RU2250458C1 - Magnetic defectoscope for testing pipes from inside - Google Patents

Magnetic defectoscope for testing pipes from inside Download PDF

Info

Publication number
RU2250458C1
RU2250458C1 RU2003128041/28A RU2003128041A RU2250458C1 RU 2250458 C1 RU2250458 C1 RU 2250458C1 RU 2003128041/28 A RU2003128041/28 A RU 2003128041/28A RU 2003128041 A RU2003128041 A RU 2003128041A RU 2250458 C1 RU2250458 C1 RU 2250458C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sensors
magnetic
magnetic system
poles
plane
Prior art date
Application number
RU2003128041/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.А. Красильников (RU)
В.А. Красильников
В.Н. Лозовский (RU)
В.Н. Лозовский
Г.С. Шелихов (RU)
Г.С. Шелихов
М.С. Ямпольский (RU)
М.С. Ямпольский
Original Assignee
Красильников Виктор Алексеевич
Лозовский Владислав Николаевич
Шелихов Геннадий Степанович
Ямпольский Михаил Семенович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Красильников Виктор Алексеевич, Лозовский Владислав Николаевич, Шелихов Геннадий Степанович, Ямпольский Михаил Семенович filed Critical Красильников Виктор Алексеевич
Priority to RU2003128041/28A priority Critical patent/RU2250458C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2250458C1 publication Critical patent/RU2250458C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Abstract

FIELD: nondestructive testing.
SUBSTANCE: defectoscope comprises magnetic system and Hall-effect transducer. The magnetic system and Hall-effect transducer are mounted in a pressure-tight housing. The transducers are aligned and spaced by (0.3-0.5)T, where T is the thickness of the wall of the pipe to be tested. The top side of each transducer is a tangent to the plane of the faces of the poles of the magnetic system. The planes of the transducers are parallel to the magnetic force lines in the space between the poles.
EFFECT: enhanced reliability.
2 dwg

Description

Изобретение относится к неразрушающему контролю труб магистрального трубопроводного транспорта и может быть использовано для выявления дефектов на других объектах и изделиях.The invention relates to non-destructive testing of pipes of the main pipeline transport and can be used to detect defects in other objects and products.

Известно большое количество магнитных дефектоскопов, содержащих магнитные системы и датчики поля, которые установлены на специальных подвижных ластах, скользящих по поверхности трубы при движении дефектоскопа в трубе.There are a large number of magnetic flaw detectors containing magnetic systems and field sensors that are mounted on special movable flippers that slide along the surface of the pipe when the flaw detector moves in the pipe.

Например, известен дефектоскоп для внутритрубного контроля Pipeline Inspection Systems (см. дополнительные материалы), в котором датчики расположены в ластах, скользящих по поверхности трубы. Такая конструкция хотя и обладает рядом достоинств, но имеет и существенные недостатки: при движении дефектоскопа в трубе происходит перемещение ласта относительно магнитной системы, что повышает уровень сигналов помех и увеличивает вероятность повреждения датчиков при прохождении сварных швов и других возможных препятствий. Кроме того, не определено оптимальное расстояние между датчиками, исключающее возможный пропуск дефектов.For example, the Pipeline Inspection Systems flaw detector for in-line inspection is known (see additional materials), in which the sensors are located in fins that slide along the pipe surface. This design, although it has several advantages, but also has significant drawbacks: when the flaw detector moves in the pipe, the fins move relative to the magnetic system, which increases the level of interference signals and increases the likelihood of damage to the sensors during the passage of welds and other possible obstacles. In addition, the optimum distance between the sensors, excluding the possible omission of defects, has not been determined.

В магнитном дефектоскопе (патент 5293117) датчики также установлены в подвижном элементе (башмаке), который может перемещаться относительно наружной магнитной системы. В этом устройстве также имеются все вышеуказанные недостатки.In a magnetic flaw detector (patent 5293117), the sensors are also mounted in a movable element (shoe), which can move relative to the external magnetic system. This device also has all of the above disadvantages.

Наиболее близким к заявляемому по конструктивному исполнению является магнитный дефектоскоп по патенту №2204130, содержащий магнитную систему и датчики, расположенные по линии магнитной нейтрали. Однако положение линии магнитной нейтрали на плоскости магнитной нейтрали не было определено. Нерациональное положение датчиков в плоскости магнитной нейтрали приводит либо к значительному увеличению сигнала помех, либо к уменьшению полезного сигнала от дефекта.Closest to the claimed design is a magnetic flaw detector according to patent No. 2204130, containing a magnetic system and sensors located along the line of magnetic neutral. However, the position of the magnetic neutral line on the magnetic neutral plane has not been determined. The irrational position of the sensors in the plane of the magnetic neutral leads either to a significant increase in the interference signal, or to a decrease in the useful signal from the defect.

Во всех известных устройствах датчики Холла устанавливают так, что их рабочие грани перпендикулярны магнитным силовым линиям в межполюсном пространстве, так как по общей физической сущности считают, что вектор тангенциальной составляющей поля дефекта направлен по магнитным силовым линиям в межполюсном пространстве. При такой установке датчики Холла работают лишь при достаточно ограниченной напряженности поля в межполюсном пространстве. При увеличении напряженности поля более определенного предела датчики Холла входят в насыщение. Это одна из причин установки датчиков в ластах, находящихся вне межполюсного пространства.In all known devices, Hall sensors are installed so that their working faces are perpendicular to the magnetic lines of force in the interpolar space, since it is believed by the general physical essence that the vector of the tangential component of the defect field is directed along the magnetic field lines in the interpolar space. With this installation, Hall sensors work only with a fairly limited field strength in the interpolar space. With increasing field strengths over a certain limit, Hall sensors become saturated. This is one of the reasons for installing sensors in flippers located outside the pole space.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является преодоление указанных недостатков и повышение надежности выявления дефектов в трубах магистрального газопровода и безотказности работы магнитопоисковой системы в дефктоскопе.The problem to which the invention is directed is to overcome these drawbacks and increase the reliability of detecting defects in the pipes of the main gas pipeline and the reliability of the magnetic search system in the flaw detector.

Сущность изобретения заключается в том, что в магнитном дефектосокпе для внутритрубного контроля, содержащем магнитную систему и датчики Холла, магнитная система и датчики Холла расположены в герметичном корпусе, причем датчики расположены по одной линии на расстоянии (0,3-0,5)Т друг от друга, где Т - толщина стенки проверяемой трубы, так, что верхняя грань каждого датчика касается плоскости, в которой лежат торцевые поверхности полюсов магнитной системы, а плоскости датчиков перпендикулярны этой плоскости и параллельны магнитным силовым линиям межполюсного пространства.The essence of the invention lies in the fact that in a magnetic flaw detector for in-line inspection containing a magnetic system and Hall sensors, the magnetic system and Hall sensors are located in a sealed enclosure, and the sensors are located in one line at a distance of (0.3-0.5) T each from the other, where T is the wall thickness of the pipe being tested, so that the upper face of each sensor touches the plane in which the end surfaces of the poles of the magnetic system lie, and the planes of the sensors are perpendicular to this plane and parallel to the magnetic force Niyama pole space.

Отличия предлагаемого магнитного дефектоскопа состоят в следующем:The differences of the proposed magnetic flaw detector are as follows:

1. Датчики и магнитная система помещены в герметичный корпус из нержавеющей немагнитной стали;1. The sensors and the magnetic system are housed in a sealed stainless steel non-magnetic steel housing;

2. Датчики установлены параллельно магнитным силовым линиям в межполюсном пространстве магнитной системы и перпендикулярно плоскости симметрии Q магнитной системы и плоскости Р, в которой расположены торцевые поверхности полюсов магнитной системы.2. The sensors are mounted parallel to the magnetic lines of force in the interpolar space of the magnetic system and perpendicular to the plane of symmetry Q of the magnetic system and plane P, in which the end surfaces of the poles of the magnetic system are located.

3. Датчики расположены по одной линии на границе межполюсного пространства так, что они касаются плоскости Р.3. The sensors are located in one line on the boundary of the interpolar space so that they touch the plane R.

4. Расстояние между соседними датчиками зависит от глубины выявляемых дефектов и от толщины стенки трубы и составляет (0,3-0,5)Т, где Т - толщина стенки трубы. При таком расположении датчиков наличие гарантированного зазора между поверхностью трубы и поверхностью блока с магнитной системой и датчиками позволяет обеспечить отсутствие износа элементов и надежную герметизацию всего блока.4. The distance between adjacent sensors depends on the depth of the detected defects and on the pipe wall thickness and is (0.3-0.5) T, where T is the pipe wall thickness. With this arrangement of sensors, the presence of a guaranteed gap between the pipe surface and the surface of the block with the magnetic system and the sensors ensures that there is no wear of the elements and reliable sealing of the entire block.

При движении дефектоскопа в трубе ни датчики, ни магнитная система поверхности трубы не касаются.When the flaw detector moves in the pipe, neither the sensors nor the magnetic system touch the pipe surface.

Герметизация датчиков Холла и магнитной системы исключает воздействие разрушающих факторов внешней среды, обеспечивает их стабильную и длительную работу.Sealing of Hall sensors and the magnetic system eliminates the influence of destructive environmental factors, ensures their stable and long-term operation.

Установлено, что при расположении магнитной системы под углом 45° (Решение о выдаче патента на изобретение по заявке №2002125957) к направлению движения возникает тангенциальная составляющая поля от дефекта, вектор которой направлен по направлению магнитной нейтрали, что дает основание устанавливать датчики Холла параллельно магнитным силовым линиям в межполюсном пространстве. При этом датчики Холла не реагируют на поле полюсов, независимо от его напряженности, а фиксируют лишь сигналы, вызываемые дефектами. Это позволяет увеличивать напряженность поля между полюсами системы, например, за счет уменьшения расстояния между полюсами, увеличивая сигнал от дефекта, что обеспечивает высокое отношение сигнал-помеха и увеличение надежности выявления дефектов. Кроме того, расположение датчиков параллельно магнитным силовым линиям позволяет установить начальный сигнал близким к нулевому значению. Даже небольшой угол между плоскостью датчика и направлением магнитных силовых линий вызывает существенный сигнал помехи с датчика. При этом во многих случаях датчики входят в насыщение и теряют способность воспринимать сигнал от дефектов.It was found that when the magnetic system is positioned at an angle of 45 ° (Decision to grant a patent for an invention according to application No. 2002125957) to the direction of movement, a tangential component of the field arises from the defect, the vector of which is directed in the direction of magnetic neutral, which makes it possible to install Hall sensors in parallel with magnetic lines in the pole space. At the same time, Hall sensors do not respond to the pole field, regardless of its intensity, but only signals caused by defects are recorded. This allows you to increase the field strength between the poles of the system, for example, by reducing the distance between the poles, increasing the signal from the defect, which provides a high signal-to-noise ratio and increase the reliability of detection of defects. In addition, the location of the sensors parallel to the magnetic field lines allows you to set the initial signal close to zero. Even a small angle between the plane of the sensor and the direction of the magnetic field lines causes a significant interference signal from the sensor. Moreover, in many cases, the sensors become saturated and lose their ability to perceive a signal from defects.

При движении дефектоскопа в трубе на датчики действует поле дефекта и поле от полюсов магнитной системы. Чем глубже расположены датчики в межполюсном пространстве, тем больше сигнал от поля полюсов и меньше сигнал от дефекта. При расположении датчиков вне межполюсного пространства на датчики действуют рассеянные магнитные поля полюсов, имеющие значительную неоднородность и вызывающие увеличение сигналов помех. Экспериментально подтверждено, что целесообразным является такое положение датчиков, при котором их верхняя грань касается плоскости, в которой лежат торцевые поверхности полюсов магнитной системы, а плоскости датчиков перпендикулярны этой плоскости и параллельны магнитным силовым линиям межполюсного пространства.When a flaw detector moves in a pipe, a defect field and a field from the poles of the magnetic system act on the sensors. The deeper the sensors are located in the interpolar space, the greater the signal from the pole field and the smaller the signal from the defect. When the sensors are located outside the interpolar space, the sensors are affected by the scattered magnetic fields of the poles, which have significant heterogeneity and cause an increase in interference signals. It has been experimentally confirmed that the position of the sensors is appropriate in which their upper face touches the plane in which the end surfaces of the poles of the magnetic system lie, and the planes of the sensors are perpendicular to this plane and parallel to the magnetic field lines of the interpolar space.

При возрастании расстояния между соседними датчиками увеличивается вероятность пропуска дефекта, поэтому расстояние между датчиками выбирают таким, чтобы дефект, находящийся между двумя рядом расположенными датчиками, вызывал достаточный сигнал у обоих датчиков. Значения параметров поля над дефектом при прочих равных условиях зависят от глубины дефекта и от толщины трубы. Учитывая минимальную глубину дефекта, который должен выявляться по ТУ, оптимальное расстояние между датчиками должно быть равным 0,3...0,5 от толщины трубы.As the distance between adjacent sensors increases, the probability of missing a defect increases, so the distance between the sensors is chosen so that a defect located between two adjacent sensors causes a sufficient signal from both sensors. The values of the field parameters above the defect, ceteris paribus, depend on the depth of the defect and on the thickness of the pipe. Given the minimum defect depth that must be detected according to the technical specifications, the optimal distance between the sensors should be equal to 0.3 ... 0.5 of the thickness of the pipe.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 изображена конструкция предлагаемого дефектоскопа, где обозначено:Figure 1 shows the design of the proposed flaw detector, where indicated:

N1, S1 и N2, S2 - полюсы внутреннего и наружного контуров магнитной системы; 1 - магнитопровод; 2 - датчики (датчики Холла); 3 - пластина, на которой укреплены датчики; 4 - торцевые поверхности полюсов; 5 - немагнитная токонепроводящая вставка; Q - плоскость симметрии магнитной системы; Р - плоскость, в которой расположены торцевые поверхности полюсов.N1, S1 and N2, S2 are the poles of the inner and outer loops of the magnetic system; 1 - magnetic circuit; 2 - sensors (Hall sensors); 3 - a plate on which sensors are mounted; 4 - end surfaces of the poles; 5 - non-magnetic non-conductive insert; Q is the plane of symmetry of the magnetic system; P is the plane in which the end surfaces of the poles are located.

На фиг.2 изображена конструкция предлагаемого магнитного дефектоскопа в проекциях: а) вид спереди; б) вид сверху.Figure 2 shows the design of the proposed magnetic flaw detector in projections: a) front view; b) top view.

N1, S1 и N2, S2 - полюсы внутреннего и наружного контуров магнитной системы; 1 - магнитопровод; 2 - датчики (датчики Холла); 3 - пластина, на которой укреплены датчики; 4 - торцевые поверхности полюсов; 5 - немагнитная токонепроводящая вставка; Q - плоскость симметрии магнитной системы; Р - плоскости, в которой расположены торцевые поверхности полюсов; 6 - герметичный корпус (в сечении); 7 - магнитные силовые линии; 8 - участок проверяемой трубы.N1, S1 and N2, S2 are the poles of the inner and outer loops of the magnetic system; 1 - magnetic circuit; 2 - sensors (Hall sensors); 3 - a plate on which sensors are mounted; 4 - end surfaces of the poles; 5 - non-magnetic non-conductive insert; Q is the plane of symmetry of the magnetic system; P is the plane in which the end surfaces of the poles are located; 6 - sealed housing (in cross section); 7 - magnetic field lines; 8 - section of the tested pipe.

Пример выполнения предлагаемого устройства (магнитного дефектоскопа для внутритрубного контроля).An example of the proposed device (magnetic flaw detector for in-line inspection).

Полюсы N1, S1, N2, S2 представляют собой пакеты из постоянных магнитов из материала неодим-железо-бор. Размер одного магнита в полюсе N1(S1) - 40×40×10 мм. Размер всего полюса (пакета магнитов) - 40×40×80 мм. Полюсы N2 и S2 набраны из постоянных магнитов размером 40×20×10 мм. Размер всего полюса N2(S2) - 40×20×80 мм. Магнитопровод 1 выполнен из стали Армко размером 146×80×30 мм. Вставка 5 и пластина 3 выполнены из текстолита. В качестве датчиков поля использованы датчики Холла типа SS-495A. Расстояние между соседними датчиками установлено 4...5 мм для контроля трубы диаметром 1220 мм. Датчики установлены так, что верхние грани касаются плоскости Р и их плоскости перпендикулярны плоскостям Р и Q. Датчики и магнитная система помещены в герметичный корпус из нержавеющей стали.The poles N1, S1, N2, S2 are packages of permanent magnets made of neodymium-iron-boron material. The size of one magnet in the pole N1 (S1) is 40 × 40 × 10 mm. The size of the entire pole (package of magnets) is 40 × 40 × 80 mm. The poles N2 and S2 are composed of permanent magnets 40 × 20 × 10 mm in size. The size of the entire pole N2 (S2) is 40 × 20 × 80 mm. The magnetic circuit 1 is made of Armco steel measuring 146 × 80 × 30 mm. Insert 5 and plate 3 are made of PCB. Hall sensors of the SS-495A type were used as field sensors. The distance between adjacent sensors is set 4 ... 5 mm for monitoring pipes with a diameter of 1220 mm. The sensors are installed so that the upper faces touch the plane P and their planes are perpendicular to the planes P and Q. The sensors and the magnetic system are placed in a sealed stainless steel casing.

Блок с магнитной системой и датчиками прикреплен к носителю магнитного дефектоскопа шестью винтами. Работа устройства состоит в следующем. При движении в трубе магнитного дефектоскопа датчиками 2 считываются сигналы от магнитных полей дефектов, которые передаются в бортовой накопитель информации. После прохождения дефектоскопом проверяемого участка трубопровода собранная информация обрабатывается с использованием специального программного обеспечения.A block with a magnetic system and sensors is attached to the magnetic flaw detector carrier with six screws. The operation of the device is as follows. When moving in the pipe of a magnetic flaw detector, sensors 2 read signals from the magnetic fields of the defects, which are transmitted to the on-board storage device. After the flaw detector passes through the inspected section of the pipeline, the collected information is processed using special software.

Работа изготовленного образца предлагаемого дефектоскопа проверена на стендах с трубами диаметром 1220 и 1420 мм. Проверка изготовленного устройства показала, что с его применением уверенно выявляются продольные и поперечные дефекты.The work of the manufactured sample of the proposed flaw detector was tested on stands with pipes with a diameter of 1220 and 1420 mm. Checking the manufactured device showed that with its use, longitudinal and transverse defects are confidently detected.

Использование разработанного дефектоскопа обеспечит длительную устойчивую его работу по выявлению опасных продольных и поперечных дефектов в трубах газопроводного транспорта.The use of the developed flaw detector will ensure its long-term stable work in identifying dangerous longitudinal and transverse defects in the pipes of a gas pipeline.

Claims (1)

Магнитный дефектоскоп для внутритрубного контроля, содержащий магнитную систему и датчики Холла, отличающийся тем, что магнитная система и датчики Холла расположены в герметичном корпусе, причем датчики расположены по одной линии на расстоянии (0,3-0,5)Т друг от друга, где Т - толщина стенки проверяемой трубы, так, что верхняя грань каждого датчика касается плоскости, в которой лежат торцевые поверхности полюсов магнитной системы, а плоскости датчиков перпендикулярны этой плоскости и параллельны магнитным силовым линиям межполюсного пространства.A magnetic flaw detector for in-pipe inspection, comprising a magnetic system and Hall sensors, characterized in that the magnetic system and Hall sensors are located in a sealed housing, and the sensors are located in a single line at a distance of (0.3-0.5) T from each other, where T is the wall thickness of the pipe to be tested, so that the upper face of each sensor touches the plane in which the end surfaces of the poles of the magnetic system lie, and the planes of the sensors are perpendicular to this plane and parallel to the magnetic field lines of the interpolar anstva.
RU2003128041/28A 2003-09-19 2003-09-19 Magnetic defectoscope for testing pipes from inside RU2250458C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003128041/28A RU2250458C1 (en) 2003-09-19 2003-09-19 Magnetic defectoscope for testing pipes from inside

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003128041/28A RU2250458C1 (en) 2003-09-19 2003-09-19 Magnetic defectoscope for testing pipes from inside

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2250458C1 true RU2250458C1 (en) 2005-04-20

Family

ID=35634920

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003128041/28A RU2250458C1 (en) 2003-09-19 2003-09-19 Magnetic defectoscope for testing pipes from inside

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2250458C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6847207B1 (en) ID-OD discrimination sensor concept for a magnetic flux leakage inspection tool
US4468619A (en) Non-destructive detection of the surface properties of ferromagnetic materials
CN100533176C (en) Austenitic stainless steel tube inner oxide magnetic damage-free detection device
EP2244923B1 (en) Sensor assembly
CN106814131B (en) Ferromagnetic planar member shallow layer damage magnetic emission detection method and magnetic emission detection system
CN103353479B (en) The detection method that a kind of electromagnetic acoustic longitudinal wave guide is compound with Magnetic Flux Leakage Inspecting
CN108088900B (en) Multifunctional composite probe for pipeline internal detection
CN102759567A (en) Eddy current testing recognition and evaluation method for defects of inner wall and outer wall of steel pipe under direct current magnetization
US7038444B2 (en) System and method for in-line stress measurement by continuous Barkhausen method
CN110030498B (en) Axial magnetic field signal compensation system for internal detection of ferromagnetic pipeline defects
US20190178844A1 (en) Differential magnetic evaluation for pipeline inspection
RU2250458C1 (en) Magnetic defectoscope for testing pipes from inside
US6320375B1 (en) Method for detection of rare earth metal oxide inclusions in titanium and other non-magnetic or metal alloy castings
GB1567166A (en) Apparatus and method for the non-destructive testing of ferromagnetic material
JP3645634B2 (en) Anti-vibration probe for wire rope electromagnetic flaw detector and wire rope anti-vibration flaw detection method using anti-vibration probe.
CN108663432B (en) Device for detecting tiny defects of pipeline and method for detecting centers and diameters of defects
RU132208U1 (en) COMBINED MAGNETIC-ULTRASONIC DEFECTOSCOPE FOR DIAGNOSTIC OF THE STATE OF PIPELINES
CN108426520B (en) Detection device for oil stealing hole of pipeline and detection method for center and diameter of oil stealing hole
RU2149367C9 (en) Device for diagnostics of pipelines
CN110043810A (en) Detection method, the packaging method of sensor and sensor of defect of pipeline
RU2587695C1 (en) Magnetic flaw detector for detecting defects in welds
RU2303779C1 (en) Pipeline movable magnetic flaw detector
RU2133032C1 (en) Process of magnetic field testing and device to implement it
JP2006003110A (en) Specifying method of flaw position of pipeline, and method and apparatus for detecting marker position of pipeline
RU2584729C1 (en) Method of monitoring technical state of underground pipelines from residual magnetic field

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100920