RU215140U1 - FLAW SENSOR BLOCK - Google Patents

FLAW SENSOR BLOCK Download PDF

Info

Publication number
RU215140U1
RU215140U1 RU2022113214U RU2022113214U RU215140U1 RU 215140 U1 RU215140 U1 RU 215140U1 RU 2022113214 U RU2022113214 U RU 2022113214U RU 2022113214 U RU2022113214 U RU 2022113214U RU 215140 U1 RU215140 U1 RU 215140U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
housing
sensor
flaw detector
blocks
pipeline
Prior art date
Application number
RU2022113214U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Николаевич Бельский
Алексей Анатольевич Бакулин
Александр Викторович Лисковский
Игорь Павлович Евсюков
Алексей Вячеславович Большаков
Данила Ильич Зубарев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "НЕФТЕГАЗПЕРСПЕКТИВА"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "НЕФТЕГАЗПЕРСПЕКТИВА" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "НЕФТЕГАЗПЕРСПЕКТИВА"
Application granted granted Critical
Publication of RU215140U1 publication Critical patent/RU215140U1/en

Links

Images

Abstract

Полезная модель относится к области магнитной дефектоскопии, к устройствам для неразрушающего контроля трубопроводов и касается магнитной измерительной системы внутритрубного дефектоскопа. Блок датчиков дефектоскопа содержит корпус, в котором расположены датчики, корпус имеет первый конец, который проходит параллельно продольной оси корпуса, промежуточную часть, которая проходит под углом α к концам, и второй конец, который проходит параллельно продольной оси корпуса, при этом значение угла α составляет менее 90°. Техническим результатом является обеспечение надежности прохождения дефектоскопа по трубам со сложной геометрией и целостности данных дефектоскопа. 8 ил.

Figure 00000002
The utility model relates to the field of magnetic flaw detection, to devices for non-destructive testing of pipelines and concerns the magnetic measuring system of an in-line flaw detector. The flaw detector sensor block contains a housing in which sensors are located, the housing has a first end that runs parallel to the longitudinal axis of the housing, an intermediate part that runs at an angle α to the ends, and a second end that runs parallel to the longitudinal axis of the housing, while the value of the angle α is less than 90°. The technical result is to ensure the reliability of the passage of the flaw detector through pipes with complex geometry and the integrity of the data of the flaw detector. 8 ill.
Figure 00000002

Description

Полезная модель относится к области магнитной дефектоскопии, к устройствам для неразрушающего контроля трубопроводов и касается магнитной измерительной системы внутритрубного дефектоскопа.The utility model relates to the field of magnetic flaw detection, to devices for non-destructive testing of pipelines and concerns the magnetic measuring system of an in-line flaw detector.

Известна матрица для датчиков (CN 104007174 от 2014-08-27). Полость для размещения детектирующего элемента (датчика) имеет Z-образную структуру. Полость для размещения датчика имеет монтажную направляющую канавку, квадратный паз, электрически соединенный с полостью устройства детектирующего элемента. Недостатком данного технического решения является то, что датчик имеет Z-образную форму не по всей своей высоте. Это может привести к зацеплению соседних датчиков между собой при их независимом складывании в сужении трубопровода. Заявленный блок датчиков имеет Z-образную форму по всей своей высоте и лишен вышеуказанного недостатка прототипа, а также более прост в изготовлении.Known matrix for sensors (CN 104007174 from 2014-08-27). The cavity for placing the detecting element (sensor) has a Z-shaped structure. The cavity for placing the sensor has a mounting guide groove, a square groove electrically connected to the cavity of the detecting element device. The disadvantage of this technical solution is that the sensor has a Z-shape not along its entire height. This can lead to the meshing of adjacent sensors with each other when they are independently folded in the constriction of the pipeline. The claimed sensor unit has a Z-shape over its entire height and is devoid of the above disadvantage of the prototype, and is also easier to manufacture.

Наиболее близким по технической сущности является сенсорная система для встроенного инструмента контроля (WO 2006067369 от 2006-06-29), содержащая блоки датчиков. При этом каждый блок датчиков имеет первый конец 12a на одном осевом конце блока датчиков, который проходит в целом перпендикулярно продольной оси корпуса, промежуточная часть 12b проходит под углом, наклоненным к концам, затем дополнительная промежуточная часть проходит в целом параллельно продольной оси корпуса и имеется еще одна наклонная часть, но наклоненная в противоположном направлении к промежуточной части, заканчивающаяся концом на противоположном осевом конце датчика. Это означает, что зазор между блоками датчиков следует по извилистой траектории и имеется область, в которой датчики перекрываются в окружном направлении. Недостатком данного технического решения является слишком сложная форма блока датчиков с тремя перегибами в продольном направлении, что приведет к увеличению стоимости изготовления. Заявленный блок датчиков имеет Z-образную форму с двумя перегибами. Это упрощает конструкцию устройства.The closest in technical essence is a sensor system for built-in control tool (WO 2006067369 from 2006-06-29), containing sensor units. In this case, each sensor unit has a first end 12a at one axial end of the sensor unit, which runs generally perpendicular to the longitudinal axis of the housing, the intermediate part 12b runs at an angle inclined to the ends, then the additional intermediate part runs generally parallel to the longitudinal axis of the housing and there is still one inclined part, but inclined in the opposite direction to the intermediate part, ending at the opposite axial end of the sensor. This means that the gap between the sensor units follows a tortuous path and there is an area in which the sensors overlap in the circumferential direction. The disadvantage of this technical solution is the too complex shape of the sensor unit with three bends in the longitudinal direction, which will lead to an increase in manufacturing cost. The claimed sensor unit has a Z-shape with two folds. This simplifies the design of the device.

Техническая задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в разработке формы блока датчиков дефектоскопа.The technical problem to be solved by the utility model is to develop the shape of the flaw detector sensor unit.

Данная задача решается тем, что блок датчиков дефектоскопа содержит корпус, в котором расположены датчики, корпус имеет первый конец, который проходит параллельно продольной оси корпуса, промежуточную часть, которая проходит под углом α к концам, и второй конец, который проходит параллельно продольной оси корпуса, при этом значение угла α составляет менее 90°.This problem is solved by the fact that the flaw detector sensor block contains a housing in which the sensors are located, the housing has a first end that runs parallel to the longitudinal axis of the housing, an intermediate part that runs at an angle α to the ends, and a second end that runs parallel to the longitudinal axis of the housing , while the value of the angle α is less than 90°.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является обеспечение надежности прохождения дефектоскопа по трубам со сложной геометрией и целостности данных дефектоскопа. The technical result provided by the above set of features is to ensure the reliability of the passage of the flaw detector through pipes with complex geometry and the integrity of the flaw detector data.

Магнитная измерительная система для дефектоскопа с продольным намагничиванием позволяет выявлять дефекты по полю рассеяния, возникающему в месте их расположения, определять принадлежность дефекта к внутренней стенке трубопровода, осуществлять индикацию искажений геометрии внутренней стенки трубопровода, связанной со вмятинами, поперечными швами и др. Отдельные датчики Холла, фиксирующие рассеяние магнитного поля от дефекта, имеют малый размер (диаметр сечения 1,5 …2 мм), поэтому конструктивно их целесообразно объединять в блоки. Блоки датчиков устанавливаются на корпусе дефектоскопа по окружности при помощи подвесов между двух колец магнитов противоположной полярности и щетками - элементами, передающими магнитный поток к внутренней стенке трубопровода. При движении дефектоскопа блоки датчиков прижаты к внутренней поверхности трубы.A magnetic measuring system for a flaw detector with longitudinal magnetization makes it possible to detect defects by the stray field that occurs at their location, to determine whether a defect belongs to the inner wall of the pipeline, to indicate distortions in the geometry of the inner wall of the pipeline associated with dents, transverse seams, etc. Separate Hall sensors, fixing the scattering of the magnetic field from the defect, have a small size (section diameter 1.5 ... 2 mm), so it is structurally expedient to combine them into blocks. Sensor blocks are mounted on the flaw detector body around the circumference using suspensions between two rings of magnets of opposite polarity and brushes - elements that transmit magnetic flux to the inner wall of the pipeline. When the flaw detector moves, the sensor blocks are pressed against the inner surface of the pipe.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено The essence of the utility model is illustrated by drawings, which show

на фиг. 1 - общий вид устройства; in fig. 1 - general view of the device;

на фиг. 2 - вид блока датчиков сверху и сбоку;in fig. 2 - top and side view of the sensor block;

на фиг. 3 - общий вид расположения блоков датчиков прямоугольной формы в трубопроводе;in fig. 3 - general view of the arrangement of rectangular sensor blocks in the pipeline;

на фиг. 4 - общий вид расположения блоков датчиков Z-образной формы в трубопроводе;in fig. 4 is a general view of the location of the Z-shaped sensor blocks in the pipeline;

на фиг. 5 - сравнительная схема расположения в трубопроводе блоков датчиков прямоугольной и Z-образной формы;in fig. 5 is a comparative diagram of the arrangement of rectangular and Z-shaped sensor blocks in the pipeline;

на фиг. 6 - сравнительная схема расположения датчиков Холла в блоках датчиков прямоугольной и Z-образной формы;in fig. 6 is a comparative layout of Hall sensors in rectangular and Z-shaped sensor blocks;

на фиг. 7 - чертеж блоков датчиков прямоугольной и Z-образной формы;in fig. 7 is a drawing of rectangular and Z-shaped sensor blocks;

на фиг. 8 - сравнительна схема расположения блоков датчиков прямоугольной и Z-образной формы в сужении трубопровода.in fig. 8 is a comparative diagram of the arrangement of rectangular and Z-shaped sensor blocks in a pipeline constriction.

Корпус блока датчиков 1 имеет Z-образную форму (фиг.1), выполнен из эпоксидного компаунда и крепится на кронштейне 2 посредством шпилек 3 с гайками 4. Кронштейн выполнен из немагнитной стали и имеет на внешней поверхности твердое износостойкое покрытие. В кронштейне выполнены два прямоугольных отверстия. Поверхность блока датчиков в отверстиях кронштейна закрыта двумя керамическими немагнитными и неэлектропроводящими вставками 5. В углах кронштейна вклеены четыре твердосплавных шарика 6. Крепления блока датчиков в дефектоскопе происходит посредством рычага 7, закрепленного петлевым соединением к кронштейну 2. С противоположной стороны блок датчиков крепится посредством зацепа 8, закреплённого шпильками с гайками. Отверстия кронштейна с твердыми керамическими немагнитными и неэлектропроводящими вставками позволяют датчикам блока фиксировать изменения электромагнитного поля без искажений и без износа поверхности блока датчиков. Наличие твердосплавных вставок и твердосплавных шариков, а также наличие твердого износостойкого покрытия на кронштейне и рычаге позволяет снизить износ деталей, взаимодействующих с внутренней поверхностью трубопровода.The body of the sensor unit 1 has a Z-shape (figure 1), is made of epoxy compound and is mounted on the bracket 2 by means of studs 3 with nuts 4. The bracket is made of non-magnetic steel and has a hard wear-resistant coating on the outer surface. The bracket has two rectangular holes. The surface of the sensor block in the holes of the bracket is closed with two ceramic non-magnetic and non-conductive inserts 5. Four hard-alloy balls are glued in the corners of the bracket 6. The sensor block is fixed in the flaw detector by means of a lever 7, fixed by a loop connection to the bracket 2. On the opposite side, the sensor block is attached by means of a hook 8 secured with studs and nuts. Bracket holes with hard ceramic non-magnetic and non-conductive inserts allow the block sensors to detect changes in the electromagnetic field without distortion and without wear of the surface of the sensor block. The presence of hard-alloy inserts and hard-alloy balls, as well as the presence of a hard wear-resistant coating on the bracket and lever, makes it possible to reduce the wear of parts interacting with the inner surface of the pipeline.

Каждый блок датчиков имеет первый конец 9, который проходит параллельно продольной оси корпуса, промежуточную часть 10, которая проходит под углом α к концам, второй конец 11, который проходит параллельно продольной оси корпуса. Диапазон угла α до 90°. На прохождение сужений трубопровода угол изгиба блока датчиков не влияет. При изменении угла изгиба и сохранении перекрытия датчиков будет меняться протяженность промежуточной (наклонной) части 10 блока датчиков и, соответственно, длина блока датчиков. Увеличение длины блока датчиков при малых углах α может быть невыгодно, например, при прохождении отводов (изгибов) трубопровода, т.к. в этом случае увеличится и общая длина секции дефектоскопа, и он не “впишется” в поворот трубы. С другой стороны, при больших углах α у блока датчиков появляется кромка, направленная поперек движения дефектоскопа, что может привести к зацеплению блока датчиков за неровности поверхности трубы, повреждению его подвеса, интенсивному износу его кронштейна. Поэтому наиболее предпочтительный диапазон α от 30° до 60°. Средний угол 45° удобен с точки зрения технологичности изготовления.Each sensor unit has a first end 9 that runs parallel to the longitudinal axis of the housing, an intermediate part 10 that runs at an angle α to the ends, a second end 11 that runs parallel to the longitudinal axis of the housing. Angle range α up to 90°. The bending angle of the sensor unit does not affect the passage of pipeline constrictions. When changing the bending angle and maintaining the overlap of the sensors will change the length of the intermediate (inclined) part 10 of the sensor unit and, accordingly, the length of the sensor unit. An increase in the length of the sensor block at small angles α may be disadvantageous, for example, when passing bends (bends) of the pipeline, because in this case, the total length of the flaw detector section will also increase, and it will not “fit” into the pipe turn. On the other hand, at large angles α, the sensor block has an edge directed across the movement of the flaw detector, which can lead to the sensor block catching on the roughness of the pipe surface, damage to its suspension, and intensive wear of its bracket. Therefore, the most preferred range of α is from 30° to 60°. An average angle of 45° is convenient in terms of manufacturability.

Схема расположения блоков датчиков прямоугольной формы в трубопроводе представлена на фиг. 3 (поверхность трубы не показана). Для обеспечения возможности прохождения массивом блоков датчиков сужений трубопровода при размещении блоков датчиков на дефектоскопе необходимо предусматривать зазор Δ между соседними блоками (фиг. 4, 5). Величина зазора Δ должна быть тем больше, чем больше заданная степень сужения трубопровода (чем меньше отношение ∅D1/∅D). Вследствие этого количество блоков датчиков, которое возможно разместить по окружности трубы, уменьшается, что приводит к потере части данных при диагностике. Изготовление блока датчиков Z-образной формы позволяет устранить этот недостаток.The layout of the rectangular sensor blocks in the pipeline is shown in Fig. 3 (pipe surface not shown). To enable the array of sensor blocks to pass through the constriction of the pipeline when the sensor blocks are placed on the flaw detector, it is necessary to provide a gap Δ between adjacent blocks (Fig. 4, 5). The gap value Δ should be the greater, the greater the specified degree of narrowing of the pipeline (the smaller the ratio ∅D1/∅D). As a result, the number of sensor units that can be placed around the circumference of the pipe is reduced, which leads to the loss of part of the data during diagnostics. The manufacture of a Z-shaped sensor block eliminates this disadvantage.

Сравнительная схема расположения отдельных датчиков Холла в блоках датчиков прямоугольной и Z-образной формы одинаковой ширины B при одинаковом числе датчиков Холла в блоке и одинаковой величине зазора Δ между блоками показана на фиг. 6. По схеме видно, что в случае использования блоков датчиков прямоугольной формы расстояние p2 между крайними датчиками Холла в соседних блоках больше шага p - расстояния между датчиками Холла в блоке (шаг p обычно составляет 3…5 мм). В случае использования блоков датчиков Z-образной формы расстояние p1 между крайними датчиками Холла в соседних блоках может быть равно шагу р. Таким образом, при прочих равных условиях при использовании блоков датчиков Z-образной формы на окружности внутренней поверхности трубопровода можно разместить больше датчиков Холла, чем при использовании прямоугольных блоков (фиг. 4). Этим обеспечивается целостность данных дефектоскопа.A comparative diagram of the location of individual Hall sensors in blocks of rectangular and Z-shaped sensors of the same width B with the same number of Hall sensors in the block and the same gap Δ between the blocks is shown in Fig. 6. The diagram shows that in the case of using rectangular sensor blocks, the distance p2 between the extreme Hall sensors in neighboring blocks is greater than the step p - the distance between the Hall sensors in the block (p step is usually 3 ... 5 mm). In the case of using Z-shaped sensor blocks, the distance p1 between the extreme Hall sensors in adjacent blocks can be equal to the pitch p. Thus, ceteris paribus, when using Z-shaped sensor blocks, more Hall sensors can be placed on the circumference of the inner surface of the pipeline than when using rectangular blocks (Fig. 4). This ensures the integrity of the flaw detector data.

Например, при использовании блоков датчиков (фиг. 7) в трубопроводе с наружным диаметром трубы 273 мм при условии обеспечения возможности прохождения дефектоскопом сужения трубопровода диаметром 232 мм (85% от наружного диаметра) на дефектоскопе возможно разместить 28 блоков датчиков Z-образной формы или 224 датчика Холла (по 8 в каждом блоке) при A=57 мм, C=22 мм, B=28 мм. В случае применения блоков датчиков прямоугольной формы, при тех же условиях, на дефектоскопе возможно разместить только 22 блока датчиков или 176 датчиков Холла (фиг.8) при A1=44 мм, B=28 мм. Соответственно, при решении обратной задачи с фиксированным общим числом датчиков Холла массив блоков датчиков Z-образной формы будет иметь возможность проходить сужения трубопровода меньшего диаметра по сравнению с массивом блоков датчиков прямоугольной формы.For example, when using sensor blocks (Fig. 7) in a pipeline with an outer pipe diameter of 273 mm, provided that the flaw detector can pass through the narrowing of the pipeline with a diameter of 232 mm (85% of the outer diameter), it is possible to place 28 Z-shaped sensor blocks or 224 Hall sensors (8 in each block) at A=57 mm, C=22 mm, B=28 mm. In the case of using rectangular sensor blocks, under the same conditions, it is possible to place only 22 sensor blocks or 176 Hall sensors on the flaw detector (Fig. 8) at A1=44 mm, B=28 mm. Accordingly, when solving the inverse problem with a fixed total number of Hall sensors, an array of Z-shaped sensor blocks will be able to pass pipeline constrictions of a smaller diameter compared to an array of rectangular sensor blocks.

Каждый блок датчиков имеет первый конец 1, который проходит параллельно продольной оси корпуса, промежуточную часть 2, которая проходит под углом α к концам, второй конец 3, который проходит параллельно продольной оси корпусаEach sensor unit has a first end 1 that runs parallel to the longitudinal axis of the housing, an intermediate part 2 that runs at an angle α to the ends, a second end 3 that runs parallel to the longitudinal axis of the housing

Claims (1)

Блок датчиков дефектоскопа, содержащий корпус, в котором расположены датчики, отличающийся тем, что корпус имеет первый конец, который проходит параллельно продольной оси корпуса, промежуточную часть, которая проходит под углом
Figure 00000001
к концам, и второй конец, который проходит параллельно продольной оси корпуса, при этом значение угла
Figure 00000001
составляет 45°.
A block of flaw detector sensors, containing a housing in which sensors are located, characterized in that the housing has a first end that runs parallel to the longitudinal axis of the housing, an intermediate part that runs at an angle
Figure 00000001
to the ends, and the second end, which runs parallel to the longitudinal axis of the housing, while the value of the angle
Figure 00000001
is 45°.
RU2022113214U 2022-05-17 FLAW SENSOR BLOCK RU215140U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU215140U1 true RU215140U1 (en) 2022-11-30

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006067369A1 (en) * 2004-12-22 2006-06-29 Pii Limited. A sensor system for an in-line inspection tool
RU2293312C1 (en) * 2005-07-19 2007-02-10 Александр Максимилианович Попович Intratube flaw detector's transducer system set (versions)
CN102798666A (en) * 2012-08-06 2012-11-28 中国石油天然气集团公司 Axial crack defect internal detector for pipe wall based on magnetostrictive effect
CN104007174A (en) * 2014-06-12 2014-08-27 北京华航无线电测量研究所 Sensor array for internal inspection of long oil and gas conveying pipeline

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006067369A1 (en) * 2004-12-22 2006-06-29 Pii Limited. A sensor system for an in-line inspection tool
RU2293312C1 (en) * 2005-07-19 2007-02-10 Александр Максимилианович Попович Intratube flaw detector's transducer system set (versions)
CN102798666A (en) * 2012-08-06 2012-11-28 中国石油天然气集团公司 Axial crack defect internal detector for pipe wall based on magnetostrictive effect
CN104007174A (en) * 2014-06-12 2014-08-27 北京华航无线电测量研究所 Sensor array for internal inspection of long oil and gas conveying pipeline

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8368395B2 (en) Magnetic inspection device and method for detecting loss in metallic cross section
AU2005238857B2 (en) ID-OD discrimination sensor concept for a magnetic flux leakage inspection tool
RU2529655C2 (en) Device of pipeline control with double spiral matrix of electromagnetoacoustic sensors
CN101936949B (en) Pipeline inspection tool with double spiral electromagnetic audio transducer (emat) sensor array
CN108226277A (en) The outer detection probe of a kind of leakage field, electromagnetic acoustic and vortex composite pipeline
CN102460143B (en) Apparatus and method for measuring deposit sediment on inside wall of tube
CN108088900B (en) Multifunctional composite probe for pipeline internal detection
WO2019109872A1 (en) Detection system and method for concentration fluid nonmetal particles
JP6006990B2 (en) Eddy current testing probe
Kim et al. Eddy current probes of inclined coils for increased detectability of circumferential cracks in tubing
JPS62251606A (en) Eddy current probe
RU215140U1 (en) FLAW SENSOR BLOCK
RU2557336C2 (en) Pipeline testing instrument with inclined magnetiser
JP5829674B2 (en) Ultrasonic inspection apparatus for tube and ultrasonic inspection method for tube
RU117186U1 (en) MULTI-SECTION IN-TUBE MAGNETIC DEFECTOSCOPE
KR100638997B1 (en) Magnetic flux leakage pig and sensor module installed at the magnetic flux leakage
JP5687021B2 (en) Calibration method, calibration jig and tube inspection method
KR20190000715U (en) Inspection apparatus for heat exchanger tube
JPH0639331Y2 (en) Eddy current flaw detection coil
CN106290551A (en) The multiple dimensioned leakage field accurate detecting method of a kind of pipe corrosion and device
SU650002A1 (en) Acoustic unit for ultrasonic inspection of tubes
KR20200030327A (en) Eddy current probe having tilted coils
JPH10239283A (en) Eddy current flaw-detecting probe
Seo et al. Study on the Distortion of Detecting Signals with the Multi-Defects in Magnetic Flux Leakage System
JPH10239282A (en) Eddy current flaw-detecting probe