RU2557336C2 - Прибор контроля трубопровода с наклонным намагничивающим устройством - Google Patents

Прибор контроля трубопровода с наклонным намагничивающим устройством Download PDF

Info

Publication number
RU2557336C2
RU2557336C2 RU2010126138/28A RU2010126138A RU2557336C2 RU 2557336 C2 RU2557336 C2 RU 2557336C2 RU 2010126138/28 A RU2010126138/28 A RU 2010126138/28A RU 2010126138 A RU2010126138 A RU 2010126138A RU 2557336 C2 RU2557336 C2 RU 2557336C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipeline
magnetic
control device
magnets
sensor
Prior art date
Application number
RU2010126138/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2010126138A (ru
Inventor
Джеймс СИМЕК
Тод БАРКЕР
Марк ГРЕГУАР
Original Assignee
ТиДиДабл-Ю ДЕЛАВЭР, ИНК.
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 ТиДиДабл-Ю ДЕЛАВЭР, ИНК. filed Critical ТиДиДабл-Ю ДЕЛАВЭР, ИНК.
Publication of RU2010126138A publication Critical patent/RU2010126138A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2557336C2 publication Critical patent/RU2557336C2/ru

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/82Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
    • G01N27/83Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws by investigating stray magnetic fields
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/82Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/82Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
    • G01N27/83Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws by investigating stray magnetic fields
    • G01N27/87Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws by investigating stray magnetic fields using probes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L2101/00Uses or applications of pigs or moles
    • F16L2101/30Inspecting, measuring or testing

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
  • Pipeline Systems (AREA)

Abstract

Изобретение относится к измерительной технике и представляет собой прибор контроля трубопровода и способ контроля с применением данного прибора. Прибор содержит узел намагничивания, включающий по меньшей мере два спиральных полюсных магнита, разнесенных на равные расстояния по всей длине прибора, каждый из которых закручен по спирали вокруг корпуса прибора менее чем на пол-оборота для создания наклонного относительно продольной оси прибора и трубы магнитного поля, которое покрывает внутреннюю поверхность стенки трубы на 360°. Группа датчиков магнитного потока, имеющая винтовую форму, располагается вокруг корпуса прибора между соседними парами полюсных магнитов и равноудалена от них. Техническим результатом является возможность обнаружения осевых, круговых и объемных аномалий за один проход без принудительного вращения узла намагничивания. 6 н. и 11 з.п. ф-лы, 11 ил.

Description

Ссылка на заявки, находящиеся в рассмотрении
Данная заявка имеет приоритет в отношении предварительной патентной заявки США № 61220734, поданной 26 июня 2009 года.
Область техники, которой относится изобретение
Изобретение в общем случае относится к приборам контроля, предназначенным для обнаружения аномалий в различных трубопроводах, а конкретнее - к приборам линейного контроля, в которых используются методы обнаружения рассеяния магнитного потока.
Уровень техники
Многие установленные трубопроводы можно проверять с использованием метода рассеяния магнитного потока (MFL), в первую очередь - с целью выявления аномалий с потерями металла. Известно, что рассеяние магнитного потока предсказуемым образом меняется при наличии аномалий в стенке трубопровода, при изменении главной оси аномалии рассеяния магнитного потока и угла поля. Наличие данного эффекта подтверждается как результатами экспериментальных исследований, так и моделированием; все это хорошо описано в литературе.
В определенной степени из-за ограничений, налагаемых процессом сбора данных, хранения данных и конструкциями магнитной цепи, в большинстве приборов линейного контроля используются осевые намагничивающие устройства (см., например, патент США № 6820653, Шемпф (Schempf) и др.). Однако современные конструкции осевых намагничивающих устройств затрудняют, а в некоторых случаях делают невозможным распознавание и количественное представление особо узких осевых дефектов. Для таких случаев в течение последнего десятилетия поставщиками услуг контроля трубопровода продаются и применяются технические решения, основанные на использовании магнитного поля в круговом или поперечном направлении. Однако из-за ограничений, налагаемых законами физики, технические характеристики и точность приборов контроля методом поперечного рассеяния магнитного потока (TFI) в общем случае меньше, чем у осевых приборов контроля для определения обычных аномалий с потерей металла.
Кроме того, эти TFI приборы требуют применения как минимум двух намагничивающих устройств для достижения достаточного покрытия, что делает встраивание их в существующий осевой MFL прибор нецелесообразным или сложным.
Для трубопроводов, которые могут иметь особо узкие участки с потерей металла или определенные аномалии, связанные со сварными швами, стандартные осевые полевые приборы не обеспечивают возможностей адекватного обнаружения и количественного представления. В этих случаях, для приборов на основе MFL первичные или дополнительные измерения проводятся с применением TFI прибора. В то время как TFI приборы могут быть способны к обнаружению аномалий на особо узких участках и определенных аномалий сварных швов, они также обнаруживают все остальные дефекты с объемными потерями металла, обычно встречающиеся в трубопроводах, затрудняя тем самым процесс идентификации аномалий целевых классов.
Одно из наиболее ранних TFI устройств описано в патенте США № 3483466 на имя Крауча (Crouch) и др. В патенте Крауча раскрыта пара электромагнитов, расположенных перпендикулярно друг к другу, с детекторами, такими как магнитометры или измерительные катушки, расположенными по сторонам магнитов. В отличие от использования постоянных магнитов и датчиков Холла, устройство Крауча остается основой для большинства современных реализаций. Кроме того, некоторые конструкции подразумевают использование сегментированных или отдельных дискретных магнитов, которые в большинстве случаев сохраняют поперечное или круговое направление поля. Например, в патенте США № 3786684 на имя Вайерса (Wiers) и др. раскрыты отдельные магниты, расположенные группами под наклоном к оси трубопровода, при этом поля каждой группы перпендикулярны полям другим групп. Однако расположение разграничивает поле на участки и области между полюсами каждого отдельного магнита. Кроме того, малые пространства между полюсами в реализации Вайерса уменьшают длину магнитной цепи, что служит причиной страдания прибора от воздействия скорости, а также маскируют, искажают или ухудшают качество данных на сварных швах, углублениях и других аномалиях.
Другие конструкции подразумевают использование сложных геометрических форм, множественных секций намагничивающего устройства и сложных механических устройств, таких как винтовые приводы, передачи и колеса, предназначенные для осуществления спирального, или винтового, движения участка намагничивающего устройства. Например, в патенте США № 5565633 на имя Вернике (Wernicke) раскрыто механически сложное устройство для применения вместе с намагничивающими участками, имеющими две или более магнитные цепи, а также множество чувствительных элементов. В одном варианте осуществления, магнитные блоки расположены с параллельными полюсами, размещенными по спирали. В другом варианте осуществления, магнитные блоки представляют собой скрученные пары полюсов, смещенные в осевом направлении. Оба варианта осуществления требуют механического вращения для полного покрытия внутренней поверхности трубы. Аналогично патенту Вернике, патент США № 6100684 на имя Рамуата (Ramuat) раскрывает, по существу, намагничивающее устройство, работающее на поперечном поле, что подразумевает наличие множества намагничивающих участков и сложной колесной конструкции для осуществления винтового движения участков и их перекрытия или полного покрытия стенки трубы. Патент США № 7548059 на имя Томпсона (Thompson) и др. включает в себя две опорные рамы (столба), включающие в себя зафиксированные магниты, расположенные парами на близком расстоянии, создавая номинально поперечное поле, закручивающееся по спирали вокруг трубы. Этот прибор, который включает в себя различные движущиеся части, такие как поддерживающая предварительно напряженная арматура, шкивы и пружины, требует значительного усложнения для достижения достаточной гибкости, для приспособления к изгибам трубопровода. Кроме того, магниты в данном устройстве создают поле между двумя параллельными полюсами, образуя единый замкнутый контур между полюсами отдельных дискретных магнитных блоков.
Аналогично патенту Томпсона, магниты, используемые на предшествующем уровне техники, описываются как блоки, без ссылок на гибкую или удобную верхнюю поверхность магнитного блока. Использование жесткой схемы расположения контактов для магнитной цепи ухудшает качество данных из-за появления на траектории магнитного поля воздушных карманов или различных зон магнитного сопротивления - в углублениях, вдоль сварных швов и других неровностях, которые могут присутствовать внутри трубопровода. Для определенных классов дефектов, нарушения, создаваемые в окружающем поле, маскируют и иным способом искажают сигналы рассеяния потока, присутствующие благодаря рассматриваемым дефектам. Любые магнитные аномалии, существующие внутри углублений и зон сварных швов, имеют большое значение из-за своего наличия внутри этих зон и, по существу, представляют собой области, где точность данных является крайне важной.
Кроме того, предшествующий уровень техники требует применения большого числа полюсов или поверхностей, находящихся в непосредственном контакте с поверхностью стенки трубы. Такое расположение может привести к возникновению чрезвычайно больших сил трения, или сопротивления движению, действующих на намагничивающее устройство, препятствуя тем самым его использованию в устройствах, для которых требуется более низкое трение.
Существует необходимость в MFL приборе, который: обеспечивает полное покрытие внутренней поверхности стенки трубы, без необходимости в механически сложных конструкциях; создает поле, детектирующее осевые, круговые и объемные дефекты; генерирует похожие реакции на дефекты независимо от того, осевая или круговая у них ориентация; полностью устраняет или уменьшает воздействия скорости, а также маскировку, прерывание и искажение сигнала в области сварных швов, углублениях и других неровностях; обходит препятствия, а также изгибы и сужения трубы и позволяет выполнять проверку трубопровода за один проход.
Раскрытие изобретения
Прибор контроля трубопровода по этому изобретению включает в себя узел намагничивающего устройства, имеющий цилиндрический корпус прибора, по меньшей мере, два радиальных диска и четное число «n» полюсных магнитов, расположенных по внешней поверхности цилиндрического корпуса прибора. Каждый полюсный магнит, который предпочтительно имеет податливую верхнюю поверхность, такую как щеточная поверхность, между магнитом и внутренней поверхностью стенки трубы, продолжается по всей длине цилиндрического корпуса, расположенного между двумя радиальными дисками. Пространство между соседними полюсными магнитами составляет приблизительно 360°/n, где «n» - количество используемых магнитов. Пути магнитного потока выходят из полюсов магнита, расходясь в противоположных направлениях и аналогичным образом возвращаясь в противоположный полюс.
Полюсные магниты повернуты, или закручены по спирали, вокруг корпуса прибора так, что второй конец каждого полюсного магнита смещен на предопределенную величину «α» относительно первого конца того же самого полюсного магнита. Величина поворота α каждого полюсного магнита создает магнитное поле, наклоненное к центральной продольной оси корпуса прибора (и, следовательно, трубы). Величина поворота α, которая может лежать в диапазоне от 30° до 150°, предпочтительно является величиной поворота, подходящей для создания магнитного поля, покрывающего внутреннюю поверхность стенки трубы, находящейся напротив корпуса прибора, на 360°.
Имеющая винтовую форму группа датчиков магнитного потока может быть расположена вокруг цилиндрического корпуса прибора и по существу быть равноудаленной между смежными парами полюсных магнитов. Предпочтительно обеспечить некоторую степень перекрытия датчиков группы, при этом первый конец группы датчиков магнитного потока заходит на расстояние «Δ» за линию, на которой расположен второй конец группы.
Технической задачей изобретения является создание прибора контроля методом рассеяния магнитного потока (MFL), который реагирует на широкий диапазон аномалий, генерирующих сигналы рассеяния магнитного потока.
Еще одна задача изобретения - создание прибора MFL, способного обеспечить покрытие внутренней стенки трубы на 360° с использованием единственного намагничивающего устройства, без необходимости в множестве участков намагничивающих устройств, намагничивающих устройств или в относительном перемещении между датчиками или участками для обнаружения дефектов с номинально осевой ориентацией. Еще одна задача изобретения - создание прибора MFL, способного обнаруживать объемные потери металла, вместе с методами ультразвукового, электромагнитно-акустического или магнитострикционного обнаружения. Еще одна задача изобретения - создание прибора MFL, который производит магнитное поле, генерирующее, по существу, аналогичную реакцию на осевые и поперечные аномалии, а также генерирующее обнаруживаемую реакцию на дефекты объемных потерь металла. Еще одна задача изобретения - создание прибора MFL, позволяющего устранить или уменьшить воздействия механического движения, действующие на сигналы магнитного рассеяния в области сварных швов, углублений и других неровностей. Еще одна задача изобретения - создание прибора MFL, который обнаруживает и количественно представляет особо узкие классы осевых аномалий, с дополнительным преимуществом, состоящим в совместной работе с существующим осевым возбуждающим намагничивающим устройством, что обеспечивает повышенную общую точность количественного представления аномалий с потерями металла. Еще одна задача изобретения - сведение к минимуму числа движущихся частей и узлов, входящих в состав прибора MFL. Еще одна задача изобретения - создание средства, позволяющего сжимать прибор MFL для преодоления препятствий изгибов и сужения. Дополнительная задача настоящего изобретения - создание одного прибора, при помощи которого обслуживание трубопровода может производиться за один проход, что сокращает объем усилий как со стороны оператора трубопровода, так и со стороны персонала службы технического контроля, требуемых для операций на месте, обработки и анализа данных и составления окончательного отчета.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - изометрическое изображение поперечно ориентированной конструкции намагничивающего устройства. Магнитное поле направлено по кругу или поперек продольной оси трубопровода.
Фиг.2 - изометрическое изображение варианта осуществления узла наклонного намагничивающего устройства согласно данному изобретению, в котором используется спиральная конструкция полюса магнита. Полюсные магниты повернуты, или закручены по спирали, приблизительно на 30° и включают в себя гибкую, или податливую, верхнюю поверхность.
Фиг.3 - вид другого варианта осуществления узла наклонного намагничивающего устройства, в котором полюсные магниты повернуты примерно на 60°.
Фиг.4 - вид другого варианта осуществления узла наклонного намагничивающего устройства, в котором полюсные магниты повернуты примерно на 90°.
Фиг.5 - вид еще одного варианта осуществления узла наклонного намагничивающего устройства, в котором полюсные магниты повернуты примерно на 120°.
Фиг.6 - вид еще одного варианта осуществления узла наклонного намагничивающего устройства, в котором полюсные магниты повернуты примерно на 150°.
Фиг.7 - вид с торца другого варианта осуществления узла наклонного намагничивающего устройства, иллюстрирующий взаимное расположение двух концов спиральных, или повернутых, полюсных магнитов. В данном примере полюсные магниты повернуты примерно на 135°. Податливая верхняя поверхность каждого полюсного магнита включает в себя щетинистую, или щеточную, поверхность.
Фиг.8 иллюстрирует результаты расположения наклонного намагничивающего устройства. Направление поля диагонально, или наклонно, по отношению к продольной оси трубы.
Фиг.9 - вид варианта осуществления узла наклонного намагничивающего устройства, включающего в себя группу датчиков винтовой формы, установленную от одного конца намагничивающего устройства до другого, которая обеспечивает полное покрытие внутренней поверхности стенки трубы и расположена с определенным перекрытием, чтобы иметь возможность приспособиться к любому возможному повороту прибора.
Фиг.10 - вид узла наклонного намагничивающего устройства, представленного на фиг.8, заключенного в участок.
Фиг.11 - вид прибора линейного контроля, который включает в себя узел наклонного намагничивающего устройства, осевое намагничивающее устройство и участок определения деформации.
Осуществление изобретения
Предпочтительные варианты осуществления прибора для измерений методом рассеяния магнитного потока (MFL) согласно данному изобретению будут описаны далее со ссылками на чертежи и следующие элементы, проиллюстрированные на чертежах:
10 Прибор линейного контроля
20 Прибор (MFL)/наклонное намагничивающее устройство
21 Цилиндрический корпус прибора
23 Первый конец корпуса 21
25 Второй конец корпуса 21
27 Продольная ось корпуса 21
31 Радиальный диск
40 Магнитная цепь
41 Полюсный магнит
43 Первый конец магнита 41
45 Второй конец магнита 41
47 Продольная осевая линия магнита 41
49 Податливая верхняя поверхность
51 Щетки
61 Полюсный магнит
63 Первый конец магнита 61
65 Второй конец магнита 61
67 Продольная осевая линия магнита 61
69 Податливая верхняя поверхность
71 Щетки
80 Магнитное поле
81 Путь магнитного потока поля 80
90 Группа датчиков
91 Первый конец группы 90
93 Второй конец группы 90
100 Осевое намагничивающее устройство
110 Участок определения деформации
На фиг.1 магнит 41 северного полюса и магнит 61 южного полюса расположены под углом приблизительно 180° друг напротив друга, на цилиндрическом корпусе 21 прибора, так что соответствующая продольная осевая линия 47, 67 каждого полюсного магнита 41, 61 параллельна продольной оси 27 цилиндрического корпуса 21 прибора (и, следовательно, параллельна центральной продольной оси исследуемой трубы). Хотя полюсные магниты 41, 61 отличаются от реализаций предшествующего уровня техники тем, что, например, каждый магнит 41, 61 продолжается по всей длине цилиндрического корпуса 21, их осевая ориентация, как проиллюстрировано на чертеже, является типичной для реализаций предшествующего уровня техники. Будучи расположены подобным образом, полюсные магниты 41, 61 генерируют круговое или поперечное магнитное поле относительно стенки трубы, как проиллюстрировано путями 81 магнитного потока, и требуется множество участков намагничивающего устройства, чтобы обеспечить полное покрытие внутренней поверхности стенки трубы.
Ссылаясь на фиг.2-6, узел 20 наклонного намагничивающего устройства согласно изобретению включает в себя магнитную цепь 40, содержащую два спиральных полюсных магнита 41, 61, расположенных под углом 180° друг напротив друга на цилиндрическом корпусе 21 прибора. Каждый полюсный магнит 41, 61 продолжается между первым концом 23 и вторым концом 25 цилиндрического корпуса 21 прибора. Также могут быть задействованы дополнительные пары спиральных полюсных магнитов 41, 61, при этом каждый спиральный полюсный магнит 41 или 61 продолжается между концами 23, 25 цилиндрического корпуса 21 прибора и отнесен на 360°/n от соседнего и противолежащего полюсного магнита 61, 41 (величина «n» равна числу задействованных полюсных магнитов). Полюсные магниты 41, 61 предпочтительно имеют гибкую, или податливую, верхнюю поверхность 49, 69, соответственно, способствующую уменьшению сил трения и сведению к минимуму воздействия скорости в процессе перемещения узла 20 наклонного намагничивающего устройства по внутренней части трубы. Податливая верхняя поверхность 49, 69 также позволяет узлу 20 намагничивающего устройства в достаточной степени сжиматься, чтобы преодолевать внутренние препятствия, изгибы и сужающиеся участки трубы, которые, в противном случае, могли бы повредить узел 20 намагничивающего устройства, а также замедлить его прохождение или вовсе воспрепятствовать ему.
Величина поворота полюсных магнитов 41, 61 зависит от величины поворота, требуемой для полного покрытия внутренней поверхности стенки трубы. Если последовательно рассмотреть фиг.2-6, то для каждого из полюсных магнитов 41, 61 поворот, или закручивание по спирали, постепенно возрастает, для номинального поворота приблизительно в 150 градусов (фиг.6). Будучи повернут, второй конец 45, 65 полюсного магнита 41, 61 отнесен на заданный угол или заданную величину α относительно соответствующего первого конца 43, 63 (см. фиг.7). Из-за данной величины поворота α соответствующая продольная осевая линия 47, 67 каждого спирального полюсного магнита 41, 61 не параллельна продольной оси 27 цилиндрического корпуса 21 прибора. Поворот полюсных магнитов 41, 61 также помогает вызвать достаточную степень вращения узла 20 намагничивающего устройства при прохождении его через внутреннюю часть трубы.
Фиг.8 иллюстрирует магнитное поле 80, генерируемое прототипом узла 20 наклонного намагничивающего устройства, конструкция которого аналогична узлу 20 наклонного намагничивающего устройства, показанного на разных стадиях поворота на фиг.2-6. В отличие от приборов линейного контроля предыдущего уровня техники, направление магнитного поля 80 диагональное, или наклонное, относительно оси трубы, а не круговое или поперечное, при этом линия 81 магнитного потока выходит из полюсов 41, 61 и идет в противоположных направлениях, достигая соответствующего полюса 61, 41. Линии 81 магнитного потока, генерируемого каждым полюсным магнитом 41, 61, направляются по пути наименьшего сопротивления: в стенку трубы и к соседнему полюсному магниту 61, 41. Угол магнитного поля 80 в общем случае перпендикулярен линиям магнитного потока 81, образуемого магнитными полюсами 41, 61, и параллелен линии кратчайшего расстояния между магнитными полюсами 41, 61. Направление магнитного поля 80 участка наконечников полюсов 41, 61 может варьироваться от 30 до 60 градусов относительно оси трубы.
Если посмотреть на Фиг.9-10, узел 20 наклонного намагничивающего устройства может включать в себя группу 90 датчиков в форме винта, по существу, равноудаленную от повернутых полюсных магнитов 41, 61 и расположенную так, чтобы обеспечить полное покрытие внутренней стенки W трубы Р, и приспосабливающуюся к любому повороту узла 20 намагничивающего устройства, который может произойти. Отдельные датчики в группе 90 датчиков могут быть хорошо известными в данной области техники датчиками для обнаружения сигналов рассеяния магнитного потока. Группа 90 датчиков предпочтительно продолжается между первым концом 23 и вторым концом 25 цилиндрического корпуса 21 (и, следовательно, между соответствующими концами 43, 45 и 63, 65 полюсных магнитов 41, 61) и имеет некоторую степень взаимного перекрытия ∆ между первым концом 91 и вторым концом 93 группы 90 датчиков. Податливые верхние поверхности 49, 69 полюсных магнитов 41, 61 (см., например, Фиг.6) могут быть выполнены в форме щеток 51, 71. Радиальные диски 31А и 31В помогают приводить в движение и центрировать узел 20 намагничивающего устройства в процессе его перемещения вперед по трубе Р под действием перепада давления.
Окончательная компоновка узла 20 намагничивающего устройства может включать в себя любые существующие сочетания наборов данных, включая, но не ограничиваясь такими данными, как деформация, высокоуровневое осевое MFL, внутренняя/внешняя селективность, инерциальные данные для наложения, а также низкоуровневое или остаточное MFL. Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления прибора 10 линейного контроля, включающего в себя узел 20 наклонного намагничивающего устройства, прибор 10 включает в себя осевое намагничивающее устройство 100 и участок 110 определения деформации (см. Фиг.11).
Хотя прибор MFL, включающий в себя наклонное намагничивающее устройство и группу винтовых датчиков, был описан довольно подробно, в детали конструкции и расположение элементов можно вносить множество изменений без отступления от идеи и объема изобретения. Конструкция прибора MFL, согласно данному описанию, следовательно, ограничена только объемом прилагаемой формулы изобретения, включая весь диапазон эквивалентов, которые имеет каждый элемент.

Claims (17)

1. Прибор контроля трубопровода, содержащий:
узел намагничивающего устройства, содержащий цилиндрический корпус прибора по меньшей мере два полюсных магнита, имеющих противоположные полярности;
причем каждый полюсный магнит расположен на расстоянии от другого полюсного магнита и закручен по спирали меньше чем на половину витка вокруг цилиндрического корпуса, прибора для создания единого наклонного магнитного поля вокруг цилиндрического корпуса прибора и для обеспечения 360° покрытия одним наклонным магнитным полем внутренней стенки трубопровода без принудительного вращения узла намагничивающего устройства.
2. Прибор контроля трубопровода по п. 1, в котором величина закрутки находится в диапазоне от 30 до 150°.
3. Прибор контроля трубопровода по п. 1, дополнительно содержащий по меньшей мере один полюсный магнит, имеющий гибкую верхнюю поверхность.
4. Прибор контроля трубопровода по п. 3, в котором упомянутая гибкая верхняя поверхность представляет собой щетки.
5. Прибор контроля трубопровода по п. 1, дополнительно содержащий группу датчиков магнитного потока, расположенных вокруг упомянутого цилиндрического корпуса прибора и между указанными двумя полюсными магнитами.
6. Прибор контроля трубопровода по п. 5, в котором упомянутая группа датчиков магнитного потока расположена по спирали.
7. Прибор контроля трубопровода по п. 6, дополнительно содержащий первый конец упомянутой группы датчиков магнитного потока, продолжающийся на расстояние «Δ» за линию, на которой расположен второй конец упомянутой группы.
8. Прибор контроля трубопровода по п. 1, в котором указанное единое наклонное магнитное поле имеет направление в пределах от 30 до 60° по отношению к центральной продольной оси указанного цилиндрического корпуса прибора.
9. Прибор контроля трубопровода по п. 1, в котором каждый полюсный магнит проходит на расстояние между передним и задним радиальными дисками цилиндрического корпуса прибора.
10. Прибор контроля трубопровода, содержащий:
узел намагничивающего устройства, содержащий цилиндрический корпус прибора и одну пару полюсных магнитов, имеющих противоположные полярности;
каждый полюсный магнит указанной пары полюсных магнитов расположен на расстоянии от другого полюсного магнита, расположен по спирали вокруг указанного цилиндрического корпуса и имеет первый конец и второй конец, который совместно с первым концом находится на горизонтальном цилиндрическом сегменте на цилиндрическом корпусе прибора напротив первого конца другого полюсного магнита, чтобы сформировать магнитную цепь, которая формирует магнитный поток, проходящий в спиральном направлении вокруг цилиндрического корпуса прибора.
11. Прибор контроля трубопровода по п. 10, в котором указанный цилиндрический корпус выполнен с возможностью перемещения линейно в направлении протекания продукта внутри трубопровода.
12. Прибор контроля трубопровода по п. 10, в котором каждый полюсный магнит размещен по спирали в пределах от 30 до 150°.
13. Прибор контроля трубопровода, содержащий:
первый конец,
второй конец, противоположный первому концу, и
одну секцию первичного датчика, расположенную между первым и вторым концами,
секция первичного датчика содержит:
по существу жесткую рамку,
по меньшей мере одну пару магнитов, каждый магнит в указанной паре расположен по спирали меньше чем на половину витка вокруг по существу жесткой рамки и представляет собой сплошной магнитный полюс противоположной полярности от другого магнита в магнитной паре,
по меньшей мере один датчик,
причем указанная по меньшей мере одна пара магнитов формирует первое магнитное поле, имеющее ориентацию, направленную наклонно по отношению к каждому из окружного и аксиального направлений,
при этом прибор контроля трубопровода при использовании в трубопроводе выполнен с возможностью генерирования одного или более наклонных магнитных полей, каждое из которых имеет указанную ориентацию, причем
одно или более наклонных магнитных полей содержит первое магнитное поле и все другие магнитные поля, которые излучаются прибором контроля трубопровода и ориентированы наклонно по отношению к каждому из окружных и аксиальных направлений.
14. Способ контроля трубопровода, содержащий этапы, на которых
идентифицируют трубопровод, имеющий окружное направление и аксиальное направление и содержащий встроенный прибор контроля трубопровода, содержащий:
первый конец,
второй конец, противоположный первому концу, и
секцию первичного датчика утечки магнитного потока, расположенную между первым и вторым концами,
при этом секция первичного датчика утечки магнитного потока содержит:
по меньшей мере одну пару магнитов, расположенную по спирали меньше чем на половине витка вокруг цилиндрического корпуса прибора и
по меньшей мере один датчик, установленный между по меньшей мере одной парой магнитов,
указанная по меньшей мере одна пара магнитов, формирующая первое магнитное поле, имеющее ориентацию, которая направлена наклонно по отношению к каждому из окружных и аксиальных направлений,
обеспечивают относительное перемещение между по меньшей мере одной парой магнитов и трубопроводом, причем относительное перемещение представляет собой по существу исключительно перемещение в аксиальном направлении по меньшей мере одной пары магнитов по отношению к трубопроводу,
генерируют посредством прибора контроля трубопровода при использовании в трубопроводе одно или более наклонных магнитных полей, каждое из которых имеет ориентацию, причем указанное одно или более наклонных магнитных полей содержит первое магнитное поле и все другие магнитные поля, которые излучаются прибором контроля трубопровода, находящимся в трубопроводе, и ориентированы наклонно по отношению к каждому из окружных и аксиальных направлений,
при этом расположение по меньшей мере одной пары магнитов на расстоянии и перемещение в аксиальном направлении во время относительного перемещения эффективно для по меньшей мере одного датчика для детектирования номинально аксиально ориентированных элементов трубопровода без необходимости принудительного вращения прибора контроля трубопровода при использовании в трубопроводе, и
во время генерирования осуществляют по меньшей мере одним датчиком сбор данных, характеризующих одну или более физических характеристик трубопровода.
15. Способ контроля трубопровода, содержащий этапы, на которых
идентифицируют трубопровод, имеющий окружное направление и аксиальное направление и содержащий встроенный прибор контроля трубопровода, содержащий:
первый конец,
второй конец, противоположный первому концу, и
секцию первичного датчика, содержащую магнитный диполь и по меньшей мере один датчик, магнитный диполь сформирован из разнесенных полюсных магнитов противоположной полярности, формирующих первое магнитное поле, имеющее ориентацию, которая направлена наклонно по отношению к каждому из окружных и аксиальных направлений,
обеспечивают относительное перемещение между магнитным диполем и трубопроводом, причем относительное перемещение представляет собой по существу исключительно перемещение в аксиальном направлении магнитного диполя по отношению к трубопроводу,
генерируют посредством прибора контроля трубопровода при перемещении в трубопроводе одно или более наклонных магнитных полей, каждое из которых имеет ориентацию, причем указанное одно или более наклонных магнитных полей содержит первое магнитное поле и все другие магнитные поля, которые излучаются прибором контроля трубопровода и ориентированы наклонно по отношению к каждому из окружных и аксиальных направлений,
при этом расположение магнитного диполя и перемещение в аксиальном направлении во время перемещения, осуществляемое по меньшей мере одним датчиком, обеспечивает определение номинально аксиально ориентированных элементов трубопровода без необходимости принудительного вращения прибора контроля трубопровода в трубопроводе, и
во время генерирования осуществляют посредством по меньшей мере одного датчика сбор данных, характеризующих одну или более физических характеристик трубопровода.
16. Способ контроля трубопровода, содержащий этапы, на которых
идентифицируют трубопровод, имеющий окружное направление и аксиальное направление и содержащий встроенный прибор контроля трубопровода, содержащий:
первый конец,
второй конец, противоположный первому концу, и
секцию первичного датчика, содержащую:
в основном жесткую рамку,
по меньшей мере два непрерывных магнитных полюса, каждый из которых расположен по спирали меньше чем на половине витка вокруг по существу жесткой рамки, по меньшей мере один датчик,
при этом указанные по меньшей мере два непрерывных магнитных полюса формируют первое магнитное поле, имеющее ориентацию, которая направлена наклонно к каждому из окружного и аксиального направлений,
обеспечивают относительное перемещение между по меньшей мере двумя непрерывными магнитными полюсами и трубопроводом, причем относительное перемещение представляет собой по существу исключительно перемещение в аксиальном направлении по меньшей мере двух непрерывных магнитных полюсов по отношению к трубопроводу,
генерируют посредством прибора контроля трубопровода при перемещении в трубопроводе одно или более наклонных магнитных полей, каждое из которых имеет ориентацию, причем указанное одно или более наклонных магнитных полей содержит первое магнитное поле и все другие магнитные поля, которые излучаются прибором контроля трубопровода и ориентированы наклонно по отношению к каждому из окружных и аксиальных направлений,
при этом перемещение в аксиальном направлении во время перемещения, осуществляемое по меньшей мере одним датчиком, обеспечивает детектирование номинально аксиально ориентированных элементов трубопровода без необходимости принудительного вращения прибора контроля трубопровода в трубопроводе, и
во время генерирования осуществляют посредством по меньшей мере одного датчика сбор данных, характеризующих одну или более физических характеристик трубопровода.
17. Способ по п. 16, в котором секция первичного датчика дополнительно содержит по меньшей мере один контакт щетки, проходящий радиально наружу от каждого непрерывного магнитного полюса из по меньшей мере двух непрерывных магнитных полюсов.
RU2010126138/28A 2009-06-26 2010-06-25 Прибор контроля трубопровода с наклонным намагничивающим устройством RU2557336C2 (ru)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US22073409P 2009-06-26 2009-06-26
US61/220,734 2009-06-26
US12/572,752 2009-10-02
US12/572,752 US8653811B2 (en) 2009-06-26 2009-10-02 Pipeline inspection tool with oblique magnetizer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010126138A RU2010126138A (ru) 2011-12-27
RU2557336C2 true RU2557336C2 (ru) 2015-07-20

Family

ID=42582820

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010126138/28A RU2557336C2 (ru) 2009-06-26 2010-06-25 Прибор контроля трубопровода с наклонным намагничивающим устройством

Country Status (10)

Country Link
US (1) US8653811B2 (ru)
KR (2) KR101718348B1 (ru)
CN (1) CN101936950B (ru)
AT (1) AT508477B1 (ru)
BR (1) BRMU9001058Y1 (ru)
DE (1) DE102010025065A1 (ru)
GB (1) GB2471387B (ru)
MY (1) MY160354A (ru)
NL (1) NL2004963C2 (ru)
RU (1) RU2557336C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU216012U1 (ru) * 2022-08-08 2023-01-12 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром Трансгаз Ставрополь" Указатель часовых координат на поверхности трубопровода

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7923994B2 (en) * 2008-11-12 2011-04-12 Hoyt Philip M Spiral magnetic field apparatus and method for pipeline inspection
CN104792875B (zh) * 2015-03-20 2017-11-28 西安交通大学 基于双线圈结构的柔性电磁超声检测系统及检测方法
US10401325B2 (en) 2016-08-11 2019-09-03 Novitech, Inc. Magnetizers for pigging tools
WO2020208422A2 (en) * 2019-04-11 2020-10-15 Tdw Delaware, Inc. Pipeline tool with composite magnetic field for inline inspection
CN114893646B (zh) * 2022-04-22 2023-05-16 河海大学 一种管道探测机器人

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2176081C1 (ru) * 2000-12-26 2001-11-20 ЗАО "Нефтегазкомплектсервис" Магнитный проходной дефектоскоп
RU2203147C2 (ru) * 2001-05-07 2003-04-27 Красноярский государственный технический университет Устройство для нанесения защитного покрытия на внутреннюю поверхность трубопровода

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1786684A (en) * 1929-07-22 1930-12-30 Crompton & Knowles Loom Works Temple for double-fabric looms
US3483466A (en) 1967-11-03 1969-12-09 American Mach & Foundry Pipeline inspection apparatus for detection of longitudinal defects
US3843466A (en) * 1969-11-10 1974-10-22 Ajinomoto Kk Method of producing dicarboxylic acids by fermentation
US3786684A (en) 1971-12-27 1974-01-22 Automation Ind Inc Pipeline inspection pig
US4258318A (en) 1977-06-24 1981-03-24 Sumitomo Kinzoku Kogyo Kabushiki Kaisha Flaw detector for pipe employing magnets located outside the pipe and detector mounted inside and movable along the pipe with the magnets
JPS57146157A (en) * 1981-03-05 1982-09-09 Kawasaki Steel Corp Magnetic flaw detecting device
JPS5958358A (ja) 1982-09-28 1984-04-04 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 電磁音響トランスデユ−サ
JPS6080760A (ja) 1983-10-11 1985-05-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 電磁超音波トランスデユ−サ
JPS6267447A (ja) 1985-09-20 1987-03-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd チユ−ブ軸方向欠陥検出方法およびその装置
JPH02128945U (ru) * 1989-03-30 1990-10-24
US5454276A (en) 1993-07-30 1995-10-03 Wernicke; Timothy K. Multi-directional magnetic flux pipe inspection apparatus and method
US5565633A (en) 1993-07-30 1996-10-15 Wernicke; Timothy K. Spiral tractor apparatus and method
GB2301187B (en) 1995-05-22 1999-04-21 British Gas Plc Method of and apparatus for locating an anomaly in a duct
DE19543481C2 (de) 1995-11-22 1997-10-23 Pipetronix Gmbh Vorrichtung zur Prüfung von ferromagnetischen Materialien
FR2762391B1 (fr) 1997-04-21 1999-05-28 Soc D Transports Petroliers Pa Systeme et procede pour detecter des fissures dans des canalisations
US6917196B2 (en) 1999-03-17 2005-07-12 Southwest Research Institute Method and apparatus generating and detecting torsional wave inspection of pipes or tubes
US6396262B2 (en) 1999-03-17 2002-05-28 Southwest Research Institute Method and apparatus for short term inspection or long term structural health monitoring
US6820653B1 (en) 1999-04-12 2004-11-23 Carnegie Mellon University Pipe inspection and repair system
CN1208617C (zh) * 2003-04-10 2005-06-29 北京科技大学 奥氏体不锈钢管内氧化物的磁性无损检测方法及装置
CN100434914C (zh) * 2004-02-10 2008-11-19 何辅云 不更换探头的大口径钢管无盲区检测方法和装置
US20050283930A1 (en) * 2004-06-25 2005-12-29 Hooper Michael J Metal brush and method therefor
DE102004053584B4 (de) 2004-11-05 2006-08-31 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung und Verfahren zur Materialprüfung und/oder Dickenmessung an einem wenigstens elektrisch leitende und ferromagnetische Materialanteile aufweisenden Prüfobjekt
DE102004063482B3 (de) 2004-12-23 2006-08-10 Rosen Swiss Ag Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung von ferromagnetischen Bauelement-Wänden
CA2520302A1 (en) 2005-04-01 2006-10-01 Intratech Inline Inspection Services Ltd. Pipeline inspection tool
US7362097B2 (en) 2005-07-05 2008-04-22 Arizona Public Service Company RFT pipeline inspection system and method therefor
JP2009097910A (ja) * 2007-10-15 2009-05-07 Mitsubishi Electric Corp ワイヤロープ探傷装置
US20090117633A1 (en) * 2007-11-05 2009-05-07 Energy Enzymes Inc. Process of Producing Ethanol Using Starch with Enzymes Generated Through Solid State Culture
US7923994B2 (en) 2008-11-12 2011-04-12 Hoyt Philip M Spiral magnetic field apparatus and method for pipeline inspection
US8479577B2 (en) 2009-02-09 2013-07-09 Weatherford/Lab, Inc. In-line inspection tool for pipeline integrity testing
US8319494B2 (en) * 2009-06-26 2012-11-27 Tdw Delaware Inc. Pipeline inspection tool with double spiral EMAT sensor array

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2176081C1 (ru) * 2000-12-26 2001-11-20 ЗАО "Нефтегазкомплектсервис" Магнитный проходной дефектоскоп
RU2203147C2 (ru) * 2001-05-07 2003-04-27 Красноярский государственный технический университет Устройство для нанесения защитного покрытия на внутреннюю поверхность трубопровода

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU216012U1 (ru) * 2022-08-08 2023-01-12 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром Трансгаз Ставрополь" Указатель часовых координат на поверхности трубопровода

Also Published As

Publication number Publication date
KR101771898B1 (ko) 2017-08-28
GB2471387A (en) 2010-12-29
GB201010493D0 (en) 2010-08-04
DE102010025065A1 (de) 2011-02-03
GB2471387B (en) 2014-02-19
BRMU9001058U2 (pt) 2012-09-18
CN101936950A (zh) 2011-01-05
KR101718348B1 (ko) 2017-03-21
AT508477A3 (de) 2011-04-15
AT508477A2 (de) 2011-01-15
BRMU9001058Y1 (pt) 2017-12-26
CN101936950B (zh) 2014-08-13
MY160354A (en) 2017-02-28
AT508477B1 (de) 2012-01-15
US8653811B2 (en) 2014-02-18
KR20110000526A (ko) 2011-01-03
US20100327859A1 (en) 2010-12-30
KR20170019391A (ko) 2017-02-21
NL2004963C2 (en) 2010-12-28
RU2010126138A (ru) 2011-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101771898B1 (ko) 경사형 자화기를 갖는 파이프라인 검사 도구
RU2529655C2 (ru) Прибор контроля трубопровода с двойной спиральной матрицей электромагнитоакустических датчиков
KR101729039B1 (ko) 이중 나선형 emat 센서 어레이를 갖는 파이프라인 검사 도구
AU670103B2 (en) Magnetic flaw detector for tubular goods
EP2100072B1 (en) Linear structure inspection apparatus and method
US20190072522A1 (en) System and Method for Detecting and Characterizing Defects in a Pipe
CN103868984B (zh) 地面高压管汇内表面损伤检测装置
RU117186U1 (ru) Многосекционный внутритрубный магнитный дефектоскоп
KR100638997B1 (ko) 자기누설 피그 및 상기 자기누설 피그에 장착된 센서모듈
RU2303779C1 (ru) Магистральный проходной магнитный дефектоскоп
GB2471386A (en) Pipeline inspection tool with double spiral EMAT sensor array
RU2717902C1 (ru) Система поперечного намагничивания для внутритрубного дефектоскопа
RU215140U1 (ru) Блок датчиков дефектоскопа
CA2757488C (en) Linear structure inspection apparatus and method
RU40804U1 (ru) Внутритрубный магнитный дефектоскоп (варианты)
JP2001255314A (ja) 管内検査装置
Simek et al. Oblique Field Magnetic Flux Leakage Inline Survey Tool: Implementation and Results