RU2351925C1 - Method of automated nondestructive quality check of pipes and device for its realisation - Google Patents
Method of automated nondestructive quality check of pipes and device for its realisation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2351925C1 RU2351925C1 RU2007127369/28A RU2007127369A RU2351925C1 RU 2351925 C1 RU2351925 C1 RU 2351925C1 RU 2007127369/28 A RU2007127369/28 A RU 2007127369/28A RU 2007127369 A RU2007127369 A RU 2007127369A RU 2351925 C1 RU2351925 C1 RU 2351925C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe
- transducers
- eddy current
- immersion bath
- control
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к способам и средствам неразрушающего контроля, реализующим иммерсионный эхо-импульсный метод дефектоскопии, и может быть использовано для контроля качества (сплошности тела и толщины стенки трубы) стальных бесшовных труб в поточных линиях на трубных заводах и перед эксплуатацией.The invention relates to non-destructive testing methods and means that implement the immersion echo-pulse defectoscopy method, and can be used to control the quality (body continuity and pipe wall thickness) of seamless steel pipes in production lines at pipe plants and before operation.
Широко известен импульсный эхо-способ ультразвуковой дефектоскопии (Шрайбер Д.С. Ультразвуковая дефектоскопия. М.: Металлургия, 1965, с.171-173), основанный на посылке в контролируемое изделие коротких импульсов упругих колебаний, усилении и регистрации интенсивности и времени прихода эхо-сигналов, отраженных от дефектов. Перемещая преобразователь вдоль поверхности изделия и наблюдая картину на экране дефектоскопа, можно осуществлять контроль изделий на наличие дефектов и определять их координаты.The pulse echo method of ultrasonic flaw detection is widely known (Shreiber D.S. Ultrasonic flaw detection. M: Metallurgy, 1965, pp. 171-173), based on sending short pulses of elastic vibrations to the controlled product, amplification and recording of the intensity and time of arrival of the echo Signals reflected from defects. By moving the transducer along the surface of the product and observing the picture on the screen of the flaw detector, it is possible to monitor the products for defects and determine their coordinates.
Известен ультразвуковой эхо-метод (способ) контроля (Неразрушающий контроль и диагностика. Справочник. В.В.Клюев, Ф.Р.Соснин, В.Н.Филиппов и др. Под редакцией В.В.Клюева. - М.: Машиностроение, 1995, с.154, 172), заключающийся в излучении импульсов ультразвуковых колебаний, приеме и регистрации отраженных от дефектов эхо-сигналов.Known ultrasonic echo-method (method) of control (Non-destructive testing and diagnostics. Reference. VV Klyuev, FR Sosnin, VN Filippov and others. Edited by VV Klyuev. - M.: Mechanical Engineering , 1995, p.154, 172), which consists in the emission of pulses of ultrasonic vibrations, the reception and registration of echoes reflected from defects.
Такие способы и устройства, их реализующие (Пасси С.Х., Чегоринская О.Н., Шумила Л.Н. Информация об основных средствах ультразвукового неразрушающего контроля серийного производства. Дефектоскопия, 1984, №8, с.93), используются для контроля качества труб.Such methods and devices that implement them (Passy S.Kh., Chegorinskaya ON, Shumila LN Information on the main means of ultrasonic non-destructive testing of mass production. Defectoscopy, 1984, No. 8, p. 93) are used to control pipe quality.
Недостатками этих способов является сравнительно низкая производительность, надежность и достоверность контроля.The disadvantages of these methods is the relatively low productivity, reliability and reliability of control.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу контроля (прототипом) является ультразвуковой способ контроля изделий и материалов, патент РФ №2179313, G01N 29/04, БИПМ №4, 10.02.2002. Контроль по этому способу осуществляется эхо-методом и заключается в том, что сканируют ультразвуковым преобразователем по профилю изделия, регистрируют амплитуды и координаты эхо-сигналов, обрабатывают данные на компьютере, получают двумерные ультразвуковые изображения при В и С сканировании, суммируют в одно изображение, при наличии дефекта просматривают все ультразвуковые изображения этой группы, по которым оценивают размеры дефекта.The closest in technical essence to the proposed method of control (prototype) is the ultrasonic method of control of products and materials, RF patent No. 2179313, G01N 29/04, BIPM No. 4, 02/10/2002. Control by this method is carried out by the echo method and consists in scanning the ultrasound transducer along the product profile, registering the amplitudes and coordinates of the echo signals, processing the data on a computer, receiving two-dimensional ultrasound images during B and C scanning, summing up into one image, when the presence of a defect, all ultrasound images of this group are scanned, by which the size of the defect is estimated.
Принятые по известному способу сигналы дефектов преобразуются в изображения, которые на дисплее просматривает дефектоскопист. Участие человека в принятии решения снижают надежность процесса контроля за счет возможности субъективных ошибок. При использовании известного способа для контроля труб в поточном производстве степень автоматизации контроля недостаточно высокая.Accepted by a known method, the defect signals are converted into images that are displayed by the flaw detector. Human participation in decision making reduces the reliability of the control process due to the possibility of subjective errors. When using the known method for pipe control in continuous production, the degree of control automation is not high enough.
При приеме случайных сигналов помех необходимо просматривать все изображения в группе и при неоднозначности информации проводить повторную проверку изделий, чтобы исключить их перебраковку, поэтому способ недостаточно помехоустойчив и, как следствие, недостаточно надежен.When receiving random interference signals, it is necessary to view all the images in the group and if the information is ambiguous, re-check the products in order to exclude their re-processing, therefore the method is not sufficiently noise-resistant and, as a result, is not reliable enough.
При дефектоскопии труб возможны следующие виды дефектов: на внешней и внутренней поверхностях трубы (плены, закаты, продольные и поперечные трещины); подповерхностные (расслоение металла); выход толщины стенки за пределы допуска. Получение этой информации необходимо для принятия решения о возможности ремонта дефектных труб или их переводе в несоответствующую требованиям продукцию.During pipe inspection, the following types of defects are possible: on the external and internal surfaces of the pipe (foams, sunsets, longitudinal and transverse cracks); subsurface (metal stratification); exit of wall thickness beyond tolerance. Obtaining this information is necessary for making a decision about the possibility of repairing defective pipes or translating them into inappropriate products.
При использовании известного способа для контроля качества труб в потоке отсутствует возможность автоматически, в процессе контроля движущейся трубы, селектировать дефекты по их видам, т.е. известный способ недостаточно информативен и достоверен.When using the known method for controlling the quality of pipes in a stream, it is not possible to automatically, in the process of monitoring a moving pipe, select defects by their types, i.e. the known method is not sufficiently informative and reliable.
Одним из основных критериев процедуры иммерсионного ультразвукового контроля в динамическом режиме (при движении преобразователя или объекта контроля) является наличие акустического контакта между преобразователем и контролируемым изделием.One of the main criteria of the procedure of immersion ultrasonic testing in dynamic mode (when the transducer or control object is moving) is the presence of acoustic contact between the transducer and the controlled product.
Известный способ не учитывает этого фактора, что при контроле труб может привести к пропуску дефектов при нарушении акустического контакта (например, при перекосах преобразователя или объекта контроля) и в конечном итоге к снижению достоверности контроля.The known method does not take this factor into account, which, when monitoring pipes, can lead to the omission of defects in case of violation of acoustic contact (for example, when the transducer or object of control is skewed) and ultimately to a decrease in the reliability of control.
Известно автоматизированное устройство ультразвукового контроля качества труб, патент РФ №2209426, G01N 29/04, БИПМ №21, 27.07.2003, реализующее известный эхо-способ контроля. Оно содержит механизм контроля, состоящий из основания, кронштейна, на свободном конце которого установлена подпружиненная иммерсионная ванна, соединенная подпружиненной телескопической тягой с осью крепления кронштейна, последний соединен с узлом подъема иммерсионной ванны, противоположная сторона иммерсионной ванны через направляющие соединена с направляющей рамкой, на направляющих установлены кулачки со вставками, в иммерсионной ванне установлены электроакустические преобразователи (ЭАП) дефектоскопов и толщиномера, информационные выходы дефектоскопов и толщиномера соединены с входами адаптера, выходы которого через сопроцессор соединены с ЭВМ и через блок управления с узлом подъема иммерсионной ванны и исполнительными устройствами.Known automated device for ultrasonic pipe quality control, RF patent No. 2209426, G01N 29/04, BIPM No. 21, 07.27.2003, which implements the known echo control method. It contains a control mechanism, consisting of a base, a bracket, on the free end of which a spring-loaded immersion bath is installed, connected by a spring-loaded telescopic rod with the axis of attachment of the bracket, the latter is connected to the lifting unit of the immersion bath, the opposite side of the immersion bath is connected through the guides to the guide frame, on the guides cams with inserts are installed, electro-acoustic transducers (EAP) of flaw detectors and thickness gauge are installed in the immersion bath, information The outputs of the flaw detectors and the thickness gauge are connected to the inputs of the adapter, the outputs of which through the coprocessor are connected to the computer and through the control unit with the lifting unit of the immersion bath and actuators.
Недостатком известного устройства является невозможность селекции дефектов по их видам, недостаточная информативность, отсутствие контроля наличия акустического контакта, недостаточная достоверность результатов контроля.A disadvantage of the known device is the inability to select defects according to their types, insufficient information content, lack of control of the presence of acoustic contact, insufficient reliability of the control results.
Целью предлагаемого изобретения (способа и устройства) является получение следующего технического результата: повышение информативности, надежности и достоверности результатов контроля труб.The aim of the invention (method and device) is to obtain the following technical result: increasing the information content, reliability and reliability of pipe inspection results.
Этот технический результат достигается тем, что в способе автоматизированного неразрушающего контроля качества труб, заключающемся в излучении преобразователями ультразвуковых импульсных колебаний, приеме, усилении и регистрации отраженных эхо-импульсных колебаний при наличии акустического контакта с трубой и отраженных эхо-импульсных сигналов от дефектов, последние принимаются преобразователями, расположенными вдоль трубы, преобразуются в коды, которые селектируются по временным параметрам, параметру амплитуды (фазы), логически суммируются и сравниваются с браковочными критериями, при этом в процессе контроля излучаются одновременно поперечные и продольные ультразвуковые колебания и вихретоковые (магнитные) колебания.This technical result is achieved by the fact that in the method of automated non-destructive testing of pipe quality, which consists in the emission of ultrasonic pulsed transducers by transducers, reception, amplification and registration of reflected echo-pulse oscillations in the presence of acoustic contact with the pipe and reflected echo-pulse signals from defects, the latter are accepted transducers located along the pipe are converted into codes that are selected by time parameters, amplitude (phase) parameter, logically ummiruyutsya and compared with the acceptance criteria, and the process control are emitted simultaneously longitudinal and transverse ultrasonic vibrations and eddy current (magnetic) oscillations.
При контроле толщины (расслоения) стенки трубы продольными ультразвуковыми колебаниями формируются синхронизированные поверхностными импульсами стробы в интервале времени между поверхностным и донным импульсами, при наличии сигналов дефекта во временном интервале между стробами эти сигналы сравниваются с браковочным критерием, при превышении последнего производится суммирование сигналов дефекта и при превышении допустимого количества сигналов дефекта формируется сигнал брака.When controlling the thickness (delamination) of the pipe wall by longitudinal ultrasonic vibrations, gates synchronized by surface pulses are formed in the time interval between the surface and bottom pulses; if there are defect signals in the time interval between gates, these signals are compared with the rejection criterion; if the latter is exceeded, the defect signals are summed and exceeding the permissible number of defect signals, a reject signal is generated.
Предлагаемый способ реализуется устройством автоматизированного неразрушающего контроля качества труб, содержащим механизм контроля, состоящим из основания, кронштейна, на свободном конце которого установлена подпружиненная иммерсионная ванна, соединенная подпружиненной телескопической тягой с осью крепления кронштейна, последний соединен с узлом подъема иммерсионной ванны, противоположная сторона иммерсионной ванны через направляющие соединена с направляющей рамкой, на направляющих установлены кулачки со вставками, в иммерсионной ванне установлены электроакустические преобразователи, выходы которых соединены с входами блоков дефектоскопа и толщиномера, информационные выходы блоков дефектоскопа, толщиномера и датчиков наличия трубы соединены с входами адаптера, выходы которого через контроллер соединены с ЭВМ и через блок управления с узлом подъема иммерсионной ванны и исполнительными устройствами, в иммерсионную ванну установлены кассеты электроакустических преобразователей многоканальных блоков дефектоскопа и толщиномера, над контролируемой трубой напротив иммерсионной ванны установлены вихретоковые (магнитные) преобразователи в подпружиненный в вертикальной плоскости и соединенный с рамой корпус с упорами, который соединен в горизонтальной плоскости другой подпружиненной тягой с рамой, закрепленной на оси к корпусу механизма контроля, выходы кассет электроакустических и вихретоковых (магнитных) преобразователей соединены с многоканальными блоками ультразвуковых дефектоскопа, толщиномера и вихретокового (магнитного) дефектоскопа.The proposed method is implemented by a device for automated non-destructive quality control of pipes, containing a control mechanism consisting of a base, a bracket, a spring-loaded immersion bath mounted on the free end of the tub, connected by a spring-loaded telescopic rod to the bracket mounting axis, the latter is connected to the immersion bath lift assembly, the opposite side of the immersion bath through the guides it is connected to the guide frame, cams with inserts are installed on the guides, in immersion Acoustic transducers are installed in the bathtub, the outputs of which are connected to the inputs of the flaw detector and thickness gauge blocks, the information outputs of the flaw detector, thickness gauge and pipe presence sensors are connected to the adapter inputs, the outputs of which are connected to the computer through the controller and through the control unit with the immersion bath lifting unit and actuators , in the immersion bath are installed cassettes of electro-acoustic transducers of multichannel flaw detector units and thickness gauge, above the controlled pipe opposite the immersion bath, eddy current (magnetic) transducers are installed in a spring-loaded in the vertical plane and connected to the frame frame with stops, which is connected in the horizontal plane by another spring-loaded rod with a frame fixed on the axis to the control mechanism body, the outputs of the cassettes of electroacoustic and eddy current (magnetic) transducers connected to multi-channel blocks of an ultrasonic flaw detector, thickness gauge and eddy current (magnetic) flaw detector.
Электроакустические и вихретоковые (магнитные) преобразователи выполнены в виде кассет, каждая из которых состоит из N элементов, при этом где Р - шаг контроля, L - ширина одного элемента преобразователя.Electro-acoustic and eddy current (magnetic) transducers are made in the form of cassettes, each of which consists of N elements, while where P is the control step, L is the width of one element of the Converter.
Кассета электроакустических преобразователей для контроля толщины стенки и расслоений размещена параллельно горизонтальному сечению трубы соосно с вертикальной диаметральной плоскостью трубы.The cassette of electro-acoustic transducers for controlling wall thickness and delaminations is placed parallel to the horizontal section of the pipe coaxially with the vertical diametrical plane of the pipe.
Кассеты электроакустических преобразователей для обнаружения продольных дефектов размещены симметрично под углами (10-20)° к горизонтальной диаметральной плоскости трубы.Cassettes of electro-acoustic transducers for detecting longitudinal defects are placed symmetrically at angles (10-20) ° to the horizontal diametrical plane of the pipe.
Кассеты электроакустических преобразователей для обнаружения поперечных дефектов размещены симметрично и радиально к поверхности трубы под углами (30-45)° к вертикальной диаметральной плскости трубы.Cassettes of electro-acoustic transducers for detecting transverse defects are placed symmetrically and radially to the pipe surface at angles (30-45) ° to the vertical diametrical plane of the pipe.
Кассета вихретоковых (магнитных) преобразователей размещена сверху контролируемой трубы параллельно горизонтальному сечению трубы соосно с вертикальной диаметральной плоскостью трубы.The cassette of eddy current (magnetic) transducers is placed on top of the controlled pipe parallel to the horizontal section of the pipe coaxially with the vertical diametrical plane of the pipe.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленный способ и устройство имеют существенные отличительные признаки и соответствует критерию новизны. Совместное использование в предлагаемом способе и устройстве известных и отличительных признаков позволяют получить новый технический результат, заключающийся в повышении надежности и достоверности результатов контроля труб.Comparative analysis with the prototype shows that the claimed method and device have significant distinguishing features and meets the criterion of novelty. The joint use in the proposed method and device of known and distinctive features allows you to get a new technical result, which consists in increasing the reliability and reliability of the results of pipe inspection.
На фиг.1а приведена схема прозвучивания контролируемой трубы поперечными ультразвуковыми колебаниями для обнаружения продольных наружных дефектов, на фиг.1б - временная диаграмма.On figa shows a sounding circuit of the controlled pipe by transverse ultrasonic vibrations to detect longitudinal external defects, on figb - time chart.
На фиг.2а приведена схема прозвучивания контролируемой трубы поперечными ультразвуковыми колебаниями для обнаружения продольных внутренних дефектов, на фиг 2б - временная диаграмма.On figa shows a sounding circuit of the controlled pipe by transverse ultrasonic vibrations to detect longitudinal internal defects, on fig 2b is a timing chart.
На фиг.3 приведена временная диаграмма сигналов при контроле расслоений в контролируемой трубе.Figure 3 shows the timing diagram of the signals when monitoring bundles in a controlled pipe.
На фиг.4 приведена схема электрическая структурная для реализации предлагаемого способа и устройства.Figure 4 shows the electrical structural diagram for implementing the proposed method and device.
На фиг.5, 6, 7 приведен механизм контроля, вид спереди, сверху, сбоку соответственно.Figure 5, 6, 7 shows the control mechanism, front view, top, side, respectively.
На фиг.8 приведена схема расположения кассет преобразователей в иммерсионной ванне, вид сверху.On Fig is a diagram of the location of the cassettes of the transducers in the immersion bath, top view.
На фиг.9 приведена схема расположения кассет преобразователей, вид сбоку.Figure 9 shows the layout of the cassettes of the transducers, side view.
На фиг.10, 11 приведены образцы распечатки протоколов результатов ультразвукового и вихретокового контроля трубы соответственно.Figure 10, 11 shows samples of the printout of the protocols of the results of ultrasonic and eddy current inspection of the pipe, respectively.
Способ автоматизированного неразрушающего контроля качества труб осуществляется следующим образом. В движущуюся трубу излучаются одновременно поперечные и продольные ультразвуковые колебания и вихретоковые (или магнитные) колебания. При наличии акустического контакта сигналы от дефектов принимаются соответствующими преобразователями, усиливаются и преобразуются в коды. Критерием наличия акустического контакта является наличие донных импульсов в каналах блока толщиномера. Наличие акустического контакта отображается на мониторе ЭВМ. Коды от сигналов дефектов многоканального ультразвукового дефектоскопа селектируются по временным параметрам - дефекты классифицируются как наружные или внутренние.The method of automated non-destructive quality control of pipes is as follows. Transverse and longitudinal ultrasonic vibrations and eddy-current (or magnetic) vibrations are simultaneously emitted into the moving tube. In the presence of an acoustic contact, signals from defects are received by the corresponding transducers, amplified, and converted into codes. The criterion for the presence of acoustic contact is the presence of bottom pulses in the channels of the thickness gauge block. The presence of an acoustic contact is displayed on the computer monitor. Codes from defect signals of a multichannel ultrasonic flaw detector are selected by time parameters - defects are classified as external or internal.
Временная селекция производится следующим образом. При излучении ультразвуковых колебаний, используя отраженный сигнал от наружного и внутреннего продольных искусственных дефектов Р (фиг.1а, 2а) на эталонной трубе, в процессе настройки устанавливается временное положение стробов C1, C3 (фиг.1б, 2б) таким образом, чтобы сигнал от наружного искусственного дефекта Дн находился около строба C3 с левой стороны (фиг.1б), сигнал от внутреннего искусственного дефекта находился около строба C1 с правой стороны (фиг.2б). Строб С2 устанавливается посредине временного интервала между стробами C1, C3. При контроле труб сигналы дефектов, находящиеся в интервале времени С1-С3, классифицируются как наружные, сигналы дефектов, находящиеся в интервале С1-С2, классифицируются как внутренние. В зависимости от приоритета классификации дефектов (наружные или внутренние) при настройке строб С2 можно сдвигать влево или вправо. Описанный принцип временной селекции одинаков при обнаружении продольных и поперечных дефектов.Temporary selection is as follows. When emitting ultrasonic vibrations, using the reflected signal from the external and internal longitudinal artificial defects P (Fig. 1a, 2a) on the reference tube, during the setup process, the temporary position of the gates C1, C3 (Fig. 1b, 2b) is set so that the signal from the external artificial defect Dn was near the gate C3 on the left side (Fig.1b), the signal from the internal artificial defect was near the gate C1 on the right side (Fig.2b). Gate C2 is set in the middle of the time interval between gates C1, C3. In pipe inspection, defect signals located in the C1-C3 time interval are classified as external, defect signals located in the C1-C2 interval are classified as internal. Depending on the priority of the classification of defects (external or internal), when setting, the strobe C2 can be shifted left or right. The described principle of temporary selection is the same when detecting longitudinal and transverse defects.
Временная селекция при контроле расслоений в трубе производится следующим образом. При излучении продольных ультразвуковых колебаний в трубе образуются импульсы, отраженные от внешней поверхности (фиг.3, поверхностный импульс П) и внутренней поверхности (фиг.3, донный импульс Д). При наличии поверхностного импульса синхронно с ним формируются стробы C1, С2 (фиг.3) с задержкой, равной t1=C1-П, t2=C2-П. Время задержки регулируется. При появлении между стробами C1, C2 сигналов больше браковочного критерия Б производится суммирование этих сигналов и при превышении количества сигналов Р больше допустимого значения К формируется сигнал брака. Суммирование производится, если сигналы Р появляются в течение следующих подряд К зондирующих импульсов. Допустимое количество сигналов К определяется допустимой стандартами на трубы площадью дефекта. Значение допусков по толщине устанавливается интервалами времени t1п=C1-П, t2п=Д-С2.Temporary selection for the control of delamination in the pipe is as follows. When longitudinal ultrasonic vibrations are emitted, pulses are formed in the tube reflected from the outer surface (Fig. 3, surface impulse P) and the inner surface (Fig. 3, bottom impulse D). In the presence of a surface pulse, gates C1, C2 are formed synchronously with it (Fig. 3) with a delay equal to t 1 = C1-P, t 2 = C2-P. The delay time is adjustable. When more signals of rejection criterion B appear between the gates C1, C2, the summation of these signals is performed, and when the number of signals P exceeds the allowable value K, the reject signal is generated. The summation is made if the signals P appear during the next consecutive K probing pulses. The permissible number of signals K is determined by the allowable standards for pipes with the defect area. The thickness tolerances are set at time intervals t 1p = C1-P, t 2p = D-C2.
Коды от сигналов дефектов вихретокового дефектоскопа логически суммируютсяCodes from defect signals of the eddy current flaw detector are logically summed
где С - выходной сигнал дефекта;where C is the output signal of the defect;
Нi - наличие сигнала о неоднородности на трубе в i-м канале;H i - the presence of a signal of heterogeneity on the pipe in the i-th channel;
М=2…N - количество смежных каналов, от которых происходит суммирование сигналов;M = 2 ... N - the number of adjacent channels from which the summation of the signals;
N - общее количество рабочих каналов.N is the total number of working channels.
Обработка сигналов может производиться по параметрам амплитуды или фазы. Сигналы дефектов в смежных М каналах должны суммироваться при условии, если они появляются одновременно, или с временным сдвигом сигналов между первым и последним из М каналов, не более Т.Signal processing can be performed according to the parameters of amplitude or phase. Defect signals in adjacent M channels should be summed provided that they appear simultaneously, or with a temporary shift of signals between the first and last of the M channels, not more than T.
Время Т определяется геометрическим расположением длины дефекта по отношению к продольной оси трубы, площадью дефекта и формируется соответствующими стробами.Time T is determined by the geometric location of the length of the defect in relation to the longitudinal axis of the pipe, the area of the defect and is formed by the corresponding gates.
Структурная схема устройства, реализующего предложенный способ, приведена на фиг.4. Предлагаемое устройство содержит механизм контроля 1, в котором располагается иммерсионная ванна 2 с кассетами электроакустических преобразователей (ЭАП) 3 многоканального блока ультразвукового дефектоскопа 4 и кассеты ЭАП 5 многоканального блока ультразвукового толщиномера 6. Над контролируемой трубой в механизме 7 расположен вихретоковый преобразователь 8 многоканального блока вихретокового дефектоскопа 9. Выходы блоков многоканального ультразвукового дефектоскопа 4, толщиномера 6, вихретокового дефектоскопа 9 через адаптер 10 и контроллер 11 соединены с ЭВМ 12. Другие входы адаптера 10 соединены с выходами датчиков наличия трубы 13, 14. Выходы адаптера 10 соединены также с блоком управления 15, выходы которого соединены с исполнительными устройствами 16, с узлом подъема 17 иммерсионной ванны 2, с узлом опускания 18 механизма вихретокового преобразователя 7.The structural diagram of a device that implements the proposed method is shown in Fig.4. The proposed device contains a
Механизм контроля 1 (фиг.5, 6, 7) состоит из основания 19, на котором на оси 20 крепится кронштейн 21. На него на подпружиненных пальцах 22 установлена иммерсионная ванна 2. С одной стороны иммерсионная ванна 2 соединена через подпружиненную тягу 23 с осью 20. С противоположной стороны иммерсионная ванна 2 через направляющие 24 соединена с направляющей рамкой 25. На направляющей 24 установлены кулачки 26 с направляющими вставками 27 из износоустойчивого материала, по которым движется контролируемая труба 28. Нижняя часть кронштейна 21 соединена с узлом подъема 17 иммерсионной ванны 2.The control mechanism 1 (FIGS. 5, 6, 7) consists of a
В иммерсионной ванне 2 закреплены на шаровых опорах:In the
- кассеты совмещенных ЭАП 3а, 3б (фиг.8), выходы которых соединены с входами многоканального блока ультразвукового дефектоскопа 4;- cassettes combined
- кассеты совмещенных ЭАП 5 (фиг.8), выходы которых соединены с входами многоканального блока ультразвукового толщиномера 6.- cassettes combined EAP 5 (Fig.8), the outputs of which are connected to the inputs of the multichannel unit of the
Над трубой в корпусе 29 установлена кассета вихретоковых преобразователей 8 (фиг.8), выходы которых соединяются с многоканальным блоком вихретокового дефектоскопа 9. Корпус 29 соединен с упорами 30, на которых установлены вставки 31 из износоустойчивого материала. Корпус 29 через подпружиненные пальцы 32 соединен с рамой 33, которая на оси 34 прикреплена к стойке 35. На конце стойки 35 установлен противовес 36. Корпус 29 через другую подпружиненную тягу 37 соединен с осью 40, которая находится на раме 33. Задняя часть рамы 33 соединена узлом опускания 18 механизма 7 вихретокового преобразователя 8. Таким образом, механизм 7 состоит из корпуса 29, упоров 30, рамы 33.A cassette of eddy current transducers 8 (Fig. 8) is installed above the pipe in the
На фиг.5, 6, 7 иммерсионная ванна 2 показана в поднятом положении, механизм 7 вихретокового преобразователя - в опущенном положении.5, 6, 7, the
ЭАП и вихретоковые преобразователи выполнены в виде кассет, состоящих из N элементов. Количество элементов кассет определяется выражением:EAP and eddy current transducers are made in the form of cassettes consisting of N elements. The number of cartridge elements is determined by the expression:
где Р - шаг контроля;where P is the control step;
L - ширина одного элемента преобразователя.L is the width of one element of the Converter.
Если то будет контролироваться менее 100% площади трубы, что может привести к пропуску дефектов.If less than 100% of the pipe area will be controlled, which may lead to the omission of defects.
Кассета ЭАП 5 (фиг.9) контроля толщины стенки и расслоения трубы размещена параллельно горизонтальному сечению трубы соосно с вертикальной диаметральной плоскостью трубы.EAP cassette 5 (Fig.9) control the wall thickness and delamination of the pipe is placed parallel to the horizontal section of the pipe coaxially with the vertical diametrical plane of the pipe.
Кассеты ЭАП 3а (фиг.9) для обнаружения продольных дефектов размещены под углами β=(10-20)° к горизонтальной диаметральной плоскости трубы. Значения углов β выбраны из условия оптимального формирования поперечных ультразвуковых волн (колебаний) в теле трубы. При уменьшении угла β менее 10° в теле трубы будут формироваться продольные волны, при увеличении угла β более 20° в теле трубы будут формировать поверхностные волны, что приведет к нарушению процесса контроля.
Кассеты ЭАП 3б (фиг.9) для обнаружения поперечных дефектов размещены радиально к поверхности трубы под углами α=(30-45)° к вертикальной диаметральной плоскости трубы. Значения углов α выбраны из условия оптимального размещения кассет ЭАП 3б в иммерсионной ванне 2. Уменьшению угла α менее 30° препятствует расположение кассет ЭАП 3а. При увеличении угла α свыше 45° на функционирование кассет ЭАП 3б будет влиять поверхность воды, заполняющая иммерсионную ванну 2, что приведет к нарушению процесса контроля. ЭАП кассеты 3б излучают ультразвуковые колебания под углом (10-20)° относительно продольной оси контролируемой трубы для создания в теле трубы поперечных волн.EAP cassettes 3b (Fig. 9) for detecting transverse defects are placed radially to the pipe surface at angles α = (30-45) ° to the vertical diametrical plane of the pipe. The values of the angles α are selected from the condition of optimal placement of the EAP 3b cassettes in the
Кассета вихретокового преобразователя 8 (фиг.9) размещена сверху контролируемой трубы параллельно горизонтальному сечению трубы соосно с вертикальной диаметральной плоскостью трубы.The cassette of the eddy current transducer 8 (Fig.9) is placed on top of the controlled pipe parallel to the horizontal section of the pipe coaxially with the vertical diametrical plane of the pipe.
Устройство функционирует следующим образом. Механизм контроля 1 установлен в поточной линии. В исходном положении иммерсионная ванна 2 находится в нижнем положении, механизм 7 вихретокового преобразователя - в верхнем положении. Контролируемые трубы двигаются с постоянной скоростью в поточной линии по рольгангу поступательно-вращательно. При подходе переднего конца трубы к датчику 13 последний выдает соответствующий сигнал через адаптер 10 и контроллер 11 в ЭВМ 12, где начинается отсчет времени t1 до прихода сигнала от датчика 14. Датчики 13 и 14 расположены на фиксированном расстоянии L, значение которого закладывается в память ЭВМ 12. После прихода сигнала от датчика 14 ЭВМ 12 вычисляет скорость движения трубы, которая необходима для измерения длины трубы и месторасположения дефектов.The device operates as follows. The
После появления сигнала от датчика 14 через время t2, необходимое для достижения передним концом движущейся трубы дальнего по направлению движения трубы края иммерсионной ванны 2, контроллер 11 через адаптер 10 и блок управления 15 выдает команду на узел подъема 17 иммерсионной ванны 2 и узел опускания 18 механизма 7 вихретокового преобразователя 8. Кронштейн 21 поднимается и прижимает иммерсионную ванну 2 к трубе 28. Рама 33 опускается и прижимает корпус 29 с вихретоковым преобразователем 8 к трубе 28. Контролируемая труба 28 движется через иммерсионную ванну 2 в полупогруженном в воду положении. Кассеты ЭАП 3а (фиг.8, 9) излучают ультразвуковые колебания в двух противоположных направлениях по окружности трубы, кассеты ЭАП 3б излучают ультразвуковые колебания в двух противоположных направлениях по оси трубы. Сигналы от кассет ЭАП 3, 5, вихретокового преобразователя 8 поступают в блоки многоканальных дефектоскопа 4, толщиномера 6 и вихретокового дефектоскопа 9 соответственно, далее на адаптер 10, где они преобразуются в цифровую форму, и через шину данных поступают в контроллер 11.After the signal from the sensor 14 appears after a time t 2 necessary for the front end of the moving pipe to reach the edge of the
Время между отраженными поверхностным и донным импульсами с ЭАП 5 в толщиномере 6 преобразуется в длительность импульса, которая пропорциональна толщине стенки трубы. Эти импульсы поступают в адаптер 10, где преобразуются в коды, которые подаются в контроллер, где происходит первичная обработка информации. Выделяется информация о дефектах в теле трубы и толщине стенки трубы. На основании прикладной программы, хранимой на винчестере ЭВМ 12, осуществляется цифровая обработка информации, выдача результатов в реальном масштабе времени на экран монитора ЭВМ 12 и хранение обработанной информации в базе данных. Перед контролем в ЭВМ 12 вводятся необходимые исходные данные: дата, номера цеха, смены, партии труб, трубы, плавки, средние диаметр и толщина стенки трубы, режим работы, масштаб отображения информации на мониторе, коэффициенты цифровой фильтрации, повторения дефектов, допуски на толщину стенки труб.The time between the reflected surface and bottom pulses with an
После того как задний конец контролируемой трубы пройдет мимо датчика наличия трубы 14, через время t с адаптера 10 через блок управления 15 выдается команда в узел подъема 17 иммерсионной ванны 2 и узел опускания 18 механизма 7, по которой иммерсионная ванна 2 опускается, а механизм 7 поднимается. При подходе следующей трубы процесс контроля повторяется.After the rear end of the monitored pipe passes the sensor for the presence of pipe 14, after time t from the
При наличии дефекта в теле трубы или уходе толщины стенки трубы за пределы поля допуска в контроллере 11 формируются соответствующие коды, поступающие в адаптер 10, где они преобразуются в соответствующие команды, которые через блок управления 15 поступают на исполнительные устройства 16. Последние отмечают краской забракованные места на контролируемой трубе и включают сбрасыватель труб в карман брака. Информация о каждой контролируемой трубе записывается в базу данных ЭВМ 12. По каждой трубе распечатывается соответствующий протокол контроля.If there is a defect in the pipe body or the pipe wall thickness falls outside the tolerance field in the controller 11, the corresponding codes are generated, which enter the
Предлагаемое устройство изготовлено и испытано в трубопрокатных цехах ОАО «Таганрогский металлургический завод». В качестве кассет ЭАП 3 дефектоскопа использовались совмещенные пьезоэлектрические четырехканальные преобразователи шириной 10 мм, длиной 25 мм каждый. В качестве кассеты 5 толщиномера использовались совмещенные пьезоэлектрические восьмиканальные преобразователи цилиндрической формы диаметром 10 мм.The proposed device is manufactured and tested in pipe rolling workshops of OJSC "Taganrog Metallurgical Plant". As
В качестве блоков дефектоскопа 4, толщиномера 6, вихретокового дефектоскопа 9 использованы электронные узлы: генераторы синхроимпульсов, радиоимпульсов, приемно-усилительные тракты, выполненные на транзисторах и микросхемах. Адаптер 10 и контроллер 11 выполнены в виде узлов на микросхемах. Блок управления 15 представляет набор тиристоров для формирования команд управления. Исполнительные устройства 16 представляют собой краскоотметчики и пневмоцилиндры для управления сбрасывателями труб.As units of a
Испытания устройства проводились на нескольких партиях труб длиной 12 м, диаметром от 73 мм до 273 мм при трехсменной работе поточной линии. На фиг.10, 11 приведены образцы распечатки результатов ультразвукового и вихретокового контроля эталонной трубы с тремя продольными наружными искусственными дефектами, одним внутренним продольным дефектом и утонением посреди трубы.The device was tested on several batches of pipes 12 m long, with a diameter from 73 mm to 273 mm with three-shift operation of the production line. Figure 10, 11 shows samples of the printout of the results of ultrasonic and eddy current control of a reference pipe with three longitudinal external artificial defects, one internal longitudinal defect and thinning in the middle of the pipe.
Результаты испытаний подтвердили информативность, надежность и достоверность контроля качества труб предлагаемым устройством.The test results confirmed the information content, reliability and reliability of pipe quality control of the proposed device.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007127369/28A RU2351925C1 (en) | 2007-07-17 | 2007-07-17 | Method of automated nondestructive quality check of pipes and device for its realisation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007127369/28A RU2351925C1 (en) | 2007-07-17 | 2007-07-17 | Method of automated nondestructive quality check of pipes and device for its realisation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007127369A RU2007127369A (en) | 2009-01-27 |
RU2351925C1 true RU2351925C1 (en) | 2009-04-10 |
Family
ID=40543531
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007127369/28A RU2351925C1 (en) | 2007-07-17 | 2007-07-17 | Method of automated nondestructive quality check of pipes and device for its realisation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2351925C1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2517774C1 (en) * | 2013-01-10 | 2014-05-27 | Открытое акционерное общество "Иркутский научно-исследовательский и конструкторский институт химического и нефтяного машиностроения" (ОАО "ИркутскНИИхиммаш") | Method of non-destructive pipe check |
RU2605391C1 (en) * | 2015-08-10 | 2016-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР "БУРАН-ИНТЕЛЛЕКТ" | Plant for non-destructive inspection of pipes |
RU2610516C1 (en) * | 2015-12-23 | 2017-02-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр неразрушающего контроля "ЭХО+" | Method of detecting transversely oriented defects during ultrasonic scanning of article with reflecting bottom |
RU194527U1 (en) * | 2018-07-16 | 2019-12-13 | Общество с ограниченной ответственностью НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР "БУРАН-ИНТЕЛЛЕКТ" | Device for ultrasonic immersion pipe quality control |
RU2717557C1 (en) * | 2019-06-25 | 2020-03-24 | Евгений Анатольевич Наумкин | Method for evaluation of residual life of coils of reaction furnaces |
-
2007
- 2007-07-17 RU RU2007127369/28A patent/RU2351925C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2517774C1 (en) * | 2013-01-10 | 2014-05-27 | Открытое акционерное общество "Иркутский научно-исследовательский и конструкторский институт химического и нефтяного машиностроения" (ОАО "ИркутскНИИхиммаш") | Method of non-destructive pipe check |
RU2605391C1 (en) * | 2015-08-10 | 2016-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР "БУРАН-ИНТЕЛЛЕКТ" | Plant for non-destructive inspection of pipes |
RU2610516C1 (en) * | 2015-12-23 | 2017-02-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр неразрушающего контроля "ЭХО+" | Method of detecting transversely oriented defects during ultrasonic scanning of article with reflecting bottom |
RU194527U1 (en) * | 2018-07-16 | 2019-12-13 | Общество с ограниченной ответственностью НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР "БУРАН-ИНТЕЛЛЕКТ" | Device for ultrasonic immersion pipe quality control |
RU2717557C1 (en) * | 2019-06-25 | 2020-03-24 | Евгений Анатольевич Наумкин | Method for evaluation of residual life of coils of reaction furnaces |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007127369A (en) | 2009-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2521720C1 (en) | Method and device for welding zone imaging | |
CN105158342B (en) | A kind of method of ultrasonic water immersion Nondestructive Evaluation residual stress | |
RU2351925C1 (en) | Method of automated nondestructive quality check of pipes and device for its realisation | |
KR101671084B1 (en) | Ultrasonic flaw-detection method, ultrasonic flaw-detection device, and method for producing pipe material | |
US10564134B2 (en) | Pseudo defect sample, process for producing the same, method for adjusting ultrasonic flaw detection measurement condition, method for inspecting target material, and process for producing sputtering target | |
JPWO2007145200A1 (en) | Ultrasonic flaw detection method, welded steel pipe manufacturing method, and ultrasonic flaw detection apparatus | |
CN102095799A (en) | Method for detecting defect of 7 series aluminium alloy forge piece by ultrasonic testing with immersion type probe | |
CN111751448A (en) | Leaky surface wave ultrasonic synthetic aperture focusing imaging method | |
Javadi et al. | Intentional weld defect process: From manufacturing by robotic welding machine to inspection using TFM phased array | |
RU2764607C1 (en) | Method for non-destructive testing of cylindrical objects and automated complex for implementation thereof | |
JP5042153B2 (en) | Inspection method by ultrasonic flaw detection method and inspection system by ultrasonic flaw detection method | |
CN111380955A (en) | Method for detecting defects of additive manufacturing part based on ultrasonic phased array | |
KR102552909B1 (en) | Ultrasonic inspection system and ultrasonic inspection method using the same | |
CN110914682B (en) | Non-destructive inspection for tubular products having complex shapes | |
JP3165888B2 (en) | Ultrasonic flaw detection method and ultrasonic flaw detection apparatus | |
CN108008007A (en) | Aluminium alloy cast ingot defect-detecting equipment and method of detection | |
JP6524884B2 (en) | Inner surface inspection method of tubular body | |
RU2209426C2 (en) | Automated facility of ultrasonic quality inspection of pipes | |
Javadi et al. | Intentional weld defect process: From manufacturing by robotic welding machine to inspection using TFM phased array | |
CN207248826U (en) | Boiler 12Cr1MoV low-temperature reheater inside pipe wall etch pit ultrasound detection Special test blocks | |
CN207571073U (en) | Aluminium alloy cast ingot defect-detecting equipment | |
KR100497501B1 (en) | Detection Method for Defect of piston gallery and The apparatus used thereto | |
JP3629908B2 (en) | Line focus type ultrasonic flaw detection method and apparatus | |
KR102308070B1 (en) | Ultrasonic inspection system of fuel tube for pressurized water reactor | |
JPH09113492A (en) | Ultrasonic inspection unit |
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: 20170718 |