рабочих магистралей в две отдельные группы, каждая из которых связана со своим электрогидроклапаном. As shown in FIG. 2, on the
Как показано на фиг. 3, на узлах радиального перемещения 5 опорных колес 4 с помощью шарнирных соединений 28 закреплены кривошипно-кулисные механизмы, кулисы 33 которых через кривошипы 32 и штоки 34 связаны с поршнями 35 регуляторов скорости. Полости каждого регулятора скорости через отверстия А и профильные щели 6 связаны с полостями ограничителя расхода. В каждой из двух полостей ограничителя расхода установлена гильза 29 с профильной щелью 6 и золотник 30 с отверстием С и дроссельным отверстием Д, подпружиненный пружиной 31. As shown in FIG. 3, on the nodes of the
Дефектоскоп-снаряд работает следующим образом. Flaw detector works as follows.
Через шлюзовую камеру снаряд вводится в начало контролируемого участка трубопровода. Причем на период контроля трубопровода подача транспортируемого продукта через него не прекращается. Оптимальная расчетная скорость движения снаряда по трубе составляет 1... 3 м/с при скорости движения транспортируемого продукта, например газа, до 17 м/с. Through the lock chamber, the projectile is introduced at the beginning of the controlled section of the pipeline. Moreover, for the period of control of the pipeline, the flow of the transported product through it does not stop. The optimal design velocity of the projectile along the pipe is 1 ... 3 m / s at a speed of movement of the transported product, such as gas, up to 17 m / s.
Предлагаемый дефектоскоп-снаряд имеет два режима передвижения по трубопроводу: непрерывный и шаговый. The proposed flaw detector-projectile has two modes of movement through the pipeline: continuous and step.
Непрерывный режим передвижения обеспечивается, так называемой "байпасной" схемой взаимодействия транспортируемого продукта и дефектоскопа-снаряда, при которой транспортируемый продукт обтекает элементы конструкции снаряда, создавая на них и на аэродинамическом винте 12 необходимую осевую силу, заставляющую снаряд непрерывно перемещаться в направлении потока транспортируемого продукта. Аэродинамический винт 12, обтекаемый транспортируемым продуктом, начинает вращаться. Отбор мощности с вала винта осуществляется гидронасосом 13, от которого запитывается вся гидросистема снаряда. A continuous mode of movement is provided by the so-called “bypass” interaction scheme between the transported product and the flaw detector-projectile, in which the transported product flows around the structure of the projectile, creating the necessary axial force on them and on the aerodynamic rotor 12, forcing the projectile to continuously move in the direction of flow of the transported product. The aerodynamic screw 12, streamlined by the transported product, begins to rotate. The selection of power from the shaft of the screw is carried out by a hydraulic pump 13, from which the entire hydraulic system of the projectile is fed.
С помощью гидроприводов 19 узлов радиального перемещения 5 опорных органов 4 (опорных подушек или ласт) обеспечивается необходимое усилие прижима опорных органов к внутренней поверхности трубы и тем самым регулирование тормозного момента дефектоскопа-снаряда. With the help of hydraulic drives 19 of the nodes of the radial movement of 5 supporting bodies 4 (supporting pads or fins), the necessary force is pressed to support the supporting bodies to the inner surface of the pipe and thereby controlling the braking torque of the flaw detector-projectile.
Регулирование шага аэродинамического винта и параметров гидронасоса по командам от системы управления 8 позволяет реализовать широкий диапазон изменения величины осевой силы, действующей на снаряд, что с одновременным регулированием тормозного момента позволяет поддерживать стабильность скорости его непрерывного движения в необходимом интервале, соответствующем выбранному закону управления. Adjusting the pitch of the aerodynamic propeller and the parameters of the hydraulic pump by commands from the control system 8 allows you to implement a wide range of changes in the magnitude of the axial force acting on the projectile, which, while controlling the braking torque, allows maintaining the stability of the speed of its continuous movement in the required interval corresponding to the selected control law.
Шаговый режим передвижения дефектоскопа-снаряда обеспечивается с помощью гидропривода осевого возвратно-поступательного перемещения 3 модуля 1 относительно модуля 2 и с помощью гидроприводов 19 узлов радиального перемещения 5 опорных органов 4. При подаче команды на переход к шаговому режиму передвижения гидроприводы 19, например модуля 1, создают на узлах радиального перемещения 5 такое усилие прижима опорных органов 4 к стенкам трубы, что модуль 1 неподвижно фиксируется в трубе. Затем с помощью гидропривода осевого возвратно-поступательного перемещения 3 модуль 2 перемещается в направлении против потока транспортируемого продукта на расстояние в пределах хода поршня гидропривода. Максимальная длина одного шага соответствует полной длине хода поршня гидропривода 3. Далее модуль 2 с помощью гидроприводов 19 фиксируется в трубе, а на модуле 1 усилие прижима опорных органов к стенкам трубы ослабляется и он с помощью гидропривода 3 подтягивается к модулю 2 и т.д. The step mode of movement of the flaw detector-projectile is provided by means of a hydraulic actuator of axial reciprocating movement 3 of
Предлагаемый дефектоскоп-снаряд может передвигаться в шаговом режиме и в направлении потока транспортируемого продукта, например, в случае большого угла подъема трубопровода на местности или в других случаях при получении команды от системы управления 8. The proposed flaw detector can move in stepwise mode and in the direction of flow of the transported product, for example, in the case of a large angle of elevation of the pipeline on the ground or in other cases when receiving a command from the control system 8.
В процессе контроля трубопровода дефектоскоп-снаряд совершает сложное движение. В режиме непрерывного передвижения снаряда по направлению потока транспортируемого продукта производится первоначальное определение отклонения величины параметров материала стенок трубы и величины электрического тока, распределенные в стенках трубы, от их заданных значений. На этом этапе обработка измеряемой информации идет в темпе ее поступления с одновременным определением и регистрацией координат выявленных отклонений с помощью систем 9 и 10. В случае выявления отклонения одного из измеряемых параметров ее его заданного значения система управления 8 дает команду на прекращение режима непрерывного передвижения снаряда и переход в режим шагового передвижения. Дефектоскоп-снаряд останавливается и начитает в шаговом режиме возвратно-поступательное передвижение к координатам выявленного отклонения. Когда в зоне выявленного отклонения оказываются блоки источников излучения 6 и блоки чувствительных элементов 7, производится фиксация дефектоскопа-снаряда в трубе и повторная дефектоскопия зоны предполагаемого дефекта, при которой модуль 2 с установленными на нем блоками чувствительных элементов 7 совершает продольное перемещение, а сами блоки 7 совершают вращательное движение со скоростями, обеспечивающими заданную точность измерений. На этом этапе производится повторная обработка и регистрация информации с помощью системы 10 и после ее окончания дефектоскоп-снаряд снова переходит в режим непрерывного передвижения в направлении потока транспортируемого продукта до выявления очередного отклонения измеряемых параметров от их заданных значений с определением координат этих отклонений. In the process of monitoring the pipeline flaw detector-shell makes a complex movement. In the mode of continuous movement of the projectile in the direction of flow of the transported product, an initial determination is made of the deviation of the material parameters of the pipe walls and the magnitude of the electric current distributed in the pipe walls from their predetermined values. At this stage, the processing of the measured information proceeds at the rate of its receipt with the simultaneous determination and registration of the coordinates of the detected deviations using systems 9 and 10. If a deviation of one of the measured parameters of its set value is detected, the control system 8 gives a command to terminate the continuous movement of the projectile and transition to a mode of step movement. The flaw detector stops and starts in a stepped mode reciprocating movement to the coordinates of the detected deviation. When blocks of radiation sources 6 and blocks of sensing elements 7 are in the zone of the detected deviation, the flaw detector-projectile is fixed in the pipe and the flaw detector of the zone of the alleged defect is repeated, in which module 2 with the sensing elements blocks 7 installed on it performs longitudinal movement and the blocks 7 themselves perform rotational motion with speeds providing a given measurement accuracy. At this stage, the information is re-processed and recorded using the system 10 and after its completion, the flaw detector-projectile again switches to the continuous movement mode in the direction of the transported product flow until the next deviation of the measured parameters from their specified values with the determination of the coordinates of these deviations is detected.
Аналогичный процесс передвижения дефектоскопа-снаряда поддерживается на всем контролируемом участке магистрального трубопровода. A similar process for moving a flaw detector-projectile is supported on the entire controlled section of the main pipeline.
В процессе передвижения дефектоскопа-снаряда и в период его фиксации в трубе блоки чувствительных элементов 7 совершают вращательное движение относительно продольной оси снаряда с помощью гидроприводов 16, соединенных через гидроклапаны 14 с гидронасосом 13. Чувствительные элементы блоков, прижимаемые к внутренней поверхности трубы, например с помощью гибких ласт, обеспечивают сканирование всей ее внутренней поверхности. During the movement of the flaw detector-projectile and during its fixation in the pipe, the blocks of sensing elements 7 rotate relative to the longitudinal axis of the projectile using hydraulic actuators 16 connected through
Как указывалось выше, контроль стенок трубопровода может проводиться в наведенном, в остаточном электромагнитных полях или в собственном магнитном поле. В зависимости от применяемого метода контроля или от комплексного применения нескольких методов контроля конструкции блоков источников излучений 6 и блоков чувствительных элементов 7 могут быть различны. Например, для контроля в наведенном магнитном поле блоки источников излучений 6 конструктивно представляют собой магнитную систему, намагничивающую стенки трубы до состояния насыщения, а поля рассеяния дефектов намагниченной стенки регистрируются с помощью чувствительных элементов, встроенных в магнитную систему и размещенных между ее полюсами. В этом случае элементы, размещенные в блоках 7 и чувствительные к наличию магнитного поля, будут регистрировать поля рассеяния дефектов остаточного магнитного поля при движении модуля 2 в направлении модуля 1, что позволяет получить дополнительную информацию, облегчающую выявление дефектов. As mentioned above, the control of the walls of the pipeline can be carried out in the induced, in the residual electromagnetic fields or in its own magnetic field. Depending on the applied control method or on the integrated application of several control methods, the design of blocks of radiation sources 6 and blocks of sensitive elements 7 can be different. For example, for monitoring in the induced magnetic field, the blocks of radiation sources 6 are constructively a magnetic system that magnetizes the pipe walls to a saturation state, and the scattering fields of defects of the magnetized wall are recorded using sensitive elements built into the magnetic system and placed between its poles. In this case, the elements placed in blocks 7 and sensitive to the presence of a magnetic field will register the scattering fields of defects of the residual magnetic field when the module 2 moves in the direction of
В случае применения метода контроля напряженно-деформированного состояния стенок по длине трубопровода блоки источников излучения 6 отсутствуют, а блоки 7 набираются из элементов, чувствительных к собственному магнитному полю трубопровода, например феррозондовыми датчиками или датчиками Холла. In the case of applying the method of monitoring the stress-strain state of the walls along the length of the pipeline, the blocks of radiation sources 6 are absent, and the blocks 7 are selected from elements sensitive to the magnetic field of the pipeline, for example, flux-gate sensors or Hall sensors.
В случае решения задачи контроля качества внешней изоляции трубопровода блоки источников излучения 6 также отсутствуют, а блоки 7 набираются из элементов, чувствительных к наличию переменного магнитного поля, наводимого токами катодной защиты трубопровода. In the case of solving the problem of controlling the quality of the external insulation of the pipeline, the blocks of radiation sources 6 are also absent, and the blocks 7 are drawn from elements sensitive to the presence of an alternating magnetic field induced by the cathodic protection currents of the pipeline.
Два последних метода контроля, например, конструктивно могут быть объединены в одном блоке чувствительных элементов 7. The last two control methods, for example, can be structurally combined in one block of sensitive elements 7.
Вращение блоков чувствительных элементов 7 вокруг продольной оси дефектоскопа-снаряда позволяет выявить наличие дефектов стенок трубы, расположенных вдоль ее образующей, например продольных трещин. The rotation of the blocks of sensitive elements 7 around the longitudinal axis of the flaw detector-projectile allows you to detect the presence of defects in the walls of the pipe located along its generatrix, for example longitudinal cracks.
Система управления 8 обеспечивает управление всеми фазами работы и движения дефектоскопа-снаряда по трубопроводу. Исполнительными органами для системы управления являются электрогидроклапаны 14. The control system 8 provides control of all phases of operation and movement of the flaw detector-projectile through the pipeline. The executive bodies for the control system are
Система определения координат 9 работает следующим образом. The coordinate system 9 operates as follows.
Она состоит из одометров, служащих для определения пройденного дефектоскопом-снарядом пути и продольной координаты дефекта. В качестве колес одометров используются опорные колеса 4, в которых по периметру на одинаковом расстоянии друг от друга устанавливаются магниты, а в опорах узлов радиального перемещения 5 закрепляются магниточувствительные микросхемы или катушки индуктивности, в которых при прохождении магнитов появляются сигналы, передаваемые в электронный блок системы обработки и регистрации информации 10. Дискретность прохождения сигналов от каждого одометра соответствует выбранной дискретности пройденного пути, а в электронном блоке производится усреднение информации, поступающей от нескольких одометров. Для определения угловой координаты дефекта используется то обстоятельство, что предлагаемый дефектоскоп-снаряд представляет собой самоустанавливающуюся конструкцию, которая за счет смещения центра масс занимает в трубе вполне определенное положение, а угол поворота блоков чувствительных элементов 7 относительно продольной оси дефектоскопа-снаряда всегда известен. It consists of odometers used to determine the path traveled by a flaw detector-projectile and the longitudinal coordinate of the defect. As the odometer wheels,
Система обработки и регистрации информации 10 обрабатывает и регистрирует всю измерительную и служебную информацию дефектоскопа-снаряда. Регистрация информации производится на жестком магнитном диске или flach-памяти. The system for processing and recording information 10 processes and registers all the measuring and service information of the flaw detector-projectile. Information is recorded on a hard magnetic disk or flach-memory.
Подзаряд аккумуляторной батареи, входящей в состав системы электропитания 11, осуществляется с помощью электрогенератора 18, вращающегося от гидропривода 17, соединенного рабочей магистралью 15 с гидронасосом 13. The recharge of the battery, which is part of the power supply system 11, is carried out using an electric generator 18, rotating from a hydraulic actuator 17, connected by a working line 15 to the hydraulic pump 13.
Обеспечение поочередной мгновенной остановки модулей 1 и 2 дефектоскопа-снаряда в режиме шагового передвижения осуществляется с помощью ленточных тормозов 22, заклинивающих оси 21 опорных колес 4 по командам от системы управления 8. Ensuring alternate
Регулятор скорости с ограничителем расхода, показанные на фиг.3, работают следующим образом. При движении поршня 35 в направлении стрелки рабочая жидкость свободно вытесняется через отверстие А из левой полости регулятора, через открытую профильную щель Б, отверстие С и дроссельное отверстие Д золотника левой полости ограничителя расхода и поступает на кромки дросселя золотника правой полости ограничителя, создавая на нем перепад давлений, который преодолевает усилие пружины 31 и, таким образом, перемещает правый золотник, уменьшая при этом проходное сечение профильной щели Б, через которую рабочая жидкость поступает в правую полость регулятора скорости. При движении поршня 35 в противоположном направлении происходит перекрытие профильной щели левым золотником и т.д. Величина перекрытия профильных щелей поддерживается золотниками такой, чтобы обеспечивался постоянный расход рабочей жидкости в полостях регулятора скорости и, таким образом, поддерживалась постоянная окружная скорость опорного колеса 4 независимо от усилий, действующих на дефектоскоп-снаряд. The speed controller with flow limiter shown in figure 3, operate as follows. When the
Регулирование окружной скорости опорных колес 4 и, тем самым скорости движения дефектоскопа-снаряда возможно путем регулирования проходного сечения профильных щелей с помощью дополнительного устройства по командам от системы управления 8. The regulation of the peripheral speed of the
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96107529/12A RU2109206C1 (en) | 1996-04-11 | 1996-04-11 | Method of inter-tube flaw detection and flaw detector- projectile for realization of this method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96107529/12A RU2109206C1 (en) | 1996-04-11 | 1996-04-11 | Method of inter-tube flaw detection and flaw detector- projectile for realization of this method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2109206C1 true RU2109206C1 (en) | 1998-04-20 |
| RU96107529A RU96107529A (en) | 1998-07-10 |
Family
ID=20179441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96107529/12A RU2109206C1 (en) | 1996-04-11 | 1996-04-11 | Method of inter-tube flaw detection and flaw detector- projectile for realization of this method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2109206C1 (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2562333C1 (en) * | 2014-10-09 | 2015-09-10 | Акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения"(АО"ВПК"НПО машиностроения") | Method for in-tube flow detection, and two-module flaw detector-shell |
| CN104943556A (en) * | 2015-04-29 | 2015-09-30 | 中国石油天然气股份有限公司 | Traction system for vehicle |
| RU2581757C1 (en) * | 2015-01-20 | 2016-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Intra-pipe vehicle (versions) |
| RU171365U1 (en) * | 2016-12-12 | 2017-05-29 | Александр Владимирович Мараховский | In-pipe circulation piston |
| RU2622355C2 (en) * | 2015-12-14 | 2017-06-14 | Виталий Александрович Мокляков | Method of intra-tube defectoscopy of pipeline walls |
| RU2746286C1 (en) * | 2020-09-10 | 2021-04-12 | Общество с ограниченной ответственностью «МИРРИКО» | Tracked vehicle for transportation in tanks with petroleum products and a robot for cleaning the tanks |
| RU211078U1 (en) * | 2021-12-30 | 2022-05-19 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Газтехэксперт" | Self-propelled hardware-software device for flaw detection of gas pipelines |
| CN115494156A (en) * | 2022-09-26 | 2022-12-20 | 周志勇 | Weld joint flaw detection device for pressure container and use method |
-
1996
- 1996-04-11 RU RU96107529/12A patent/RU2109206C1/en active
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2562333C1 (en) * | 2014-10-09 | 2015-09-10 | Акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения"(АО"ВПК"НПО машиностроения") | Method for in-tube flow detection, and two-module flaw detector-shell |
| RU2581757C1 (en) * | 2015-01-20 | 2016-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Intra-pipe vehicle (versions) |
| CN104943556A (en) * | 2015-04-29 | 2015-09-30 | 中国石油天然气股份有限公司 | Traction system for vehicle |
| RU2622355C2 (en) * | 2015-12-14 | 2017-06-14 | Виталий Александрович Мокляков | Method of intra-tube defectoscopy of pipeline walls |
| WO2017105281A3 (en) * | 2015-12-14 | 2017-07-20 | Виталий Александрович МОКЛЯКОВ | Inline pipeline wall inspection method |
| RU171365U1 (en) * | 2016-12-12 | 2017-05-29 | Александр Владимирович Мараховский | In-pipe circulation piston |
| RU2746286C1 (en) * | 2020-09-10 | 2021-04-12 | Общество с ограниченной ответственностью «МИРРИКО» | Tracked vehicle for transportation in tanks with petroleum products and a robot for cleaning the tanks |
| WO2022055393A1 (en) * | 2020-09-10 | 2022-03-17 | Общество с ограниченной ответственностью "МИРРИКО" | Endless track vehicle for cleaning storage tanks |
| RU211078U1 (en) * | 2021-12-30 | 2022-05-19 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Газтехэксперт" | Self-propelled hardware-software device for flaw detection of gas pipelines |
| CN115494156A (en) * | 2022-09-26 | 2022-12-20 | 周志勇 | Weld joint flaw detection device for pressure container and use method |
| CN115494156B (en) * | 2022-09-26 | 2023-05-26 | 周志勇 | Weld joint flaw detection device for pressure container and use method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2600439C (en) | Apparatus and method of determining casing thickness and permeability | |
| US7956605B2 (en) | Apparatus detecting relative body movement | |
| US8148976B2 (en) | Method and arrangement for the contactless inspection of moving electrically conductive substances | |
| US4659991A (en) | Method and apparatus for magnetically inspecting elongated objects for structural defects | |
| JP2535322B2 (en) | Tubular string defect detection apparatus and method | |
| RU2109206C1 (en) | Method of inter-tube flaw detection and flaw detector- projectile for realization of this method | |
| US7038444B2 (en) | System and method for in-line stress measurement by continuous Barkhausen method | |
| WO2014078298A1 (en) | Leak detection apparatus | |
| SA08290755B1 (en) | Device and Method for Nondestructive Testing of Pipelines | |
| KR101986428B1 (en) | Pipe inspection robot | |
| US20230204146A1 (en) | Improved robotic inline pipe inspection system & apparatus | |
| Wu et al. | Design of a leak sensor for operating water pipe systems | |
| Miro et al. | Towards automatic robotic ndt dense mapping for pipeline integrity inspection | |
| US5198765A (en) | Method of and apparatus for simultaneously testing a wire rope for multiple defects | |
| RU2102738C1 (en) | Flaw detector-tool for intrapipe examination of pipe-lines | |
| US4578642A (en) | Method and apparatus for measuring velocity of ferromagnetic tubing | |
| US20240230515A1 (en) | Method and inspection device for examining the cathodic protection of a, more particularly ferromagnetic, pipeline | |
| RU2172954C2 (en) | Process of flaw detection inspection of pipe-lines and gear for its implementation | |
| RU96107529A (en) | METHOD FOR IN-TUBE DEFECTOSCOPY AND DEFECTOSCOPE-APPARATUS FOR ITS IMPLEMENTATION | |
| Giang et al. | An inspection robot for detecting and tracking welding seam | |
| Makar et al. | Three dimensional mapping of corrosion pits in cast iron pipe using the remote field effect | |
| RU2069288C1 (en) | Flaw detector-tool for internal examination of pipe-lines | |
| RU2361198C1 (en) | Pig-defectoscope with variable speed of movement | |
| KR20230030310A (en) | Pipe inspection method of robot | |
| RU2008103867A (en) | SPEED CONTROL METHOD AND IN-TUBE DEFECTOSCOPE APPARATUS WITH REGULATED MOVEMENT SPEED |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner |