RU2404471C1 - Device for local demagnetisation of pipelines - Google Patents

Device for local demagnetisation of pipelines Download PDF

Info

Publication number
RU2404471C1
RU2404471C1 RU2009142663/07A RU2009142663A RU2404471C1 RU 2404471 C1 RU2404471 C1 RU 2404471C1 RU 2009142663/07 A RU2009142663/07 A RU 2009142663/07A RU 2009142663 A RU2009142663 A RU 2009142663A RU 2404471 C1 RU2404471 C1 RU 2404471C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
magnetic
magnetic field
local
sensors
magnetic circuit
Prior art date
Application number
RU2009142663/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Иванович Синев (RU)
Андрей Иванович Синев
Алексей Константинович Морозов (RU)
Алексей Константинович Морозов
Евгений Сергеевич Санников (RU)
Евгений Сергеевич Санников
Михаил Николаевич Смирнов (RU)
Михаил Николаевич Смирнов
Дмитрий Викторович Тихонов (RU)
Дмитрий Викторович Тихонов
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Газприборавтоматикасервис"
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 Закрытое акционерное общество "Газприборавтоматикасервис" filed Critical Закрытое акционерное общество "Газприборавтоматикасервис"
Priority to RU2009142663/07A priority Critical patent/RU2404471C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2404471C1 publication Critical patent/RU2404471C1/en

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: device for local demagnetisation of pipeline elements consists of a demagnetising cable powered by direct current from a welding rectifier and designed in the form of a multiturn coil connected by connectors lying in a metal framework, on which sensors of magnetic field magnitude and direction are mounted on both sides of a weldable seam, and current is fed through a control unit which is incorporated in a system for feedback coupling with said magnetic field sensors, the metal framework consists of an open ferromagnetic magnetic circuit with a coil inside, pole-pieces and nonmagnetic plates in form of pipes, alternately situated with respect to the magnetic circuit, wherein said pole-pieces are in form of a five-star mechanism on hinges with control of the diametre of the lower cylindrical surface in the range from 325 to 1420 mm and on supports with a magnet lock which can be made in form of magnetic wheels with axial direction of magnetisation.
EFFECT: enhanced operation of the device for pipes with different diametres while providing good quality of local demagnetisation.
2 cl, 3 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к технике размагничивания труб, стыков труб промысловых и магистральных газопроводов всех категорий и других намагниченных изделий. При проведении магнитного контроля внутритрубной или наружной инспекции трубопровода возникает значительная остаточная намагниченность.The present invention relates to techniques for the demagnetization of pipes, pipe joints of field and main gas pipelines of all categories and other magnetized products. When conducting magnetic inspection of an in-pipe or external inspection of a pipeline, significant residual magnetization occurs.

В частности, при ремонте трубопроводов методом замены поврежденных участков труб остаточная намагниченность не только существенно затрудняет процесс электросварки, но порой делает его невозможным из-за влияния известного эффекта «магнитного дутья».In particular, when repairing pipelines by replacing damaged pipe sections, residual magnetization not only significantly complicates the process of electric welding, but sometimes makes it impossible due to the influence of the known effect of “magnetic blast”.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для компенсации магнитного поля трубопровода (свидетельство на полезную модель №13271, МПК H01F 13/00), состоящее из размагничивающего кабеля, наматываемого на трубу и питаемого постоянным током от сварочного выпрямителя, размагничивающий модуль выполняют в виде разъемных колец, содержащих многовитковые катушки, соединяемые с помощью многоконтактных разъемов, расположенные в немагнитном металлическом каркасе с шарнирно укрепленными на нем датчиками величины и направления магнитного поля в зоне свариваемого шва, и накладывают его по обе стороны от свариваемого шва, а ток компенсации в размагничивающий модуль подается через электронный блок управления, включенный в систему обратной связи с датчиками магнитного поля.The closest in technical essence to the proposed invention is a device for compensating for the magnetic field of the pipeline (utility model certificate No. 13271, IPC H01F 13/00), consisting of a demagnetizing cable wound around a pipe and fed by direct current from a welding rectifier, the demagnetizing module is performed in in the form of split rings containing multi-turn coils connected using multi-pin connectors located in a non-magnetic metal frame with sensors pivotally mounted on it elichiny and direction of the magnetic field in the welded seam area, and it is applied on both sides of a welded seam and a demagnetizing current compensation unit is fed through an electronic control unit included in a feedback system with sensors of the magnetic field.

Недостатком данного технического решения является применение только для одного диаметра трубы из-за разъемных колец с таким же диаметром.The disadvantage of this technical solution is the use of only one pipe diameter due to split rings with the same diameter.

Известно устройство для локального размагничивания трубопроводов (патент на ПО №70778),A device for local demagnetization of pipelines (patent for software No. 70778),

характеризующееся:characterized by:

- композиционным составом основных элементов: корпус с опорами и ручкой, измерительное устройство, магнитные фиксаторы, соединительный кабель;- the composition of the main elements: a housing with supports and a handle, a measuring device, magnetic clips, connecting cable;

- решением в виде П-образной композиции, образованной горизонтально ориентированным корпусом и двумя опорами, ориентированными вдоль боковых сторон корпуса;- a solution in the form of a U-shaped composition formed by a horizontally oriented body and two supports oriented along the sides of the body;

- решением формы корпуса в виде горизонтально ориентированного полуцилиндра, сопряженного с прямоугольным параллелепипедом;- the decision of the shape of the body in the form of a horizontally oriented half-cylinder, paired with a rectangular parallelepiped;

- решением верхней стенки корпуса в виде съемной крышки;- the decision of the upper wall of the housing in the form of a removable cover;

- расположением разъемов для подключения соединительных кабелей на крышке;- the location of the connectors for connecting cables on the cover;

- расположением ручки на задней стенке корпуса под тупым углом к ее поверхности, выступая за уровень верхней стенки корпуса;- the location of the handle on the rear wall of the housing at an obtuse angle to its surface, protruding beyond the level of the upper wall of the housing;

- расположением на передней стенке корпуса цифрового табло;- the location on the front wall of the casing of the digital display;

- выполнением каждой опоры в виде ножки, прикрепленной под углом к центру основания;- the implementation of each support in the form of legs attached at an angle to the center of the base;

- выполнением основания с трапециевидной верхней поверхностью и дугообразной нижней;- the implementation of the base with a trapezoidal upper surface and an arcuate lower;

- расположением магнитных фиксаторов в местах соединения ножки и основания;- the location of the magnetic clips at the junction of the legs and base;

- выполнением измерительного устройства Г-образной формы с явным разделением на ручку измерительного устройства и держатель датчика;- the implementation of the measuring device L-shaped with an explicit separation into the handle of the measuring device and the sensor holder;

- выполнением на ручке измерительного устройства кнопки включения.- by performing a power button on the handle of the measuring device.

Это устройство предназначено для размагничивания труб одного диаметра за счет основания (полюсный наконечник) с постоянной формой нижней поверхности.This device is designed to demagnetize pipes of the same diameter due to the base (pole piece) with a constant shape of the lower surface.

Известно устройство локального размагничивания элементов трубопроводов (патент RU №2331945 от 23.05.2007), состоящее из размагничивающего кабеля, питаемого постоянным током от сварочного выпрямителя и выполненного в виде многовитковой катушки, соединенной с помощью разъемов, расположенных в металлическом каркасе с укрепленными на нем датчиками величины и направления магнитного поля в зоне свариваемого шва, накладывают по обе стороны от свариваемого шва, а ток подается через блок управления, включенный в систему обратной связи с датчиками магнитного поля, каркас выполнен составным из разомкнутого ферромагнитного магнитопровода с расположенной внутри катушкой, полюсных наконечников и немагнитных пластин прямоугольной формы с нижней цилиндрической поверхностью диаметра, равного наружному диаметру трубы, которые расположены с чередованием относительно сторон магнитопровода, и покрыт огнестойким материалом.A device for local demagnetization of pipeline elements (patent RU No. 2331945 dated 05/23/2007), consisting of a demagnetizing cable supplied with direct current from a welding rectifier and made in the form of a multi-turn coil connected using connectors located in a metal frame with magnitude sensors mounted on it and the direction of the magnetic field in the area of the welded seam, is imposed on both sides of the welded seam, and the current is supplied through the control unit included in the feedback system with magnetic sensors total field, the frame is made of composite open ferromagnetic magnetic circuit with a coil located inside, pole pieces and non-magnetic plates of rectangular shape with a lower cylindrical diameter surface equal to the outer diameter of the pipe, which are alternated relative to the sides of the magnetic circuit, and coated with fire-resistant material.

Это устройство применимо для размагничивания труб одинакового диаметра при сварке.This device is applicable for the demagnetization of pipes of the same diameter during welding.

Задачей изобретения является расширение возможности работы устройства для номенклатуры труб различных диметров.The objective of the invention is to expand the capabilities of the device for the nomenclature of pipes of various diameters.

Поставленная задача достигается тем, что устройство локального размагничивания элементов трубопроводов, состоящее из размагничивающего кабеля, питаемого постоянным током от сварочного выпрямителя и выполненного в виде многовитковой катушки, соединенной с помощью разъемов, расположенных в металлическом каркасе с укрепленными на нем датчиками величины и направления магнитного поля в зоне свариваемого шва, накладывают по обе стороны от свариваемого шва, а ток подается через блок управления, включенный в систему обратной связи с датчиками магнитного поля, каркас выполнен составным из разомкнутого ферромагнитного магнитопровода с расположенной внутри катушкой, полюсных наконечников и немагнитных пластин формы трубы, которые расположены с чередованием относительно сторон магнитопровода, наконечник выполнен в виде пятизвенного механизма на шарнирах с регулировкой диаметра нижней цилиндрической поверхности в пределах от 325 до 1420 мм и опорах с магнитным фиксатором. При этом опоры выполнены в виде магнитных колес с осевым направлением намагниченности.The problem is achieved in that the device of local demagnetization of pipeline elements, consisting of a demagnetizing cable, supplied with direct current from a welding rectifier and made in the form of a multi-turn coil connected using connectors located in a metal frame with sensors mounted on it for the magnitude and direction of the magnetic field in zone of the welded seam, imposed on both sides of the welded seam, and the current is supplied through the control unit included in the feedback system with the sensor magnetic field, the frame is made up of an open ferromagnetic magnetic circuit with a coil located inside, pole pieces and non-magnetic plates of the pipe shape, which are arranged alternately relative to the sides of the magnetic circuit, the tip is made in the form of a five-link mechanism on hinges with adjustment of the diameter of the lower cylindrical surface ranging from 325 up to 1420 mm and supports with magnetic lock. In this case, the supports are made in the form of magnetic wheels with an axial direction of magnetization.

Предлагаемое устройство локального размагничивания поясняется чертежами. На фиг.1 представлена схема размагничивания, на фиг.2, фиг.3 - разрез и общий вид устройства локального размагничивания.The proposed device is a local demagnetization is illustrated by drawings. Figure 1 presents the demagnetization circuit, figure 2, figure 3 is a section and General view of the device of local demagnetization.

Устройство локального размагничивания трубопроводов содержит каркас 1, на внутренней стороне которого намотана многовитковая катушка 2 из размагничивающего кабеля 3. Каркас 1 выполнен из ферромагнитного магнитопровода 4, двух чередующихся немагнитных пластин 5 прямоугольной формы и полюсных наконечников 6 в виде пятизвенного механизма 7 на шарнирах 8 и на опорах 9 с магнитным фиксатором 10. На каркасе 1 установлен датчик магнитного поля 11, который с катушкой 2 через разъем 12 соединен с блоком управления 13. Каркас 1 с катушкой 2 и датчиком 7 установлен в зоне свариваемого стыка 14 элементов трубопровода 15, где расположен электрод 16, который соединен со сварочным выпрямителем 17. Полюсный наконечник 6 за счет изгиба пятизвенного наконечника 7 на шарнирах 8 устанавливается по форме трубы 15.The device for local demagnetization of pipelines contains a frame 1, on the inside of which a multi-turn coil 2 of a demagnetizing cable 3 is wound. The frame 1 is made of a ferromagnetic magnetic circuit 4, two alternating non-magnetic plates 5 of a rectangular shape and pole pieces 6 in the form of a five-link mechanism 7 on hinges 8 and on supports 9 with a magnetic lock 10. A magnetic field sensor 11 is mounted on the frame 1, which is connected to the control unit 13 through the connector 12 to the control unit 13. The frame 1 with the coil 2 and the sensor 7 is installed oval in the area of the welded joint 14 of the elements of the pipeline 15, where the electrode 16 is located, which is connected to the welding rectifier 17. The pole tip 6 due to the bending of the five link tip 7 on the joints 8 is installed in the shape of the pipe 15.

Устройство работает следующим образом. Каркас 1 с катушкой 2 из размагничивающего кабеля 3 помещен в разомкнутый магнитопровод 4 и при установке на свариваемый участок трубы замыкает магнитную цепь таким образом, что в стенке трубы проходит заданный магнитный поток в направлении, перпендикулярном свариваемому стыку 10.The device operates as follows. The frame 1 with the coil 2 of the demagnetizing cable 3 is placed in an open magnetic circuit 4 and, when installed on the pipe to be welded, closes the magnetic circuit so that a predetermined magnetic flux passes in the pipe wall in the direction perpendicular to the welded joint 10.

Съемные ферромагнитные полюсные наконечники 6 обеспечивают прохождение магнитного потока через сварочный стык, а съемные немагнитные пластины 5 устанавливают необходимый воздушный зазор 14 с цилиндрической поверхностью трубы любого диаметра. Таким образом, размагничиваемый участок трубы становится частью магнитопровода катушки с регулируемым магнитным потоком как по величине, так и по направлению.Removable ferromagnetic pole pieces 6 allow the passage of magnetic flux through the welding joint, and removable non-magnetic plates 5 establish the necessary air gap 14 with the cylindrical surface of the pipe of any diameter. Thus, the demagnetizable pipe section becomes part of the magnetic circuit of the coil with an adjustable magnetic flux both in magnitude and direction.

С помощью источника питания постоянного тока блока управления 13 задается необходимый по величине и направлению ток катушки, поле которого компенсирует остаточную магнитную индукцию в зоне сварочного стыка 14. После включения устройства датчиками величины и направления магнитного поля в зоне свариваемого шва типа датчиков Холла 11 определяется направление тока через катушку 2, и создается катушкой 2 поле, направленное навстречу полю в трубе с минимальным магнитным зазором шва 14. Изменение величины магнитного поля в зоне сварки за счет разных причин контролируется датчиком 11, и блоком 13 автоматически изменяется ток через катушку 2.Using the DC power source of the control unit 13, the coil current required in magnitude and direction is set, the field of which compensates for the residual magnetic induction in the area of the weld joint 14. After the device is turned on by the magnitude and direction of the magnetic field sensors in the area of the weld being welded, such as Hall sensors 11, the current direction is determined through coil 2, and a coil 2 is created by a field directed towards the field in the pipe with a minimum magnetic gap of weld 14. Change in the magnitude of the magnetic field in the welding zone due to s causes controlled by a sensor 11, and unit 13 automatically changes the current through the coil 2.

При достижении величины магнитной индукции до значений 20 Гс≥В≥-20Гс допускается проведение электросварки.Upon reaching the magnitude of the magnetic induction to values of 20 Gs≥V≥-20Gs, it is allowed to conduct electric welding.

В рабочем режиме устройство примагничивается компенсирующим потоком к свариваемому участку и надежно удерживается на трубе в любом положении, а в выключенном состоянии легко перемещается на любой участок трубы. В нерабочем состоянии устройство удерживается на любом участке трубы двумя магнитными фиксаторами 10, каждый их которых представляет собой два постоянных магнита с установленными между ними набором пластин из стали 3. Магнитный поток постоянных магнитов, замыкаясь через пластины и стенку трубы, удерживает устройство на трубе в нерабочем состоянии. Перемещаться вдоль сварного шва трубы устройству позволяют установленные на концах наконечников магнитные колеса 9. Магнитное колесо состоит из постоянного магнита с направлением намагниченности вдоль оси колеса и двух роликов, изготовленных из стали 3. Замкнутый магнитопровод позволяет размагничивать участки труб с неравномерным кольцевым намагничиванием. Изготовлен опытный образец заявляемого устройства (фиг.3). Для испытания устройства с пятизвенным наконечником проведено размагничивание сварных стыков в ремонтно-востановительных работах газопроводов диаметром 325 мм (толщина стенки 6,5 мм) и 1420 мм (толщина стенки 17,5 мм).In operating mode, the device is magnetized by a compensating flow to the section to be welded and is firmly held on the pipe in any position, and in the off state it is easily moved to any section of the pipe. In the idle state, the device is held on any part of the pipe by two magnetic locks 10, each of which is two permanent magnets with a set of steel plates installed between them 3. The magnetic flux of permanent magnets, closing through the plates and the pipe wall, keeps the device on the pipe inoperative condition. Magnetic wheels mounted on the ends of the ferrules allow the device to move along the pipe weld. The magnetic wheel consists of a permanent magnet with a magnetization direction along the axis of the wheel and two rollers made of steel 3. A closed magnetic circuit allows demagnetization of pipe sections with uneven ring magnetization. Made a prototype of the inventive device (figure 3). To test a device with a five-link tip, the demagnetization of welded joints was carried out in the repair and restoration of gas pipelines with a diameter of 325 mm (wall thickness 6.5 mm) and 1420 mm (wall thickness 17.5 mm).

Начальная величина индукции магнитного поля в зазоре шва составляла 35 мТл, Была применена размагничивающая катушка, содержащая в целом 330 витков. Полное время ее монтажа составило 2 минуты. После включения электронного блока управления минимизация магнитного поля была достигнута при токе <4 А при выходном напряжении сварочного выпрямителя 18 В. Контрольные измерения магнитного поля в зазоре шва дали значения менее 1,5 мТл. Проведенное при этих условиях заваривание шва по критериям фрактографии, микроанализу участков шва по длине и сечению (показатели свойств по требованию табл.12 РД 03-614-03) и данные магнитной дефектоскопии (ГОСТ 3.242-79. Соединения сварные. Методы контроля качества.) показали его хорошее качество.The initial value of the magnetic field induction in the joint gap was 35 mT. A demagnetizing coil was used, containing a total of 330 turns. The total installation time was 2 minutes. After switching on the electronic control unit, minimization of the magnetic field was achieved at a current <4 A with an output voltage of the welding rectifier of 18 V. The control measurements of the magnetic field in the weld gap gave values less than 1.5 mT. A weld of the weld carried out under these conditions according to the criteria of fractography, microanalysis of the weld sections along the length and cross-section (property indices as required by Table 12 RD 03-614-03) and magnetic flaw detection data (GOST 3.242-79. Welded joints. Quality control methods.) showed its good quality.

Claims (2)

1. Устройство локального размагничивания элементов трубопроводов, состоящее из размагничивающего кабеля, питаемого постоянным током от сварочного выпрямителя и выполненного в виде многовитковой катушки, соединенной с помощью разъемов, расположенных в металлическом каркасе с укрепленными на нем датчиками величины и направления магнитного поля в зоне свариваемого шва, накладывают по обе стороны от свариваемого шва, а ток подается через блок управления, включенный в систему обратной связи с датчиками магнитного поля, каркас выполнен составным из разомкнутого ферромагнитного магнитопровода с расположенной внутри катушкой, полюсных наконечников и немагнитных пластин формы трубы, которые расположены с чередованием относительно сторон магнитопровода, отличающееся тем, что наконечник выполнен в виде пятизвенного механизма на шарнирах с регулировкой диаметра нижней цилиндрической поверхности с пределах от 325 до 1420 мм и опорах с магнитным фиксатором.1. A device for local demagnetization of pipeline elements, consisting of a demagnetizing cable, supplied with direct current from a welding rectifier and made in the form of a multi-turn coil connected using connectors located in a metal frame with sensors for magnitude and direction of the magnetic field in the area of the weld being welded, impose on both sides of the weld, and the current is supplied through the control unit included in the feedback system with magnetic field sensors, the frame is made with identical from an open ferromagnetic magnetic circuit with a coil located inside, pole pieces and non-magnetic plates of pipe shape, which are arranged alternately relative to the sides of the magnetic circuit, characterized in that the tip is made in the form of a five-link mechanism on hinges with adjustable diameter of the lower cylindrical surface ranging from 325 to 1420 mm and supports with magnetic lock. 2. Устройство локального размагничивания элементов трубопроводов по п.1, отличающееся тем, что опоры выполнены в виде магнитных колес с осевым направлением намагниченности. 2. The device of local demagnetization of pipeline elements according to claim 1, characterized in that the supports are made in the form of magnetic wheels with an axial direction of magnetization.
RU2009142663/07A 2009-11-18 2009-11-18 Device for local demagnetisation of pipelines RU2404471C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009142663/07A RU2404471C1 (en) 2009-11-18 2009-11-18 Device for local demagnetisation of pipelines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009142663/07A RU2404471C1 (en) 2009-11-18 2009-11-18 Device for local demagnetisation of pipelines

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2404471C1 true RU2404471C1 (en) 2010-11-20

Family

ID=44058533

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009142663/07A RU2404471C1 (en) 2009-11-18 2009-11-18 Device for local demagnetisation of pipelines

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2404471C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9453818B2 (en) Eddy current flaw detection probe and eddy current flaw inspection apparatus
CN107424721B (en) Pipeline demagnetizing device based on permanent magnet structure and application thereof
CA2837283C (en) Magnetic testing method and apparatus
CN209803055U (en) Direct-current axial magnetization device for pipeline magnetic flux leakage internal detection and internal detection device
JP4749223B2 (en) Magnetic particle flaw detector for steel pipes
JP2010230485A (en) Barkhausen noise test apparatus and barkhausen noise test method
JP2011007570A (en) Leakage flux flaw detector
RU2404471C1 (en) Device for local demagnetisation of pipelines
JP3163378U (en) Rebar break inspection device
JPWO2019220953A1 (en) Magnetic material inspection equipment and magnetic material inspection method
JP2011203092A (en) Sensor, testing apparatus and testing method
RU2331945C1 (en) Local neutralisation device of pipeline elements
CN207542027U (en) A kind of pipeline demagnetizer based on permanent-magnet structure
CA2953295C (en) Apparatus and method for detection of imperfections by detecting changes in flux of a magnetized body
JP2013185951A (en) Magnetic flaw detection probe
CN210347535U (en) Magnetic powder detection device for large-wall-thickness narrow-interval weld joint back chipping part
RU2344909C2 (en) Arc welding method for magnetised bodies during recovery operations
JP2016197085A (en) Magnetic flaw detection method
Guoguang et al. Finite element modelling of circumferential magnetic flux leakage inspection in pipeline
JP2012026806A (en) Remote field eddy current flow detector, and method
JP6224340B2 (en) Magnetizer
RU13271U1 (en) PIPELINE MAGNETIC FIELD COMPENSATION DEVICE
JP3223991U (en) Nondestructive inspection equipment
JP2013185952A (en) Magnetic flaw detection probe
Bakunov et al. Testing residual magnetization of parts before welding

Legal Events

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

Effective date: 20111119