RU2262688C2 - Method and device for acoustic inspection of pipes - Google Patents
Method and device for acoustic inspection of pipes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2262688C2 RU2262688C2 RU2003131566/28A RU2003131566A RU2262688C2 RU 2262688 C2 RU2262688 C2 RU 2262688C2 RU 2003131566/28 A RU2003131566/28 A RU 2003131566/28A RU 2003131566 A RU2003131566 A RU 2003131566A RU 2262688 C2 RU2262688 C2 RU 2262688C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe
- sensor
- supports
- spectrum
- spectrum analyzer
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области неразрушающего контроля изделий акустическими методами и может найти применение для контроля качества труб, например насосно-компрессорных труб (входной контроль, плановый контроль на промысле).The invention relates to the field of non-destructive testing of products by acoustic methods and can find application for pipe quality control, for example tubing (input control, planned inspection in the field).
Известна система контроля насосно-компрессорных труб и муфт "Уран-2000М" [1].A known monitoring system of tubing and couplings "Uran-2000M" [1].
В состав системы входят:The system includes:
- измерительный контроллер;- measuring controller;
- датчик контроля группы прочности трубы;- a sensor for monitoring the pipe strength group;
- датчик контроля группы прочности муфты;- sensor control group strength couplings;
- комплект датчиков дефектоскопии;- a set of flaw detection sensors;
- датчик толщинометрии;- gauge thickness gauge;
- блок обработки сигналов;- signal processing unit;
- контроллер устройства индикации;- display device controller;
- рабочий стол контролера со встроенным пультом управления и индикацией (монитором);- the desktop of the controller with a built-in control panel and indication (monitor);
- монитор устройства индикации;- monitor display device;
- программное обеспечение;- software;
- комплект рабочих образцов;- a set of working samples;
- прибор "Spectrotest F".- instrument "Spectrotest F".
Система определяет механические свойства, толщину, химический состав и дефектность труб.The system determines the mechanical properties, thickness, chemical composition and defectiveness of the pipes.
Контроль на дефекты производится в постоянном магнитном поле, контроль на механические свойства и толщину - в переменном магнитном поле. Во время контроля труба перемещается с помощью транспортного устройства через 32 датчика.The defects are checked in a constant magnetic field, and the mechanical properties and thickness are checked in an alternating magnetic field. During monitoring, the pipe is moved using a transport device through 32 sensors.
Недостаток известной системы [1] в ее сложности и способности работать только в стационарных условиях.The disadvantage of the known system [1] in its complexity and ability to work only in stationary conditions.
Известно устройство для контроля длинномерных изделий [2]. Устройство содержит механизм для создания одиночного ударного импульса в контролируемом изделии, последовательно соединенные датчик ускорения, усилитель и анализатор спектра.A device for controlling long products [2]. The device contains a mechanism for creating a single shock pulse in a controlled product, series-connected acceleration sensor, amplifier and spectrum analyzer.
Ударный импульс в виде волны напряжения распространяется по изделию, многократно отражаясь от свободных краев изделия. Волны напряжения, прошедшие через изделие, принимаются датчиком ускорения, сигналы с выхода которого усиливаются усилителем и поступают на вход анализатора спектра, на выходе которого получают ударный спектр в виде нормированной временной функции.A shock pulse in the form of a voltage wave propagates through the product, repeatedly reflected from the free edges of the product. The voltage waves passing through the product are received by an acceleration sensor, the signals from the output of which are amplified by an amplifier and fed to the input of the spectrum analyzer, at the output of which an impact spectrum is obtained in the form of a normalized time function.
Устройство [2] обеспечивает выявление неоднородностей структуры в материале длинномерных изделий путем определения спектра первой волны, возникшей в изделии в результате ударного импульса, определения его интегральной оценки и деления на нее интегральных оценок спектра последующих волн, возникших в результате многократного отражения в изделии.The device [2] provides for the detection of structural heterogeneities in the material of long products by determining the spectrum of the first wave that has arisen in the product as a result of a shock pulse, determining its integral estimate and dividing by it the integral estimates of the spectrum of subsequent waves resulting from multiple reflection in the product.
Устройство [2] наиболее близко к предлагаемому и поэтому выбрано нами за прототип.The device [2] is the closest to the proposed and therefore we have chosen for the prototype.
К сожалению, устройство [2] дает недостаточно достоверные результаты.Unfortunately, the device [2] gives insufficiently reliable results.
С целью увеличения достоверности дефектоскопии труб нами предлагается устройство акустического контроля труб и способ его применения. Устройство содержит два ударника, датчик и анализатор спектра, отличается от известного тем, что оно дополнительно содержит блок управления и три активные опоры, в одну из которых встроен датчик с анализатором спектра и блоком питания, а в две другие - пьезоэлектрические ударники с блоками питания, при этом опоры, представляющие ударники с блоками питания, расположены на концах трубы симметрично относительно опоры, содержащей датчик с анализатором спектра.In order to increase the reliability of pipe inspection, we propose an acoustic pipe inspection device and a method for its use. The device contains two strikers, a sensor and a spectrum analyzer, different from the known one in that it additionally contains a control unit and three active supports, one of which has a sensor with a spectrum analyzer and a power supply, and the other two have piezoelectric strikers with power supplies, in this case, the supports representing the drums with power supplies are located at the ends of the pipe symmetrically relative to the support containing the sensor with a spectrum analyzer.
На фиг.1 представлена структурная схема устройства, на фиг.2 и 3 - спектры частот собственных колебаний насосно-компрессорной трубы без дефектов и с трещинами соответственно.Figure 1 presents the structural diagram of the device, figure 2 and 3 are the frequency spectra of the natural oscillations of the tubing without defects and with cracks, respectively.
Устройство акустического контроля труб содержит три активные опоры 2, 3, 4 и блок управления 5 (см. фиг.1). В опору 2 вмонтирован приемник акустических колебаний с анализатором спектра, а в опоры 3, 4 - пьезоэлектрические ударники. Опоры 3 и 4 расположены на концах трубы симметрично относительно опоры 2. Приемник акустических колебаний 2, пьезоэлектрические ударники 3, 4 и блок управления 5 могут быть соединены между собой радиосвязью.The device for acoustic control of pipes contains three active supports 2, 3, 4 and a control unit 5 (see figure 1). An acoustic vibration detector with a spectrum analyzer is mounted in the support 2, and piezoelectric drums in the supports 3, 4. The supports 3 and 4 are located at the ends of the pipe symmetrically with respect to the support 2. The acoustic vibration receiver 2, the piezoelectric drums 3, 4 and the control unit 5 can be interconnected by radio.
Устройство работает следующим образом. Трубу 1 помещают на активные опоры таким образом, чтобы датчик 2 находился симметрично относительно ударников 3 и 4, располагаемых на концах трубы. Возбуждают с помощью блока управления 5 колебания трубы одновременным ударом в двух симметрично расположенных относительно датчика 2 точках 3 и 4, а о качестве трубы судят по характеру информативных параметров спектра возникающих при этом свободных затухающих колебаний.The device operates as follows. The pipe 1 is placed on the active supports so that the sensor 2 is symmetrical with respect to the impactors 3 and 4 located at the ends of the pipe. Using the control unit 5, pipe vibrations are excited by a simultaneous shock at two points 3 and 4 symmetrically located relative to the sensor 2, and the quality of the pipe is judged by the nature of the informative spectrum parameters of the resulting free damped vibrations.
Наличие двух источников волн и интерференция последних усиливает эффект и повышает достоверность выявления дефектов.The presence of two sources of waves and interference of the latter enhances the effect and increases the reliability of defect detection.
Достоинством устройства является возможность его использования не только в стационарных условиях на ремонтных базах, но и в полевых условиях непосредственно на промысле.The advantage of the device is the possibility of its use not only in stationary conditions at repair bases, but also in the field directly in the field.
Пример.Example.
Предлагаемое устройство акустического контроля труб и способ его применения были опробованы на двух насосно-компрессорных трубах из стали 14×3 ГМЮ диаметром 73 мм, длиной 5,5 м. Одна труба была бездефектной, а у второй имелись две видимые визуально трещины.The proposed device for acoustic control of pipes and the method of its use were tested on two tubing made of steel 14 × 3 GML with a diameter of 73 mm, a length of 5.5 m. One pipe was defect-free, and the second had two visually visible cracks.
На фиг.2 приведен вид акустического спектра, полученный на трубе без дефектов, а на фиг.3 - спектр, полученный на трубе с трещинами. По оси абсцисс на фиг.2 и 3 отложены частоты в Гц, по оси ординат - относительные амплитуды составляющих спектра.Figure 2 shows a view of the acoustic spectrum obtained on a pipe without defects, and figure 3 is a spectrum obtained on a pipe with cracks. The frequencies in Hz are plotted along the abscissa in FIGS. 2 and 3, and the relative amplitudes of the spectrum components are plotted along the ordinates.
В спектре дефектной трубы наблюдается смещение основной частоты и появление дополнительных гармоник с более высокой частотой, отсутствующих у дефектной трубы.In the spectrum of the defective pipe, a shift in the fundamental frequency and the appearance of additional harmonics with a higher frequency that are absent in the defective pipe are observed.
Таким образом, этот пример показывает возможность отбраковки дефектных труб по их акустическим характеристикам.Thus, this example shows the possibility of rejecting defective pipes according to their acoustic characteristics.
ЛитератураLiterature
1. Система контроля насосно-компрессорных труб и муфт "Уран 2000-М". Рекламный листок Уральского научно-исследовательского технологического института. E-mail-uran@uralniti.ru. Контактный телефон 56-14-49.1. The control system of tubing and couplings "Uranus 2000-M". Leaflet of the Ural Scientific Research Technological Institute. E-mail-uran@uralniti.ru. Contact phone number 56-14-49.
2. Устройство для контроля длинномерных изделий. G 01 N 29/04 №1208509, опубл. 30.01.86. Бюл. №4.2. Device for monitoring long products. G 01 N 29/04 No. 1208509, publ. 01/30/86. Bull. Number 4.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003131566/28A RU2262688C2 (en) | 2003-10-27 | 2003-10-27 | Method and device for acoustic inspection of pipes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003131566/28A RU2262688C2 (en) | 2003-10-27 | 2003-10-27 | Method and device for acoustic inspection of pipes |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003131566A RU2003131566A (en) | 2005-04-20 |
RU2262688C2 true RU2262688C2 (en) | 2005-10-20 |
Family
ID=35634472
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003131566/28A RU2262688C2 (en) | 2003-10-27 | 2003-10-27 | Method and device for acoustic inspection of pipes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2262688C2 (en) |
-
2003
- 2003-10-27 RU RU2003131566/28A patent/RU2262688C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003131566A (en) | 2005-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6880379B2 (en) | Method and device for detecting damage in materials or objects | |
Castaings | SH ultrasonic guided waves for the evaluation of interfacial adhesion | |
CN110108402A (en) | A kind of non-linear Lamb wave frequency mixing method measured for stress distribution in sheet metal | |
Scruby | An introduction to acoustic emission | |
Donskoy et al. | Nonlinear acoustic interaction on contact interfaces and its use for nondestructive testing | |
CN111044613A (en) | Metal plate micro-defect detection method based on nonlinear Lamb wave | |
Li et al. | Modeling and simulation of backward combined harmonic generation induced by one-way mixing of longitudinal ultrasonic guided waves in a circular pipe | |
Ryles et al. | Comparative study of nonlinear acoustic and Lamb wave techniques for fatigue crack detection in metallic structures | |
US5631423A (en) | Method for resonant measurement | |
Sampath et al. | Detection and localization of fatigue crack using nonlinear ultrasonic three-wave mixing technique | |
Ohtsu et al. | Principles of the acoustic emission (AE) method and signal processing | |
JP6165908B1 (en) | Damage evaluation method and apparatus for composite materials | |
Delrue et al. | Non-destructive evaluation of kissing bonds using local defect resonance (LDR) spectroscopy: a simulation study | |
JPH03289561A (en) | Method and apparatus for detecting defect and part of different hardness | |
JP2010019622A (en) | Ultrasonic flaw detection method and device | |
RU2262688C2 (en) | Method and device for acoustic inspection of pipes | |
RU2308028C2 (en) | Method of detecting object defects | |
SE0301801D0 (en) | Non-destructive material testing | |
JPH06118068A (en) | Nondestructive inspection device and method for material | |
Donskoy et al. | N-scan: New vibromodulation system for detection and monitoring of cracks and other contact-type defects | |
Bunget et al. | Flaw characterization through nonlinear ultrasonics and wavelet cross-correlation algorithms | |
Budenkov et al. | Principal regularities of Pochhammer-wave interaction with defects | |
US3867836A (en) | Crack detection apparatus and method | |
RU2219538C2 (en) | Technique detecting cracks in solid body | |
Ilyakhinskiy et al. | Ultrasonic flaw detection capabilities at first stage of technological process of ship engine overhaul |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20090625 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091028 |