RU2186367C1

RU2186367C1 - Mechanism installing sensors for scanning device for flaw detection in long-length articles

Info

Publication number: RU2186367C1
Application number: RU2000132000A
Authority: RU
Inventors: О.Б. Калинин; Ю.Н. Гребенников; А.А. Воробьев; В.И. Петухов
Original assignee: Закрытое акционерное общество "НТС-ЛИДЕР"
Priority date: 2000-12-21
Filing date: 2000-12-21
Publication date: 2002-07-27

Abstract

FIELD: non-destructive test of long- length articles including pipes. SUBSTANCE: invention can be employed to scan outer surfaces of long-length articles. Mechanism installing sensors has frame with bearing rollers 2, spring-loaded carriage 9 with sensor 13 mounted between its two cheeks 3. Bearing rollers 2 are put on brackets 1. Wedge grooves 4, 6 which lower surface has radius R are made in cheeks 3 of frame to secure maximum degree of freedom for carriage with sensor. Undercutting is made in inner side of each cheek above start of wedge groove. In same uniaxial grooves 6 of each cheek there is one wedge groove having vertical wall. Carriage is mounted with the aid of suspension fabricated in the form of axles 15 placed in grooves of cheeks which bearing ends have shape of cones narrowing towards cylindrical ends. EFFECT: prolonged service life of sensors, raised accuracy of non-destructive tests. 1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к неразрушающему контролю длинномерных изделий, в том числе труб, таких как насосно-компрессорные, обсадные бурильные, нефтегазопромысловые и т.п. The invention relates to non-destructive testing of long products, including pipes, such as tubing, casing drilling, oil and gas, etc.

Изобретение может быть использовано при сканировании наружной поверхности длинномерных изделий в процессе неразрушающего контроля на наличие скрытых дефектов, для контроля толщины стенки. The invention can be used when scanning the outer surface of long products in the process of non-destructive testing for hidden defects, to control the wall thickness.

Количество механизмов установки датчиков на сканирующем устройстве зависит от диаметра контролируемого изделия (в том числе трубы) с учетом перекрытия его диаметра датчиками. The number of mechanisms for installing sensors on a scanning device depends on the diameter of the monitored product (including the pipe), taking into account the overlap of its diameter with sensors.

Известно устройство к дефектоскопу для контроля цилиндрических изделий, содержащее корпус, радиально расположенные в корпусе подпружиненные штоки, часть которых на одних своих концах несет датчики, а другая - ролики, снабженные втулкой, соосной с корпусом и имеющей коническую рабочую поверхность, контактирующую со свободными концами штоков, которые выполнены перемещаемыми вдоль конической поверхности. A device for a flaw detector for monitoring cylindrical products is known, comprising a housing, spring-loaded rods radially located in the housing, part of which carries sensors at one of its ends and rollers provided with a sleeve coaxial with the housing and having a conical working surface in contact with the free ends of the rods which are made movable along a conical surface.

Как вариант исполнения, втулка может быть снабжена дополнительными коническими рабочими поверхностями с одинаковой конусностью, количество которых равно количеству групп датчиков и роликов. Устройство обеспечивает увеличение диапазона контролируемых диаметров изделий и упрощение перенастройки на заданный размер (Авторское свидетельство СССР 258688 G 01 N 19/08, опубл. 17.04.1970). As an embodiment, the sleeve can be equipped with additional conical working surfaces with the same taper, the number of which is equal to the number of groups of sensors and rollers. The device provides an increase in the range of controlled product diameters and simplification of reconfiguration to a given size (USSR Author's Certificate 258688 G 01 N 19/08, publ. 04/17/1970).

Недостатком данного устройства является то, что датчики не защищены от повреждения выступами или дефектами контролируемой поверхности. The disadvantage of this device is that the sensors are not protected from damage by protrusions or defects of the controlled surface.

Известно устройство к дефектоскопу для автоматического отведения датчиков от поверхности контролируемого изделия при прохождении его концевых частей, содержащее установленный на каретке с датчиками подпруженный рычаг с роликом, при этом каретка датчика снабжена дополнительным блокировочным рычагом, установленным на заданном в зависимости от скорости подачи контролируемого изделия расстоянии от ролика, что в совокупности обеспечивает предотвращение повреждения датчика при изменении установленной скорости движения изделия. A device for a flaw detector for automatically diverting sensors from the surface of a controlled product when passing its end parts, containing a spring-loaded lever with a roller mounted on a carriage with sensors, the sensor carriage is equipped with an additional locking lever installed at a distance from roller, which together provides the prevention of damage to the sensor when changing the set speed of the product.

Кроме того, для сигнализации о необходимости изменения скорости подачи в дефектоскоп изделий рычаги блокировки и ролика снабжены электрическими контактами, которые необходимы для замыкания сигнальной цепи при отклонении скорости подачи контролируемых изделий от установленной величины (Авторское свидетельство СССР 251897 G 01 N 19/08, опубл. 10.02.1970). In addition, to signal the need to change the feed rate into the product flaw detector, the locking levers and the roller are equipped with electrical contacts that are necessary to close the signal circuit when the feed rate of the controlled products deviates from the set value (USSR Author's Certificate 251897 G 01 N 19/08, publ. 02/10/1970).

Недостатком устройства является отсутствие защищенности ползуна и датчиков от истирания контролируемой поверхностью. The disadvantage of this device is the lack of protection of the slider and sensors from abrasion by a controlled surface.

Известен механизм установки искателей (датчиков) по направлению к контролируемой трубе (длинномерному изделию) в сканирующем устройстве для ультразвуковой дефектоскопии. There is a known mechanism for installing searchers (sensors) in the direction of a controlled pipe (long product) in a scanning device for ultrasonic flaw detection.

Механизм установки искателей (датчиков) выполнен с возможностью плоскопараллельного перемещения в виде двух расположенных одна напротив другой, имеющих по две щеки кареток (корпусов) с опорными роликами, которые шарнирно соединены с помощью осей и направляющих пальцев с корпусом ванны сканирующего устройства, а оси опорных роликов связаны между собой пружинными амортизаторами. Кроме того, механизм установки искателей (датчиков) связан с корпусом ванны посредством поворотного кольца. Настройку положения искателей (датчиков) обеспечивают держатели (каретка). Указанное устройство должно обеспечивать высокое качество контроля в любых точках сечения при упрочнении конструкции (Патент РФ 20443 15 G 01 N 29/26, опубл. 20.09.1995, формула и описание - прототип). The installation mechanism of the searchers (sensors) is made with the possibility of plane-parallel movement in the form of two opposite each other, having two cheeks carriages (cases) with support rollers, which are pivotally connected by axes and guide fingers to the bath body of the scanning device, and the axis of the support rollers interconnected by spring shock absorbers. In addition, the installation mechanism of the searchers (sensors) is connected to the body of the bath by means of a rotary ring. The positioning of the finders (sensors) is provided by the holders (carriage). The specified device should provide high quality control at any point in the cross section during hardening of the structure (RF Patent 20443 15 G 01 N 29/26, publ. 09/20/1995, the formula and description are the prototype).

Примечание. В описании известного и предлагаемого устройства имеются терминологические расхождения. В скобках указаны названия признаков предлагаемого устройства, идентичные признакам известного. Note. In the description of the known and proposed device there are terminological differences. In parentheses are the names of the features of the proposed device, identical to the signs of the known.

Однако известный механизм установки датчиков может работать только в условиях больших зазоров между датчиком и контролируемой трубой при ультразвуковой дефектоскопии в жидкой среде. However, the known mechanism for installing sensors can only work in conditions of large gaps between the sensor and the controlled pipe during ultrasonic inspection in a liquid medium.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в повышении качества контроля и увеличении долговечности датчиков. The problem to which the invention is directed, is to improve the quality of control and increase the durability of the sensors.

Техническим результатом изобретения является повышение качества контроля за счет обеспечения требуемого зазора порядка 0,3-0,5 мм между датчиком сканирующего устройства и контролируемым изделием, его ориентации путем обеспечения максимального числа степеней свободы, а также защита датчиков от ударов при заходе контролируемого изделия в сканирующее устройство. The technical result of the invention is to improve the quality of control by providing the required clearance of the order of 0.3-0.5 mm between the sensor of the scanning device and the controlled product, its orientation by ensuring the maximum number of degrees of freedom, and also protecting the sensors from shock when the controlled product enters the scanning device.

Указанный технический результат достигается тем, что механизм установки датчиков для сканирующего устройства дефектоскопии длинномерных изделий содержит имеющий возможность плоскопараллельного перемещения относительно сканирующего устройства корпус с опорными роликами и установленную на нем между его двух щек подпружиненную каретку с датчиком. The specified technical result is achieved in that the mechanism for installing sensors for a scanning device for defectoscopy of long products contains a housing with support rollers that can plane-parallel relative to the scanning device and a spring-loaded carriage mounted on it between its two cheeks.

Отличием от прототипа согласно изобретению является то, что опорные ролики установлены на кронштейнах, а для обеспечения максимального числа степеней свободы каретки с датчиком на щеках корпуса выполнены клиновые пазы, нижняя поверхность которых изготовлена по радиусу R, а с внутренней стороны каждой щеки, выше начала клинового паза, выполнено поднутрение, при этом в каждой щеке, в одних и тех же соосных пазах один из клиновых пазов выполнен односторонним, а каретка установлена с помощью подвески, изготовленной в виде размещенных в пазах щек осей, опорные концы которых выполнены в виде конусов, сужающихся к цилиндрическим концам. The difference from the prototype according to the invention is that the support rollers are mounted on brackets, and to ensure the maximum number of degrees of freedom of the carriage with a sensor, wedge grooves are made on the body cheeks, the lower surface of which is made along the radius R, and on the inside of each cheek, above the beginning of the wedge a groove, undercutting is performed, while in each cheek, in the same coaxial grooves, one of the wedge grooves is made one-sided, and the carriage is installed using a suspension made in the form of placed in grooves ek axes, the support ends of which are formed as cones narrowing towards the cylindrical ends.

На фиг.1 показано предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1. Figure 1 shows the proposed device, a General view; figure 2 is a section aa in figure 1.

Механизм установки датчиков для сканирующего устройства дефектоскопии длинномерных изделий содержит корпус в виде кронштейнов 1 с роликами 2 и двух боковых щек 3 с клиновыми пазами 4, нижняя поверхность которых выполнена по радиусу R, а с внутренней стороны щек 3, выше начала клинового паза 4, выполнено поднутрение 5, при этом в каждой щеке 3, в одних и тех же соосных пазах 4, один из клиновых пазов выполнен односторонним 6. Кронштейны 1 закреплены на направляющих 7, установленных в корпусе сканирующего устройства 8 с возможностью плоскопараллельного перемещения. Между боковых щек 3 на подвеске установлена каретка 9 с направляющей 10, имеющей заходные конусные поверхности 11 и контактную цилиндрическую поверхность 12, и датчиком 13 для взаимодействия с изделием 14. Подвеска каретки 9 выполнена в виде двух осей 15, опорные концы которых изготовлены в виде конусов 16, сужающихся к цилиндрическим концам 17, которые размещены в пазах 4 щек 3, и пружин 18, один из концов которых закреплен на каретке 9, а другой - на щеках 3. The installation mechanism of sensors for a scanning device for defectoscopy of long products contains a housing in the form of brackets 1 with rollers 2 and two side cheeks 3 with wedge grooves 4, the lower surface of which is made along the radius R, and on the inside of the cheeks 3, above the beginning of the wedge groove 4, is made undercut 5, while in each cheek 3, in the same coaxial grooves 4, one of the wedge grooves is made one-sided 6. Brackets 1 are mounted on guides 7 installed in the housing of the scanning device 8 with the possibility of plane parallel wow moving. Between the lateral cheeks 3, a carriage 9 is mounted on the suspension with a guide 10 having entry conical surfaces 11 and a contact cylindrical surface 12, and a sensor 13 for interacting with the product 14. The suspension of the carriage 9 is made in the form of two axles 15, the supporting ends of which are made in the form of cones 16, tapering to the cylindrical ends 17, which are placed in the grooves 4 of the cheeks 3, and springs 18, one of the ends of which is mounted on the carriage 9, and the other on the cheeks 3.

Устройство работает следующим образом. Контролируемое длинномерное изделие (труба) 14, заходя в сканирующее устройство 8, вступает в контакт с установленным на кронштейне 1 роликом 2, который ориентирует механизм установки датчиков по наружной поверхности трубы 14, что обеспечивается плоскопараллельным перемещением направляющих 7 относительно корпуса сканирующего устройства 8. Конфигурация клиновых пазов 4 в щеках 3 корпуса обеспечивает фиксацию каретки 9 в исходном положении, при котором контактная поверхность 12 направляющей 10 каретки 9 находится ниже опорной поверхности роликов 2. Фиксация обеспечивается прижатием пружинами 18 осей 15 подвески к выполненным по радиусу R нижним поверхностям клиновых пазов 4. При дальнейшем перемещении контролируемая труба 14 вступает в контакт с конусной поверхностью 11 направляющей 10 каретки 9 и, преодолевая усилие пружин 18, проходит в зону контроля датчика 13. При этом оси 15 подвески каретки 9, поднимаясь вверх по клиновым пазам 4 и 6, выходят из фиксированного положения, обеспечивая направляющей 10 и датчику 13 каретки 9 пять степеней свободы в пределах имеющихся зазоров между цилиндрическими концами 17 осей 15 подвески и клиновыми пазами 4 и 6, а также между концами 16 осей 15 подвески и поднутрениями 5 в щеках 3 корпуса механизма установки датчиков, причем вертикальная поверхность одностороннего клинового паза 6 является упорной для цилиндрической части 16 оси подвески. The device operates as follows. The controlled long product (pipe) 14, entering the scanning device 8, comes into contact with the roller 2 mounted on the bracket 1, which orientates the sensor installation mechanism along the outer surface of the pipe 14, which is ensured by plane-parallel movement of the guides 7 relative to the body of the scanning device 8. The configuration of the wedges the grooves 4 in the cheeks 3 of the housing provides a fixation of the carriage 9 in the initial position, in which the contact surface 12 of the guide 10 of the carriage 9 is below the supporting surface of the roller 2. Fixing is provided by pressing the suspension axles 15 by the springs 18 to the lower surfaces of the wedge grooves made along the radius R 4. With further movement, the controlled pipe 14 comes into contact with the conical surface 11 of the guide 10 of the carriage 9 and, overcoming the force of the springs 18, passes into the control zone sensor 13. In this case, the axles 15 of the suspension of the carriage 9, rising up along the wedge grooves 4 and 6, come out of a fixed position, providing the guide 10 and the sensor 13 of the carriage 9 with five degrees of freedom within the existing gaps between the cylinders eskimi ends 17 of axles 15 and suspension wedge grooves 4 and 6 and between the ends 16 of axles 15 and suspension undercut 5 in the cheeks 3 of the body of the mechanism of the sensors with the vertical surface of the unilateral wedge groove 6 is refractory to the cylindrical portion 16 of the suspension axis.

В результате направляющая 10 каретки 9, прижимаясь своей контактной цилиндрической поверхностью 12 к поверхностям контролируемой трубы 14, самоустанавливается, что обеспечивает защиту датчика при наличии рабочего зазора между датчиком и цилиндрической поверхностью 12 направляющей 10. As a result, the guide 10 of the carriage 9, pressing its contact cylindrical surface 12 to the surfaces of the monitored pipe 14, is self-installing, which protects the sensor in the presence of a working gap between the sensor and the cylindrical surface 12 of the guide 10.

Величина зазора (0,3-0,5 мм) между датчиком и контролируемой трубой выставляется по щупу и фиксируется. The gap (0.3-0.5 mm) between the sensor and the monitored pipe is set on the probe and fixed.

При реверсивном движении контролируемого изделия 14 от сканирующего устройства механизм установки датчиков работает аналогично. When the controlled product 14 is reversed from the scanning device, the sensor installation mechanism works in a similar way.

Claims

A mechanism for installing sensors for a scanning device for defectoscopy of long products, comprising a body with support rollers having a plane-parallel movement relative to the scanning device and a spring-loaded carriage with a sensor installed between its two cheeks, characterized in that the support rollers are mounted on the housing brackets to ensure the maximum number of degrees of freedom carriages with a sensor on the cheeks of the body are made of wedge grooves, the lower surface of which is made along the radius R, with The underside of each cheek above the beginning of the wedge groove is undercut, while in each cheek in the same coaxial grooves one of the wedge grooves has a vertical side, and the carriage is mounted using a suspension made in the form of axes placed in the grooves of the cheeks, the supporting ends of which made in the form of cones, tapering to cylindrical ends.