RU2240549C1 - Pipe flaw detector - Google Patents
Pipe flaw detector Download PDFInfo
- Publication number
- RU2240549C1 RU2240549C1 RU2003128589/28A RU2003128589A RU2240549C1 RU 2240549 C1 RU2240549 C1 RU 2240549C1 RU 2003128589/28 A RU2003128589/28 A RU 2003128589/28A RU 2003128589 A RU2003128589 A RU 2003128589A RU 2240549 C1 RU2240549 C1 RU 2240549C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flaw detector
- elastic
- pipeline
- elastic link
- link
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для внутритрубного неразрушающего контроля трубопроводов, главным образом уложенных магистральных нефтегазопродуктопроводов путем пропуска внутри контролируемого трубопровода устройства, состоящего из одного или нескольких транспортных модулей, продвигающихся внутри трубопровода за счет давления потока продукта, транспортируемого по трубопроводу, с установленными на корпусе контрольными датчиками, (чувствительными к каким-либо параметрам, отражающим техническое состояние магистрального трубопровода).The invention relates to devices for in-line non-destructive testing of pipelines, mainly laid trunk oil and 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 product stream transported through the pipeline, with control sensors mounted on the housing, (sensitive to any parameters reflecting the technical condition of the main oprovoda).
Известен внутритрубный дефектоскоп (патент США US 4098126 от 04.07.78, МПК G 01 B 5/28, НПК США 73/432R (British Gas Corp.), а также US 4807484 от 28.02.89, МПК G 01 B 5/28, НПК США 73/865.8 (Pipetronix GmbH, Kernforschugszentrum Karlsruhe GmbH); SU 1157443 от 23.05.85, МПК G 01 N 27/82 (Уфимский нефтяной институт и НИИ интроскопии); US 4598250 от 01.07.86, НПК США 324/220 (Magnaflux Pipeline Services, Inc.); US 5115196 от 19.05.92, US 4945306 от 31.07.90, НПК США 324/220 (Atlantic Richfield Company)), пропускаемый внутри контролируемого трубопровода, содержащий корпус, установленные на корпусе контрольные датчики, (чувствительные к диагностическим параметрам, отражающим состояние стенки трубопровода), дефектоскоп содержит также средства измерений и обработки данных измерений.Known in-line flaw detector (US patent US 4098126 from 04.07.78, IPC G 01 B 5/28, NPK US 73 / 432R (British Gas Corp.), as well as US 4807484 from 02.28.89, IPC G 01 B 5/28, NPK US 73 / 865.8 (Pipetronix GmbH, Kernforschugszentrum Karlsruhe GmbH); SU 1157443 dated 05.23.85, IPC G 01
Дефектоскоп характеризуется тем, что включает в себя эластичную манжету, по периферии манжеты установлены указанные контрольные датчики, прилегающие к внутренней поверхности трубопровода.The flaw detector is characterized by the fact that it includes an elastic cuff, the specified control sensors are installed on the periphery of the cuff adjacent to the inner surface of the pipeline.
Основным недостатком такого дефектоскопа является то, что прохождение участков трубопровода со значительными дефектами геометрии в его сечении сопровождается удалением датчиков от недеформированной части трубопровода вблизи дефекта геометрии, а также смятием манжеты с датчиками. При контроле трубопровода, состоящего из труб с существенно разной толщиной стенок труб, например, при наличии ранее отремонтированных участков трубопровода, на участках с увеличенной толщиной стенки, а также при наличии на внутренней поверхности трубопровода постороннего закрепленного предмета, прохождение носителя датчиков может сопровождаться смятием манжеты с потерей ориентации части датчиков.The main disadvantage of such a flaw detector is that the passage of pipeline sections with significant geometry defects in its cross section is accompanied by the removal of sensors from the undeformed portion of the pipeline near the geometry defect, as well as the collapse of the cuffs with sensors. When monitoring a pipeline consisting of pipes with significantly different pipe wall thicknesses, for example, if there are previously repaired sections of the pipeline, in areas with increased wall thickness, and also if there is an extraneous fixed object on the inner surface of the pipeline, the passage of the sensor carrier may be accompanied by a collapse of the cuff with loss of orientation of part of the sensors.
Известен внутритрубный дефектоскоп (международная заявка WO 95/30895 от 16.11.95, МПК G 01 N 27/82, WO 95/30896 от 16.11.95, МПК G 01 N 27/83, US 5537035 от 16.07.96 НПК США 324/220 (Gas Research Institute); а также US 3593122 от 13.07.71, НПК США 324/37 (AMF Incorporated); US 3460028 от 05.08.69; US 3496457 от 17.02.70, US 3529236 от 15.09.70, НПК США 324/37 (American Machine & Foundry Company); US 3949292 от 06.04.76, US 3967194 от 29.06.76, НПК США 324/37 (Vetco Offshore Industries, Inc.); DE 2423113 от 05.12.74, МПК G 01 N 27/86 (Vetco Offshore Industries, Inc.); SU 745386 от 30.06.80, МПК G 01 N 27/82, GB 2044459 от 15.10.80, МПК G 01 N 27/82, US 4468619 от 28.08.84, US 4447777 от 08.05.84, US 4310796 от 12.01.82, US 4105972 от 08.08.78, НПК США 324/220 (British Gas Corporation); DE 2263485 от 04.04.85, МПК F 17 D 5/02 (Vetco Inc.), пропускаемый внутри обследуемого трубопровода, содержащий корпус, установленные на корпусе контрольные датчики, чувствительные к диагностическим параметрам, отражающим состояние стенки трубопровода, дефектоскоп содержит также средства измерений и обработки данных измерений.Known in-line flaw detector (international application WO 95/30895 from 11.16.95, IPC G 01
Дефектоскоп характеризуется тем, что на его корпусе установлено множество держателей датчиков по периметру вокруг оси симметрии дефектоскопа, в держателях установлены указанные контрольные датчики. Держатели шарнирно соединены с корпусом дефектоскопа и прижимаются к внутренней поверхности трубопровода с помощью упругих подпор (эластичных или металлических), установленных на корпусе дефектоскопа, что позволяет держателям датчиков огибать незначительные дефекты геометрии в сечении трубопровода (вмятины), подкладные кольца и подобные неоднородности.The flaw detector is characterized by the fact that a plurality of sensor holders are installed on its body around the perimeter around the symmetry axis of the flaw detector, and the indicated control sensors are installed in the holders. The holders are pivotally connected to the flaw detector body and are pressed against the inner surface of the pipeline using elastic supports (elastic or metal) mounted on the flaw detector body, which allows the sensor holders to bend around minor geometry defects in the pipeline cross section (dents), underlay rings and similar inhomogeneities.
Основным недостатком такого дефектоскопа также является невозможность его использования для обследования трубопроводов переменного диаметра, например, при наличии отремонтированных участков трубопровода с диаметром труб, существенно меньшим, чем диаметр труб основной части обследуемого трубопровода, а также при плановом увеличении диаметра трубопровода в точке объединения потоков от двух трубопроводов. Указанное ограничение в применении возникает в силу ограниченности отжима держателей датчиков в направлении оси трубопровода, обусловленной конструкцией крепления держателей датчиков. Кроме того, крепление держателей датчиков занимает место (протяженность крепления вдоль оси трубопровода больше, чем протяженность полоза с контрольными датчиками вдоль оси трубопровода) в условиях ограниченности пространства для размещения контрольных датчиков и их крепления внутри трубопровода. Поэтому при необходимости перекрывания зоны сканирования на поверхности стенки трубопровода несколькими датчиками с целью получения высокого линейного разрешения в измерениях возникает необходимость крепления на корпусе дефектоскопа нескольких поясов держателей датчиков, протяженность каждого из которых из-за громоздкости крепления значительно превышает протяженность датчиков и полозов по оси трубопровода, и суммарная протяженность поясов при этом складывается в зависимости от количества используемых поясов держателей датчиков, что ограничивает проходимость дефектоскопа на поворотах и увеличивает протяженность дефектоскопа при размещении поясов держателей датчиков на разных секциях дефектоскопа, что осложняет возможность его запасовки в камере запуска внутритрубных снарядов.The main disadvantage of such a flaw detector is also the impossibility of using it for inspection of pipelines of variable diameter, for example, if there are repaired sections of the pipeline with a pipe diameter substantially smaller than the diameter of the pipes of the main part of the pipeline under examination, as well as with a planned increase in the diameter of the pipeline at the point where the flows join from two pipelines. The specified limitation in use arises due to the limited spin of the sensor holders in the direction of the axis of the pipeline, due to the design of the mounting of the sensor holders. In addition, the mounting of the sensor holders takes place (the length of the mounting along the axis of the pipeline is greater than the length of the crawl with the control sensors along the axis of the pipeline) in conditions of limited space for the placement of control sensors and their mounting inside the pipeline. Therefore, if it is necessary to overlap the scanning area on the surface of the pipeline wall with several sensors in order to obtain a high linear resolution in measurements, it becomes necessary to attach several sensor holders to the flaw detector body, the length of each of which significantly exceeds the length of the sensors and runners along the pipeline axis, due to the bulkiness of the mounting, and the total length of the belts in this case depends on the number of used belts of the sensor holders That restricts the permeability flaw cornering flaw length and increases with zones holders placing sensors at various sections of the flaw detector, which complicates the possibility of reeving the camera start pigging.
Известен внутритрубный дефектоскоп (GB 2257788 от 20.01.93, МПК G 01 N 27/82, GB 2260613 от 21.04.93, МПК G 01 N 27/87 US 5402065 от 28.03.95, НПК США 324/220 (British Gas pie); патенты РФ RU 2139468, RU 2139469 от 10.10.99; WO 00/08378 от 17.02.00, МПК F 17 D 5/00 (Черняев К.В., Крючков А.В.); US 4576097 от 18.03.86, НПК США 104/138G (British Gas Corporation); пропускаемый внутри обследуемого трубопровода, содержащий корпус, установленные на корпусе контрольные датчики, (чувствительные к диагностическим параметрам, отражающим состояние стенки трубопровода), дефектоскоп содержит также средства измерений и обработки данных измерений.Known in-line flaw detector (GB 2257788 from 01.20.93, IPC G 01
Дефектоскоп характеризуется тем, что на его корпусе установлено множество держателей датчиков по периметру вокруг оси симметрии дефектоскопа, в держателях установлены указанные контрольные датчики, держатели включают в себя жесткие и упругие звенья, позволяющие держателям датчиков огибать незначительные дефекты геометрии в сечении трубопровода (вмятины), подкладные кольца и подобные неоднородности.The flaw detector is characterized by the fact that a plurality of sensor holders are installed on its body around the perimeter around the symmetry axis of the flaw detector, the specified control sensors are installed in the holders, the holders include rigid and elastic links that allow the sensor holders to bend around minor geometry defects in the pipeline cross section (dents), underlay rings and similar heterogeneities.
Основным недостатком такого дефектоскопа является невозможность его использования для обследования трубопроводов переменного диаметра, например, при наличии участков трубопровода с диаметром труб, существенно меньшим, чем диаметр труб основной части обследуемого трубопровода.The main disadvantage of such a flaw detector is the inability to use it for inspection of pipelines of variable diameter, for example, if there are sections of the pipeline with a pipe diameter substantially smaller than the diameter of the pipes of the main part of the pipeline under examination.
Известен внутритрубный дефектоскоп (европейская заявка ЕР 0825435 от 25.02.98, МПК G 01 N 27/90, US 5864232 от 26.01.99, НПК США 324/220 (Pipetronix Ltd.), а также патент США US 3940689 от 24.02.76, НПК США 324/37, US 4292589 от 29.09.81, НПК США 324/221 (Schlumberger Technology Corporation); WO 93/23749 от 25.11.93, МПК G 01 N 27/72 (Western Atlas International, Inc.); EP 1063521 от 27.12.00, МПК G 01 N 27/83 (Pll Pipetronix GmbH); RU 2102738 от 20.01.98, МПК G 01 N 27/87 (МП "Ультратест"), пропускаемый внутри обследуемого трубопровода, содержащий корпус, установленные на корпусе контрольные датчики, (чувствительные к диагностическим параметрам, отражающим состояние стенки трубопровода), дефектоскоп содержит также средства измерений и обработки данных измерений.Known in-line flaw detector (European application EP 0825435 from 02.25.98, IPC G 01
Дефектоскоп характеризуется тем, что указанные контрольные датчики установлены в держателях, каждый из которых закреплен на корпусе дефектоскопа с помощью пары рычагов, способных поворачиваться в плоскости, проходящей через ось симметрии дефектоскопа или в плоскости, перпендикулярной оси симметрии дефектоскопа, каждый из указанных рычагов имеет одну ось вращения в месте крепления держателя к указанному рычагу и одну ось вращения в месте крепления указанного рычага к корпусу дефектоскопа, держатели датчиков установлены по периметру вокруг оси симметрии дефектоскопа, рычаги выполнены способными упруго отжимать указанные держатели с установленными в них контрольными датчиками в направлении от оси симметрии дефектоскопа, указанные оси вращения в местах крепления каждого держателя датчиков к рычагам расположены в противоположных краях держателя, расстояние между указанными осями вращения в держателе датчиков более длины любого из рычагов из расчета длины рычага от оси вращения в месте крепления упругого держателя к указанному рычагу до оси вращения в месте крепления указанного рычага к корпусу дефектоскопа.The flaw detector is characterized by the fact that these control sensors are installed in holders, each of which is mounted on the flaw detector body using a pair of levers that can rotate in a plane passing through the symmetry axis of the flaw detector or in a plane perpendicular to the symmetry axis of the flaw detector, each of these levers has one axis rotation in the place of attachment of the holder to the specified lever and one axis of rotation in the place of attachment of the specified lever to the body of the flaw detector, the sensor holders are installed around the perimeter the area of the flaw detector symmetry axis, the levers are made capable of elastically pressing out the indicated holders with the control sensors installed in them in the direction from the flaw detector symmetry axis, the indicated rotation axes at the points of attachment of each sensor holder to the levers are located in opposite edges of the holder, the distance between the indicated rotation axes in the sensor holder more than the length of any of the levers based on the calculation of the length of the lever from the axis of rotation in the place of attachment of the elastic holder to the specified lever to the axis of rotation in place I said lever to the cabinet flaw.
Достоинством такой конструкции дефектоскопа является как возможность огибать незначительные дефекты геометрии в сечении трубопровода (вмятины), подкладные кольца и подобные неоднородности, так и возможность использования дефектоскопа для обследования трубопроводов переменного диаметра, например, при наличии отремонтированных участков трубопровода с диаметром труб, существенно меньшим, чем диаметр труб основной части обследуемого трубопровода, а также при плановом увеличении диаметра трубопровода в точке объединения потоков от двух трубопроводов.The advantage of this design of the flaw detector is both the ability to bend around minor geometry defects in the cross section of the pipeline (dents), backing rings and similar inhomogeneities, and the possibility of using the flaw detector to examine pipelines of variable diameter, for example, if there are repaired sections of the pipeline with a pipe diameter significantly smaller than the diameter of the pipes of the main part of the pipeline under examination, as well as with a planned increase in the diameter of the pipeline at the point of union of flows from two x pipelines.
Основным недостатком такого дефектоскопа также является то, что крепление держателей датчиков занимает значительное место (протяженность крепления вдоль оси трубопровода больше, чем протяженность полоза с контрольными датчиками вдоль оси трубопровода) в условиях ограниченности пространства для размещения контрольных датчиков и их крепления внутри трубопровода.The main disadvantage of such a flaw detector is that the mounting of the sensor holders takes a significant place (the length of the mounting along the axis of the pipeline is greater than the length of the crawl with the control sensors along the axis of the pipeline) in conditions of limited space for the placement of control sensors and their mounting inside the pipeline.
Известен внутритрубный дефектоскоп (патент РФ RU 2144182 от 10.01.00, МПК G 01 N 27/87, RU 9967 от 16.05.99 МПК G 01 N 27/82 (ЗАО МНПО "Спектр")), пропускаемый внутри обследуемого трубопровода, содержащий корпус, установленные на корпусе контрольные датчики, (чувствительные к диагностическим параметрам, отражающим состояние стенки трубопровода,) дефектоскоп содержит также средства измерений и обработки данных измерений.Known in-line flaw detector (RF patent RU 2144182 from 10.01.00, IPC G 01
Дефектоскоп характеризуется тем, что указанные контрольные датчики установлены в держателях, каждый держатель закреплен на корпусе дефектоскопа с помощью, по меньшей мере, пары рычагов, способных поворачиваться в плоскости, проходящей через ось симметрии дефектоскопа, каждый из указанных рычагов имеет одну ось вращения в месте крепления держателя к указанному рычагу и одну ось вращения в месте крепления указанного рычага к корпусу дефектоскопа, держатели датчиков установлены по периметру вокруг оси симметрии дефектоскопа, рычаги выполнены способными упруго отжимать указанные упругие держатели с установленными в них контрольными датчиками в направлении от оси симметрии дефектоскопа,A flaw detector is characterized by the fact that these control sensors are installed in holders, each holder is mounted on the flaw detector body using at least a pair of levers that can rotate in a plane passing through the flaw detector symmetry axis, each of these levers has one rotation axis at the attachment point the holder to the specified lever and one axis of rotation in the place of attachment of the specified lever to the body of the flaw detector, sensor holders are installed around the perimeter around the axis of symmetry of the flaw detector, the levers are capable of elastically wringing out said elastic holders with control sensors installed in them in the direction from the axis of symmetry of the flaw detector,
указанные оси вращения в местах крепления каждого держателя датчиков к рычагам расположены по разные стороны по отношению к плоскости, перпендикулярной оси симметрии дефектоскопа и проходящей через любой из контрольных датчиков, установленных в держателе датчиков, расстояние между указанными осями вращения в держателе датчиков более длины любого из рычагов из расчета длины рычага от оси вращения в месте крепления упругого держателя к указанному рычагу до оси вращения в месте крепления указанного рычага к корпусу дефектоскопа.the indicated rotation axes at the points of attachment of each sensor holder to the levers are located on different sides with respect to the plane perpendicular to the symmetry axis of the flaw detector and passing through any of the control sensors installed in the sensor holder, the distance between the indicated rotation axes in the sensor holder is longer than the length of any of the levers based on the calculation of the length of the lever from the axis of rotation at the point of attachment of the elastic holder to the specified lever to the axis of rotation at the point of attachment of the specified lever to the flaw detector body.
Держатель датчиков включает в себя жесткий кронштейн, шарнирно соединенный с указанными рычагами, а также закрепленную на кронштейне полимерную пластину, способную изгибаться в плоскости, проходящей через ось симметрии дефектоскопа.The sensor holder includes a rigid bracket pivotally connected to these levers, as well as a polymer plate fixed to the bracket, capable of bending in a plane passing through the symmetry axis of the flaw detector.
Достоинством такой конструкции дефектоскопа является как возможность огибать незначительные дефекты геометрии в сечении трубопровода (вмятины), подкладные кольца и подобные неоднородности, так и возможность использования дефектоскопа для обследования трубопроводов переменного диаметра, например, при наличии отремонтированных участков трубопровода с диаметром труб, существенно меньшим, чем диаметр труб основной части обследуемого трубопровода, а также при плановом увеличении диаметра трубопровода в точке объединения потоков от двух трубопроводов.The advantage of this design of the flaw detector is both the ability to bend around minor geometry defects in the cross section of the pipeline (dents), backing rings and similar inhomogeneities, and the possibility of using the flaw detector to examine pipelines of variable diameter, for example, if there are repaired sections of the pipeline with a pipe diameter significantly smaller than the diameter of the pipes of the main part of the pipeline under examination, as well as with a planned increase in the diameter of the pipeline at the point of union of flows from two x pipelines.
Основным недостатком такого дефектоскопа также является то, что крепление держателей датчиков занимает значительное место (протяженность крепления вдоль оси трубопровода больше, чем протяженность полоза с контрольными датчиками вдоль оси трубопровода) в условиях ограниченности пространства для размещения контрольных датчиков и их крепления внутри трубопровода.The main disadvantage of such a flaw detector is that the mounting of the sensor holders takes a significant place (the length of the mounting along the axis of the pipeline is greater than the length of the crawl with the control sensors along the axis of the pipeline) in conditions of limited space for the placement of control sensors and their mounting inside the pipeline.
Прототипом для обоих вариантов заявленного дефектоскопа является внутритрубный дефектоскоп (патент РФ RU2133032 от 10.07.99, МПК G 01 N 27/83 (ЗАО Инженерный центр "ВНИИСТ-ПОИСК"); а также GB 2097537 от 03.11.82, МПК G 01 N 27/83 (British Gas Corporation)), пропускаемый внутри обследуемого трубопровода, содержащий корпус, установленные на корпусе контрольные датчики (датчики неразрушающего контроля), дефектоскоп содержит также средства выполнения измерений и обработки данных измерений.The prototype for both versions of the declared flaw detector is an in-line flaw detector (RF patent RU2133032 dated 10.07.99, IPC G 01
Дефектоскоп характеризуется тем, что на его корпусе установлено множество держателей датчиков по периметру вокруг оси симметрии дефектоскопа, каждый держатель выполнен в виде упругого звена (рычага), на радиальном конце которого закреплен полоз, способный скользить по внутренней поверхности трубопровода, в полозе установлен, по меньшей мере, один контрольный датчик.A flaw detector is characterized by the fact that a plurality of sensor holders are installed on its body along the perimeter around the axis of symmetry of the flaw detector, each holder is made in the form of an elastic link (lever), on the radial end of which there is a skid that can slide along the inner surface of the pipeline, at least at least one control sensor.
Конструкция дефектоскопа обеспечивает проходимость дефектоскопа через сечение трубопровода с незначительными дефектами геометрии (вмятинами, подкладными кольцами и подобными неоднородностями).The design of the flaw detector provides the flaw detector through the cross section of the pipeline with minor geometry defects (dents, underlay rings and similar inhomogeneities).
Основным недостатком такого дефектоскопа является то, что для того, чтобы дефектоскоп этой конструкции имел высокую проходимость (способность проходить через значительные сужения в сечении), рычаг должен иметь значительную длину. В то же время, для сохранения относительной ориентации между рычагами для равномерного покрытия контрольными датчиками периметра в сечении трубопровода жесткость рычагов должна быть значительной. Однако значительная жесткость рычагов при прохождении дефектоскопом препятствий в виде подкладных колец, элементов задвижек и им подобных препятствий приводит к ударным нагрузкам на полозы с контрольными датчикам и повреждениям полозов и/или контрольных датчиков или к потере ориентации контрольных датчиков.The main disadvantage of such a flaw detector is that in order for a flaw detector of this design to have high passability (the ability to pass through significant narrowing in the cross section), the lever must have a considerable length. At the same time, in order to maintain the relative orientation between the levers for uniform coverage of the perimeter control sensors in the pipeline section, the stiffness of the levers should be significant. However, the considerable stiffness of the levers when the flaw detector passes obstacles in the form of washer rings, gate valve elements and similar obstacles leads to shock loads on the skids with control sensors and damage to the skids and / or control sensors or to a loss of orientation of the control sensors.
Заявленный внутритрубный дефектоскоп, пропускаемый внутри обследуемого трубопровода, по первому варианту также содержит корпус, установленные на корпусе контрольные датчики (датчики неразрушающего контроля, чувствительные, по меньшей мере, к одному параметру, отражающему состояние стенки трубопровода), а также средства выполнения измерений и обработки данных измерений, на корпусе дефектоскопа по периметру вокруг оси симметрии дефектоскопа установлено множество держателей датчиков, каждый держатель датчиков содержит полоз, способный скользить по внутренней поверхности трубопровода, в полозе установлен, по меньшей мере, один указанный контрольный датчик.The claimed in-line flaw detector, which is passed inside the examined pipeline, according to the first embodiment also contains a housing, control sensors installed on the housing (non-destructive testing sensors sensitive to at least one parameter reflecting the state of the pipeline wall), as well as measurement and data processing tools measurements, on the flaw detector body along the perimeter around the symmetry axis of the flaw detector there are many sensor holders, each sensor holder contains a skid, capable of th slide on the inner surface of the pipeline, at least one of the specified control sensor is installed in the runner.
Заявленный дефектоскоп по первому варианту характеризуется тем, что каждый держатель выполнен в виде, по меньшей мере, двух упругих звеньев разной жесткости, так что на периферийном конце каждого упругого звена, кроме периферийного (наиболее удаленного от оси симметрии дефектоскопа), закреплен ближний к оси дефектоскопа конец, по меньшей мере, одного упругого звена, более удаленного от оси симметрии дефектоскопа, а на периферийном конце периферийного упругого звена закреплен указанный полоз.The flaw detector according to the first embodiment is characterized in that each holder is made in the form of at least two elastic links of different stiffness, so that at the peripheral end of each elastic link, in addition to the peripheral (farthest from the flaw detector symmetry axis), the closest to the flaw detector axis is fixed the end of at least one elastic link, more remote from the axis of symmetry of the flaw detector, and the specified skid is fixed to the peripheral end of the peripheral elastic link.
Основной технический результат, получаемый в результате реализации заявленного изобретения, - повышение эффективности контроля стенок трубопровода за счет снижения относительного объема данных, по которым не могут быть идентифицированы дефекты из-за недопустимых изменений ориентации и отступа контрольных датчиков от внутренней поверхности трубопровода либо повреждения контрольных датчиков. Механизм достижения указанного технического результата состоит в том, что крепление контрольных датчиков на корпусе дефектоскопа с помощью упругих звеньев разной жесткости позволяет разделить задачу огибания незначительных геометрических дефектов в сечении трубы с сохранением чувствительности контрольных датчиков к дефектам стенки трубопровода и задачу огибания значительных дефектов в сечении трубопровода (вмятин) благодаря удалению контрольных датчиков от стенки трубопровода при наличии значительных дефектов, что позволяет сохранить контрольные датчики и их крепление в работоспособном состоянии и продолжить выполнение измерений после прохождения дефектоскопом участка сужения или препятствия.The main technical result obtained as a result of the implementation of the claimed invention is to increase the efficiency of monitoring the walls of the pipeline by reducing the relative amount of data by which defects cannot be identified due to unacceptable changes in the orientation and indentation of the control sensors from the inner surface of the pipeline or damage to the control sensors. The mechanism for achieving the indicated technical result consists in the fact that the mounting of the control sensors on the flaw detector body using elastic links of different stiffness allows us to separate the task of enveloping minor geometric defects in the pipe section while maintaining the sensitivity of the control sensors to defects in the pipe wall and the problem of enveloping significant defects in the pipeline section ( dents) due to the removal of control sensors from the pipeline wall in the presence of significant defects, which allows to wound the control sensors and their fastening in working order and continue to perform measurements after the flaw detector passes through a section of a narrowing or obstacle.
В развитие изобретения по первому варианту держатель содержит также пружинный элемент, закрепленный на одном из упругих звеньев и выполненный способным упираться в указанный полоз со стороны оси симметрии дефектоскопа и прижимать полоз к внутренней поверхности трубопровода, жесткость периферийного упругого звена меньше жесткости любого другого упругого звена того же держателя датчиков, при этом периферийное упругое звено прижато к упругому звену, на котором оно крепится, со стороны хвостовой части дефектоскопа.In development of the invention according to the first embodiment, the holder also contains a spring element mounted on one of the elastic links and made able to abut against the specified runner from the symmetry axis of the flaw detector and press the runner against the inner surface of the pipeline, the rigidity of the peripheral elastic link is less than the rigidity of any other elastic link of the same the sensor holder, while the peripheral elastic link is pressed against the elastic link on which it is attached, from the tail of the flaw detector.
Заявленное исполнение усиливает основной технический результат, обеспечивая сохранение параллельности скользящей поверхности полоза и внутренней поверхности трубопровода при огибании держателями датчиков вмятин и конусных сужений сечения, а также позволяя избежать прямого контакта полоза со значительным препятствием, поскольку при сильном изгибе непериферийных упругих звеньев периферийное упругое звено оказывается под непериферийным звеном, на котором оно закреплено.The claimed performance enhances the main technical result, ensuring that the sliding surface of the runner and the inner surface of the pipeline are parallel when the holders bend around the holders of the gauges of dents and conical narrowing of the cross section, and also avoiding direct contact of the runner with a significant obstacle, since with a strong bending of non-peripheral elastic links, the peripheral elastic link is under non-peripheral link on which it is attached.
В возможном варианте реализации каждый держатель датчиков содержит упругое звено из полимерного материала, на периферийном конце которого установлены несколько упругих металлических звеньев, на периферийных концах которых установлены полозы с указанными контрольными датчиками, жесткость упругого звена из полимерного материала превышает жесткость каждого из упругих металлических звеньев, при этом упругие металлические звенья прижаты к упругому звену из полимерного материала со стороны хвостовой части дефектоскопа; или каждый держатель выполнен в виде двух упругих звеньев, так что на периферийном конце первого упругого звена закреплен ближний к оси дефектоскопа конец второго упругого звена, полоз установлен на периферийном конце второго упругого звена, жесткость первого упругого звена превышает жесткость второго упругого звена, при этом второе упругое звено прижато к первому звену со стороны хвостовой части дефектоскопа.In a possible embodiment, each sensor holder comprises an elastic link made of a polymeric material, at the peripheral end of which several elastic metal links are mounted, at the peripheral ends of which there are runners with the indicated control sensors, the stiffness of the elastic link from the polymeric material exceeds the rigidity of each of the elastic metal links, this elastic metal links are pressed to the elastic link of a polymeric material from the tail of the flaw detector; or each holder is made in the form of two elastic links, so that the end of the second elastic link closest to the flaw detector axis is fixed at the peripheral end of the first elastic link, the skid is mounted at the peripheral end of the second elastic link, the stiffness of the first elastic link exceeds the rigidity of the second elastic link, while the second the elastic link is pressed to the first link from the tail of the flaw detector.
В предпочтительном исполнении первого варианта заявленного изобретения первое упругое звено выполнено из полимерного материала, протяженность первого упругого звена от места крепления на корпусе до места крепления второго упругого звена составляет от 0,1 до 0,3 диаметра цилиндра, в который вписывается дефектоскоп, второе упругое звено выполнено в виде упругой металлической пластины, лежащей в плоскости, перпендикулярной плоскости, проходящей через ось симметрии дефектоскопа (совпадающую с осью трубопровода), протяженность указанной пластины от места крепления к первому упругому звену до места крепления полоза составляет от 0,05 до 0,2 диаметра цилиндра, в который вписывается дефектоскоп.In a preferred embodiment of the first embodiment of the claimed invention, the first elastic link is made of polymer material, the length of the first elastic link from the attachment point on the housing to the attachment point of the second elastic link is from 0.1 to 0.3 of the diameter of the cylinder into which the flaw detector fits, the second elastic link made in the form of an elastic metal plate lying in a plane perpendicular to the plane passing through the axis of symmetry of the flaw detector (coinciding with the axis of the pipeline), the length of the specified pl Astin from the point of attachment to the first elastic link to the point of attachment of the runner is from 0.05 to 0.2 of the diameter of the cylinder into which the flaw detector fits.
В развитие изобретения упругие звенья выполнены в виде упругих пластин, лежащих в плоскостях, перпендикулярных плоскости, проходящей через ось симметрии дефектоскопа (совпадающую с осью трубопровода), при этом каждая периферийная упругая пластина прижата к упругой пластине, более близкой к оси дефектоскопа, со стороны хвостовой части дефектоскопа.In development of the invention, the elastic links are made in the form of elastic plates lying in planes perpendicular to the plane passing through the axis of symmetry of the flaw detector (coinciding with the axis of the pipeline), with each peripheral elastic plate pressed against an elastic plate closer to the axis of the flaw detector, from the tail end flaw detector parts.
Исполнение упругих звеньев в виде пластин усиливает основной технический результат, обеспечивая дополнительную устойчивость держателя датчиков в плоскости, перпендикулярной оси симметрии дефектоскопа, без увеличения жесткости упругих звеньев на изгиб в плоскости, проходящей через ось симметрии дефектоскопа.The execution of the elastic links in the form of plates enhances the main technical result, providing additional stability of the sensor holder in a plane perpendicular to the axis of symmetry of the flaw detector, without increasing the rigidity of the elastic links to bend in the plane passing through the axis of symmetry of the flaw detector.
Заявленный внутритрубный дефектоскоп, пропускаемый внутри обследуемого трубопровода, по второму варианту также содержит корпус, установленные на корпусе контрольные датчики (датчики неразрушающего контроля, чувствительные, по меньшей мере, к одному параметру, отражающему состояние стенки трубопровода), а также средства выполнения измерений и обработки данных измерений, на корпусе дефектоскопа по периметру вокруг оси симметрии дефектоскопа в виде пояса установлено множество держателей датчиков, каждый держатель выполнен, по меньшей мере, из одного упругого звена, на периферийном конце которого закреплен полоз, способный скользить по внутренней поверхности трубопровода, в полозе установлен, по меньшей мере, один указанный контрольный датчик.The claimed in-line flaw detector, which is passed inside the pipeline under examination, according to the second embodiment also contains a housing, control sensors installed on the housing (non-destructive testing sensors, sensitive to at least one parameter reflecting the state of the pipeline wall), as well as measurement and data processing tools of measurements, on the flaw detector body along the perimeter around the symmetry axis of the flaw detector in the form of a belt there are many sensor holders, each holder is made at least Leray, one elastic link, the distal end of which is fixed runner capable of sliding along the internal surface of the pipeline, is mounted in a skid, at least one said control probe.
Заявленный дефектоскоп по второму варианту характеризуется тем, что на корпусе дефектоскопа установлен также второй пояс держателей датчиков, так что каждый держатель датчиков скреплен жестким элементом, по крайней мере, с одним держателем датчиков из соседнего пояса контрольных датчиков, расстояние между местом крепления держателя датчиков на корпусе дефектоскопа и местом крепления с другим держателем датчиков составляет от 0,2 до 0,8 расстояния между местом крепления держателя датчиков на корпусе дефектоскопа и местом контакта содержащегося (установленного) в этом держателе датчиков полоза с внутренней поверхностью трубопровода.The flaw detector according to the second embodiment is characterized in that a second belt of sensor holders is also mounted on the flaw detector body, so that each sensor holder is fastened by a rigid element with at least one sensor holder from an adjacent control sensor belt, the distance between the mounting of the sensor holder on the housing the flaw detector and the mounting location with another sensor holder ranges from 0.2 to 0.8 the distance between the mounting location of the sensor holder on the flaw detector housing and the contact point of the contents aschegosya (installed) in this holder skid sensors to the inner surface of the pipeline.
Основной технический результат, получаемый в результате реализации заявленного изобретения, - повышение эффективности контроля стенок трубопровода за счет снижения относительного объема данных, по которым не могут быть идентифицированы дефекты из-за недопустимых изменений ориентации и отступа контрольных датчиков от внутренней поверхности трубопровода либо повреждения контрольных датчиков. Механизм достижения указанного технического результата для второго варианта состоит в том, что крепление - связующее звено между держателями датчиков из соседних поясов держателей датчиков позволяет уменьшить амплитуду колебаний (обусловливающих потерю ориентации контрольных датчиков) пары держателей датчиков по отношению к колебаниям отдельных держателей датчиков - без увеличения жесткости упругого звена, на котором крепится полоз с контрольными датчиками, и, соответственно, без увеличения ударных нагрузок на полоз с контрольными датчиками при прохождении дефектоскопом внутри трубопровода участков с сужениями и препятствиями.The main technical result obtained as a result of the implementation of the claimed invention is to increase the efficiency of monitoring the walls of the pipeline by reducing the relative amount of data by which defects cannot be identified due to unacceptable changes in the orientation and indentation of the control sensors from the inner surface of the pipeline or damage to the control sensors. The mechanism for achieving the indicated technical result for the second variant consists in the fact that the fastening - a connecting link between the sensor holders from adjacent sensor holder belts allows to reduce the amplitude of oscillations (causing loss of orientation of the control sensors) of the pair of sensor holders relative to the vibrations of individual sensor holders - without increasing stiffness elastic link, on which the runner with control sensors is attached, and, accordingly, without increasing shock loads on the runner with control sensors Occupancy flaw inside the passage pipe sections with the restrictions and obstacles.
В развитие второго варианта заявленного дефектоскопа каждый держатель содержит также пружинный элемент, закрепленный на одном из упругих звеньев и выполненный способным упираться в указанный полоз со стороны оси симметрии дефектоскопа и прижимать полоз к внутренней поверхности трубопровода, жесткость периферийного упругого звена меньше жесткости любого другого упругого звена того же держателя датчиков, при этом периферийное упругое звено прижато к упругому звену, на котором оно крепится, со стороны хвостовой части дефектоскопа.In development of the second variant of the claimed flaw detector, each holder also contains a spring element mounted on one of the elastic links and made able to abut against the specified runner from the symmetry axis of the flaw detector and press the runner against the inner surface of the pipeline, the rigidity of the peripheral elastic link is less than the rigidity of any other elastic link the same sensor holder, while the peripheral elastic link is pressed against the elastic link on which it is attached, from the tail of the flaw detector.
Заявленное исполнение усиливает основной технический результат, обеспечивая сохранение параллельности скользящей поверхности полоза и внутренней поверхности трубопровода при огибании держателями датчиков вмятин и конусных сужений сечения, а также позволяя избежать прямого контакта полоза со значительным препятствием, поскольку при сильном изгибе непериферийных упругих звеньев периферийное упругое звено оказывается под непериферийным звеном, на котором оно закреплено.The claimed performance enhances the main technical result, ensuring that the sliding surface of the runner and the inner surface of the pipeline are parallel when the holders bend around the holders of the gauges of dents and conical narrowing of the cross section, and also avoiding direct contact of the runner with a significant obstacle, since with a strong bending of non-peripheral elastic links, the peripheral elastic link is under non-peripheral link on which it is attached.
В возможном варианте реализации каждый держатель содержит упругое звено из полимерного материала, на периферийном конце которого установлены несколько прижатых к указанному звену со стороны хвостовой части дефектоскопа упругих металлических звеньев, на периферийных концах которых установлены полозы с указанными контрольными датчиками и жесткость которых меньше жесткости упругого звена из полимерного материала, упругие звенья выполнены в виде упругих пластин, лежащих в плоскостях, перпендикулярных плоскости, проходящей через ось симметрии дефектоскопа.In a possible embodiment, each holder comprises an elastic link made of a polymeric material, on the peripheral end of which there are several elastic metal links pressed against the specified link from the flaw detector tail side, on the peripheral ends of which there are runners with the indicated control sensors and whose rigidity is less than the rigidity of the elastic link from polymer material, the elastic links are made in the form of elastic plates lying in planes perpendicular to the plane passing through the c axis mmetrov flaw.
В предпочтительном исполнении второго варианта заявленного изобретения первое упругое звено выполнено из полимерного материала, протяженность первого упругого звена от места крепления на корпусе до места крепления второго упругого звена составляет от 0,1 до 0,3 диаметра цилиндра, в который вписывается дефектоскоп, второе упругое звено выполнено в виде упругой металлической пластины, лежащей в плоскости, перпендикулярной плоскости, проходящей через ось симметрии дефектоскопа (совпадающую с осью трубопровода), протяженность указанной пластины от места крепления к первому упругому звену до места крепления полоза составляет от 0,05 до 0,2 диаметра цилиндра, в который вписывается дефектоскоп.In a preferred embodiment of the second embodiment of the claimed invention, the first elastic link is made of polymer material, the length of the first elastic link from the attachment point on the housing to the attachment point of the second elastic link is from 0.1 to 0.3 of the diameter of the cylinder into which the flaw detector fits, the second elastic link made in the form of an elastic metal plate lying in a plane perpendicular to the plane passing through the axis of symmetry of the flaw detector (coinciding with the axis of the pipeline), the length of the specified pl Astin from the point of attachment to the first elastic link to the point of attachment of the runner is from 0.05 to 0.2 of the diameter of the cylinder into which the flaw detector fits.
В развитие второго варианта изобретения упругие звенья выполнены в виде упругих пластин, лежащих в плоскостях, перпендикулярных плоскости, проходящей через ось симметрии дефектоскопа (совпадающую с осью трубопровода), при этом периферийная упругая пластина прижата к упругой пластине, более близкой к оси дефектоскопа, со стороны хвостовой части дефектоскопа.In development of the second embodiment of the invention, the elastic links are made in the form of elastic plates lying in planes perpendicular to the plane passing through the axis of symmetry of the flaw detector (coinciding with the axis of the pipeline), while the peripheral elastic plate is pressed against the elastic plate closer to the axis of the flaw detector, on the side flaw detector tail section.
Исполнение упругих звеньев в виде пластин усиливает основной технический результат, обеспечивая дополнительную устойчивость держателя датчиков в плоскости, перпендикулярной оси симметрии дефектоскопа, без увеличения жесткости упругих звеньев на изгиб в плоскости, проходящей через ось симметрии дефектоскопа.The execution of the elastic links in the form of plates enhances the main technical result, providing additional stability of the sensor holder in a plane perpendicular to the axis of symmetry of the flaw detector, without increasing the rigidity of the elastic links to bend in the plane passing through the axis of symmetry of the flaw detector.
Заявленный дефектоскоп по обоим вариантам представляет собой устройство для неразрушающего контроля материалов и изделий (сканирования материалов и изделий и обработки данных измерений, последующей идентификации данных) для обнаружения дефектов структуры материала, определения геометрии изделий (геометрических параметров изделий: профиля трубы, толщины стенки и других), в том числе определения дефектов геометрии изделий. Контрольные датчики представляют собой датчики для неразрушающего контроля состояния стенки трубопровода: ультразвуковые, магнитные, электромагнитные, магнито-оптические, оптические, электромагнитно-акустические, датчики профиля сечения трубопровода и иные контрольные датчики, чувствительные к какому-либо параметру, отражающему состояние трубопровода.The flaw detector according to both options is a device for non-destructive testing of materials and products (scanning materials and products and processing measurement data, subsequent data identification) to detect defects in the structure of the material, determine the geometry of the products (geometric parameters of the products: pipe profile, wall thickness and others) , including the determination of defects in the geometry of products. Control sensors are sensors for non-destructive monitoring of the state of the pipeline wall: ultrasonic, magnetic, electromagnetic, magneto-optical, optical, electromagnetic-acoustic, sensors of the sectional profile of the pipeline and other control sensors sensitive to any parameter that reflects the state of the pipeline.
При решении задачи ультразвуковой толщинометрии используют ультразвуковые датчики, ультразвуковые импульсы испускают перпендикулярно внутренней поверхности трубопровода. Указанные импульсы частично отражаются от внутренней стенки трубопровода, от внешней стенки трубопровода или от области дефекта, например, расслоения металла в стенке трубы. Частично ультразвуковые импульсы проходят через границу сред, образуемую внешней стенкой трубопровода.When solving the problem of ultrasonic thickness gauging, ultrasonic sensors are used, ultrasonic pulses are emitted perpendicular to the inner surface of the pipeline. These pulses are partially reflected from the inner wall of the pipeline, from the outer wall of the pipeline or from the area of the defect, for example, delamination of the metal in the pipe wall. Partially ultrasonic pulses pass through the boundary of the media formed by the outer wall of the pipeline.
После испускания ультразвуковых импульсов ультразвуковые датчики переключаются в режим приема отраженных импульсов и принимают импульсы, отраженные от внутренней стенки, импульсы, отраженные от внешней стенки трубы, либо импульсы, отраженные от указанной области дефекта стенки. При этом толщина стенки трубы, которая измеряется с помощью ультразвуковых датчиков, является параметром, отражающим состояние стенки трубопровода.After emitting ultrasonic pulses, the ultrasonic sensors switch to the reflected pulse mode and receive pulses reflected from the inner wall, pulses reflected from the outer wall of the pipe, or pulses reflected from the indicated area of the wall defect. Moreover, the wall thickness of the pipe, which is measured using ultrasonic sensors, is a parameter that reflects the state of the pipe wall.
С целью обнаружения трещин в стенке трубопровода ультразвуковые импульсы испускают под углом около 17-19° к нормали внутренней поверхности трубопровода. Указанные импульсы частично отражаются от внутренней стенки трубопровода, от внешней стенки трубопровода или от трещиноподобного дефекта. Частично ультразвуковые импульсы проходят через границы сред или отражаются, ослабляя полезный отраженный импульс.In order to detect cracks in the wall of the pipeline, ultrasonic pulses emit at an angle of about 17-19 ° to the normal to the inner surface of the pipeline. These pulses are partially reflected from the inner wall of the pipeline, from the outer wall of the pipeline or from a crack-like defect. Partially ultrasonic pulses pass through the boundaries of the media or are reflected, weakening the useful reflected pulse.
После испускания ультразвуковых импульсов ультразвуковые датчики переключаются в режим приема отраженных импульсов и принимают импульсы, отраженные от трещиноподобного дефекта.After the emission of ultrasonic pulses, the ultrasonic sensors switch to the mode of receiving reflected pulses and receive pulses reflected from the crack-like defect.
Полученные цифровые данные о временных промежутках, соответствующих времени хода ультразвуковых импульсов, и амплитудах импульсов преобразуют и записывают в накопитель цифровых данных бортового компьютера. При этом значение количества импульсов, отраженных от трещиноподобных дефектов, является параметром, отражающим состояние трубопровода. Другим параметром, отражающим состояние трубопровода, является амплитуда импульса, отраженного от трещиноподобного дефекта и характеризующая глубину дефекта в стенке трубы.The obtained digital data on the time intervals corresponding to the travel time of the ultrasonic pulses and the pulse amplitudes are converted and recorded in the digital data storage device of the on-board computer. In this case, the value of the number of pulses reflected from crack-like defects is a parameter reflecting the state of the pipeline. Another parameter reflecting the state of the pipeline is the amplitude of the pulse reflected from the crack-like defect and characterizing the depth of the defect in the pipe wall.
При магнитном контроле стенки трубопровода используют магнитные датчики (датчики утечки магнитного потока), намагничивают некоторую область стенки трубопровода (до состояния насыщения) и с помощью датчиков магнитного поля измеряют составляющие магнитного поля вблизи намагниченной области стенки трубопровода. Измерение магнитного поля производят путем периодического обращения к датчикам магнитного поля (путем опроса датчиков). Наличие трещин или дефектов, связанных с потерей металла (коррозия, задиры), приводит к изменению величины и характера распределения магнитной индукции. При этом измеряемая величина утечки магнитного потока является параметром, отражающим состояние трубопровода.When magnetic control of the pipeline wall is used, magnetic sensors (magnetic leakage sensors) are magnetized, a certain region of the pipeline wall is magnetized (to a saturation state), and magnetic field components are measured using magnetic field sensors near the magnetized region of the pipeline wall. The measurement of the magnetic field is carried out by periodically accessing the magnetic field sensors (by interrogating the sensors). 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. Moreover, the measured magnitude of the leakage of magnetic flux is a parameter that reflects the state of the pipeline.
Аналогичным образом производят внутритрубный контроль путем периодического запуска и/или опроса датчиков иного типа (магнито-оптических, оптических, электромагнитно-акустических, датчиков профиля сечения трубопровода).Similarly, in-pipe inspection is carried out by periodically starting and / or interrogating sensors of a different type (magneto-optical, optical, electromagnetic-acoustic, sensors of the cross-sectional profile of the pipeline).
В предпочтительном исполнении заявленного дефектоскопа упругие звенья держателей датчиков выполнены способными изгибаться в плоскости, проходящей через ось симметрии дефектоскопа, держатель датчиков содержит кронштейн, а также одну или несколько пластин, упруго закрепленных на кронштейне так, что пластины способны прилегать к внутренней поверхности трубопровода при движении дефектоскопа внутри последнего, при этом часть поверхности пластины образует контактную площадку с внутренней поверхностью трубопровода, на участке пластины, образующем указанную контактную площадку, со стороны, противоположной указанной контактной площадке, закреплены контрольные датчики, при этом на каждой пластине установлены несколько контрольных датчиков, держатель датчиков содержит также упругую металлическую или полимерную подпорку, которая упирается в контрольные датчики со стороны оси симметрии дефектоскопа и оказывает упругое отжимающее воздействие в направлении от оси симметрии дефектоскопа.In a preferred embodiment of the inventive flaw detector, the elastic links of the sensor holders are made capable of bending in a plane passing through the axis of symmetry of the flaw detector, the sensor holder contains a bracket, as well as one or more plates, elastically mounted on the bracket so that the plates are able to abut against the inner surface of the pipeline when the flaw detector is moving inside the latter, while part of the surface of the plate forms a contact pad with the inner surface of the pipeline, on the plate , forming the indicated contact pad, from the side opposite the specified contact pad, control sensors are fixed, while on each plate there are several control sensors, the sensor holder also contains an elastic metal or polymer support, which abuts the control sensors from the symmetry axis of the flaw detector and exerts elastic pressing effect in the direction from the axis of symmetry of the flaw detector.
Указанная конструкция держателей датчиков способствует огибанию дефектов геометрии в сечении трубопровода с небольшой крутизной линии изгиба, что обеспечивает параллельность прилегания поверхности держателя датчиков к внутренней поверхности трубопровода.The indicated design of the sensor holders contributes to the envelope of geometry defects in the cross section of the pipeline with a small slope of the bending line, which ensures parallel fit of the surface of the sensor holder to the inner surface of the pipeline.
Держатели датчиков установлены на корпусе дефектоскопа в виде нескольких пар поясов (рядов) вокруг оси симметрии дефектоскопа на заданном расстоянии вдоль оси симметрии дефектоскопа между соседними парами поясов и заданном расстоянии вдоль оси симметрии дефектоскопа между поясами в каждой паре, держатели датчиков в каждой паре поясов установлены в шахматном порядке.Sensor holders are mounted on the flaw detector housing in the form of several pairs of belts (rows) around the symmetry axis of the flaw detector at a predetermined distance along the symmetry axis of the flaw detector between adjacent pairs of belts and a given distance along the symmetry axis of the flaw detector between belts in each pair, the sensor holders in each pair of belts are installed in staggered.
Указанная конструкция крепления контрольных датчиков позволяет обследовать трубопроводы с переменным диаметром с сохранением возможности идентификации трещиноподобных дефектов как вблизи внешней, так и вблизи внутренней поверхности трубопровода, что требует высокого разрешения дефектоскопа и, соответственно, большого массива контрольных датчиков на единицу площади стенки обследуемого трубопровода.The indicated mounting design of the control sensors makes it possible to examine pipelines with a variable diameter while preserving the possibility of identifying crack-like defects both near the external and near the internal surface of the pipeline, which requires a high resolution of the flaw detector and, accordingly, a large array of control sensors per unit wall area of the examined pipeline.
Кроме того, крепление полозов датчиков в дефектоскопе заявленной конструкции занимает незначительное место (протяженность крепления вдоль оси трубопровода много меньше протяженности полоза с контрольными датчиками вдоль оси трубопровода) в условиях ограниченности пространства для размещения контрольных датчиков и их крепления внутри трубопровода, и крепление на корпусе дефектоскопа нескольких поясов держателей датчиков для перекрывания зоны сканирования на поверхности стенки трубопровода несколькими контрольными датчиками с целью получения высокого линейного разрешения в измерениях приводит к незначительной суммарной протяженности поясов.In addition, the mounting of sensor skids in the flaw detector of the claimed design takes up an insignificant place (the length of the mounting along the axis of the pipeline is much less than the length of the skid with control sensors along the axis of the pipe) in conditions of limited space for placing the control sensors and their mounting inside the pipeline, and mounting several sensor holder belts for overlapping the scanning zone on the surface of the pipeline wall with several control sensors with Strongly obtaining high linear resolution in the measurements leads to low total length belts.
На фиг.1 изображена секция внутритрубного дефектоскопа с установленными держателями датчиков; на фиг.2 и 3 изображен держатель датчиков; на фиг.4 изображена пара скрепленных между собой держателей датчиков.Figure 1 shows a section of an in-line flaw detector with mounted sensor holders; Figures 2 and 3 show a sensor holder; figure 4 shows a pair of interconnected sensor holders.
Одним из примеров реализации заявленного изобретения является внутритрубный дефектоскоп, секция 1 которого изображена на фиг.1. Дефектоскоп, пропускаемый внутри обследуемого трубопровода, содержит корпус 2, установленные на корпусе контрольные датчики (датчики неразрушающего контроля), чувствительные к параметрам, отражающим состояние стенки трубопровода, часть которых обозначена позициями 3-6 на фиг.1. Дефектоскоп содержит также средства выполнения измерений и обработки данных измерений, размещенные в корпусе 2 дефектоскопа.One example of the implementation of the claimed invention is an in-line flaw detector, section 1 of which is shown in figure 1. The flaw detector, which is passed inside the examined pipeline, contains a housing 2, control sensors (non-destructive testing sensors) installed on the housing, sensitive to parameters reflecting the state of the pipeline wall, some of which are indicated by positions 3-6 in Fig. 1. The flaw detector also contains means for performing measurements and processing measurement data located in the flaw detector body 2.
Контрольные датчики закреплены в держателях датчиков, установленных на корпусе 2 дефектоскопа по периметру вокруг оси симметрии дефектоскопа. Каждый держатель датчиков фиг.3 содержит пять полозов 23, способных скользить по внутренней поверхности трубопровода, в каждом полозе 28 фиг.2, (46, 47 фиг.4 соответственно) установлены контрольные датчики. Каждый держатель датчиков содержит упругое звено 21 фиг.2, фиг.3, выполненное в виде пластины из полимерного материала, на периферийном конце которого закреплено периферийное упругое звено 23, выполненное в виде упругой металлической пластины. При этом на периферийном конце полимерного упругого звена 21 закреплен ближний к оси дефектоскопа конец металлического упругого звена 23, более удаленного от оси симметрии дефектоскопа, а на периферийном конце периферийного металлического упругого звена 23 закреплен полоз 28. Плоскости пластин лежат в плоскостях, перпендикулярных плоскости, проходящей через ось симметрии дефектоскопа. Полимерное упругое звено 21 имеет жесткость на изгиб в плоскости, проходящей через ось симметрии дефектоскопа, больше, чем металлическое упругое звено 23 (т.е. при равных моментах сил, приложенных к упругим звеньям, металлическое упругое звено 23 испытывает большее угловое отклонение при изгибе, чем полимерное упругое звено 21).The control sensors are fixed in the sensor holders mounted on the flaw detector body 2 along the perimeter around the symmetry axis of the flaw detector. Each sensor holder of figure 3 contains five
В каждом держателе датчиков могут быть установлены по одному контрольному датчику в держателе, в другом варианте, более эффективном при обследовании трубопроводов большого диаметра, в каждом полозе может быть установлено до пятидесяти контрольных датчиков. Каждый держатель датчиков может содержать один полоз или, в другом варианте, при обследовании трубопроводов большого диаметра, до десяти полозов, способных скользить по внутренней поверхности трубопровода.In each sensor holder, one control sensor can be installed in the holder, in another embodiment, more effective when examining large-diameter pipelines, up to fifty control sensors can be installed in each runner. Each sensor holder may contain one runner or, in another embodiment, when examining large diameter pipelines, up to ten runners that can slide along the inner surface of the pipeline.
В представленном на фиг.1-фиг.3 примере реализации держатель датчиков содержит также пружинный элемент 29 (подпорку), закрепленный на упругом звене 21 с помощью уголка 27 и выполненный способным упираться в полоз 28 со стороны оси симметрии дефектоскопа и прижимать полоз к внутренней поверхности трубопровода, жесткость периферийного упругого звена 23 меньше жесткости полимерного упругого звена 21 того же держателя датчиков, при этом периферийное упругое звено 23 прижато к упругому звену 21, на котором оно крепится, со стороны хвостовой части дефектоскопа.In the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, the sensor holder also contains a spring element 29 (support) mounted on the
Протяженность первого (полимерного) упругого звена 21 от места крепления 20, 22 на корпусе дефектоскопа до места крепления 25 упругого звена 23 в плоскости, проходящей через ось симметрии дефектоскопа, составляет около 0,15 диаметра цилиндра, в который вписывается дефектоскоп. Протяженность пластины 23 от места крепления 25 к первому упругому звену 21 до места крепления полоза 28 составляет около 0,1 диаметра цилиндра, в который вписывается дефектоскоп.The length of the first (polymer)
Протяженность первого (полимерного) упругого звена от места крепления на корпусе дефектоскопа до места крепления второго упругого звена в другом варианте может составлять около 0,1 диаметра цилиндра, в который вписывается дефектоскоп, протяженность второго звена от места крепления к первому упругому звену до места крепления полоза при этом может составлять около 0,05 диаметра цилиндра, в который вписывается дефектоскоп.The length of the first (polymer) elastic link from the attachment point on the flaw detector housing to the attachment point of the second elastic link in another embodiment may be about 0.1 of the cylinder diameter into which the flaw detector fits, the length of the second link from the attachment point to the first elastic link to the mount this can be about 0.05 of the diameter of the cylinder into which the flaw detector fits.
В другом варианте реализации протяженность первого (полимерного) упругого звена от места крепления на корпусе дефектоскопа до места крепления второго упругого звена может составлять около 0,3 диаметра цилиндра, в который вписывается дефектоскоп, протяженность второго звена от места крепления к первому упругому звену до места крепления полоза при этом может составлять около 0,2 диаметра цилиндра, в который вписывается дефектоскоп.In another embodiment, the length of the first (polymer) elastic link from the attachment point on the flaw detector body to the attachment point of the second elastic link may be about 0.3 of the diameter of the cylinder into which the flaw detector fits, the length of the second link from the attachment point to the first elastic link to the attachment point the runner can be about 0.2 of the diameter of the cylinder into which the flaw detector fits.
На фиг.4 показан другой вариант крепления контрольных датчиков на корпусе дефектоскопа. Держатели датчиков с полозами 46 образуют первый пояс держателей датчиков, держатели датчиков с полозами 47 образуют второй пояс держателей датчиков, установленных на корпусе дефектоскопа. При этом каждый держатель датчиков из первого пояса держателей датчиков скреплен жестким стержневым элементом 51 с держателем датчиков из второго пояса держателей датчиков.Figure 4 shows another option for mounting control sensors on the flaw detector housing. The sensor holders with
Так, в схеме, изображенной на фиг.4, один держатель датчиков содержит полимерное упругое звено 42, закрепленное на его периферийном конце второе упругое звено 54, на периферийном конце которого закреплено третье упругое звено 44, на периферийном конце которого закреплен полоз 46 и пружинный элемент- подпорка 48. Второй держатель датчиков содержит полимерное упругое звено 43, закрепленное на его периферийном конце второе упругое звено 55, на периферийном конце которого закреплено третье упругое звено 45, на периферийном конце которого закреплен полоз 47 и пружинный элемент-подпорка 49. Держатели датчиков жестко закреплены на корпуса дефектоскопа с помощью стержня 50, жестко закрепляющего ближние к оси симметрии дефектоскопа концы полимерных упругих звеньев 42, 43 держателей датчиков на кронштейне 41. Держатели датчиков скреплены между собой с помощью жесткого элемента в виде стержня 51, соединяющего периферийные части полимерных упругих звеньев каждого из держателей датчиков, расстояние между местом крепления 52 держателя датчиков (полимерного звена 42) на корпусе дефектоскопа и местом крепления 53 с другим держателем датчиков (полимерным звеном 43) составляет около 0,3 расстояния между местом крепления 52 держателя датчиков на корпусе дефектоскопа и местом контакта установленного на этом держателе датчиков полоза 46 с внутренней поверхностью трубопровода.So, in the diagram depicted in Fig. 4, one sensor holder comprises a polymer
В возможном варианте реализации заявленного устройства каждый держатель датчиков может содержать одно полимерное или металлическое упругое звено, на периферийном конце которого закреплен полоз.In a possible embodiment of the claimed device, each sensor holder may contain one polymer or metal elastic link, on the peripheral end of which a skid is fixed.
В каждом полозе могут быть установлены по одному контрольному датчику в полозе либо, что более эффективно при обследовании трубопроводов большого диаметра, до пятидесяти контрольных датчиков в полозе.In each runner, one control sensor can be installed in the runner, or, which is more effective when examining large-diameter pipelines, up to fifty control sensors in the runner.
В представленном на фиг.4 примере реализации пружинные элементы 48 и 49 выполнены способными упираться в полоз 46 и 47 соответственно со стороны оси симметрии дефектоскопа и прижимать указанные полозы к внутренней поверхности трубопровода. Жесткость периферийных упругих звеньев 44, 45 на изгиб в плоскости, проходящей через ось симметрии дефектоскопа, меньше жесткости полимерных упругих звеньев 42, 43 того же держателя датчиков на изгиб в указанной плоскости, и жесткости металлических упругих звеньев 54, 55 на изгиб в указанной плоскости. При этом периферийное упругое звено 44 прижато к упругому звену 54, на котором оно крепится, со стороны хвостовой части дефектоскопа; периферийное упругое звено 45 прижато к упругому звену 55, на котором оно крепится, со стороны хвостовой части дефектоскопа, упругое звено 43 может быть соединено с упругим звеном 42 также с помощью упругого (например, полимерного) звена, один конец которого закреплен в точке 52 фиг.4, а второй конец - в точке 55 (в общем случае: один конец закреплен в точке крепления первого упругого звена на корпусе дефектоскопа, а второй конец закреплен на периферийном конце упругого звена из соседнего ряда упругих звеньев).In the embodiment shown in FIG. 4, the
Протяженность первого (полимерного) упругого звена 42 от места крепления 52 на элементе корпуса дефектоскопа - кронштейне 41 до места крепления 53 металлического упругого звена 54 составляет около 0,15 диаметра цилиндра, в который вписывается дефектоскоп. Протяженность упругого звена 44 от места крепления к упругому звену 54 до места крепления полоза 46 составляет около 0,15 диаметра цилиндра, в который вписывается дефектоскоп.The length of the first (polymer)
Соответственно протяженность первого (полимерного) упругого звена 43 от места крепления на элементе корпуса дефектоскопа - звене 50 до места крепления металлического упругого звена 55 составляет около 0,15 диаметра цилиндра, в который вписывается дефектоскоп. Протяженность упругого звена 45 от места крепления к упругому звену 55 до места крепления полоза 47 составляет около 0,15 диаметра цилиндра, в который вписывается дефектоскоп.Accordingly, the length of the first (polymer)
При этом расстояние между местом крепления держателя датчиков на корпусе дефектоскопа и местом крепления с другим держателем датчиков составляет около 0,5 расстояния между местом крепления держателя датчиков на корпусе дефектоскопа и местом контакта установленного в этом держателе датчиков полоза с внутренней поверхностью трубопровода.The distance between the mounting location of the sensor holder on the flaw detector housing and the mounting location with another sensor mount is about 0.5 distance between the mounting location of the sensor mount on the flaw detector housing and the contact point of the runner installed in this sensor mount with the inner surface of the pipeline.
В возможном варианте исполнения дефектоскопа каждый держатель датчиков из одного пояса держателей датчиков соединен несколькими жесткими элементами (или одним жестким элементом) с нескольким держателями датчиков из другого пояса держателей датчиков.In a possible flaw detector embodiment, each sensor holder from one sensor holder belt is connected by several rigid elements (or one rigid element) to several sensor holders from another sensor holder belt.
В другом исполнении каждый держатель датчиков может быть выполнен как показано на фиг.2, фиг.3 и соединен жестким элементом с держателем датчиков из другого пояса держателей датчиков как показано на фиг.4.In another embodiment, each sensor holder can be made as shown in FIG. 2, FIG. 3 and connected by a rigid element to the sensor holder from another belt of sensor holders as shown in FIG. 4.
В другом исполнении каждый держатель датчиков может быть выполнен как показано на фиг.4 без соединения жестким элементом с каким-либо из соседних держателей датчиков.In another embodiment, each sensor holder can be made as shown in FIG. 4 without connecting a rigid element to any of the adjacent sensor holders.
В представленном на фиг.1 варианте реализации держатели датчиков в каждой паре рядов установлены в шахматном порядке, при этом держатели 3 с датчиками относятся к первому поясу, держатели 4 с датчиками относятся ко второму поясу, держатели 5 с датчиками относятся к третьему поясу, держатели 6 с датчиками относятся к четвертому поясу.In the embodiment shown in FIG. 1, the sensor holders in each pair of rows are staggered, while the sensor holders 3 belong to the first belt, the sensor holders 4 belong to the second belt, the sensor holders 5 belong to the third belt, holders 6 with sensors belong to the fourth zone.
Протяженность первого (полимерного) упругого звена от места крепления на элементе корпуса дефектоскопа до места крепления металлического упругого звена может составлять около 0,1 диаметра цилиндра, в который вписывается дефектоскоп, протяженность второго упругого звена от места крепления к первому упругому звену до места крепления полоза при этом может составлять около 0,05 диаметра цилиндра, в который вписывается дефектоскоп. При этом расстояние между местом крепления держателя датчиков на корпусе дефектоскопа и местом крепления с другим держателем датчиков составляет около 0,7 расстояния между местом крепления держателя датчиков на корпусе дефектоскопа и местом контакта установленного в этом держателе датчиков полоза с внутренней поверхностью трубопровода.The length of the first (polymer) elastic link from the attachment point on the flaw detector body element to the attachment point of the metal elastic link can be about 0.1 of the diameter of the cylinder into which the flaw detector fits, the length of the second elastic link from the attachment point to the first elastic link to the runner attachment point at this may be about 0.05 of the diameter of the cylinder into which the flaw detector fits. In this case, the distance between the mounting location of the sensor holder on the flaw detector housing and the mounting location with another sensor mount is about 0.7 distance between the mounting location of the sensor mount on the flaw detector housing and the contact point of the runner installed in this sensor mount with the inner surface of the pipeline.
В другом варианте реализации протяженность первого (полимерного) упругого звена от места крепления на элементе корпуса дефектоскопа до места крепления металлического упругого звена может составлять около 0,3 диаметра цилиндра, в который вписывается дефектоскоп, протяженность второго упругого звена от места крепления к первому упругому звену до места крепления полоза может составлять около 0,2 диаметра цилиндра, в который вписывается дефектоскоп. При этом расстояние между местом крепления держателя датчиков на корпусе дефектоскопа и местом крепления с другим держателем датчиков составляет около 0,6 расстояния между местом крепления держателя датчиков на корпусе дефектоскопа и местом контакта установленного в этом держателе датчиков полоза с внутренней поверхностью трубопровода.In another embodiment, the length of the first (polymer) elastic link from the attachment point on the flaw detector body element to the attachment point of the metal elastic link can be about 0.3 of the cylinder diameter into which the flaw detector fits, the length of the second elastic link from the attachment point to the first elastic link to the mounting location of the runner can be about 0.2 of the diameter of the cylinder into which the flaw detector fits. In this case, the distance between the mounting location of the sensor holder on the flaw detector body and the mounting location with another sensor mount is about 0.6 the distance between the mounting location of the sensor holder on the flaw detector and the contact point of the runner installed in this sensor mount with the inner surface of the pipeline.
При реализации дефектоскопа в исполнении с магнитными датчиками (магнитного дефектоскопа) в позициях 7, 8 фиг.1 на корпусе дефектоскопа могут быть установлены магниты с установленными на них ферромагнитными щетками, способными контактировать с внутренней поверхностью трубопровода. При этом образуется замкнутый контур магнитного потока: магниты с щетками в позиции 8 - ферромагнитная стенка трубопровода - магниты с щетками в позиции 7 - ферромагнитный корпус дефектоскопа - магниты с щетками в позиции 8.When implementing a flaw detector with magnetic sensors (magnetic flaw detector) in positions 7, 8 of Fig. 1, magnets with ferromagnetic brushes mounted on them can be mounted on the flaw detector body, which can contact the inner surface of the pipeline. In this case, a closed loop of the magnetic flux is formed: magnets with brushes in position 8 - a ferromagnetic pipe wall - magnets with brushes in position 7 - a ferromagnetic flaw detector housing - magnets with brushes in position 8.
Установленные на корпусе дефектоскопа датчики магнитного поля в варианте магнитного дефектоскопа представляют собой датчики, чувствительные к диагностическим параметрам, отражающим состояние стенки трубопровода, а именно: утечке магнитного потока на участках трещиноподобных и коррозионных дефектов в стенке трубопровода. Датчики магнитного поля установлены в полозах держателей датчиков, при этом в каждом полозе держателя датчиков установлены несколько датчиков магнитного поля. В качестве датчиков магнитного поля в представленном реализованном варианте используются интегрированные элементы Холла с магнитной чувствительностью не менее 350 мкВ/мТл и температурным коэффициентом магнитной чувствительности не более 0,05%/°С. Толщина минимального слоя компаунда между корпусом датчика магнитного поля и стенкой корпуса блока, содержащего несколько датчиков и контактирующего с транспортируемой средой, составляет около 2 мм. Элементы Холла залиты в датчиках магнитного поля эпоксидным компаундом.The magnetic field sensors mounted on the flaw detector body in a magnetic flaw detector variant are sensors that are sensitive to diagnostic parameters that reflect the state of the pipeline wall, namely: leakage of magnetic flux in areas of crack-like and corrosion defects in the pipeline wall. The magnetic field sensors are installed in the slider of the sensor holders, with several magnetic field sensors installed in each runner of the sensor holder. Integrated 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% / ° C are used as magnetic field sensors in the presented implemented embodiment. The thickness of the minimum compound layer between the body of the magnetic field sensor and the wall of the body of the block containing several sensors and in contact with the transported medium is about 2 mm. Hall elements are flooded in magnetic field sensors with an epoxy compound.
При исполнении дефектоскопа с ультразвуковыми датчиками (ультразвукового дефектоскопа) в полозы 46, 47 или 28 устанавливаются ультразвуковые датчики. Тип датчиков и их ориентация определяются решаемыми задачами. Для целей толщинометрии ультразвуковые датчики устанавливают так, чтобы они излучали ультразвуковые волны перпендикулярно стенке трубопровода, для целей обнаружения трещиноподобных дефектов ультразвуковые датчики устанавливаются так, чтобы направление излучения составляло около 17 градусов с нормалью к стенке трубопровода. Для целей обнаружения трещиноподобных дефектов могут быть использованы также электромагнитные ультразвуковые датчики, способные возбуждать ультразвуковые волны непосредственно в стенке трубопровода (электромагнитно-акустические преобразователи).When performing a flaw detector with ultrasonic sensors (ultrasonic flaw detector), ultrasonic sensors are installed in
На корпусе дефектоскопа могут быть также установлены: пояс поддерживающих колес и полимерные манжеты, обеспечивающие центровку снаряда в трубопроводе и его продвижение в трубопроводе потоком транспортируемой среды, а также измеритель пройденной внутри трубопровода дистанции, например, на основе колесных одометров. Элементы конструкции внутритрубных снарядов, обеспечивающих продвижение снарядов внутри трубопроводов, и состав электронного оборудования для выполнения измерений хорошо известен из уровня техники, и соответствующий выбор может быть произведен специалистом в данной области техники.The flaw detector housing can also be equipped with: a belt of supporting wheels and polymer cuffs, which ensure centering of the projectile in the pipeline and its advancement in the pipeline with the flow of the transported medium, as well as a meter for the distance traveled inside the pipeline, for example, based on wheel odometers. The structural elements of the in-tube shells providing the advancement of the shells inside the pipelines, and the composition of the electronic equipment for performing measurements is well known in the art, and a suitable choice can be made by a person skilled in the art.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Внутритрубный дефектоскоп помещают в трубопровод и включают перекачку газа (нефти, нефтепродукта) по трубопроводу. Между областью транспортируемой среды перед дефектоскопом и областью после дефектоскопа устанавливается перепад давления около 1 атм, что приводит дефектоскоп в движение.An in-line flaw detector is placed in the pipeline and includes the pumping of gas (oil, oil) through the pipeline. Between the region of the transported medium in front of the flaw detector and the area after the flaw detector, a pressure drop of about 1 atm is established, which sets the flaw detector in motion.
При магнитном контроле стенки трубопровода используют магнитные датчики (датчики утечки магнитного потока): при движении дефектоскопа по трубопроводу с помощью магнитов и щеток намагничивается стенка трубопровода до состояния насыщения и измеряется тангенциальная составляющая магнитной индукции вблизи внутренней поверхности трубопровода в намагниченной области стенки трубопровода между щетками с помощью первой пары поясов держателей датчиков 3, 4, а также вне области намагничивания стенки - с помощью второй пары поясов держателей датчиков 5, 6. Данные измерений обрабатываются и записываются в накопитель бортового компьютера. Намагничивание стенки трубопровода происходит в пределах зоны расположения держателей датчиков 3, 4, расположенной между проволочными ферромагнитными щетками, и в этой же зоне расположены держатели датчиков 3, 4. Намагничивание осуществляется с помощью постоянных магнитов, установленных под щетками. Измерение компонент магнитного поля производят путем периодического обращения к датчикам магнитного поля (путем опроса датчиков). Наличие трещин или дефектов, связанных с потерей металла (коррозия, задиры), приводит к изменению величины и характера распределения магнитной индукции. При этом измеряемая величина утечки магнитного потока является параметром, отражающим состояние трубопровода.For magnetic control of the pipeline wall, magnetic sensors are used (magnetic leakage sensors): when a flaw detector moves through the pipeline using magnets and brushes, the pipeline wall is magnetized to a saturation state and the tangential component of magnetic induction is measured near the inner surface of the pipeline in the magnetized region of the pipeline wall between the brushes using the first pair of belt holders of the sensors 3, 4, as well as outside the area of magnetization of the wall using the second pair of belt holders d tchikov 5, 6. These measurements are processed and written to the drive board computer. The magnetization of the pipe wall occurs within the area of the sensor holders 3, 4 located between the wire ferromagnetic brushes, and the sensor holders 3, 4 are located in the same zone. The magnetization is carried out using permanent magnets mounted under the brushes. The components of the magnetic field are measured by periodically accessing the magnetic field sensors (by interrogating the sensors). 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. Moreover, the measured magnitude of the leakage of magnetic flux is a parameter that reflects the state of the pipeline.
При решении задачи ультразвуковой толщинометрии используют ультразвуковые датчики, ультразвуковые импульсы испускают перпендикулярно внутренней поверхности трубопровода. Указанные импульсы частично отражаются от внутренней стенки трубопровода, от внешней стенки трубопровода или от области дефекта, например, расслоения металла в стенке трубы. Частично ультразвуковые импульсы проходят через границу сред, образуемую внешней стенкой трубопровода.When solving the problem of ultrasonic thickness gauging, ultrasonic sensors are used, ultrasonic pulses are emitted perpendicular to the inner surface of the pipeline. These pulses are partially reflected from the inner wall of the pipeline, from the outer wall of the pipeline or from the area of the defect, for example, delamination of the metal in the pipe wall. Partially ultrasonic pulses pass through the boundary of the media formed by the outer wall of the pipeline.
После испускания ультразвуковых импульсов ультразвуковые датчики переключаются в режим приема отраженных импульсов и принимают импульсы, отраженные от внутренней стенки, импульсы, отраженные от внешней стенки трубы, либо импульсы, отраженные от указанной области дефекта стенки. При этом толщина стенки трубы, которая измеряется с помощью ультразвуковых датчиков, является параметром, отражающим состояние стенки трубопровода.After emitting ultrasonic pulses, the ultrasonic sensors switch to the reflected pulse mode and receive pulses reflected from the inner wall, pulses reflected from the outer wall of the pipe, or pulses reflected from the indicated area of the wall defect. Moreover, the wall thickness of the pipe, which is measured using ultrasonic sensors, is a parameter that reflects the state of the pipe wall.
С целью обнаружения трещин в стенке трубопровода ультразвуковые импульсы испускают под углом около 17-19° к нормали внутренней поверхности трубопровода. Указанные импульсы частично отражаются от внутренней стенки трубопровода, от внешней стенки трубопровода или от трещиноподобного дефекта. Частично ультразвуковые импульсы проходят через границы сред или отражаются, ослабляя полезный отраженный импульс.In order to detect cracks in the wall of the pipeline, ultrasonic pulses emit at an angle of about 17-19 ° to the normal to the inner surface of the pipeline. These pulses are partially reflected from the inner wall of the pipeline, from the outer wall of the pipeline or from a crack-like defect. Partially ultrasonic pulses pass through the boundaries of the media or are reflected, weakening the useful reflected pulse.
После испускания ультразвуковых импульсов ультразвуковые датчики переключаются в режим приема отраженных импульсов и принимают импульсы, отраженные от трещиноподобного дефекта.After the emission of ultrasonic pulses, the ultrasonic sensors switch to the mode of receiving reflected pulses and receive pulses reflected from the crack-like defect.
Полученные цифровые данные о временных промежутках, соответствующих времени хода ультразвуковых импульсов, и амплитудах импульсов преобразуют и записывают в накопитель цифровых данных бортового компьютера. При этом значение количество импульсов, отраженных от трещиноподобных дефектов, является параметром, отражающим состояние трубопровода. Другим параметром, отражающим состояние трубопровода, является амплитуда импульса, отраженного от трещиноподобного дефекта и характеризующая глубину дефекта в стенке трубы.The obtained digital data on the time intervals corresponding to the travel time of the ultrasonic pulses and the pulse amplitudes are converted and recorded in the digital data storage device of the on-board computer. The value of the number of pulses reflected from crack-like defects is a parameter reflecting the state of the pipeline. Another parameter reflecting the state of the pipeline is the amplitude of the pulse reflected from the crack-like defect and characterizing the depth of the defect in the pipe wall.
Аналогичным образом производят внутритрубный контроль путем периодического запуска и/или опроса датчиков иного типа (магнито-оптических, оптических, электромагнитно-акустических, датчиков профиля сечения трубопровода).Similarly, in-pipe inspection is carried out by periodically starting and / or interrogating sensors of a different type (magneto-optical, optical, electromagnetic-acoustic, sensors of the cross-sectional profile of the pipeline).
Если во время своего движения внутри трубопровода дефектоскоп сталкивается со значительными сужениями в сечении, например, не полностью открытой шиберной задвижкой, изгибаются упругие полимерные звенья 21 или 42, 43 соответственно, предохраняя датчики магнитного поля от повреждения и позволяя сохранить контрольные датчики и их крепление в работоспособном состоянии и продолжить выполнение измерений после прохождения дефектоскопом участка сужения или препятствия. Если же препятствия незначительные (штатно установленные подкладные кольца, незначительные вмятины стенки трубопровода), то есть характерный размер препятствия меньше характерной длины звена 23 или звеньев 44, 45 соответственно, то указанные звенья испытывают изгиб в плоскости, проходящей через ось симметрии дефектоскопа, в направлении его хвостовой части, при этом полозы 28 или полозы 46, 47 соответственно сохраняют параллельность своей внешней поверхности и внутренней поверхности трубопровода, что позволяет избежать потерь данных на таких участках или получения данных, не позволяющих идентифицировать дефекты стенки трубопровода.If, during its movement inside the pipeline, the flaw detector encounters significant narrowing in the cross section, for example, with an incompletely open slide gate valve, the
По завершении контроля заданного участка трубопровода дефектоскоп извлекают из трубопровода и переносят накопленные в процессе диагностики данные на компьютер вне дефектоскопа.Upon completion of the control of a given section of the pipeline, the 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. Алгоритмы интерпретации данных в методах неразрушающего контроля с целью идентификации дефектов хорошо известны из уровня техники. Полученные данные о дефектах в стенке трубопровода позволяют выполнить расчет на прочность трубопровода и при необходимости определить безопасное давление перекачки продукта через обследованный трубопровод.Subsequent analysis of the recorded data allows us to conclude that there are defects and determine their size. Algorithms for interpreting data in non-destructive testing methods to identify defects are well known in the art. The obtained data on defects in the wall of the pipeline make it possible to calculate the strength of the pipeline and, if necessary, determine the safe pressure for pumping the product through the examined pipeline.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003128589/28A RU2240549C1 (en) | 2003-09-25 | 2003-09-25 | Pipe flaw detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003128589/28A RU2240549C1 (en) | 2003-09-25 | 2003-09-25 | Pipe flaw detector |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2240549C1 true RU2240549C1 (en) | 2004-11-20 |
Family
ID=34311251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003128589/28A RU2240549C1 (en) | 2003-09-25 | 2003-09-25 | Pipe flaw detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2240549C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007011269A1 (en) * | 2005-07-19 | 2007-01-25 | Popovich Alexandr Maximilyanov | Sensor system arrangement for an in-tube flaw detector |
| RU213724U1 (en) * | 2021-10-13 | 2022-09-26 | Общество с ограниченной ответственностью "Константа" | DEVICE FOR DEFECTOSCOPY OF INTERNAL PIPE COATING |
-
2003
- 2003-09-25 RU RU2003128589/28A patent/RU2240549C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007011269A1 (en) * | 2005-07-19 | 2007-01-25 | Popovich Alexandr Maximilyanov | Sensor system arrangement for an in-tube flaw detector |
| RU213724U1 (en) * | 2021-10-13 | 2022-09-26 | Общество с ограниченной ответственностью "Константа" | DEVICE FOR DEFECTOSCOPY OF INTERNAL PIPE COATING |
| RU224858U1 (en) * | 2023-12-26 | 2024-04-05 | Акционерное общество "Газпром диагностика" | Design of an in-line flaw detector sensor unit |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2630050C (en) | Pulsed eddy current pipeline inspection system and method | |
| US11740155B2 (en) | Structural health monitoring for an industrial structure | |
| RU2529655C2 (en) | Device of pipeline control with double spiral matrix of electromagnetoacoustic sensors | |
| NL2004962C2 (en) | Pipeline inspection tool with double spiral emat sensor array. | |
| US20040261547A1 (en) | Method of deriving data | |
| RU2697008C1 (en) | Method for in-pipe diagnostics of pipeline technical state | |
| US20130111999A1 (en) | Method and device for non-destructive material testing by means of ultrasound | |
| RU2697007C1 (en) | Device for in-pipe diagnostics of pipeline technical state | |
| RU2526579C2 (en) | Testing of in-pipe inspection instrument at circular pipeline site | |
| RU2240549C1 (en) | Pipe flaw detector | |
| RU56553U1 (en) | IN-TUBE TELESCOPIC DEFECTOSCOPE (OPTIONS) | |
| RU36485U1 (en) | In-tube flaw detector (options) | |
| RU2248498C1 (en) | Flaw detector for testing pipe from inside | |
| Salim et al. | Visualization and modal analysis of guided waves from a defect in a pipe | |
| Vinogradov et al. | New magnetostrictive transducers and applications for SHM of pipes and vessels | |
| JP2011529170A (en) | Improved ultrasonic non-destructive inspection using coupling check | |
| US11467057B2 (en) | Magneto-optical system for guided wave inspection and monitoring | |
| Gunarathna et al. | Challenges in Monitoring Metallic Pipeline Corrosion Using Ultrasonic Waves—A Review Article | |
| GB2471386A (en) | Pipeline inspection tool with double spiral EMAT sensor array | |
| Kwun et al. | Permanently installable, active guided-wave sensor for structural health monitoring | |
| Kwun et al. | Magnetostrictive sensor long-range guided-wave technology for long-term monitoring of piping and vessels | |
| Light et al. | Health Monitoring of Piping and Plate Using the Magnetostrictive Sensor(MsS) Guided-Wave Technology | |
| WO2017050452A1 (en) | Method and system for inspecting plate-like structures using ultrasound | |
| BR102021023841A2 (en) | METAL PARTS INSPECTION SYSTEM AND METHOD | |
| Kumar et al. | Design and development of a robotic crawler to inspect pipelines using Electromagnetic Acoustic Transducer (EMAT) |
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: 20150926 |