RU2400742C1

RU2400742C1 - Device for supersonic control of small diametre pipes

Info

Publication number: RU2400742C1
Application number: RU2009134465/28A
Authority: RU
Inventors: Сергей Павлович Буркин (RU); Сергей Павлович Буркин; Андрей Васильевич Серебряков (RU); Андрей Васильевич Серебряков; Александр Дмитриевич Марков (RU); Александр Дмитриевич Марков; Александр Васильевич Серебряков (RU); Александр Васильевич Серебряков; Вячеслав Владимирович Мальцев (RU); Вячеслав Владимирович Мальцев; Сергей Борисович Прилуков (RU); Сергей Борисович Прилуков; Сергей Александрович Ладыгин (RU); Сергей Александрович Ладыгин; Дмитрий Всеволодович Марков (RU); Дмитрий Всеволодович Марков
Original assignee: Открытое акционерное общество "Первоуральский новотрубный завод"
Priority date: 2009-09-16
Filing date: 2009-09-16
Publication date: 2010-09-27

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: device for supersonic control of small diameter pipes consists of bath with inlet and outlet ports for pipe entrance and exit, of guiding bushings for fixing axis of moving pipe, of mechanism for pipe rotation and transporting through bath, and of finders and mechanism of finder installation relative to axis of moving pipe. Also the device is equipped with a bracket rigidly fixed inside the bath. The guiding bushings are rigidly mounted in the bracket. An internal channel of the bushings is conic converging in the direction of pipe movement. Notably, distance between the guiding bushings is S≥D+0.5·V/N, m, where D is diameter of a finder head, m, V is velocity of axial feed of a controlled pipe m/s, N is speed of pipe rotation, s^-1.

EFFECT: prevented deformation of pipe surface and raised reliability of its control.

1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам неразрушающего контроля материалов и изделий и может быть использовано для контроля труб диаметром не более 5 мм.The invention relates to devices for non-destructive testing of materials and products and can be used to control pipes with a diameter of not more than 5 mm

В качестве прототипа выбран ультразвуковой иммерсионный дефектоскоп (а.с. СССР №180392), включающий ванну, имеющую входное и выходное отверстия для впуска и выпуска трубы, направляющие втулки для фиксации оси движущейся трубы, механизм вращения и транспортировки трубы через ванну, искатели и механизм установки искателей относительно оси движущейся трубы.As a prototype, an ultrasonic immersion flaw detector (USSR AS No. 180392) was selected, including a bath having an inlet and an outlet for the inlet and outlet of the pipe, guide sleeves for fixing the axis of the moving pipe, a mechanism for rotating and transporting the pipe through the bath, searchers and mechanism installing finders relative to the axis of the moving pipe.

Недостатком известного ультразвукового иммерсионного дефектоскопа является механический контакт между направляющими втулками, навинчиваемыми на пружинно подвешенный в ванне держатель, и движущейся трубой, приводящий к образованию дефектов на наружной поверхности трубы во время осуществления контроля. Дефекты в виде потертостей и задиров особенно часто образуются на трубах даже с незначительной кривизной. Спиралевидный след на поверхности появляется на электрополированных и травленых трубах, в частности из нержавеющих сталей, и является браковочным признаком. На трубах из коррозионно-стойких сталей возможно образование задиров, поскольку вода, используемая в качестве контактной жидкости, не обладает смазывающей способностью. Кроме того, в случае контроля труб малого диаметра вибрация держателя, неминуемо возникающая при движении и вращении трубы, приводит к нарушению настройки акустических осей искателей. На держателе по известному устройству при контроле труб малого диаметра нельзя устанавливать несколько искателей вдоль оси подачи труб, так как при этом возрастает расстояние между направляющими втулками, и надежность контроля труб малого диаметра даже с небольшой кривизной и разностенностью снижается или становится недопустимой.A disadvantage of the known ultrasonic immersion flaw detector is the mechanical contact between the guide sleeves screwed onto the spring-suspended holder in the bath and the moving pipe, which leads to the formation of defects on the outer surface of the pipe during monitoring. Defects in the form of scuffs and scuffs are especially often formed on pipes even with slight curvature. A spiral trail on the surface appears on electropolished and etched pipes, in particular stainless steel, and is a defect. Scuffing is possible on pipes made of corrosion-resistant steels, since water used as a contact liquid does not have lubricity. In addition, in the case of control of small diameter pipes, vibration of the holder, which inevitably occurs during movement and rotation of the pipe, leads to a violation of the tuning of the acoustic axes of the finders. On the holder according to the known device, when monitoring small diameter pipes, it is not possible to install several finders along the axis of the pipe feed, since this increases the distance between the guide sleeves, and the reliability of monitoring small diameter pipes even with a small curvature and difference decreases or becomes unacceptable.

Техническими задачами, на решение которых направлено заявленное изобретение, являются предотвращение деформации поверхности труб и повышение надежности их контроля.The technical problems to which the claimed invention is directed are to prevent the deformation of the surface of the pipes and increase the reliability of their control.

Указанные задачи решаются тем, что устройство ультразвукового контроля труб малого диаметра, содержащее ванну, имеющую входное и выходное отверстия для впуска и выпуска трубы, направляющие втулки для фиксации оси движущейся трубы, механизм вращения и транспортировки трубы через ванну, искатели и механизм установки искателей относительно оси движущейся трубы, снабжено кронштейном, жестко закрепленным внутри ванны, в кронштейне жестко установлены направляющие втулки, внутренний канал которых выполнен коническим, сужающимся в направлении движения трубы, при этом расстояние между направляющими втулками S≥D+0,5·V/N, м,These problems are solved in that the device for ultrasonic inspection of small diameter pipes, containing a bath having an inlet and an outlet for inlet and outlet of the pipe, guide bushings for fixing the axis of the moving pipe, a mechanism for rotating and transporting the pipe through the bathtub, finders and a mechanism for installing finders about the axis the moving pipe is equipped with a bracket rigidly fixed inside the bathtub; guide bushings are rigidly mounted in the bracket, the inner channel of which is conical, tapering towards and the movement of the pipe, while the distance between the guide bushings S≥D + 0.5 · V / N, m,

где D - диаметр головки искателя, м;where D is the diameter of the finder head, m;

V - скорость осевой подачи контролируемой трубы, м/с;V is the axial feed rate of the controlled pipe, m / s;

N - частота вращения трубы, с^-1.N - pipe rotation frequency, s ^-1 .

Наличие кронштейна обеспечивает жесткую установку направляющих втулок в ванне, а наличие направляющих втулок внутреннего конусного канала обеспечивает создание гидравлического клина, что позволяет центрировать контролируемую трубу без механического контакта. Это позволяет предотвратить деформацию в поверхности трубы и повысить надежность контроля.The presence of the bracket provides a rigid installation of the guide sleeves in the bath, and the presence of the guide sleeves of the internal conical channel provides the creation of a hydraulic wedge, which allows you to center the controlled pipe without mechanical contact. This helps to prevent deformation in the surface of the pipe and increase the reliability of control.

При величине расстояния между направляющими втулками менее расчетной величины направляющие втулки оказываются в зоне акустической волны, что приводит к искажению результатов контроля.When the distance between the guide bushings is less than the calculated value, the guide bushes are in the zone of the acoustic wave, which leads to a distortion of the control results.

На чертеже изображен продольный осевой разрез устройства ультразвукового контроля труб малого диаметра.The drawing shows a longitudinal axial section of the device for ultrasonic inspection of pipes of small diameter.

Устройство для ультразвукового контроля труб малого диаметра содержит иммерсионную ванну 1 с контактной жидкостью (вода) 2, направляющие фланцы 3 и 4, жестко закрепленные по оси подачи трубы на корпусе ванны и снабженные эластичными гидравлическими уплотнениями 5 и 6, предотвращающими утечки контактной жидкости, искатели 7 и 8, закрепленные в регулируемых держателях (на чертеже не показаны), неподвижно закрепленных относительно корпуса ванны, направляющие втулки 9, 10, 11 длиной l, установленные на расстоянии S друг от друга по оси подачи трубы 12 и жестко закрепленные в кронштейне 13, помещенном в коаксиальные со втулками расточки направляющих фланцев иммерсионной ванны.A device for ultrasonic testing of pipes of small diameter contains an immersion bath 1 with contact liquid (water) 2, guide flanges 3 and 4, rigidly fixed along the pipe feed axis on the bath body and equipped with elastic hydraulic seals 5 and 6, which prevent leakage of contact liquid, searchers 7 and 8, fixed in adjustable holders (not shown in the drawing), fixedly mounted relative to the bath body, guide bushings 9, 10, 11 of length l, installed at a distance S from each other along the axis of the pipe 12 rigidly fixed to the bracket 13, placed in coaxial with the sleeves bore guides the immersion bath flange.

Устройство для ультразвукового контроля труб малого диаметра работает следующим образом. Контролируемая труба 12 подается вдоль оси устройства через отверстия направляющих фланцев 3 и 4 с уплотнениями 5, 6 и через направляющие втулки 9, 10 и 11 до ввода переднего конца трубы в валки привода подачи и вращения (на чертеже не показаны). Ванна 1 заполняется контактной жидкостью 2 до погружения в нее головок искателей 7 и 8. После включения дефектоскопа запускается привод подачи и вращения трубы. Если все направляющие втулки 9, 10 и 11 являются слабоконическими, то между коническими поверхностями каналов втулок и наружной цилиндрической поверхностью трубы возникает гидродинамический клин, создающий радиальное давление контактной жидкости, под действием которого труба устанавливается по оси каналов направляющих втулок, предотвращая механический контакт трубы и втулок. При установке трубы по оси достигается самоцентрирование трубы относительно акустических осей искателей, настроенных и зафиксированных в держателях таким образом, что ультразвуковые лучи, сфокусированные посредством акустических линз, падают на поверхность трубы под углом в диапазоне от α₀=10° до α₁=30°.A device for ultrasonic testing of pipes of small diameter works as follows. The controlled pipe 12 is fed along the axis of the device through the holes of the guide flanges 3 and 4 with seals 5, 6 and through the guide bushings 9, 10 and 11 until the front end of the pipe enters the feed and rotation drive rolls (not shown in the drawing). The bath 1 is filled with contact liquid 2 until the heads of the searchers 7 and 8 are immersed into it. After the flaw detector is turned on, the feed and pipe rotation drive is started. If all the guide sleeves 9, 10 and 11 are slightly conical, then between the conical surfaces of the channels of the sleeves and the outer cylindrical surface of the pipe there is a hydrodynamic wedge that creates radial pressure of the contact fluid, under the action of which the pipe is installed along the axis of the channels of the guide sleeves, preventing mechanical contact of the pipe and sleeves . When installing the pipe along the axis, self-centering of the pipe relative to the acoustic axes of the finders tuned and fixed in the holders is achieved in such a way that ultrasonic rays focused by means of acoustic lenses fall onto the pipe surface at an angle in the range from α ₀ = 10 ° to α ₁ = 30 ° .

Claims

A device for ultrasonic testing of pipes of small diameter, containing a bath having an inlet and an outlet for inlet and outlet of the pipe, guide bushings for fixing the axis of the moving pipe, a mechanism for rotating and transporting the pipe through the bath, searchers and the installation mechanism of the finders relative to the axis of the moving pipe, characterized in that it is equipped with a bracket rigidly fixed inside the bathtub; guide bushings are rigidly mounted in the bracket, the inner channel of which is made conical, tapering in the direction of movement pipe, with the distance between the guide bushings
S≥D + 0.5V / N, m,
where D is the diameter of the finder head, m;
V is the axial feed rate of the controlled pipe, m / s;
N - pipe rotation frequency, s ^-1 .