RU2176082C1 - Intrapipe magnetic flaw detector - Google Patents
Intrapipe magnetic flaw detector Download PDFInfo
- Publication number
- RU2176082C1 RU2176082C1 RU2000132532A RU2000132532A RU2176082C1 RU 2176082 C1 RU2176082 C1 RU 2176082C1 RU 2000132532 A RU2000132532 A RU 2000132532A RU 2000132532 A RU2000132532 A RU 2000132532A RU 2176082 C1 RU2176082 C1 RU 2176082C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flaw detector
- magnetic field
- pipeline
- elements
- specified
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для внутритрубного неразрушающего контроля трубопроводов, главным образом уложенных магистральных газопроводов путем пропуска внутри контролируемого трубопровода устройства, состоящего из одного или нескольких транспортных модулей, продвигающихся внутри трубопровода за счет давления потока газа, транспортируемого по трубопроводу, с установленными на корпусе датчиками, чувствительными к каким-либо параметрам, отражающим техническое состояние магистрального трубопровода. Устройство может быть использовано также для внутритрубного контроля нефтепроводов и нефтепродуктопроводов. The invention relates to devices for in-pipe non-destructive testing of pipelines, mainly laid main gas pipelines by passing inside a monitored pipeline a device consisting of one or more transport modules moving inside the pipeline due to the pressure of the gas flow transported through the pipeline, with sensors sensitive to the body to any parameters reflecting the technical condition of the main pipeline. The device can also be used for in-line inspection of oil pipelines and oil product pipelines.
Известен внутритрубный магнитный дефектоскоп (О современном состоянии контроля надежности магистральных трубопроводов. - Дефектоскопия, N 1, 2000, стр. 3-17 [1]), включающий в себя корпус, установленные на корпусе средства намагничивания стенки трубопровода и датчики магнитного поля в виде импедансных феррозондов. Known in-line magnetic flaw detector (On the current state of monitoring the reliability of trunk pipelines. - Flaw detection,
Показания феррозондовых датчиков сложным образом зависят от взаимной ориентации датчика и поля дефекта материала, что затрудняет идентификацию дефектов материала на неровных участках внутренней поверхности трубопровода. The readings of fluxgate sensors in a complex way depend on the relative orientation of the sensor and the field of the material defect, which makes it difficult to identify material defects on uneven sections of the inner surface of the pipeline.
Известен внутритрубный магнитный дефектоскоп British Gas Corporation (GB 2044459, МПК G 01 N 27/82, 15.10.1980 [2], патент- аналог US 4330748), а также внутритрубный магнитный дефектоскоп Vetco Pipeline Services Inc. (US 5532587, МПК G 01 N 27/72, 02.07.1996 [3], патентный документ-аналог: СА 2085048), включающий корпус, установленные на корпусе средства намагничивания стенки трубопровода, эластичные манжеты, индукционные датчики магнитного поля, установленные в виде двух поясов таким образом, что датчики второго пояса перекрывают области на стенке трубопровода, соответствующие зазорам между датчиками первого пояса датчиков. Known in-line magnetic flaw detector British Gas Corporation (GB 2044459, IPC G 01 N 27/82, 10/15/1980 [2], patent analogue US 4330748), as well as in-line magnetic flaw detector Vetco Pipeline Services Inc. (US 5532587, IPC G 01 N 27/72, 07/02/1996 [3], patent document-analogue: CA 2085048), including a housing mounted on the housing of the magnetization of the pipe wall, elastic cuffs, induction magnetic field sensors installed in the form two belts in such a way that the sensors of the second belt overlap the areas on the pipe wall corresponding to the gaps between the sensors of the first sensor belt.
Индукционные датчики измеряют магнитное поле только в момент перемещения, что затрудняет измерения на участках трубопроводов, на которых происходит значительное торможение внутритрубного дефектоскопа (в частности, в местах сужения сечения трубопровода, на поворотах малого радиуса). Induction sensors measure the magnetic field only at the moment of movement, which makes it difficult to measure in sections of pipelines where there is significant braking of the in-line flaw detector (in particular, in places of narrowing of the cross-section of the pipeline, at bends of small radius).
Известен внутритрубный магнитный дефектоскоп (SU 1157443, MПК G 01 N 27/82, 23.05.85 [4], включающий корпус, систему намагничивания стенки трубопровода, магниточувствительные элементы, размещенные во внутренней полости эластичной (резиновой) манжеты. Known in-line magnetic flaw detector (SU 1157443, IPC G 01 N 27/82, 05.23.85 [4], including a housing, a magnetization system for the pipe wall, magnetically sensitive elements located in the inner cavity of an elastic (rubber) cuff.
Расположение чувствительных элементов в полости одной манжеты не позволяет сканировать внутреннюю поверхность трубы в месте сильного искажения геометрии сечения, вызывающего частичное смятие манжеты. The location of the sensitive elements in the cavity of one cuff does not allow you to scan the inner surface of the pipe in the place of severe distortion of the geometry of the section, causing partial collapse of the cuff.
Известен внутритрубный магнитный интроскоп (Абакумов А.А. Магнитная интроскопия. - М.,1996 [5], стр.258-262), включающий в себя корпус, установленные на корпусе средства намагничивания стенки трубопровода и полупроводниковые датчики магнитного поля в виде магнитодиодов или магниторезисторов. Known in-tube magnetic introscope (Abakumov A.A. Magnetic introscopy. - M., 1996 [5], p. 258-262), which includes a housing mounted on the housing means of magnetizing the walls of the pipeline and semiconductor magnetic field sensors in the form of magnetic diodes or magnetoresistors.
Как указано в [5], стр. 260, 17 строка снизу, применение полупроводников затруднено в условиях перепада температуры рабочей среды контролируемого объекта в интервале от -40 до +50oC.As indicated in [5], p. 260, 17 line from the bottom, the use of semiconductors is difficult in the conditions of the temperature drop of the working environment of the controlled object in the range from -40 to +50 o C.
В неизотермических трубопроводах (см., например, Новоселов В.Ф., Гольянов А. И. , Муфтахов Е.М. Типовые расчеты при проектировании и эксплуатации газопроводов. М.: 1982 [6], стр.52) средняя температура газа может меняться на 5-10oC/км и более, что при скорости дефектоскопа в газопроводе 3-10 м/с соответствует изменению температуры проходящей через дефектоскоп среды до 6oC в минуту. При этом в каждый момент времени температура стенки трубопровода отличается от средней температуры газа на данном участке трубопровода, которая, в свою очередь, отличается от средней температуры узлов дефектоскопа. Изменение величины потока среды через дефектоскоп влечет за собой изменение распределения температуры между узлами внутритрубного дефектоскопа. Использование полупроводниковых датчиков и элементов электроники в таких условиях сопряжено с необходимостью термостабилизации указанных элементов.In non-isothermal pipelines (see, for example, Novoselov V.F., Golyanov A.I., Muftakhov E.M. Typical calculations in the design and operation of gas pipelines. M: 1982 [6], p. 52) the average gas temperature may vary by 5-10 o C / km or more, which at a flaw detector speed in the gas pipeline of 3-10 m / s corresponds to a temperature change of the medium passing through the flaw detector to 6 o C per minute. Moreover, at each moment of time, the temperature of the pipeline wall differs from the average gas temperature in a given section of the pipeline, which, in turn, differs from the average temperature of the flaw detector units. A change in the flow rate of the medium through the flaw detector entails a change in the temperature distribution between the nodes of the in-tube flaw detector. The use of semiconductor sensors and electronics elements in such conditions is associated with the need for thermal stabilization of these elements.
Известен внутритрубный магнитный дефектоскоп фирмы Ветко ("Vetcolog Pig Technical Information.", USA, 1977, представлено на обсуждение в Министерство газовой промышленности 27 июля 1977 г. [7] , а также патент США US 3899734, МПК G 01 R 33/12, 12.08.75 [8], патентные документы-аналоги: СА 1007299, DE 2423113, FR 2229970, GB 1471595, JP 50017694), включающий в себя корпус, установленные на корпусе средства намагничивания стенки трубопровода, эластичные манжеты и полупроводниковые датчики магнитного поля в виде магнитодиодов. Known in-tube magnetic flaw detector company Vetko ("Vetcolog Pig Technical Information.", USA, 1977, submitted for discussion to the Ministry of Gas Industry July 27, 1977 [7], as well as US patent US 3899734, IPC G 01 R 33/12, 08/12/75 [8], patent documents-analogues: CA 1007299, DE 2423113, FR 2229970, GB 1471595, JP 50017694), including a housing mounted on the housing of the magnetization of the pipe wall, elastic cuffs and semiconductor magnetic field sensors in the form magnetodiodes.
Специальная схема парного подключения магнитодиодов позволяет значительно нейтрализовать тепловую зависимость показаний магнитодиодов. Однако указанная схема не позволяет избежать ошибок измерений, связанных с термоэлектрическими и термомагнитными эффектами, возникающими из- за градиентов температуры на элементах схемы подключения групп датчиков к средствам измерения и обработки данных, особенно значительных при контроле трубопроводов для транспортирования газов и газожидкостных смесей. A special scheme for pairing magnetodiodes allows you to significantly neutralize the thermal dependence of the readings of the magnetodiodes. However, this scheme does not allow avoiding measurement errors associated with thermoelectric and thermomagnetic effects arising due to temperature gradients on the elements of the circuit for connecting groups of sensors to measuring and data processing tools, which are especially significant when monitoring pipelines for transporting gases and gas-liquid mixtures.
Известен внутритрубный магнитный дефектоскоп ("Правила технической диагностики магистральных нефтепроводов внутритрубными инспекционными снарядами", М. , 1999. - Руководящий документ РД 153-39.4-035-99 [9], стр. 137-139), включающий в себя корпус, установленные на корпусе эластичные манжеты, средства намагничивания стенки трубопровода, преобразователи магнитного поля и датчики температуры, установленные в корпусе дефектоскопа средства измерений, обработки и регистрации данных измерений. A well-known in-line magnetic flaw detector ("Rules for the technical diagnosis of oil pipelines with in-line inspection shells", M., 1999. - Guidance document RD 153-39.4-035-99 [9], p. 137-139), including a housing mounted on elastic cuffs, means for magnetizing the walls of the pipeline, magnetic field transducers and temperature sensors installed in the flaw detector housing measuring instruments for processing, recording and recording measurement data.
Использование датчиков температуры позволяет контролировать температурный режим электроники в процессе диагностического пропуска дефектоскопа, однако турбулентности и неравновесные процессы в транспортируемой среде приводят к возникновению температурных градиентов между датчиками температуры, преобразователями магнитного поля и средствами обработки данных, а также между элементами цепей сопряжения датчиков и преобразователей со средствами обработки, что приводит к искажению результатов измерений - проявлению термоэлектрических и термомагнитных явлений. Using temperature sensors allows you to control the temperature regime of electronics during the diagnostic pass of the flaw detector, however, turbulences and nonequilibrium processes in the transported medium lead to the appearance of temperature gradients between temperature sensors, magnetic field converters and data processing tools, as well as between elements of the sensor and transmitter interface circuits with means processing, which leads to a distortion of the measurement results - the manifestation of thermoelectric x and thermomagnetic phenomena.
Известен внутритрубный магнитный дефектоскоп ЗАО Инженерный центр "ВНИИСТ-ПОИСК" (RU 2133032, МПК G 01 N 27/83, 10.07.1999 [10]), включающий корпус, систему намагничивания стенки трубопровода, множество элементов, чувствительных к магнитному полю, каждый из которых подключен к одному из входов соответствующего дифференциального усилителя, множество которых размещено в корпусе дефектоскопа. Known in-tube magnetic flaw detector Engineering Center VNIIST-SEARCH CJSC (RU 2133032, IPC G 01 N 27/83, 07/10/1999 [10]), including a housing, a magnetization system for the wall of the pipeline, many elements sensitive to a magnetic field, each which is connected to one of the inputs of the corresponding differential amplifier, many of which are located in the flaw detector housing.
Удаленность чувствительных элементов, расположенных в области внутренней поверхности трубопровода, от соответствующих дифференциальных усилителей, размещенных в оболочке корпуса дефектоскопа, усиливает факторы внешних наводок и термомагнитных эффектов, связанных с градиентом температуры между областью расположения преобразователей и областью расположения усилителей. The remoteness of the sensitive elements located in the region of the inner surface of the pipeline from the corresponding differential amplifiers located in the shell of the flaw detector reinforces factors of external interference and thermomagnetic effects associated with the temperature gradient between the region of the transducers and the region of the amplifiers.
Известен внутритрубный магнитный дефектоскоп Pipetronix Ltd. (EP 0825435, МПК G 01 N 27/90, 25.02.1998 [11], патентные документы- аналоги: US 5864232, CA 2184327, JP 10090230, NO 971959), включающий корпус, установленные на корпусе средства намагничивания стенки трубопровода, эластичные манжеты, многоэлементные преобразователи магнитного поля, каждый из которых содержит несколько чувствительных элементов, заформованных в полиуретане в форме параллелограмма с керамическими вставками на поверхности многоэлементного преобразователя, скользящей по внутренней поверхности трубопровода. Known in-line magnetic flaw detector Pipetronix Ltd. (EP 0825435, IPC G 01 N 27/90, 02/25/1998 [11], patent documents-analogues: US 5864232, CA 2184327, JP 10090230, NO 971959), comprising a housing mounted on the housing of the magnetizing means of the pipeline wall, elastic cuffs , multi-element magnetic field transducers, each of which contains several sensitive elements molded in polyurethane in the form of a parallelogram with ceramic inserts on the surface of the multi-element transducer, sliding on the inner surface of the pipeline.
Полиуретановый компаунд позволяет нейтрализовать возникновение градиента температуры в пределах многоэлементного преобразователя, однако удаленность чувствительных элементов, расположенных в области внутренней поверхности трубопровода, от соответствующих средств обработки данных измерений, размещенных в корпусе дефектоскопа, также усиливает факторы внешних наводок, а также термоэлектрических и термомагнитных эффектов, связанных с градиентом температуры между областью расположения многоэлементных преобразователей и областью расположения электронных модулей при контроле неизотермических трубопроводов. The polyurethane compound allows you to neutralize the occurrence of a temperature gradient within the multi-element transducer, however, the remoteness of the sensitive elements located in the area of the inner surface of the pipeline from the corresponding means of processing the measurement data located in the flaw detector housing also enhances the factors of external interference, as well as thermoelectric and thermomagnetic effects associated with with a temperature gradient between the area of the multi-element transducers and the region p positioning of electronic modules for monitoring non-isothermal pipelines.
Прототипом заявленного устройства является внутритрубный магнитный дефектоскоп British Gas Corporation (патент СССР SU 745386, МПК G 01 N 27/82, 30.06.80 [12]), включающий корпус, установленные на корпусе многоэлементные преобразователи магнитного поля, каждый из которых включает в себя группу из четырех элементов в виде датчиков Холла, установленных в кожухе в отверстиях панели. The prototype of the claimed device is an in-line magnetic flaw detector British Gas Corporation (USSR patent SU 745386, IPC G 01 N 27/82, 30.06.80 [12]), including a housing, multi-element magnetic field transducers installed on the housing, each of which includes a group of four elements in the form of Hall sensors installed in a casing in the panel openings.
В сборной конструкции преобразователей указанного дефектоскопа с разъемными соединениями элементы Холла имеют разный тепловой контакт с панелью, кожухом и другими деталями, поэтому изменение температуры транспортируемой по трубопроводу среды по-разному влияет на разные элементы Холла, что приводит к зависящей от температуры среды разнице в отклике элементов Холла, и, кроме того, в указанной конструкции также удаленность чувствительных элементов, расположенных в области внутренней поверхности трубопровода, от соответствующих средств обработки данных измерений, размещенных в корпусе дефектоскопа, усиливает факторы внешних наводок и термомагнитных эффектов, связанных с градиентом температуры между областью расположения многоэлементных преобразователей и областью расположения электронных модулей (особенно при контроле неизотермических газопроводов). In the prefabricated design of the transducers of the indicated flaw detector with detachable connections, the Hall elements have different thermal contact with the panel, the casing and other details, therefore, a change in the temperature of the medium transported through the pipeline affects different Hall elements differently, which leads to a difference in the response of the elements depending on the temperature of the medium Hall, and, in addition, in this design also the remoteness of the sensitive elements located in the area of the inner surface of the pipeline from the corresponding means The measurement data stored in the housing flaw, amplifies the external interference factors and thermomagnetic effects associated with the temperature gradient between the location area multielement transducer and electronic modules location area (especially in the control isothermal gas).
Заявленный внутритрубный магнитный дефектоскоп, пропускаемый внутри контролируемого трубопровода, также включает в себя корпус, средства намагничивания стенки трубопровода и многоэлементные преобразователи магнитного поля, а также средства измерений, обработки и регистрации данных измерений, каждый из указанных многоэлементных преобразователей магнитного поля включает в себя группу чувствительных к магнитному полю элементов. The claimed in-line magnetic flaw detector, which is passed inside the controlled pipeline, also includes a housing, means for magnetizing the walls of the pipeline and multi-element transducers of the magnetic field, as well as measuring, processing and recording measurement data, each of these multi-element transducers of the magnetic field includes a group of sensors sensitive to the magnetic field of the elements.
В отличие от прототипа в заявленном дефектоскопе каждый из указанных многоэлементных преобразователей магнитного поля включает в себя также мультиплексор и усилитель, выходы указанных чувствительных элементов подключены к входам мультиплексора, выходы мультиплексора подключены к входам усилителя, выход усилителя подключен к указанным средствам измерения, обработки и регистрации данных измерений. Unlike the prototype in the claimed flaw detector, each of these multi-element magnetic field transducers also includes a multiplexer and an amplifier, the outputs of these sensitive elements are connected to the inputs of the multiplexer, the outputs of the multiplexer are connected to the inputs of the amplifier, the output of the amplifier is connected to the indicated means of measuring, processing and recording data measurements.
Основной технический результат, достигаемый в результате реализации заявленного изобретения, - повышение стабильности работы дефектоскопа и достоверности контроля трубопроводов, обусловленные исключением внешних наводок, термоэлектрических и термомагнитных эффектов в схеме подключения элементов, чувствительных к магнитному полю, к средствам опроса элементов и усиления сигналов в интегрированном многоэлементном преобразователе (что особенно характерно при контроле неизотермических магистральных трубопроводов). Организация опроса элементов в интегрированном преобразователе позволяет исключить лишние усилительные элементы из преобразователя, существенно уменьшив энергопотребление электронных компонент преобразователя, основную долю которого составляет потребление усилительных элементов, и, соответственно, сократить тепловыделение в преобразователе. The main technical result achieved as a result of the implementation of the claimed invention is to increase the stability of the flaw detector and the reliability of control of pipelines, due to the exclusion of external interference, thermoelectric and thermomagnetic effects in the circuit of connecting elements sensitive to a magnetic field to means of interrogating elements and amplifying signals in an integrated multi-element converter (which is especially characteristic when monitoring non-isothermal trunk pipelines). The organization of the interrogation of elements in an integrated converter allows eliminating unnecessary amplifying elements from the converter, substantially reducing the power consumption of the electronic components of the converter, the main share of which is the consumption of amplifying elements, and, accordingly, reducing heat generation in the converter.
В развитие заявленного изобретения указанные чувствительные элементы выполнены полупроводниковыми, указанные средства намагничивания стенки трубопровода включают в себя два пояса, установленных на магнитах щеток из ферромагнитного материала, контактирующих с внутренней поверхностью трубопровода, указанные полупроводниковые преобразователи магнитного поля установлены между указанными поясами щеток в виде пояса многоэлементных полупроводниковых преобразователей магнитного поля, примыкающих к внутренней поверхности трубопровода по периметру в сечении трубопровода, в области после указанных поясов щеток в направлении от носовой части корпуса дефектоскопа установлен второй пояс указанных многоэлементных полупроводниковых преобразователей магнитного поля. In development of the claimed invention, said sensitive elements are made semiconductor, said means of magnetizing a pipe wall include two belts mounted on brushes magnets made of ferromagnetic material in contact with the inner surface of the pipeline, said semiconductor magnetic field transducers are installed between said brush belts in the form of a multi-element semiconductor belt magnetic field transducers adjacent to the inner surface of the pipeline and along the perimeter in the cross section of the pipeline, in the area after these brush belts in the direction from the bow of the flaw detector, a second belt of the indicated multi-element semiconductor magnetic field converters is installed.
На корпусе и/или в корпусе дефектоскопа установлен датчик температуры, указанный датчик температуры установлен после указанных средств намагничивания стенки трубопровода в направлении от носовой части корпуса дефектоскопа. A temperature sensor is installed on the body and / or in the flaw detector housing, said temperature sensor is installed after said means of magnetizing the pipe wall in the direction from the bow of the flaw detector.
На корпусе дефектоскопа установлен датчик температуры, указанный датчик температуры установлен в области после указанного ранее первого и/или второго пояса многоэлементных полупроводниковых преобразователей магнитного поля. A temperature sensor is installed on the flaw detector housing, the indicated temperature sensor is installed in the area after the previously indicated first and / or second belt of multi-element semiconductor magnetic field converters.
Использование полупроводниковых датчиков магнитного поля позволяет достаточно точно для идентификации критичных дефектов выделять проекции магнитного поля независимо от скорости дефектоскопа в трубопроводе, использование датчиков температуры позволяет корректировать показания полупроводниковых датчиков магнитного поля в процессе обработки данных после диагностического пропуска дефектоскопа. Второй пояс датчиков магнитного поля позволяет определить положение дефектов по отношению к внутренней стенке трубопровода. Указанное расположение датчика температуры позволяет избежать налипания мусора на датчик температуры из-за механического контакта средств намагничивания и датчиков магнитного поля с внутренней поверхностью трубопровода при турбулентном движении потока между манжетами и, соответственно, избежать изменения тепловой инерционности датчика температуры. The use of semiconductor magnetic field sensors makes it possible to accurately identify magnetic field projections for identifying critical defects regardless of the speed of the flaw detector in the pipeline, the use of temperature sensors allows you to adjust the readings of semiconductor magnetic field sensors during data processing after a diagnostic pass of the flaw detector. The second belt of magnetic field sensors allows you to determine the position of defects in relation to the inner wall of the pipeline. The indicated location of the temperature sensor avoids the buildup of debris on the temperature sensor due to mechanical contact of the magnetization means and magnetic field sensors with the inner surface of the pipeline during turbulent flow between the cuffs and, accordingly, avoids the change in thermal inertia of the temperature sensor.
Указанные чувствительные элементы выполнены в виде элементов Холла, указанный усилитель выполнен в виде дифференциального усилителя, к дифференциальным входам которого подключены выходы указанного мультиплексора, соответствующие парам выходов элементов Холла. These sensitive elements are made in the form of Hall elements, the specified amplifier is made in the form of a differential amplifier, the differential inputs of which are connected to the outputs of the specified multiplexer, corresponding to the pairs of outputs of the Hall elements.
Температурный коэффициент магнитной чувствительности указанных элементов Холла составляет (0,01-0,1)%/oC.The temperature coefficient of magnetic sensitivity of these Hall elements is (0.01-0.1)% / o C.
Большие значения коэффициента в заявленной конструкции приводят к нестабильности показаний, превышающей допустимые пределы, из-за изменения температуры среды в процессе диагностического пропуска, при значениях коэффициента, меньших указанных, элементы Холла характеризуются низким разрешением по измеряемой величине магнитного поля. Large values of the coefficient in the claimed design lead to instability of the readings exceeding the permissible limits, due to changes in the temperature of the medium during the diagnostic skip, at values of the coefficient lower than indicated, the Hall elements are characterized by low resolution in the measured value of the magnetic field.
Дефектоскоп включает в себя источник постоянного тока, подключенный к входам указанных чувствительных элементов, указанные средства измерений включают в себя средства измерения напряжения, подключенные к выходам указанных чувствительных элементов. Указанный преобразователь магнитного поля включает в себя стабилизатор тока, указанные чувствительные элементы включены последовательно в цепь питания, образуемую указанным стабилизатором тока. Расположение указанного стабилизатора в интегрированном преобразователе магнитного поля позволяет исключить наводки по питанию по кабелю связи с источником питания и исключить нестабильность питания из-за тепловых эффектов в зоне указанного кабеля. The flaw detector includes a direct current source connected to the inputs of these sensitive elements, these measuring instruments include voltage measuring means connected to the outputs of these sensitive elements. The specified magnetic field Converter includes a current stabilizer, these sensitive elements are connected in series in the power circuit formed by the specified current stabilizer. The location of the specified stabilizer in an integrated magnetic field transducer eliminates the interference on the power supply via the communication cable with the power source and eliminates the instability of the power supply due to thermal effects in the area of the specified cable.
Полости указанного преобразователя магнитного поля заполнены компаундом, в каждом из указанных чувствительных элементов имеется чувствительная к магнитному полю область, окруженная нечувствительной областью, толщина наименьшего слоя нечувствительной области элементов и компаунда между чувствительной областью каждого из указанных чувствительных элементов и транспортируемой средой составляет 1-10 мм. The cavities of the indicated magnetic field transducer are filled with a compound, in each of the indicated sensitive elements there is a region sensitive to the magnetic field surrounded by an insensitive region, the thickness of the smallest layer of the insensitive region of the elements and the compound between the sensitive region of each of these sensitive elements and the transported medium is 1-10 mm.
Полости указанного преобразователя магнитного поля заполнены компаундом, толщина наименьшего слоя компаунда между корпусом любого из указанных элементов преобразователя магнитного поля и транспортируемой средой составляет не менее 1 мм. The cavities of the indicated magnetic field transducer are filled with a compound, the thickness of the smallest layer of the compound between the housing of any of the indicated elements of the magnetic field transducer and the transported medium is at least 1 mm.
Нечувствительные слои и слои компаунда в указанных пределах обеспечивают тепловую инерционность чувствительных областей элементов, достаточную для исключения тепловых эффектов, обусловленных кратковременными локальными колебаниями температуры, характерными для контроля неизотермических трубопроводов, и позволяет корректировать данные измерений после диагностического пропуска с учетом показаний датчиков температуры. The insensitive layers and the compound layers within the specified limits provide the thermal inertia of the sensitive areas of the elements, sufficient to exclude thermal effects caused by short-term local temperature fluctuations characteristic for monitoring non-isothermal pipelines, and allows you to adjust the measurement data after a diagnostic skip taking into account the readings of temperature sensors.
На корпусе дефектоскопа установлен, по крайней мере, один одометр, выход которого подключен к входу генератора адреса опрашиваемого чувствительного элемента, управляющие входы указанного мультиплексора выполнены цифровыми и подключены к выходам указанного генератора адреса опрашиваемого чувствительного элемента. At least one odometer is installed on the flaw detector housing, the output of which is connected to the input of the address generator of the interrogated sensitive element, the control inputs of the specified multiplexer are digital and connected to the outputs of the specified generator address of the interrogated sensitive element.
В предпочтительном исполнении заявленный внутритрубный магнитный дефектоскоп включает в себя корпус, установленные на корпусе эластичные манжеты, образующие контактные площадки с внутренней поверхностью трубопровода, средства намагничивания стенки трубопровода и указанные ранее многоэлементные преобразователи магнитного поля, а также средства измерений, обработки и регистрации данных измерений, в носовой части корпуса дефектоскопа на корпусе установлена коническая манжета, перед конической манжетой установлена по крайней мере одна указанная эластичная манжета, образующая контактную площадку с внутренней поверхностью трубопровода, внешняя поверхность конической манжеты образует боковую поверхность цилиндра, диаметр которого не превышает 0,98 внешнего диаметра трубопровода, и примыкающую к ней боковую поверхность конуса, образующая указанной боковой поверхности конуса образует угол с главной осью трубопровода не более 50o, часть указанной конической манжеты в области диаметра в сечении указанного конуса от 0,75 максимального до максимального способна свободно деформироваться, область транспортируемой по трубопроводу среды перед указанной конической манжетой сообщается с областью транспортируемой среды после указанной конической манжеты через отверстия в конической манжете и/или в корпусе дефектоскопа. Указанные многоэлементные преобразователи магнитного поля выполнены полупроводниковыми, на корпусе и/или в корпусе дефектоскопа установлен датчик температуры, указанный датчик температуры установлен в области после указанной конической манжеты. Указанные средства намагничивания стенки трубопровода включают в себя два пояса, установленных на магнитах щеток из ферромагнитного материала, контактирующих с внутренней поверхностью трубопровода, указанные полупроводниковые многоэлементные преобразователи магнитного поля установлены между указанными поясами щеток в виде пояса преобразователей и примыкают к внутренней поверхности трубопровода по периметру в сечении трубопровода, в области после указанных поясов щеток установлен второй пояс полупроводниковых многоэлементных преобразователей магнитного поля, в области после указанного второго пояса полупроводниковых преобразователей магнитного поля установлен, по крайней мере, один датчик температуры. Каждый из указанных полупроводниковых многоэлементных преобразователей магнитного поля включает в себя несколько элементов Холла, подключенных к указанным средствам измерений, обработки и регистрации данных измерений, полости датчика заполнены компаундом. Указанные средства измерений, обработки и регистрации данных измерений включают в себя средства цифрового преобразования данных, корпус дефектоскопа включает в себя по крайней мере одну герметичную оболочку с осевой симметрией, содержащую указанные средства цифрового преобразования данных, указанный датчик температуры установлен с внешней стороны указанной оболочки. Указанная коническая манжета выполнена из полиуретана и установлена перед указанными средствами намагничивания стенки трубопровода и указанными датчиками магнитного поля. На корпусе дефектоскопа установлены не менее 4 и не более 10 указанных эластичных манжет, образующих контактную площадку с внутренней поверхностью трубопровода, перед указанной конической манжетой установлены не более трех указанных эластичных манжет, после указанной конической манжеты установлены не менее двух указанных эластичных манжет. Образующая указанной ранее боковой поверхности конуса образует угол с главной осью трубопровода 20-50o, а протяженность указанной боковой поверхности цилиндра в направлении главной оси трубопровода составляет не менее 0,2 диаметра указанного цилиндра. Диаметр указанного цилиндра составляет 0,94-0,97 внешнего диаметра контролируемого трубопровода, а толщина свободно деформируемой части указанной манжеты составляет 0,03-0,08 внешнего диаметра трубопровода. Область транспортируемой по трубопроводу среды перед конической манжетой сообщается с областью транспортируемой среды после конической манжеты в направлении от носовой части корпуса дефектоскопа через отверстия в манжете и/или в корпусе дефектоскопа, суммарное проходное сечение указанных отверстий составляет 0,4-4% площади сечения трубопровода. В конической части указанной конической манжеты в области внешнего диаметра манжеты от 0,8 максимального до максимального выполнены сквозные отверстия, суммарное проходное сечение указанных отверстий составляет 0,4-4% площади сечения трубопровода.In a preferred embodiment, the claimed in-line magnetic flaw detector includes a housing, elastic cuffs mounted on the housing, forming contact pads with the inner surface of the pipeline, means for magnetizing the pipe wall and the previously mentioned multi-element magnetic field transducers, as well as measuring, processing and recording measurement data, in a conical cuff is installed on the front of the flaw detector housing; at least about on the specified elastic cuff, forming a contact area with the inner surface of the pipeline, the outer surface of the conical cuff forms a side surface of the cylinder, the diameter of which does not exceed 0.98 of the outer diameter of the pipeline, and the adjacent side surface of the cone, forming the specified side surface of the cone forms an angle with the main the axis of the pipeline is not more than 50 o , part of the specified conical cuff in the diameter region in the cross section of the specified cone from 0.75 maximum to maximum deform, the region of the medium transported by the pipeline in front of the specified conical cuff communicates with the region of the transported medium after the specified conical cuff through the holes in the conical cuff and / or in the flaw detector housing. These multi-element magnetic field transducers are made semiconductor, a temperature sensor is installed on the body and / or in the flaw detector body, said temperature sensor is installed in the area after the specified conical cuff. These means of magnetizing the wall of the pipeline include two belts mounted on brushes magnets made of ferromagnetic material in contact with the inner surface of the pipeline, these semiconductor multi-element magnetic field transducers are installed between these brush belts in the form of a belt of converters and are adjacent to the inner surface of the pipeline along the perimeter in section pipeline, in the area after these brush belts, a second belt of semiconductor multi-element eobrazovateley magnetic field in the region after said second belt semiconductor magnetic field transducers mounted at least one temperature sensor. Each of these semiconductor multi-element magnetic field transducers includes several Hall elements connected to the indicated measuring instruments, processing and recording measurement data, the sensor cavities are filled with a compound. Said means for measuring, processing and recording measurement data include means for digital data conversion, the flaw detector body includes at least one hermetic shell with axial symmetry containing said means for digital data conversion, said temperature sensor is installed on the outside of said shell. The specified conical cuff is made of polyurethane and installed in front of the indicated means of magnetization of the pipe wall and the indicated magnetic field sensors. At least 4 and no more than 10 of these elastic cuffs are installed on the flaw detector body, forming a contact area with the inner surface of the pipeline, no more than three of these elastic cuffs are installed in front of the specified conical cuff, at least two of these elastic cuffs are installed after the specified conical cuff. The generatrix of the previously indicated lateral surface of the cone forms an angle with the main axis of the pipeline 20-50 o , and the length of the specified lateral surface of the cylinder in the direction of the main axis of the pipeline is not less than 0.2 of the diameter of the specified cylinder. The diameter of the specified cylinder is 0.94-0.97 of the outer diameter of the controlled pipeline, and the thickness of the freely deformable part of the specified cuff is 0.03-0.08 of the outer diameter of the pipeline. The area of the medium transported through the pipeline in front of the conical cuff communicates with the region of the transported medium after the conical cuff in the direction from the nose of the flaw detector through the holes in the cuff and / or in the flaw detector casing; the total passage section of these holes is 0.4-4% of the cross-sectional area of the pipeline. Through holes are made in the conical part of said conical cuff in the region of the outer diameter of the cuff from 0.8 maximum to maximum, the total bore of said holes is 0.4-4% of the cross-sectional area of the pipeline.
Указанный датчик температуры выполнен в интегральном исполнении. The specified temperature sensor is made in integral design.
Коэффициент теплообмена датчика температуры с транспортируемой средой превышает коэффициент теплообмена чувствительной области полупроводникового преобразователя магнитного поля с транспортируемой средой не более чем в 5 раз. The heat transfer coefficient of the temperature sensor with the transported medium exceeds the heat transfer coefficient of the sensitive area of the semiconductor magnetic field transducer with the transported medium by no more than 5 times.
Эластичные манжеты, включая коническую, выполнены из полиуретана с твердостью по Шору 70-100 
Наиболее предпочтительно использование такого дефектоскопа для контроля трубопроводов, внешний диаметр которых не превышает 600 мм. Most preferably, such a flaw detector is used to control pipelines whose external diameter does not exceed 600 mm.
На фиг. 1 изображен внутритрубный магнитный дефектоскоп;
на фиг. 2 изображена схема, иллюстрирующая работу внутритрубного магнитного дефектоскопа;
на фиг. 3 изображена схема, иллюстрирующая работу многоэлементного преобразователя магнитного поля;
на фиг. 4 изображена часть корпуса дефектоскопа с установленной на нем конической манжетой;
на фиг. 5 показано графическое отображение данных, измеренных вторым от носовой части корпуса дефектоскопа поясом многоэлементных преобразователей магнитного поля с привязкой к измеренной пройденной внутри трубопровода дистанции;
на фиг. 6 показано графическое отображение данных, измеренных первым от носовой части корпуса дефектоскопа поясом многоэлементных преобразователей магнитного поля с привязкой к измеренной пройденной внутри трубопровода дистанции;
на фиг. 7 показано графическое отображение полученных дефектоскопом данных в области трещиноподобного дефекта в стенке трубопровода:
на фиг. 8 показано графическое отображение полученных дефектоскопом данных в области коррозионной потери металла стенки трубопровода.In FIG. 1 shows an in-line magnetic flaw detector;
in FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of an in-line magnetic flaw detector;
in FIG. 3 is a diagram illustrating the operation of a multi-element magnetic field transducer;
in FIG. 4 shows a part of the flaw detector housing with a conical cuff mounted on it;
in FIG. 5 shows a graphical representation of the data measured by the second belt of multi-element magnetic field transducers from the bow of the flaw detector body with reference to the measured distance traveled inside the pipeline;
in FIG. 6 shows a graphical representation of the data measured first from the bow of the flaw detector housing by a belt of multi-element magnetic field transducers with reference to the measured distance traveled inside the pipeline;
in FIG. 7 shows a graphical display of the data obtained by the flaw detector in the region of a crack-like defect in the pipeline wall:
in FIG. Figure 8 shows a graphical representation of the data obtained by a flaw detector in the field of corrosion loss of metal on a pipeline wall.
На фиг. 1 изображен магнитный дефектоскоп для внутритрубного обследования трубопроводов с внешним (условным) диаметром 20'' (529 мм), принцип действия которого основан на методе измерения утечки магнитного потока. Разработанный внутритрубный магнитный дефектоскоп для неразрушающего контроля трубопроводов успешно прошел испытания и эксплуатируется в настоящее время. Дефектоскоп разделен на три основные секции: батарейную 1, магнитную 2 и аппаратную 3. Устройство включает в себя два пояса магнитов 4 и 5 на магнитной секции 2, способных намагничивать стенку трубопровода, пояс преобразователей магнитного поля 6, установленных на магнитной секции 2 между поясами магнитов, пояс преобразователей магнитного поля 7, установленных на аппаратной секции 3, устройство включает в себя также датчики длины пройденного внутри трубопровода пути (одометры) 28, 29 (фиг. 1, 2, 3), установленные на аппаратной секции 3. In FIG. Figure 1 shows a magnetic flaw detector for in-line inspection of pipelines with an external (conditional) diameter of 20 '' (529 mm), the principle of which is based on the method of measuring magnetic flux leakage. The developed in-line magnetic flaw detector for non-destructive testing of pipelines has been successfully tested and is currently in operation. The flaw detector is divided into three main sections:
Электронные средства цифровой обработки данных измерений установлены в оболочках корпуса дефектоскопа, выполненных взрывонепроницаемыми, длина щели в соединениях не менее 12,5 мм, длина щели до отверстия не менее 8 мм, ширина щели не более 0,15 мм. Electronic means of digital processing of the measurement data are installed in the shells of the flaw detector made explosion-proof, the length of the gap in the joints is at least 12.5 mm, the length of the gap to the hole is at least 8 mm, and the width of the gap is not more than 0.15 mm.
В оболочке батарейной секции 1 установлен (фиг. 2) блок батарейного питания 21, модуль 22 преобразования напряжения батарей в напряжение, необходимое для питания электронных модулей, и искрозащитный модуль 23. In the shell of the
Выход блока батарейного питания 21 подключен к входу модуля преобразования напряжения 22, выходы которого подключены через искрозащитный модуль 23 к модулю распределения питания 25 аппаратной секции 3. Выходы модуля распределения питания 25 подключены ко всем электронным модулям и элементам аппаратной секции. The output of the battery pack 21 is connected to the input of the voltage conversion module 22, the outputs of which are connected through the spark protection module 23 to the power distribution module 25 of the hardware section 3. The outputs of the power distribution module 25 are connected to all electronic modules and elements of the hardware section.
На корпусе магнитной секции 2 установлен (фиг. 1, 2) пояс 6 полупроводниковых многоэлементных преобразователей магнитного поля, прижимаемых креплением преобразователей к внутренней поверхности. трубопровода и блоки 24 аналого-цифрового преобразования данных измерений. Преобразователи магнитного поля подключены к блокам аналого-цифрового преобразования, выходы которых подключены к модулям цифрового преобразования данных 32 аппаратной секции 3. On the housing of the magnetic section 2 is installed (Fig. 1, 2) a belt 6 of semiconductor multi-element magnetic field transducers, pressed by attaching the transducers to the inner surface. piping and blocks 24 analog-to-digital conversion of measurement data. The magnetic field converters are connected to analog-to-digital conversion units, the outputs of which are connected to the digital data conversion modules 32 of the hardware section 3.
В аппаратной секции 3 установлен (фиг. 2) модуль распределения питания 25, бортовой компьютер 26 с блоком накопителей 27 на твердотельной памяти, датчик внешнего давления 30, датчик 31 угла поворота дефектоскопа вокруг главной оси трубопровода, модули цифрового преобразования данных 32. In the hardware section 3 is installed (Fig. 2) a power distribution module 25, an on-board computer 26 with a drive unit 27 for solid-state memory, an external pressure sensor 30, a flaw detector angle sensor 31 about the main axis of the pipeline, and digital data conversion modules 32.
На корпусе аппаратной секции 3 установлен (фиг. 1, 2, 3) пояс полупроводниковых многоэлементных преобразователей магнитного поля 7, прижимаемых креплением преобразователей к внутренней поверхности трубопровода, одометры 28, 29 и блоки 33 аналого-цифрового преобразования данных, в корпусе каждого из указанных блоков установлен датчик температуры 34. К блокам аналого-цифрового преобразования данных 33 подключены преобразователи магнитного поля и одометры. On the body of the hardware section 3 is installed (Fig. 1, 2, 3) a belt of semiconductor multi-element magnetic field transducers 7, pressed by mounting the transducers to the inner surface of the pipeline, odometers 28, 29 and analog-to-digital data conversion units 33, in the case of each of these units a temperature sensor 34 is installed. Magnetic field converters and odometers are connected to the analog-to-digital data conversion units 33.
К блокам 33 подключены также датчик внешнего давления 30, датчик угла поворота 31 и находящиеся в корпусах блоков 33 датчики температуры 34. Выходы блоков аналого-цифрового преобразования 33 подключены к модулям цифрового преобразования 32, выходы которых подключены к бортовому компьютеру 26. The external pressure sensor 30, the rotation angle sensor 31, and the temperature sensors 34 located in the cases of the blocks 33 are also connected to the blocks 33. The outputs of the analog-to-digital conversion units 33 are connected to the digital conversion modules 32, the outputs of which are connected to the on-board computer 26.
Секции дефектоскопа связаны между собой с помощью шарнирной передачи и электрическими кабелями, контактирующими со средой, транспортируемой внутри контролируемого трубопровода, в цепи кабелей установлены искрозащитные модули 23. The sections of the flaw detector are interconnected by means of a hinged transmission and electric cables in contact with the medium transported inside the controlled pipeline, sparkproof modules 23 are installed in the cable chain.
Используются интегрированные датчики температуры Analog Devices и элементы Холла с магнитной чувствительностью не менее 350 мкВ/мТл и температурным коэффициентом магнитной чувствительности не более 0,05%/oC. Элементы Холла залиты в преобразователях магнитного поля эпоксидным компаундом.Integrated Analog Devices temperature sensors and Hall elements with a magnetic sensitivity of at least 350 µV / mT and a temperature coefficient of magnetic sensitivity of not more than 0.05% / o C are used. Hall elements are filled with epoxy compound in magnetic field converters.
Каждый из многоэлементных преобразователей (фиг. 3) содержит элементы Холла 71, 72, 73, 74, стабилизатор тока 75, мультиплексор 76, дифференциальный усилитель 77. Модуль цифрового преобразования данных 32 содержит генератор 35 адреса опрашиваемого элемента Холла. Элементы Холла 71-74 последовательно подключены в цепь питания, образуемую выходами стабилизатора тока 75. Первые выходы элементов Холла подключены к первым входам мультиплексора 76, вторые выходы элементов Холла подключены к вторым входам мультиплексора 76. Первый выход мультиплексора (пропускающий данные с первых входов мультиплексора) подключен к первому входу дифференциального усилителя 77. Второй выход мультиплексора (пропускающий данные с вторых входов мультиплексора) подключен к второму входу дифференциального усилителя 77. Выход дифференциального усилителя 77 подключен к одному из входов блока аналого-цифрового преобразования данных 33. Each of the multi-element converters (Fig. 3) contains
Выходы одометров 28, 29 подключены к соответствующим входам блока аналого-цифрового преобразования данных 33. Выход блока АЦП 33, соответствующий оцифрованным данным от одного из одометров 28 или 29, подключен к входу генератора адреса опрашиваемого элемента 35, цифровой выход которого подключен к цифровому входу управления мультиплексора 76. Уровень сигналов выхода генератора 35 соответствует одновременно стандарту ТТЛ и КМОП. The outputs of the odometers 28, 29 are connected to the corresponding inputs of the analog-to-digital data conversion unit 33. The output of the ADC unit 33, corresponding to the digitized data from one of the odometers 28 or 29, is connected to the input of the address generator of the interrogated element 35, the digital output of which is connected to the digital control input the multiplexer 76. The signal level of the output of the generator 35 corresponds to the standard of TTL and CMOS.
На каждой секции установлены (фиг. 1, 4) ведущие 10 полимерные манжеты, каждая из которых образует контактную площадку с внутренней поверхностью трубопровода, в носовой части корпуса дефектоскопа установлена коническая полиуретановая манжета 9. Внешняя поверхность манжеты 9 образует боковую поверхность цилиндра 41 фиг. 4 и примыкающую к ней боковую поверхность конуса 42. Часть 43 конической манжеты 9 жестко закреплена на корпусе дефектоскопа и не способна свободно деформироваться, остальная часть манжеты свободно деформируется при прохождении дефектоскопа внутри трубопровода. Диаметр боковой поверхности цилиндра составляет 505 мм, образующая боковой поверхности конуса образует угол с главной осью трубопровода 40o, протяженность боковой поверхности цилиндра в направлении главной оси трубопровода составляет 0,23 диаметра цилиндра, в конической части конической манжеты в области внешнего диаметра манжеты 0,85 максимального выполнены сквозные отверстия, суммарное проходное сечение указанных отверстий составляет 0,5% площади сечения трубопровода. Эластичные манжеты выполнены из полиуретана с твердостью по Шору 85 
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
Магнитный дефектоскоп помещают в трубопровод и включают перекачку газа (нефти, нефтепродукта) по трубопроводу. При движении магнитного дефектоскопа по трубопроводу создается и измеряется величина магнитной индукции вблизи внутренней поверхности трубопровода, данные измерений обрабатываются и записываются в накопитель 27 бортового компьютера 26. A magnetic flaw detector is placed in the pipeline and includes the pumping of gas (oil, oil) through the pipeline. When a magnetic flaw detector moves through the pipeline, the magnitude of the magnetic induction is created and measured near the inner surface of the pipeline, the measurement data are processed and recorded in the drive 27 of the on-board computer 26.
Намагничивание стенки трубопровода происходит в пределах зоны, расположенной между проволочными щетками 4 и 5 магнитной секции 2. В этой же зоне расположены многоэлементные преобразователи 6 для измерения магнитной индукции. The magnetization of the wall of the pipeline occurs within the zone located between the wire brushes 4 and 5 of the magnetic section 2. In the same zone are multi-element transducers 6 for measuring magnetic induction.
Метод магнитной дефектоскопии заключается в намагничивании стенки трубопровода до состояния насыщения и измерении магнитной индукции вблизи намагниченного участка. Намагничивание осуществляется с помощью постоянных магнитов в направлении, совпадающем с продольной осью трубопровода. Величина магнитной индукции, измеренная над бездефектным участком, несет информацию о толщине стенки трубопровода. Наличие трещин или дефектов, связанных с потерей металла (коррозия, задиры), приводит к изменению величины и характера распределения магнитной индукции. The method of magnetic flaw detection is to magnetize the wall of the pipeline to a state of saturation and measure magnetic induction near the magnetized area. Magnetization is carried out using permanent magnets in the direction coinciding with the longitudinal axis of the pipeline. The magnitude of the magnetic induction, measured over the defect-free section, carries information about the wall thickness of the pipeline. The presence of cracks or defects associated with the loss of metal (corrosion, scoring) leads to a change in the magnitude and nature of the distribution of magnetic induction.
После выполнения диагностического пропуска на заданном участке трубопровода магнитный дефектоскоп извлекают из трубопровода и переносят накопленные в процессе диагностики данные на компьютер вне дефектоскопа. After performing a diagnostic pass on a given section of the pipeline, the magnetic flaw detector is removed from the pipeline and the data accumulated during the diagnostic process are transferred to a computer outside the flaw detector.
Последующий анализ записанных данных позволяет сделать вывод о наличии дефектов и определить их размеры. Subsequent analysis of the recorded data allows us to conclude that there are defects and determine their size.
В процессе движения дефектоскопа внутри трубопровода колеса одометров 28 и 29 прижимаются пружинами к стенке трубопровода, и на выходах одометров формируются последовательности аналоговых импульсов, которые оцифровываются в блоке АЦП 33. Оцифрованные данные одометров записываются в блоке накопителей 27 бортового компьютера 26. Кроме того, в модуле цифрового преобразования данных 32 оцифрованные сигналы одного из одометров поступают на генератор адреса опрашиваемого элемента 35. С приходом каждого импульса одометра на генератор 35 на двухразрядном выходе генератора 35 формируется цикл из четырех адресов, каждый из указанных четырех адресов на управляющем входе мультиплексора 76 открывает на пропускание данные от одного из четырех элементов Холла 71-74. Сигналы с элементов Холла усиливаются с помощью дифференциального усилителя непосредственно в интегрированном многоэлементном преобразователе магнитного поля и поступают на блок АЦП 33, установленный с внешней стороны оболочек корпуса дефектоскопа. During the movement of the flaw detector inside the pipeline, the wheels of the odometers 28 and 29 are pressed by the springs to the wall of the pipeline, and the sequences of analog pulses are generated at the outputs of the odometers, which are digitized in the ADC unit 33. The digitized data of the odometers are recorded in the drive unit 27 of the on-board computer 26. In addition, in the module digital data conversion 32 digitized signals of one of the odometers are fed to the address generator of the interrogated element 35. With the arrival of each odometer pulse to the generator 35 twice a series output of the generator 35 forms a cycle of four addresses, each of the four addresses at the control input of the multiplexer 76 opens up data from one of the four Hall elements 71-74 for transmission. The signals from the Hall elements are amplified using a differential amplifier directly in the integrated multi-element magnetic field transducer and are fed to the ADC unit 33 mounted on the outside of the shells of the flaw detector housing.
При использовании заявленного дефектоскопа в предпочтительном исполнении увеличение перепада давления на конической манжете приводит к растяжению манжеты, перекрыванию проходного сечения между внешней поверхностью конической манжеты и внутренней поверхностью трубопровода, компенсации снижения скорости и перекрыванию потока расширяющегося газа из областей после конической манжеты. When using the inventive flaw detector in a preferred embodiment, an increase in the pressure drop across the conical cuff leads to a stretching of the cuff, overlapping the bore between the outer surface of the conical cuff and the inner surface of the pipeline, compensating for the decrease in speed and blocking the flow of expanding gas from the areas after the conical cuff.
На фиг. 5-8 изображены результаты обработки данных, полученных в результате диагностического пропуска заявленного внутритрубного магнитного дефектоскопа. По оси абсцисс L отложена пройденная внутри трубопровода дистанция, по оси ординат Fi- угол вокруг главной оси трубопровода, кривые отражают измеренное отклонение напряженности магнитного поля dH вблизи внутренней поверхности трубопровода. На отображенных участках (фиг. 5, 6) идентифицируются поперечные сварные швы 51, 52, отвод 53, наплыв металла 54 в результате сваривания контролируемой трубы и отвода 53. На участках, отображенных на фиг. 7, 8, идентифицируются трещиноподобный дефект 55 в стенке трубы, коррозионная потеря металла 56 стенки трубы, поперечный сварной шов 57. Корреляционный анализ данных от первого и второго пояса датчиков магнитного поля с использованием математических моделей дефектов позволяет однозначно идентифицировать положение дефектов в глубине трубы, определять их параметры и производить расчет на прочность эксплуатируемых трубопроводов. In FIG. 5-8 show the results of processing data obtained as a result of a diagnostic pass of the claimed in-line magnetic flaw detector. The abscissa axis L represents the distance traveled inside the pipeline; the ordinate axis Fi is the angle around the main axis of the pipeline; the curves reflect the measured deviation of the magnetic field strength dH near the inner surface of the pipeline. In the displayed sections (FIGS. 5, 6),
Claims (10)
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000132532A RU2176082C1 (en) | 2000-12-26 | 2000-12-26 | Intrapipe magnetic flaw detector |
| FR0116650A FR2819313B1 (en) | 2000-12-26 | 2001-12-21 | MAGNETIC DEFECTOSCOPE FOR USE IN A TUBE |
| DE2001163430 DE10163430B4 (en) | 2000-12-26 | 2001-12-21 | In tubes applicable magnetic defectoscope |
| GB0130916A GB2376077B (en) | 2000-12-26 | 2001-12-24 | Pipeline inspection apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000132532A RU2176082C1 (en) | 2000-12-26 | 2000-12-26 | Intrapipe magnetic flaw detector |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2176082C1 true RU2176082C1 (en) | 2001-11-20 |
Family
ID=20243956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000132532A RU2176082C1 (en) | 2000-12-26 | 2000-12-26 | Intrapipe magnetic flaw detector |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE10163430B4 (en) |
| FR (1) | FR2819313B1 (en) |
| GB (1) | GB2376077B (en) |
| RU (1) | RU2176082C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2505805C2 (en) * | 2008-12-12 | 2014-01-27 | ЭКОПЕТРОЛ Эс. Эй. | Instrument to detect holes and online data interpretation |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7104147B2 (en) * | 2004-01-30 | 2006-09-12 | Shell Oil Company | System and method for measuring electric current in a pipeline |
| US7821247B2 (en) | 2005-01-27 | 2010-10-26 | Shell Oil Company | System and method for measuring electric current in a pipeline |
| CN101324477B (en) * | 2007-06-13 | 2011-04-20 | 中国石油天然气集团公司 | High definition mechanical system of pipe leakage detector |
| RU2445613C1 (en) * | 2010-08-26 | 2012-03-20 | Виктор Васильевич Шишкин | Method to diagnose technical condition of pipelines and device for its realisation |
| CN102788848B (en) * | 2012-08-01 | 2014-07-02 | 中国石油天然气集团公司 | Probe mechanism of oil and gas pipeline crack detector |
| WO2015016742A1 (en) | 2013-07-30 | 2015-02-05 | Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "Транснефть" (ОАО "АК "Транснефть") | Magnetic measuring system for a flaw detector having longitudinal magnetization |
| CN103604022B (en) * | 2013-11-23 | 2015-07-15 | 清华大学 | High-precision inner detecting device for seabed oil and gas pipeline flaws |
| CN104330468A (en) * | 2014-11-18 | 2015-02-04 | 中国石油大学(华东) | Pipeline inspection device based on rotating electromagnetic field |
| CN108426520B (en) * | 2018-05-15 | 2020-04-07 | 天津大学 | Detection device for oil stealing hole of pipeline and detection method for center and diameter of oil stealing hole |
| CN111426744A (en) * | 2020-04-10 | 2020-07-17 | 中国石油大学(北京) | Magnetic flux leakage internal detection method and device for high-temperature super heavy oil pipeline |
| CN111963822B (en) * | 2020-08-17 | 2022-01-04 | 宜兴市启晖磁业科技有限公司 | Magnetic field detection device |
| CN112130099A (en) * | 2020-09-04 | 2020-12-25 | 中国石油天然气股份有限公司 | Residual magnetism detection device in buried pipeline |
| RU209512U1 (en) * | 2021-11-19 | 2022-03-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр инноваций и технологий" (ООО "ЦИТ") | Device for areal magnetometric diagnostics of the technical condition of steel pipelines and structures |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3899734A (en) * | 1973-05-14 | 1975-08-12 | Vetco Offshore Ind Inc | Magnetic flux leakage inspection method and apparatus including magnetic diodes |
| US3967194A (en) * | 1974-03-15 | 1976-06-29 | Vetco Offshore Industries | Method for flaw location in a magnetizable pipeline by use of magnetic markers positioned outside of said pipeline |
| US4439730A (en) * | 1981-05-08 | 1984-03-27 | Amf Inc. | Nondestructive inspection apparatus and method utilizing combined inspection signals obtained from orthogonal magnetic fields |
| JPH073408B2 (en) * | 1985-03-29 | 1995-01-18 | 日本鋼管株式会社 | Pipeline pitting detector |
| GB8826817D0 (en) * | 1988-11-16 | 1988-12-21 | Nat Nuclear Corp Ltd | Eddy current non-destructive examination |
| JPH0726938B2 (en) * | 1989-03-02 | 1995-03-29 | 日本鋼管株式会社 | Eddy current flaw detection method |
| US5532587A (en) * | 1991-12-16 | 1996-07-02 | Vetco Pipeline Services, Inc. | Magnetic field analysis method and apparatus for determining stress characteristics in a pipeline |
| US5864232A (en) * | 1996-08-22 | 1999-01-26 | Pipetronix, Ltd. | Magnetic flux pipe inspection apparatus for analyzing anomalies in a pipeline wall |
| JP3276294B2 (en) * | 1996-09-12 | 2002-04-22 | 三菱重工業株式会社 | Eddy current flaw detection probe |
| RU2133032C1 (en) * | 1997-03-20 | 1999-07-10 | Закрытое акционерное общество Инженерный центр "ВНИИСТ-ПОИСК" | Process of magnetic field testing and device to implement it |
| EP0991892A1 (en) * | 1997-06-26 | 2000-04-12 | Gas Research Institute | System for inspecting in-service gas distribution mains |
| WO2000047987A1 (en) * | 1999-02-12 | 2000-08-17 | R/D Tech_Inc | Multi-element probe with multiplexed elements for non-destructive testing |
| RU2163369C1 (en) * | 2000-06-08 | 2001-02-20 | ЗАО "Нефтегазкомплектсервис" | Intrapipe flaw detector |
-
2000
- 2000-12-26 RU RU2000132532A patent/RU2176082C1/en not_active IP Right Cessation
-
2001
- 2001-12-21 DE DE2001163430 patent/DE10163430B4/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-12-21 FR FR0116650A patent/FR2819313B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-12-24 GB GB0130916A patent/GB2376077B/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Абакумов А.А. Магнитная интроскопия. - М.: Энергоатомиздат, 1996, с. 258-262. * |
| Халилеев П.А. и др. О современном состоянии контроля надежности магистральных трубопроводов // Дефектоскопия, 2000, №1, с.3-17. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2505805C2 (en) * | 2008-12-12 | 2014-01-27 | ЭКОПЕТРОЛ Эс. Эй. | Instrument to detect holes and online data interpretation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2819313B1 (en) | 2005-04-15 |
| GB2376077A (en) | 2002-12-04 |
| DE10163430A1 (en) | 2002-10-31 |
| DE10163430B4 (en) | 2006-09-07 |
| FR2819313A1 (en) | 2002-07-12 |
| GB2376077B (en) | 2003-07-09 |
| GB0130916D0 (en) | 2002-02-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2176082C1 (en) | Intrapipe magnetic flaw detector | |
| JP3669706B2 (en) | Nondestructive evaluation of pipes and tubes using magnetostrictive sensors | |
| US6239593B1 (en) | Method and system for detecting and characterizing mechanical damage in pipelines using nonlinear harmonics techniques | |
| US6847207B1 (en) | ID-OD discrimination sensor concept for a magnetic flux leakage inspection tool | |
| CA2630050C (en) | Pulsed eddy current pipeline inspection system and method | |
| US7038445B2 (en) | Method, system and apparatus for ferromagnetic wall monitoring | |
| EP1360467B1 (en) | Measurement of stress in a ferromagnetic material | |
| CA2708387C (en) | Pipeline inspection tool | |
| US5336998A (en) | Sensor for detecting faults in a magnetized ferrous object using hall effect elements | |
| EP0594844A1 (en) | Magnetic inspection probe for detecting flaws in ferromagnetic goods | |
| KR20050081574A (en) | Transducer for generating and sensing torsional waves, and apparatus and method for structural diagnosis using it | |
| Sadek | NDE technologies for the examination of heat exchangers and boiler tubes-principles, advantages and limitations | |
| US6320375B1 (en) | Method for detection of rare earth metal oxide inclusions in titanium and other non-magnetic or metal alloy castings | |
| JPS6225229A (en) | Inspection pig for pipeline | |
| RU2280810C1 (en) | Intrapipe cutting-in detector | |
| RU2176081C1 (en) | Magnetic going-through flaw detector | |
| RU2149367C1 (en) | Device for diagnosis of pipe-lines | |
| RU2133032C1 (en) | Process of magnetic field testing and device to implement it | |
| JP5013363B2 (en) | Nondestructive inspection equipment | |
| KR102341795B1 (en) | Inspection apparatus for pipe inner lining | |
| RU2587695C1 (en) | Magnetic flaw detector for detecting defects in welds | |
| RU2163369C1 (en) | Intrapipe flaw detector | |
| RU2393466C2 (en) | Method for magnetic inspection of interior profile of pipelines and device for realising said method | |
| RU2172954C2 (en) | Process of flaw detection inspection of pipe-lines and gear for its implementation | |
| RU2584729C1 (en) | Method of monitoring technical state of underground pipelines from residual magnetic field |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161227 |