RU2539777C1

RU2539777C1 - External scanning defect detector

Info

Publication number: RU2539777C1
Application number: RU2013129500/28A
Authority: RU
Inventors: Алексей Владимирович Топилин; Николай Александрович Калинин; Николай Николаевич Бакурский; Игорь Анатольевич Соловых; Александр Николаевич Бакурский; Валерий Викторович Петров; Александр Викторович Цаплин; Вячеслав Александрович Карякин; Андрей Константинович Гаранин
Original assignee: Открытое Акционерное Общество (ОАО) "Оргэнергогаз"
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2015-01-27
Also published as: RU2013129500A

Abstract

FIELD: measurement equipment.

SUBSTANCE: scope of application: for defects detection. The essence of invention consists in the following: external scanning defect detector contains segmented steel frame, supporting wheels, running wheels, ground drive, diesel electric generator, magnetic search system of longitudinal magnetisation, magnetic search system of transverse magnetisation, wheel odometer, detector data collection device, airborne electronics, portable computer, radio channel of communications between airborne electronics and portable computer. At that it is provided with the first and the second groups of propulsion motors, group of eddy-current transducers of non-destructive testing, unit of change of pipe wall magnetisation intensity, basket on pendulum suspension in corresponding link of segmented frame, rotary electrical contact system, the first and the second elastic couplings, and other structural elements.

EFFECT: simplifying structure in moving part of diagnostic device, decreasing device weight, providing built-in-programmed separation of external defects signals from internal defects signals in interactive operation mode and providing optimum magnetisation of inspected pipe wall.

4 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для обнаружения дефектов потери металла и растрескиваний в стенках труб непосредственно в процессе проведения переизоляции трубопроводов. The invention relates to the field of non-destructive testing and can be used to detect defects in metal loss and cracking in the walls of pipes directly in the process of re-insulating pipelines.

Известен «Инспектирующий снаряд для наружного обследования трубопровода» (External Pipeline Inspection Tools) британской фирмы “Ad-veced Engineering Solutions LTD" [Рекламный лист “External Pipeline Inspection Tools”, IS 51 January 2007, “Adveced Engineering Solutions Limited”.]. В известном устройстве для неразрушающего контроля (НК) используется магнитный метод. Устройство позволяет обнаруживать наружную и внутреннюю коррозию. Известное устройство состоит из рамы некоторой ограниченной длины, электромагнитного поискового модуля, переносного компьютера, радиоканала для связи аппаратуры поискового модуля с компьютером и размещенного на грунте источника электрического тока. Обследование труб большого диаметра ведется по сегментно после удаления изоляционного покрытия. Для проведения НК рама крепится двумя бандажными ремнями на трубе. На раму устанавливается поисковый модуль. После включения электропитания от наружного источника тока устанавливается связь электронного оборудования с компьютером, и электромагнитный поисковый модуль вручную перемещается вдоль рамы. Собранная от датчиков поискового электромагнитного модуля информация передается в переносный компьютер, просматривается оператором и сохраняется в памяти компьютера. Затем бандажные ремни ослабляются, и рама смещается вручную параллельно самой себе на другой сегмент трубы. Так обследуется конкретный участок трубы. Затем программно формируется картина расположения магнитных аномалий на обследованном участке. Недостатком известного устройства является низкая производительность контроля и большой объем ручного труда в проведении обследования труб большого диаметра.The famous “External Pipeline Inspection Tools” of the British company “Ad-veced Engineering Solutions LTD" [Advertisement sheet “External Pipeline Inspection Tools”, IS 51 January 2007, “Adveced Engineering Solutions Limited”.]. The known device for non-destructive testing (ND) uses the magnetic method. The device allows to detect external and internal corrosion. The known device consists of a frame of some limited length, an electromagnetic search module, a laptop computer, a radio channel for connecting search equipment I’m with a computer and an electric current source placed on the ground. Large diameter pipes are inspected segmentally after removing the insulation coating. For NK, the frame is fastened with two retaining straps on the pipe. A search module is installed on the frame. After turning on the power from the external current source, an electronic connection is established equipment with a computer, and the electromagnetic search module manually moves along the frame. Information collected from the sensors of the search electromagnetic module is transmitted to a portable computer, viewed by the operator and stored in the computer's memory. Then the retaining straps are loosened and the frame is manually shifted parallel to itself to another pipe segment. This examines a specific section of the pipe. Then, a software pattern of the location of magnetic anomalies in the examined area is formed. A disadvantage of the known device is the low productivity of control and a large amount of manual labor in the inspection of pipes of large diameter.

Известен наружный сканирующий дефектоскоп фирмы «Oceaneering» [Рекламные документы фирмы «Oceaneering», www.oceaneering.com], предназначенный для контроля состояния стенки трубы открытого и доступного со всех сторон трубопровода. Известный дефектоскоп позволяет выявлять дефекты кольцевых швов на трубопроводах большого диаметра, проложенных под водой или открыто на суше. Известное устройство состоит из тележки, несущей ультразвуковую поисковую систему. Тележка удерживается специальным бандажом в зоне кольцевого шва и специальным приводом перемещается по окружности трубы около контролируемого шва. Недостатком известного устройства является необходимость перемещения его с одного контролируемого шва на другой путем демонтажа и повторного монтажа. Кроме того, известное устройство не позволяет сканировать всю поверхность стенки трубы. Известен также комплекс для наружного обследования трубопроводов «Robotic Pipe Scanner (RPS)» фирмы ROSEN. Известный комплекс позволяет контролировать состояние стенок трубопровода, извлеченного из грунта на наличие дефектов потери металла и растрескиваний. В устройстве для неразрушающего контроля используется метод оценки растекания магнитного поля (MFL). Устройство состоит из самодвижущегося сканирующего инспектирующего узла, пульта дистанционного управления и анализатора на базе ноутбука. Связь между сканирующим узлом, пультом дистанционного управления и анализатором организована по радиоканалу. Самодвижущийся инспектирующий узел состоит из группы магнитных поисковых блоков, которые для обеспечения сплошности контроля размещены по периметру окружности контролируемой трубы на специальной раме, снабженной приводом с колесной ходовой частью. Самодвижущийся инспектирующий узел перемещается по трубе продольно. Обеспечение 100% контроля поверхности цилиндра трубы обеспечивается за счет большого количества магнитных поисковых блоков системы неразрушающего контроля.Known external scanning flaw detector company "Oceaneering" [Advertising documents of the company "Oceaneering", www.oceaneering.com] , designed to monitor the condition of the pipe wall open and accessible from all sides of the pipeline. Known flaw detector allows you to identify defects in the annular seams on pipelines of large diameter, laid under water or open on land. The known device consists of a trolley carrying an ultrasonic search system. The trolley is held by a special bandage in the zone of the annular seam and with a special drive moves around the circumference of the pipe near the controlled seam. A disadvantage of the known device is the need to move it from one controlled seam to another by dismantling and reassembling. In addition, the known device does not allow to scan the entire surface of the pipe wall. Also known complex for external inspection of pipelines "Robotic Pipe Scanner (RPS)" company ROSEN. The known complex allows you to control the condition of the walls of the pipeline, extracted from the soil for the presence of defects in metal loss and cracking. The device for non-destructive testing uses the method of assessing the spreading of the magnetic field (MFL). The device consists of a self-moving scanning inspection unit, a remote control and a laptop-based analyzer. The connection between the scanning unit, the remote control and the analyzer is organized over the air. A self-moving inspection unit consists of a group of magnetic search units, which are placed around the circumference of the pipe being monitored on a special frame equipped with a drive with a wheel undercarriage to ensure continuity of control. A self-moving inspection unit moves longitudinally along the pipe. Providing 100% control of the surface of the pipe cylinder is ensured by a large number of magnetic search units of the non-destructive testing system.

Положительным свойством известного устройства является высокая точность оценки размеров наружных и внутренних дефектов благодаря использованию хорошо освоенного фирмой магнитного метода контроля. Недостатком известного устройства является его большая масса и высокая цена из-за большого количества магнитных поисковых узлов с постоянными магнитами. Наиболее близким к предлагаемому является «Устройство для наружного контроля коррозионного состояния и растрескивания стенок труб непосредственно в ходе переизоляции трубопровода» [Губанок И.И., Митрохин М.Ю., Морозов А.К., Синев А.И., Братчиков Д.Ю. Отбраковка труб в процессе капитального ремонта с применением комплекса внешнетрубной дефектоскопии ДНС 1000-1400. Третья международная конференция «Обслуживание и ремонт газонефтепроводов». // Сб. докладов и сообщений - г. Сочи, октябрь 2006 г. - Вып.2. - М.: ООО «Геоинформмарк», 2007. - 163 с. Стр. 14-21., “Голубая магистраль” №17 (1028) от 16 мая 2006, “Дефектоскопы для газовой трассы». Известное устройство состоит из сегментированной стальной рамы, дизель-электрического генератора, продольного магнитного сканера с постоянными магнитами, поперечного магнитного сканера с постоянными магнитами, привода поперечного движения, привода продольного движения, рулевого колеса, привода рулевого колеса, блока электроники с системами управления приводом и обработки датчиковой информации, противовеса для придания нижней маятниковости неподвижной части устройства. Поперечный привод состоит из электродвигателя, первого редуктора оборотов и силового редуктора оборотов, состоящего из малого зубчатого колеса и большого разъемного зубчатого колеса. К большому разборному зубчатому колесу крепятся две колесные тележки. Первая четырехколесная тележка несет магнитную поисковую систему, которая обеспечивает продольное намагничивание стенки трубы и формирование электрических сигналов о величине магнитного поля, рассеиваемого около стенки трубы в зоне контроля.A positive feature of the known device is the high accuracy of estimating the dimensions of external and internal defects due to the use of the magnetic control method well mastered by the company. A disadvantage of the known device is its large mass and high price due to the large number of magnetic search nodes with permanent magnets. Closest to the proposed one is "A device for external monitoring of the corrosion state and cracking of the pipe walls directly during the re-isolation of the pipeline" [Gubanok II, Mitrokhin M.Yu., Morozov AK, Sinev AI, Bratchikov D. YU. Pipe rejection during the overhaul using the DNS 1000-1400 external pipe flaw detection complex. Third international conference "Maintenance and repair of gas and oil pipelines." // Sat reports and communications - Sochi, October 2006 - Issue 2. - M .: Geoinformmark LLC, 2007. - 163 p. Page 14-21., “Blue Highway” No. 17 (1028) dated May 16, 2006, “Flaw detectors for the gas route”. The known device consists of a segmented steel frame, a diesel-electric generator, a longitudinal magnetic scanner with permanent magnets, a transverse magnetic scanner with permanent magnets, a transverse drive, a longitudinal drive, a steering wheel, a steering wheel drive, an electronics unit with drive control and processing systems sensor information, a counterweight to give the lower pendulum to the fixed part of the device. The transverse drive consists of an electric motor, a first speed reducer and a power speed reducer, consisting of a small gear wheel and a large detachable gear wheel. Two wheeled trolleys are attached to a large collapsible gear wheel. The first four-wheeled trolley carries a magnetic search system that provides longitudinal magnetization of the pipe wall and the formation of electrical signals about the magnitude of the magnetic field scattered near the pipe wall in the control zone.

Вторая четырехколесная тележка несет магнитную поисковую систему, которая обеспечивает поперечное намагничивание стенки трубы и формирование сигналов, пропорциональных напряженности магнитного поля, рассеиваемого в зоне контроля около стенки трубы. Противовес и рулевое колесо обеспечивают удержание рамы с дизель-электрическим генератором в вертикальном положении. Колеса продольного привода через соответствующие редукторы оборотов электрических двигателей обеспечивают необходимую скорость перемещения устройства вдоль трубопровода. Величина продольного и поперечного перемещений измеряется колесными одометрами. Собираемая датчиками информация поступает в электронный блок, который по радиоканалу передает данные в переносный компьютер. Достоинством известного устройства является малая зависимость качества контроля от чистоты поверхности наружной стенки контролируемой трубы, что обеспечивает возможность работы непосредственно между очистной и изолирующей машинами одновременно с ними. Недостатки известного устройства: большая металлоемкость, большая трудоемкость при изготовлении, большой вес, а также необходимость использования тяжелой грузоподъемной техники при установке устройства на контролируемом трубопроводе, отсутствие возможности сортировки сигналов обнаруживаемых дефектов на внутренние и наружные непосредственно по записанным сигналам без предварительного визуального просмотра проконтролированных участков трубы. Цель изобретения - создание диагностического устройства для наружного контроля трубопроводов с возможностью программно-аппаратной сортировки сигналов наружных дефектов от сигналов внутренних дефектов в диалоговом режиме работы оператора с ЭВМ, с минимальной трудоемкостью изготовления подвижной части диагностического устройства, с весом устройства, позволяющим вести установку подвижной части диагностического аппарата на трубопроводе без использования тяжелой грузоподъемной техники и обеспечивать оптимальное намагничивание стенки обследуемой трубы. Указанная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее сегментированную стальную раму, опорные колеса, ходовые колеса, ходовой привод, дизель-электрический генератор, магнитную поисковую систему продольного намагничивания, магнитную поисковую систему поперечного намагничивания, колесный одометр, устройство сбора датчиковой информации, бортовую электронную аппаратуру, переносный компьютер, радиоканал обмена информацией между бортовой электронной аппаратурой и переносным компьютером, введены первая и вторая группы ведущих электродвигателей, система вихретоковых преобразователей неразрушающего контроля, узел изменения намагниченности стенки трубы, корзина на маятниковом подвесе в соответствующем звене сегментированной рамы, вращающиеся электрические контактные системы, первая и вторая упругие сцепки, причем магнитные поисковые системы выполнены:The second four-wheeled carriage carries a magnetic search system, which provides transverse magnetization of the pipe wall and the formation of signals proportional to the magnetic field scattered in the control zone near the pipe wall. The counterweight and steering wheel keep the frame with the diesel-electric generator in a vertical position. The wheels of the longitudinal drive through the corresponding gearboxes of revolutions of electric motors provide the necessary speed of movement of the device along the pipeline. The magnitude of the longitudinal and lateral movements is measured by wheel odometers. The information collected by the sensors enters an electronic unit, which transmits data via a radio channel to a laptop computer. The advantage of the known device is the small dependence of the quality of the control on the cleanliness of the surface of the outer wall of the controlled pipe, which makes it possible to work directly between the treatment and isolation machines simultaneously with them. The disadvantages of the known device: the large metal consumption, the complexity of manufacturing, large weight, and the need to use heavy lifting equipment when installing the device on a controlled pipeline, the inability to sort the signals of detected defects on the internal and external directly by the recorded signals without first visually viewing the inspected pipe sections . The purpose of the invention is the creation of a diagnostic device for external monitoring of pipelines with the possibility of software and hardware sorting of external defect signals from internal defect signals in the dialogue mode of operator operation with a computer, with the minimum labor input of manufacturing the movable part of the diagnostic device, with the weight of the device allowing the installation of the movable part of the diagnostic apparatus on the pipeline without the use of heavy lifting equipment and to ensure optimal magnetization of the walls Ki of the examined pipe. This goal is achieved by the fact that in the known device containing a segmented steel frame, support wheels, running wheels, travel drive, diesel-electric generator, a magnetic search system for longitudinal magnetization, a magnetic search system for transverse magnetization, a wheel odometer, a device for collecting sensor information, on-board electronic equipment, a portable computer, a radio channel for the exchange of information between on-board electronic equipment and a portable computer, the first and second groups are introduced in duschih motors, eddy current transducer system NDT node changes the pipe wall magnetization, basket pendulum suspension in the corresponding frame link of the segmented rotating electrical contact system, the first and second elastic connectors, wherein the magnetic retrieval systems are satisfied:

1) с использованием постоянных магнитов, с механической регулировкой намагниченности изменением зазора между контролируемой стенкой трубы и полюсами магнитной поисковой системы благодаря перемещению с помощью, например, винтовых домкратов поисковой системы радиально относительно рамы звена сегментированной рамы, на котором размещена магнитная поисковая система;1) using permanent magnets, with mechanical adjustment of magnetization by changing the gap between the controlled pipe wall and the poles of the magnetic search system due to the movement using, for example, screw jacks of the search system radially relative to the link frame of the segmented frame on which the magnetic search system is located;

2) с использованием электромагнита с регулировкой напряженности магнитного поля изменением тока в катушках магнитной поисковой системы, а ходовой привод состоит из четного количества, например, четырех колес, и четного количества, например, четырех электромоторов с редукторами и тахогенераторами; дизель- электрический генератор помещен в корзину на маятниковом подвесе, а электрический ток от электрического генератора передается из корзины через вращающиеся электрические контакты, причем магнитные поисковые системы размещены на диаметрально противоположных звеньях сегментированной рамы, а вихретоковая поисковая система размещена на звене сегментированной рамы, где минимально действие магнитных полей магнитных поисковых систем; ходовые колеса размещены группами с левой и с правой сторон сегментированной рамы на звеньях сегментированной рамы, диаметрально противоположных относительно обследуемой трубы, причем плоскости вращения дисков ходовых и опорных колес повернуты относительно соответствующих радиусов плоскости поперечного сечения трубы так, чтобы за один оборот сегментированной рамы вокруг трубы ее продольное смещение вдоль трубы равнялось требуемой ширине зоны контроля магнитных и вихретоковой поисковых систем, при этом опорные колеса магнитных поисковых систем установлены на самоориентирующихся опорах, а валы ходовых колес соединены с выходными валами соответствующих редукторов оборотов ходовых электродвигателей, электрические выводы тахогенераторов которых соединены с соответствующими входами для сигналов обратной связи соответствующего блока управления двигателем, а входы для сигналов задания требуемой скорости блоков управления двигателями соединены с соответствующими выходами интерфейсного узла бортового компьютера, интерфейсные выводы внешнего обмена которого соединены с соответствующими выводами бортового радиомодема, а интерфейсные выводы компьютера, предназначенные для ввода датчиковой информации и вывода управляющих команд соединены с соответствующими выводами узла изменения режимов и сбора датчиковой информации, сигнальные входы которого соединены с соответствующими выводами датчиковых узлов магнитных поисковых систем и с соответствующими выводами вихретоковой системы неразрушающего контроля, а интерфейсные входы бортового компьютера, предназначенные для приема сигналов пройденного пути, соединены с соответствующими выводами системы путеизмерения; интерфейсные входы бортового компьютера, предназначенные для приема сигналов угловой ориентации, соединены с соответствующими выводами системы угловой ориентации, а интерфейсные выводы бортового компьютера, предназначенные для управления движением наружного сканирующего дефектоскопа, соединены с соответствующими входами соответствующего блока управления соответствующим ходовым двигателем, причем интерфейсные выводы второго радиомодема соединены с соответствующими интерфейсными выводами переносного компьютера.2) using an electromagnet with adjustable magnetic field by changing the current in the coils of the magnetic search system, and the travel drive consists of an even number, for example, four wheels, and an even number, for example, four electric motors with gearboxes and tachogenerators; the diesel-electric generator is placed in the basket on a pendulum suspension, and the electric current from the electric generator is transmitted from the basket through rotating electrical contacts, and the magnetic search systems are located on the diametrically opposite links of the segmented frame, and the eddy current search system is located on the link of the segmented frame, where the action is minimal magnetic fields of magnetic search engines; the running wheels are placed in groups on the left and right sides of the segmented frame on the links of the segmented frame diametrically opposite to the pipe being examined, and the planes of rotation of the disks of the driving and supporting wheels are rotated relative to the corresponding radii of the plane of the cross section of the pipe so that for one revolution of the segmented frame around the pipe the longitudinal displacement along the pipe was equal to the required width of the control zone of the magnetic and eddy current search systems, while the supporting wheels of the magnetic poles The skate systems are mounted on self-orientating bearings, and the shafts of the running wheels are connected to the output shafts of the corresponding gearboxes of the speed of the electric motors, the electrical terminals of the tachogenerators of which are connected to the corresponding inputs for the feedback signals of the corresponding engine control unit, and the inputs for the signals for setting the required speed of the engine control units are connected to the corresponding outputs of the interface node of the on-board computer, the interface outputs of the external exchange of which is are connected with the corresponding terminals of the on-board radio modem, and the computer interface terminals for inputting sensor information and output of control commands are connected to the corresponding terminals of the mode change and sensor information collection node, the signal inputs of which are connected to the corresponding terminals of the sensor nodes of the magnetic search systems and to the corresponding eddy current terminals non-destructive testing systems, and the on-board computer interface inputs for receiving signals passed th way, connected to the corresponding conclusions of the measuring system; the interface inputs of the on-board computer intended for receiving signals of angular orientation are connected to the corresponding terminals of the angular orientation system, and the interface outputs of the on-board computer intended to control the movement of an external scanning flaw detector are connected to the corresponding inputs of the corresponding control unit of the corresponding traveling engine, the interface outputs of the second radio modem connected to the corresponding interface terminals of the laptop.

Предлагаемый «Наружный сканирующий дефектоскоп» вызван практической необходимостью обеспечения диагностики технического состояния стенок газопроводов непосредственно в ходе их переизоляции, и принятия оперативных мер по ремонту открытой, неизолированной трубы. Совмещение переизоляции трубопровода с неразрушающим контролем сокращает финансовые затраты и ускоряет ввод трубопровода в коммерческую эксплуатацию, что является подтверждением промышленной применимости устройства. Изобретение поясняется чертежами. На Фиг.1 показаны кинематические схемы подвижной части устройства. На Фиг.2а и Фиг.2в поясняется конструкция магнитных поисковых систем продольного намагничивания (Фиг.2а) и поперечного намагничивания (Фиг.2в) с постоянными магнитами. На Фиг.3а и Фиг.3в схематически показано устройство магнитных поисковых систем с электромагнитом. На Фиг.3а показана магнитная поисковая система продольного намагничивания, а на Фиг 3в показана магнитная поисковая система поперечного намагничивания. На Фиг.4 показана функциональная схема информационно-управляющей части устройства. На Фиг.5 показана картина формируемой зоны сканирования стенки трубы поисковыми системами неразрушающего контроля.The proposed “External Scanning Flaw Detector” is caused by the practical need to ensure the diagnosis of the technical condition of the walls of gas pipelines directly during their re-isolation, and to take prompt measures to repair an open, uninsulated pipe. The combination of the re-insulation of the pipeline with non-destructive testing reduces financial costs and speeds up the commissioning of the pipeline in commercial operation, which is a confirmation of the industrial applicability of the device. The invention is illustrated by drawings. Figure 1 shows the kinematic diagrams of the moving part of the device. Figures 2a and 2c illustrate the construction of magnetic search systems for longitudinal magnetization (Fig. 2a) and transverse magnetization (Fig. 2c) with permanent magnets. On figa and figv schematically shows a device of magnetic search engines with an electromagnet. Figure 3a shows a magnetic search system for longitudinal magnetization, and Figure 3c shows a magnetic search system for transverse magnetization. Figure 4 shows a functional diagram of the information and control part of the device. Figure 5 shows a picture of the formed scan zone of the pipe wall by search engines of non-destructive testing.

Состав устройства: Подвижная часть устройства рассматривается на примере устройства с МПС на постоянных магнитах (Фиг.1). Подвижная часть устройства состоит из сегментированной рамы, собранной из нескольких, например пяти, веньев 1, опорных 2 и ходовых 3п и 3л колес, шарнирных соединителей 4, упругих соединителей 5, дизель-электрический генератора 6, противовеса 7, магнитной поисковой системы продольного намагничивания 8, магнитной поисковой системы поперечного намагничивания 9, регулировочных винтов 10, пружинных амортизаторов 11, вихретоковой системы неразрушающего контроля 12, блока электронной аппаратуры 13, электродвигателей 14 (в количестве равном числу ходовых колес), вращающейся контактной системы 15, кабеля силового питания 16, кабелей питания электродвигателей и датчиков МПС (не показаны), сигнальных кабелей (не показаны). Устройство может быть выполнено с различными вариантами исполнения магнитных поисковых систем (МПС):The composition of the device: The movable part of the device is considered on the example of a device with MPS on permanent magnets (Figure 1). The movable part of the device consists of a segmented frame assembled from several, for example, five, shafts 1, supporting 2 and running 3p and 3l wheels, articulated connectors 4, elastic connectors 5, diesel-electric generator 6, counterweight 7, magnetic search system for longitudinal magnetization 8 , magnetic search system for transverse magnetization 9, adjusting screws 10, spring shock absorbers 11, eddy current non-destructive testing system 12, electronic equipment block 13, electric motors 14 (in an amount equal to the number of strokes x wheels), the rotary contact system 15, a power supply cable 16, electric power cables and MPS sensor (not shown), signal lines (not shown). The device can be made with various options for the execution of magnetic search systems (MPS):

Вариант 1 - МПС с постоянными магнитами (Фиг.2а, Фиг.2в). Вариант 2 - МПС с соленоидами, формирующими магнитное поле при пропускании по катушке соленоида постоянного тока (Фиг.3а, Фиг.3в). На Фиг.1 показана кинематическая схема с использованием МПС с постоянными магнитами. На Фиг.2а схематически показано устройство МПС продольного намагничивания с постоянными магнитами. Здесь 17 - магнитопровод (ярмо), 20 - магниты южного полюса, 21 - магниты северного полюса, 22 - защитные накладки (полюсные наконечники), 18 - нтейнер с датчиками магнитного поля. Корпусная часть звена многосекционной рамы обозначена цифрой 1, винты регулировки зазора между стенкой контролируемой трубы (не показана) обозначены 10, пружины амортизаторов обозначены 11. Полюсные наконечники 22 могут снабжаться стальными щетками 24, которые, шунтируя воздушный зазор между полюсами и поверхностью стенки трубы, существенно снизят магнитное сопротивление между полюсами и трубой. Так как магнитная система может быть выполнена со щетками 24 и без щеток 24, то Фиг.2 и Фиг.3 щетка 24 показана условно только на одном из полюсов и только на видах сбоку. На Фиг.2в схематически показана возможная конструкция МПС поперечного намагничивания с постоянными магнитами. Здесь контейнер датчиков магнитного поля обозначен цифрой 19. Остальные элементы конструкции аналогичны показанным на Фиг.2а. В обоих МПС датчики магнитного поля размещены так, чтобы ось чувствительности датчика (показана маленькой стрелкой на каждом датчике) была ориентирована по направлению магнитного поля МПС. В каждой МПС могут быть применены не только одноосные датчики магнитного поля, но и трехкомпонентные датчики магнитного поля, т.е. фактически вместо каждого одноосного датчика устанавливаются три датчика оси, чувствительности которых ориентированы по трем ортогональным координатам. Это усложняет конструкцию, но позволяет повысить достоверность идентификации типа дефектов, породивших конкретную магнитную аномалию. На Фиг.3а схематически показана возможная конструкция МПС продольного намагничивания с соленоидом для формирования магнитного поля, где обозначены:17 - магнитопровод (ярмо), 18 - контейнер с датчиками магнитного поля, 23 - соленоид (катушка с проводом), 24 - возможный вариант применения как полюсных наконечников стальных щеток. На Фиг.3в схематически показана возможная конструкция МПС поперечного намагничивания с соленоидом для формирования магнитного поля. Здесь 17 - магнитопровод, 19 - контейнер с датчиками магнитного поля, 23 - соленоид, 24 - стальная щетка как возможный вариант полюсного наконечника. В обеих магнитных поисковых системах датчики магнитного поля размещаются так, чтобы направление осей их чувствительности совпадало с направлением поля намагничивающих систем. В этом варианте МПС также возможно применение трехкомпонентных датчиков магнитного поля для повышения достоверности идентификации дефектов при анализе магнитограмм. Информационно-управляющая часть устройства (Фиг.4) состоит из: переносного управляющего оборудования, представленного переносным компьютером, 4.1 и радиомодемом 4.2 с антенной A1; источника электроэнергии, представленного дизель-электрическим генератором 4.3 со стабилизированным выпрямителем 4.4 напряжений, необходимых для работы электропривода, магнитных поисковых систем, бортового вычислительно-цифрового оборудования, а также для питания датчиков и аналогового оборудования; бортового электронного оборудования, состоящего из: бортового радиомодема 4.5 с антенной A2, бортового компьютера 4.6, интерфейса привода 4.7, узла изменения режимов и сбора датчиковой информации 4.8, системы измерения пути 4.9, системы угловой ориентации 4.10, поисковой системы вихретоковой 4.11, поисковой системы поперечной 4.12 с магнитными датчиками для поиска дефектов с продольной ориентацией, поисковой системой продольной 4.13 с магнитными датчиками для поиска дефектов поперечной ориентации, первого 4.15, второго 4.18, третьего 4.21 и четвертого 4.24 блоков управления двигателями, первого 4.16 и второго 4.19 двигателей левого борта, первого 4.22 и второго 4.25 двигателей правого борта, первого 4.17, второго 4.20, третьего 4.23 и четвертого 4.26 тахогенераторов (возможно и другое количество двигателей и элементов, обеспечивающих стабилизацию скорости вращения и вращающих моментов двигателей). Option 1 - MPS with permanent magnets (Figa, Figv). Option 2 - MPS with solenoids forming a magnetic field when a constant current solenoid is passed through the coil (Fig. 3a, Fig. 3c). Figure 1 shows a kinematic diagram using MPS with permanent magnets. On figa schematically shows the device MPS longitudinal magnetization with permanent magnets. Here 17 is a magnetic circuit (yoke), 20 are magnets of the south pole, 21 are magnets of the north pole, 22 are protective pads (pole tips), 18 is a steiner with magnetic field sensors. The body part of the link of the multi-sectional frame is indicated by the number 1, the screws for adjusting the gap between the wall of the pipe under control (not shown) are indicated by 10, the shock absorber springs are indicated by 11. The pole pieces 22 can be equipped with steel brushes 24, which, by shunting the air gap between the poles and the pipe wall surface, are substantially reduce the magnetic resistance between the poles and the pipe. Since the magnetic system can be made with brushes 24 and without brushes 24, Figure 2 and Figure 3 brush 24 is shown conditionally at only one of the poles and only in side views. Figure 2c schematically shows a possible design of the transverse magnetization MPS with permanent magnets. Here, the container of the magnetic field sensors is indicated by the number 19. The remaining structural elements are similar to those shown in Fig. 2a. In both MPSs, magnetic field sensors are positioned so that the axis of sensitivity of the sensor (shown by a small arrow on each sensor) is oriented in the direction of the magnetic field of the MPS. In each MPS not only uniaxial magnetic field sensors can be used, but also three-component magnetic field sensors, i.e. in fact, instead of each uniaxial sensor, three axis sensors are installed whose sensitivities are oriented along three orthogonal coordinates. This complicates the design, but allows to increase the reliability of identification of the type of defects that gave rise to a specific magnetic anomaly. Figure 3a schematically shows a possible design of a longitudinal magnetization MPS with a solenoid for generating a magnetic field, where: 17 - magnetic core (yoke), 18 - container with magnetic field sensors, 23 - solenoid (coil with wire), 24 - possible application like pole tips of steel brushes. Figure 3c schematically illustrates a possible design of a transverse magnetization MPS with a solenoid for generating a magnetic field. Here 17 is a magnetic circuit, 19 is a container with magnetic field sensors, 23 is a solenoid, 24 is a steel brush as a possible option for a pole tip. In both magnetic search engines, magnetic field sensors are placed so that the direction of the axes of their sensitivity coincides with the direction of the field of the magnetizing systems. In this version of the MEA, it is also possible to use three-component magnetic field sensors to increase the reliability of identification of defects in the analysis of magnetograms. The information and control part of the device (Figure 4) consists of: portable control equipment represented by a laptop computer, 4.1 and a radio 4.2 with antenna A1; a source of electricity represented by a diesel-electric generator 4.3 with a stabilized rectifier 4.4 voltages necessary for the operation of the electric drive, magnetic search systems, on-board computer-digital equipment, as well as to power sensors and analog equipment; on-board electronic equipment, consisting of: on-board radio modem 4.5 with antenna A2, on-board computer 4.6, drive interface 4.7, mode change and sensor information collection unit 4.8, track measuring system 4.9, angular orientation system 4.10, eddy current search system 4.11, transverse search system 4.12 with magnetic sensors for searching for defects with a longitudinal orientation, a longitudinal search system 4.13 with magnetic sensors for searching for defects in a transverse orientation, the first 4.15, the second 4.18, the third 4.21 and the fourth 4.24 s engine control, the first 4.16 and second 4.19 engines of the left side, the first 4.22 and second 4.25 of the engines of the starboard side, the first 4.17, the second 4.20, the third 4.23 and the fourth 4.26 of tachogenerators (another number of engines and elements ensuring stabilization of the speed of rotation and torques is also possible engines).

Работает устройство следующим образом. Подвижную часть наружного сканирующего дефектоскопа устанавливается на трубу (не показана). Для этой цели разъединяют талрепы (не показаны) с упругими соединителями 5 от звена 1 сегментированной рамы и звена с противовесом 7. Затем раму раскладывают и по мосткам закатывают конструкцию магнитами вниз на верхнюю часть цилиндра инспектируемой трубы так, чтобы сегментированная рама с противовесом 7 и продольной поисковой системой 8 свешивалась вдоль стенки трубы со стороны, противоположной размещению мостков, а дизель-электрический генератор 6 оказался наверху над трубой. Затем удаляют мостки, и звено 1 сегментированной рамы с поперечной магнитной поисковой системой 9 свешиваются со стороны мостков вдоль стенки трубы. Затем противовес 7 прижимают к нижней части трубы и соединяют через талреп и упругий соединитель 5 со звеном 1, на котором размещена продольная поисковая система 8. Труба становится охваченной по периметру сегментированной рамой с поисковыми системами 8, 9 и 12. Сегментированная рама при этом опирается о стенку трубы опорными колесами 2 и ходовыми колесами 3п и 3л. Магнитные поисковые системы с постоянными магнитами создают усилия, притягивающие боковые части устройства к трубе (Электромагнитные поисковые системы создадут усилия только после подачи электропитания, что существенно упрощает работу с электромагнитным вариантом поисковых систем). Известно, что усилие притяжения магнитных поисковых систем при использовании MFL метода превышают вес магнитной системы. Конструкция выполнена так, что массы продольной магнитной поисковой системы 8 равна массе поперечной магнитной поисковой системы 9 и притягивающие усилия магнитов обеих систем одинаковы, что достигается изменением зазора между полюсами МПС и стенкой трубы с помощью винтов 10 и пружин 11 (Фиг.1 и Фиг.2а). Одинаковость сил притяжения МПС и одинаковость их масс, а также одинаковость масс дизель-электрического генератора 5 и противовеса 7 обеспечивают сбалансированность конструкции относительно продольно оси трубы. Такая балансировка снижает требуемую мощность ходовых двигателей 14. После установки на контролируемом трубопроводе подвижной части сканирующего наружного дефектоскопа производится запуск дизель-электрического генератора 6. По истечении времени выхода генератора 6 на оптимальный режим напряжение питания от выводов генератора 6 через вращающуюся контактную систему 15 подается на бортовой компьютер и цифровую аппаратуру электронного блока 13. Включается переносный компьютер 4.1 (Фиг.4). С включенного переносного компьютера 4.1 (Фиг.4) выдается через радиомодем 4.2 и антенну A1 команда включить бортовую электронную аппаратуру подвижной части наружного сканирующего дефектоскопа. Бортовой компьютер 4.6 через бортовой радиомодем 4.5 и антенну A2 принимает команды от переносного компьютера 4.1. Бортовой компьютер 4.6 выдает необходимые управляющие сигналы в узел изменения режимов и сбора информации 4.8. Информация от вихретоковой 4.11, продольной 4.13 и поперечной 4.12 поисковых систем поступает в узел изменения режимов и сбора информации 4.8 и из него в бортовой компьютер 4.6. Из бортового компьютера 4.6, через бортовой радиомодем 4.5, антенну A2 данные по радиоканалу, антенну A1 и радиомодем 4.2 поступают в переносный компьютер 4.1. Инженер - оператор контролирует принятую информацию и оценивает напряженность магнитного поля, рассеиваемого на бездефектном участке трубы в зоне размещения магнитных поисковых систем продольного 4.13 и поперечного 4.12 намагничивания. При неоптимальности напряженности магнитного поля инженер-оператор выдает указания оператору-регулировщику о необходимости проведения регулировки. Если магнитные поисковые системы выполнены на постоянных магнитах (Фиг.2а, Фиг.2в), то оператор-регулировщик должен вращением регулировочных винтов 10 отдалить (для уменьшения напряженности поля) или приблизить к стенке трубы (для увеличения напряженности поля в стенке трубы) магнитную поисковую систему. Регулировочные винты перемещают радиально относительно трубы магнитную часть поисковой системы в направлении к трубе или от нее. При достижении желаемой величины магнитного поля настроечные винты фиксируются. Если магнитные поисковые системы электромагнитные (Фиг.3а, Фиг.3в), то инженер-оператор должен с переносного компьютера только указать толщину стенки трубы и оптимальное значение напряженности магнитного поля будет установлено автоматически бортовым компьютером 4.6. При выполнении этой задачи бортовой компьютер 4.6 выдает в узел изменения режимов и сбора информации 4.8 команды на изменение тока в катушке соленоида соответствующей настраиваемой магнитной поисковой системы. Узел изменения режимов и сбора информации 4.8 при исполнении полученной команды выдает управляющий сигнал в узел изменения намагниченности 4.14, который изменяет в нужную сторону ток в катушке соленоида электромагнита продольной 4.13 или поперечной 4.12 магнитных поисковых систем. Сигналы, пропорциональные величине поля рассеяния от магнитных датчиков соответствующих магнитных поисковых систем 4.12 и 4.13 поступают в узел изменения режимов и сбора информации 4.8, из которого считываются бортовым компьютером 4.6. При достижении напряженностью магнитного поля требуемой величины изменение тока в катушках соленоидов МПС бортовым компьютером 4.6 прекращается, бортовой компьютер 4.6 через радиомодем 4.5 и антенну A2 выдает по радиоканалу и антенну A1 и радиомодем 4.2 результат настройки в переносный компьютер 4.1. Инженер-оператор принимает решение о начале сканирования трубопровода. Для начала движения подвижной части наружного сканирующего дефектоскопа с переносного компьютера 4.1 через радиомодем 4.2 и антенну A1 выдается соответствующая команда в радиоканал. Из радиоканала через антенну A2, радиомодем 4.5 команда поступает в бортовой компьютер 4.6. Бортовой компьютер 4.6 после дешифрации команды выдает требуемые управляющие сигналы в Интерфейс привода 4.7. Интерфейс привода 4.7 формирует сигналы, соответствующие требуемой скорости движения, на блоки управления двигателями 4.15, 4.18, 4.21, 4.24. С указанных блоков управления двигателями поступают сигналы управления работой электродвигателей 4.16, 4.19, 4.22, 4.25 на их соответствующие выводы. (На кинематической схеме Фиг.1 эти двигатели обозначены цифрами 14). Вращение вылов двигателей 14 перелается через редукторы оборотов на ходовые колеса, размещенные с левой 3л и с правой 3п (Фиг.1) стороны сегментированной рамы. Благодаря действию упругих сцепок 5 и определенной гибкости сегментной рамы в ее шарнирах 4 и благодаря притягиванию к трубе магнитных поисковых систем 8 и 9 все ходовые колеса 3п и 3л, а также все опорные колеса 2 оказываются прижатыми к стенке контролируемой трубы (не показана). Вращение ходовых колес 3л и 3п приводит к вращению всей конструкции вокруг контролируемой трубы. Пусть в нашем случае (Фиг.1) это вращение происходит по часовой стрелке (то есть слева направо в сторону наблюдателя). Ходовые колеса 3л левой стороны должны вращаться с той же скоростью, что и ходовые колеса 3п с правой стороны. В противном случае начнется перекос всей конструкции относительно продольной оси трубы. Прочность сегментированной рамы не позволит ей сломаться, но обрезиненные обода колес 3л или 3п, которые вращаются быстрее, начнут быстро изнашиваться. Это приведет к увеличению эксплуатационных расходов наружного сканирующего дефектоскопа. Во избежание таких причин износа ходовых колес их скорость поддерживается одинаковой с помощью системы стабилизации скорости, образованной введение отрицательной обратной связи по скорости в систему управления приводом ходовых колес.The device operates as follows. The movable part of the external scanning flaw detector is mounted on a pipe (not shown). For this purpose, turnbuckles (not shown) with elastic connectors 5 are separated from link 1 of the segmented frame and link with counterweight 7. Then the frame is laid out and the structure is magnetically rolled down onto the top of the cylinder of the inspected pipe so that the segmented frame with counterweight 7 and longitudinal search engine 8 hung along the pipe wall from the side opposite to the placement of the bridges, and the diesel-electric generator 6 was located above the pipe. Then the bridges are removed, and the link 1 of the segmented frame with the transverse magnetic search system 9 hangs from the side of the bridges along the pipe wall. Then, the counterweight 7 is pressed to the bottom of the pipe and connected through the lanyard and elastic connector 5 to the link 1 on which the longitudinal search system is located 8. The pipe becomes surrounded by a segmented frame with search engines 8, 9 and 12. The segmented frame is supported by pipe wall with support wheels 2 and running wheels 3p and 3l. Magnetic search engines with permanent magnets create forces that attract the side parts of the device to the pipe (Electromagnetic search systems will create efforts only after applying power, which greatly simplifies the work with the electromagnetic version of search engines). It is known that the force of attraction of magnetic search engines when using the MFL method exceeds the weight of the magnetic system. The design is such that the mass of the longitudinal magnetic search system 8 is equal to the mass of the transverse magnetic search system 9 and the attractive forces of the magnets of both systems are the same, which is achieved by changing the gap between the poles of the MPS and the pipe wall using screws 10 and springs 11 (FIG. 1 and FIG. 2a). The uniformity of the attractive forces of the MPS and the uniformity of their masses, as well as the identical masses of the diesel-electric generator 5 and the counterweight 7 provide a balanced design relative to the longitudinal axis of the pipe. This balancing reduces the required power of the driving motors 14. After installing the moving part of the scanning external flaw detector on the controlled pipeline, the diesel-electric generator 6 is started. After the generator 6 has reached the optimum mode, the voltage from the terminals of the generator 6 is fed to the on-board contact system 15 a computer and digital equipment of the electronic unit 13. The portable computer 4.1 is turned on (Figure 4). From the included portable computer 4.1 (FIG. 4), a command is issued through the radio modem 4.2 and antenna A1 to turn on-board electronic equipment of the mobile part of the external scanning flaw detector. The on-board computer 4.6 through the on-board radio modem 4.5 and the antenna A2 receives commands from the portable computer 4.1. The on-board computer 4.6 issues the necessary control signals to the mode change and information collection node 4.8. Information from eddy current 4.11, longitudinal 4.13 and transverse 4.12 of search engines enters the mode change and information collection node 4.8 and from it to the on-board computer 4.6. From the on-board computer 4.6, through the on-board radio modem 4.5, antenna A2, data on the radio channel, antenna A1, and radio modem 4.2 are received in the portable computer 4.1. The engineer-operator controls the received information and estimates the intensity of the magnetic field dissipated in the defect-free pipe section in the area of the magnetic search systems longitudinal longitudinal 4.13 and transverse 4.12 magnetization. If the magnetic field is not optimal, the engineer-operator gives instructions to the operator-adjuster about the need for adjustment. If the magnetic search systems are made with permanent magnets (Fig. 2a, Fig. 2c), then the operator-adjuster must move the adjusting screws 10 to move away (to reduce the field strength) or move closer to the pipe wall (to increase the field strength in the pipe wall) magnetic search the system. The adjusting screws move the magnetic part of the search engine radially relative to the pipe towards or away from the pipe. When the desired magnetic field is reached, the adjusting screws are locked. If the magnetic search systems are electromagnetic (Fig. 3a, Fig. 3c), then the engineer-operator should only indicate the pipe wall thickness from the laptop computer and the optimum value of the magnetic field strength will be automatically set by the on-board computer 4.6. When performing this task, the on-board computer 4.6 issues commands to the mode change and information collection node 4.8 to change the current in the solenoid coil of the corresponding custom magnetic search system. When changing the received command, the mode change and information collection unit 4.8 issues a control signal to the magnetization change unit 4.14, which changes the current in the coil of the solenoid solenoid longitudinal 4.13 or transverse 4.12 magnetic search engines. Signals proportional to the magnitude of the scattering field from the magnetic sensors of the respective magnetic search engines 4.12 and 4.13 are sent to the mode change and information collection node 4.8, from which they are read on-board computer 4.6. When the magnetic field strength reaches the required value, the current change in the coils of the MPS solenoids by the on-board computer 4.6 is stopped, the on-board computer 4.6 through the radio modem 4.5 and antenna A2 outputs via radio channel both the antenna A1 and radio modem 4.2 to the portable computer 4.1. The operator engineer decides to start scanning the pipeline. To start the movement of the movable part of the external scanning flaw detector from a portable computer 4.1 through a radio modem 4.2 and antenna A1, an appropriate command is issued to the radio channel. From the radio channel through the antenna A2, radio modem 4.5, the command enters the on-board computer 4.6. The on-board computer 4.6 after decrypting the command issues the required control signals to the Drive Interface 4.7. The drive interface 4.7 generates signals corresponding to the required speed of movement to the engine control units 4.15, 4.18, 4.21, 4.24. From these engine control units, motor control signals 4.16, 4.19, 4.22, 4.25 are sent to their respective outputs. (In the kinematic diagram of FIG. 1, these engines are indicated by 14). The rotation of the catch of the engines 14 is transferred through the speed reducers to the running wheels located on the left 3L and on the right 3p (Figure 1) sides of the segmented frame. Due to the action of the elastic couplers 5 and the certain flexibility of the segment frame in its hinges 4 and due to the attraction of the magnetic search systems 8 and 9 to the pipe, all the driving wheels 3p and 3l, as well as all the supporting wheels 2, are pressed against the wall of the controlled pipe (not shown). The rotation of the driving wheels 3l and 3p leads to the rotation of the entire structure around the controlled pipe. Let in our case (Figure 1) this rotation occurs clockwise (i.e., from left to right towards the observer). The driving wheels 3l of the left side must rotate at the same speed as the driving wheels of 3p on the right side. Otherwise, the skew of the whole structure relative to the longitudinal axis of the pipe will begin. The strength of the segmented frame will not allow it to break, but the rubberized wheel rims of 3L or 3P, which rotate faster, will begin to wear out quickly. This will increase the operating costs of the external scanning flaw detector. In order to avoid such causes of wear of the running wheels, their speed is maintained the same with the help of a speed stabilization system, which is formed by introducing negative speed feedback into the control system of the drive of the running wheels.

Отрицательная обратная связь по скорости обеспечивается благодаря (Фиг.4) тахогенераторам 4.17, 4.20, 4.23, 4.26, связанным с валами электродвигателей 4.16, 4.19, 4.22, 4.25. Выходные сигналы тахогенераторов заведены на соответствующие входы соответствующих блоков управления двигателем 4.15, 4.18, 4.21, 4.24. Вращающиеся с одинаковой скоростью ходовые двигатели 14 (Фиг.1) обеспечивают одинаковые скорости вращения ходовых колес 3л левой стороны и 3п правой стороны. Ходовые колеса 3л и 3п установлены под некоторым одинаковым углом к образующей окружности контролируемой трубы. При этом направление их качения установлено в сторону проводимого обследования. Такая установка обеспечивает одновременно с вращением всей конструкции вокруг обследуемой трубы также и перемещение наружного сканирующего дефектоскопа вдоль трубы. Зона, контролируемая поисковыми системами, представляет при этом плоскую спираль, намотанную на поверхность трубы с некоторым наложением одного витка полосы контроля на другой. Это необходимо для обеспечения сплошности контроля и устранения возможности неконтролируемых зон.Negative feedback on speed is provided thanks to (Figure 4) tachogenerators 4.17, 4.20, 4.23, 4.26 associated with the shafts of electric motors 4.16, 4.19, 4.22, 4.25. The tachogenerator output signals are connected to the corresponding inputs of the corresponding engine control units 4.15, 4.18, 4.21, 4.24. Rotating at the same speed, the driving motors 14 (Figure 1) provide the same speed of rotation of the running wheels 3L of the left side and 3P of the right side. The driving wheels 3l and 3p are installed at a certain identical angle to the generatrix of the circumference of the controlled pipe. Moreover, the direction of their rolling is set in the direction of the survey. Such an installation provides simultaneously with the rotation of the entire structure around the pipe being examined also the movement of the external scanning flaw detector along the pipe. The zone controlled by search engines, in this case, is a flat spiral wound on the surface of the pipe with some overlapping of one turn of the control strip on the other. This is necessary to ensure continuity of control and eliminate the possibility of uncontrolled zones.

На Фиг 5. показана картина формируемой зоны сканирования стенки трубы поисковыми системами неразрушающего контроля. Требуемый угол φк установки направления качения колес может быть найден по известному диаметру трубы Dт и ширине Вд контейнера с датчиками поисковых систем:On Fig. 5 shows a picture of the formed scan zone of the pipe wall by search engines of non-destructive testing. The required angle φk of setting the rolling direction of the wheels can be found by the known pipe diameter Dt and the width Vd of the container with search engine sensors:

φк=arctan((Вд-ΔВ)/Dт),φк = arctan ((Vd-ΔV) / Dt),

где ΔВ - требуемое наложение текущей зоны контроля на предыдущую. Возможная конструкция магнитной поисковой системы показана на Фиг 2а, Фиг.2в, Фиг.3а, Фиг.3в. Фиг3а отображает устройство МПС, используемой в данном «Наружном сканирующем дефектоскопе» для продольного намагничивания стенки трубы. Здесь 17 - это ярмо (магнитопровод), на котором установлены постоянные магниты, образующие южный полюс 20 и северный полюс 21. Сверху на магнитах установлены полюсные наконечники 22, выполняющие в данном случае функцию защиты постоянных магнитов от механических повреждений. При работе на трубах с утолщенной стенкой полюсные наконечником могут быть выполнены в виде щеток 24 с гибкими, например, из стальных тонких тросиков, щетинами. Магнитное сопротивление таких щеток существенно ниже, чем у воздуха. Это обеспечит попадание большей части магнитного потока в стенку трубы и позволит намагничивать стенку до больших значений магнитной индукции. Магниты на полюсах МПС продольного намагничивания имеют С-образную форму для обеспечения магнитного поля с мало изменяющейся напряженностью в зоне расположения датчиков магнитного поля, а именно в средней части магнитной системы вдоль оси М1-М2. В этом случае обеспечивается наибольшая концентрация поля между полюсами намагничивающей системы и его малое изменение на бездефектном месте в направлении от одного полюса к другому в середине магнитной системы. Вдоль оси М1-М2 установлены датчики магнитного поля, помещенные в полиуретановый (или из другого материала) контейнер 18. Оси чувствительности датчиков магнитного поля ориентируются по направлению магнитного поля намагничивающей системы. Магнитная система с датчиками может подниматься или опускаться относительно рамы, например с помощью винтов 10. Этим регулируется величина воздушного зазора между полюсами магнитов и стенкой обследуемой трубы. В случае если появится препятствие, выступающее в сторону полюсов МПС, поисковая система имеет возможность отойти от стенки трубы при сжатии пружин 11 под давлением на ее полюса со стороны встретившегося препятствия. На Фиг.2в показана поисковая магнитная система с постоянными магнитами, которая создает в данном наружном сканирующем дефектоскопе магнитное поле, направленное поперек продольной оси трубопровода по его окружности. Конструкция этой намагничивающей системы подобна конструкции рассмотренной для системы продольного намагничивания, за исключением того, что форма полюсов данной системы прямоугольная. На Фиг.3а представлена магнитная поисковая система продольного намагничивания, в которой магнитное поле формируется с помощью соленоида, питаемого током от дизель-электрического генератора, через электронный регулируемый стабилизатор тока, находящийся в узле изменения намагниченности 4.14 (Фиг.4) блока электронной аппаратуры 13 (Фиг.1). На Фиг.3а 17 - магнитопровод электромагнита, 22 - полюсные наконечники, 24 - стальные щетки (как вариант исполнения полюсных наконечников), 18 - контейнер с датчиками магнитного поля, 1 - корпус звена сегментированной рамы, 10 - винт регулировки радиального положения МПС относительно стенки трубы, 11 - пружина. Оси чувствительности датчиков магнитного поля ориентированы по направлению намагничивающего поля. Регулировка величины напряженности магнитного поля осуществляется изменением величины тока в катушке 23 соленоида электронными стабилизаторами тока в узле изменения намагниченности 4.14, управляемом сигналами из узла изменения режимов и сбора датчиковой информации 4.8 (Фиг.4). На Фиг.5в показана возможная конструкция магнитной поисковой системы поперечного намагничивания с формированием магнитного поля с помощью электромагнита. Здесь 17 - магнитопровод, 22 - полюсные наконечники, 23 - соленоид, 24 - стальные щетки, 19 - контейнер с датчиками магнитного поля. Оси чувствительности датчиков магнитного поля ориентированы вдоль направления магнитного поля магнитной системы. Процесс перемещения наружного сканирующего дефектоскопа по трубопроводу обеспечивается вращающим моментом электродвигателей 14, скорость которых стабилизируется системой стабилизации: блок управления двигателем 4.15 - двигатель 4.16 - тахогенератор 4.17 - блок управления двигателем 4.15. Все блоки управления двигателей 4.15 получают через интерфейс привода 4.7 от бортового компьютера 4.6 сигналы установки требуемого значения оборотов вращения двигателя и выдают необходимые управляющие сигналы в соответствующий двигатель. Так как все колеса (Фиг.1) 3п, 3л, 2 установлены так, что направление их качения образует некоторый угол к плоскости поперечного сечения трубы, то сегментированная рама со всеми закрепленными на ней блокам и узлами начинает вращаться вокруг трубы, одновременно перемещаясь вдоль нее. При этом магнитные поисковые системы 8, 9 и вихретоковая поисковая система 12 производят спиральное сканирование поверхности инспектируемой трубы. Сигналы названных поисковых систем, а также сигналы датчиков системы угловой ориентации 4.10 и сигналы системы измерения пути 4.9 передаются бортовым компьютером 4.6 по радиоканалу в переносный компьютер 4.1. В переносном компьютере 4.2 производится программная обработка данных и на экран дисплея переносного компьютера 4.1 выдается виртуальная картина развертки участка инспектируемой трубы с отображением обнаруженных аномалий и результаты их предварительно интерпретации. Оператор может в реальном масштабе времени, но с некоторым запаздыванием, принять решение о критичности обнаруженных дефектов и выдать соответствующее предупреждение ремонтным службам. Для прекращения движения наружного сканирующего дефектоскопа по трубопроводу инженер-оператор выдает с переносного компьютера 4.1. команду на остановку подвижной части дефектоскопа. Передача команды происходит по информационным путям, аналогично рассмотренным для начала процесса неразрушающего контроля.where ΔВ is the required overlap of the current control zone to the previous one. A possible construction of a magnetic search system is shown in FIG. 2a, FIG. 2b, FIG. 3a, FIG. 3c. FIG. 3a shows the MPS device used in this “External Scanning Flaw Detector” for longitudinal magnetization of a pipe wall. Here 17 is the yoke (magnetic core) on which the permanent magnets are mounted, forming the south pole 20 and the north pole 21. On top of the magnets are pole pieces 22, which in this case protect the permanent magnets from mechanical damage. When working on pipes with a thickened wall, the pole end can be made in the form of brushes 24 with flexible, for example, steel thin cables, bristles. The magnetic resistance of such brushes is significantly lower than that of air. This will ensure that most of the magnetic flux enters the pipe wall and will magnetize the wall to large values of magnetic induction. The magnets at the poles of the longitudinal magnetization MPS have a C-shape to provide a magnetic field with a slightly varying intensity in the area of the magnetic field sensors, namely in the middle part of the magnetic system along the M1-M2 axis. In this case, the highest concentration of the field between the poles of the magnetizing system and its small change at a defect-free location in the direction from one pole to another in the middle of the magnetic system is ensured. Along the M1-M2 axis, magnetic field sensors are installed, placed in a polyurethane (or other material) container 18. The sensitivity axes of the magnetic field sensors are oriented in the direction of the magnetic field of the magnetizing system. A magnetic system with sensors can be raised or lowered relative to the frame, for example using screws 10. This controls the amount of air gap between the poles of the magnets and the wall of the pipe being examined. If an obstacle appears, protruding toward the poles of the MPS, the search system has the ability to move away from the pipe wall when the springs 11 are compressed under pressure on its poles from the side of the encountered obstacle. Figure 2c shows a permanent magnet search system that creates a magnetic field in this external scanning flaw detector that is directed across the longitudinal axis of the pipeline around its circumference. The design of this magnetizing system is similar to that considered for the longitudinal magnetization system, except that the pole shape of this system is rectangular. On figa presents a magnetic search system of longitudinal magnetization, in which a magnetic field is generated using a solenoid, powered by a current from a diesel-electric generator, through an electronic adjustable current stabilizer located in the magnetization change node 4.14 (Figure 4) of the electronic equipment unit 13 ( Figure 1). On figa 17 - magnetic circuit of the electromagnet, 22 - pole pieces, 24 - steel brushes (as an option for the pole pieces), 18 - container with magnetic field sensors, 1 - the body of the segmented frame link, 10 - screw adjusting the radial position of the MPS relative to the wall pipes, 11 - spring. The sensitivity axes of the magnetic field sensors are oriented in the direction of the magnetizing field. The adjustment of the magnitude of the magnetic field is carried out by changing the current in the coil 23 of the solenoid by electronic current stabilizers in the magnetization change unit 4.14, controlled by signals from the mode change unit and collect sensor information 4.8 (Figure 4). On figv shows a possible design of a magnetic search system for transverse magnetization with the formation of a magnetic field using an electromagnet. Here 17 - magnetic core, 22 - pole pieces, 23 - solenoid, 24 - steel brushes, 19 - a container with magnetic field sensors. The sensitivity axes of the magnetic field sensors are oriented along the direction of the magnetic field of the magnetic system. The process of moving the external scanning flaw detector through the pipeline is ensured by the torque of the electric motors 14, the speed of which is stabilized by the stabilization system: engine control unit 4.15 - engine 4.16 - tachogenerator 4.17 - engine control unit 4.15. All engine control units 4.15 receive, through the drive interface 4.7, from the on-board computer 4.6 the signals for setting the required value of the engine speed and provide the necessary control signals to the corresponding engine. Since all the wheels (Fig. 1) 3p, 3l, 2 are installed so that the direction of their rolling forms a certain angle to the plane of the cross section of the pipe, the segmented frame with all the blocks and nodes attached to it starts to rotate around the pipe, while moving along it . In this case, the magnetic search systems 8, 9 and the eddy current search system 12 perform a spiral scan of the surface of the inspected pipe. The signals of the aforementioned search engines, as well as the signals of the sensors of the angular orientation system 4.10 and the signals of the path measuring system 4.9 are transmitted by the on-board computer 4.6 over the air to the laptop 4.1. In portable computer 4.2, software data processing is performed and on the display screen of portable computer 4.1 a virtual picture of the scan of the section of the inspected pipe with the display of detected anomalies and the results of their preliminary interpretation is displayed. The operator can, in real time, but with some delay, decide on the criticality of the detected defects and issue an appropriate warning to the repair services. To stop the movement of an external scanning flaw detector through a pipeline, an engineer-operator issues 4.1 from a laptop computer. command to stop the moving part of the flaw detector. The transfer of the team takes place through information paths similar to those considered to begin the process of non-destructive testing.

Claims

1. An external scanning flaw detector containing a segmented steel frame, support wheels, running wheels, travel drive, diesel-electric generator, magnetic search system for longitudinal magnetization, magnetic search system for transverse magnetization, wheel odometer, sensor information collection device, on-board electronic equipment, portable a computer, a radio channel for the exchange of information between on-board electronic equipment and a portable computer, characterized in that the first and second cargo PP of running electric motors, a group of eddy current converters of non-destructive testing, a node for changing the magnetization of the pipe wall, a basket on a pendulum suspension in the corresponding link of a segmented frame, a rotating electrical contact system, the first and second elastic couplings, the travel drive consisting of an even number of wheels evenly spaced from the left and the right side of the segmented frame, and the same number of electric motors with gearboxes and tachogenerators; a diesel-electric generator is placed in a basket on a pendulum suspension in the corresponding link of a segmented frame, and electric current from the generator is transmitted from the basket through rotating electrical contacts; in this case, the magnetic search systems are placed on the links of the segmented frame diametrically opposite, relative to the surface of the pipe being examined, and the eddy current search system is located on the link of the segmented frame, where the magnetic fields of the magnetic search systems are minimized, and the planes of rotation of the disks of the driving and support wheels are rotated relative to the corresponding radii the cross-sectional plane of the pipe so that in one revolution of the segmented frame around the pipe its longitudinal displacement along the pipe was equal to the required width of the control zone of the magnetic and eddy-current search systems, and the running wheels are installed in groups on the left and right sides of the segmented frame, and the shafts of the running wheels are connected to the output shafts of the corresponding running electric motors, the electrical terminals of the tachogenerators of which are connected to the corresponding inputs for feedback signals of the corresponding the engine control unit, and the inputs for the signals for setting the required speed of the engine control units are connected to the corresponding the outputs of the interface node of the on-board computer, the interface terminals of the external exchange of which are connected to the corresponding terminals of the on-board radio modem, and the interface terminals of the computer, designed to enter sensor information and output control commands, are connected to the corresponding conclusions of the node for changing modes and collecting sensor information, the signal inputs of which are connected to the corresponding findings of the sensor nodes of the magnetic search systems and the corresponding conclusions of the eddy current system of non-destructive control; the interface inputs of the on-board computer designed to receive signals of the traveled path are connected to the corresponding terminals of the measuring system, and the interface inputs of the on-board computer intended to receive signals of the angular orientation are connected to the corresponding terminals of the angular orientation system, the interface outputs of the on-board computer designed to control the movement of the external scanning flaw detector, connected to the corresponding inputs of the corresponding control units corresponding to power engines, and the interface terminals of the second radio modem are connected to the corresponding interface terminals of the laptop computer.

2. The external scanning flaw detector according to claim 1, characterized in that the magnetic search systems are made using permanent magnets and with magnetization adjustment by changing the gap between the monitored pipe wall and the poles of the magnetic search system by a mechanical device, for example, in the form of a screw-nut pair.

3. The external scanning flaw detector according to claim 1, characterized in that the magnetic search systems are made using an electromagnet with magnetization adjustment by changing the current in the coils of the magnetic search system.

4. An external scanning flaw detector according to claims 1, 2 or 3, characterized in that in the magnetic search systems the magnetic field sensors are made three-way with the orientation of one axis of sensitivity of the magnetic field sensor in the direction of the field of the magnetizing system, the other axis of sensitivity perpendicular to the surface of the pipe wall, third sensitivity axes perpendicular to the direction of the magnetic field of the magnetizing system and tangent to the pipe circumference.