RU2607258C1 - Method of intratubal ultrasonic inspection - Google Patents

Method of intratubal ultrasonic inspection Download PDF

Info

Publication number
RU2607258C1
RU2607258C1 RU2015133429A RU2015133429A RU2607258C1 RU 2607258 C1 RU2607258 C1 RU 2607258C1 RU 2015133429 A RU2015133429 A RU 2015133429A RU 2015133429 A RU2015133429 A RU 2015133429A RU 2607258 C1 RU2607258 C1 RU 2607258C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ultrasonic
ultrasonic transducer
flaw detector
pipeline
defect
Prior art date
Application number
RU2015133429A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Юрьевич Глинкин
Владимир Александрович Белкин
Алексей Михайлович Сотников
Сергей Алексеевич Шерашов
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть")
Акционерное общество "Транснефть-Диаскан" (АО "Транснефть-Диаскан")
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 Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть"), Акционерное общество "Транснефть-Диаскан" (АО "Транснефть-Диаскан") filed Critical Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть")
Priority to RU2015133429A priority Critical patent/RU2607258C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2607258C1 publication Critical patent/RU2607258C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04Analysing solids
    • G01N29/07Analysing solids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

FIELD: measurement technology.
SUBSTANCE: invention can be used: for detection of defects in pipeline wall. Summary of invention consists in fact that by means of ultrasonic transducers elastic wave pulses are excited in fluid pumped via pipeline at specified angle to pipeline inner surface in direction of flaw detector movement and opposite to flaw detector movement through equal intervals of travel, analyzing echo pulses from pipeline wall, which amplitudes exceed preset threshold level, upon that measuring maximum echo pulse recording time after each ultrasonic transducer excitation, and defect is considered to be recorded, if during, at least, three successive ultrasonic transducer excitations emitting ultrasonic pulses in flaw detector movement direction, echo pulse recording time is constantly decreasing, or in ultrasonic transducer emitting opposite to flaw detector travel, echo pulse recording time is constantly increasing.
EFFECT: higher defects detecting reliability.
1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области ультразвукового неразрушающего контроля материалов и изделий и может быть использовано для обнаружения дефектов в стенке трубопровода.The invention relates to the field of ultrasonic non-destructive testing of materials and products and can be used to detect defects in the wall of the pipeline.

Известен иммерсионный способ ультразвукового контроля (Неразрушающий контроль: Справочник: В 8 т. / Под общ. ред. В.В. Клюева. Т.З., И.Н. Ермолов, Ю.В. Ланге, Ультразвуковой контроль - 2-е издание, испр. - М.: Машиностроение, 2008 - 864 с: ил.), в котором с помощью ультразвукового преобразователя возбуждают импульсы упругой волны в жидкости под заданным углом к поверхности объекта контроля, регистрируют эхо-сигналы из объекта контроля, измеряют их амплитуду, а о наличии дефекта в объекте контроля судят по превышению амплитудой эхо-сигнала заданного браковочного уровня. Данный способ обладает рядам недостатков. Во-первых, ультразвуковой преобразователь возбуждают через равные промежутки времени, что приемлемо при ручном контроле или автоматическом контроле с постоянной скоростью перемещения ультразвукового преобразователя по поверхности объекта контроля, так как при этом не возникает трудностей с определением местоположения дефекта в объекте контроля. При внутритрубной диагностике контроль производится при разной скорости перемещения дефектоскопа, которая зависит от скорости перекачиваемой по трубопроводу жидкости и может меняться от 0,2 м/с до 2,0 м/с. Данный способ не позволяет определить местоположение зарегистрированного дефекта в трубопроводе. Кроме того, уровень порога регистрации дефектов при внутритрубной диагностике устанавливают намного ниже, чем при ручном контроле, так как внутритрубный контроль происходит в перекачиваемых жидкостях с разным затуханием и скоростью звука, при изменении температуры жидкости от 0°С до 50°С, при загрязнении поверхности ультразвуковых преобразователей и стенки трубы. Использование известного способа при внутритрубном контроле приведет к регистрации большого числа ложных дефектов.Known immersion method of ultrasonic testing (Non-destructive testing: Reference: In 8 volumes / Under the General editorship of V.V. Klyuev. T.Z., I.N. Ermolov, Yu.V. Lange, Ultrasonic control - 2nd edition, rev. - M .: Mashinostroyeniye, 2008 - 864 s: ill.), in which using an ultrasonic transducer, pulses of an elastic wave in a liquid are excited at a given angle to the surface of the control object, echo signals from the control object are recorded, and their amplitude is measured , and the presence of a defect in the object of control is judged by the excess of the amplitude of the echo signal of a given marriage full-time level. This method has several disadvantages. Firstly, the ultrasonic transducer is excited at regular intervals, which is acceptable for manual control or automatic control with a constant speed of movement of the ultrasonic transducer on the surface of the control object, since there is no difficulty in determining the location of the defect in the control object. In in-line diagnostics, control is carried out at different speeds of the flaw detector, which depends on the speed of the fluid pumped through the pipeline and can vary from 0.2 m / s to 2.0 m / s. This method does not allow to determine the location of a registered defect in the pipeline. In addition, the level of the threshold for registration of defects during in-line diagnostics is set much lower than with manual inspection, since in-line inspection takes place in pumped liquids with different attenuation and sound speed, when the temperature of the liquid changes from 0 ° C to 50 ° C, with surface contamination ultrasonic transducers and pipe walls. Using the known method for in-line inspection will lead to the registration of a large number of false defects.

Известен иммерсионный способ ультразвукового контроля (Современное состояние внутритрубного ультразвукового неразрушающего контроля сварных швов. / Г. Добман, О.А. Барбиан, X. Виллемс: Дефектоскопия. 2007. №11. С. 63-71), в котором ультразвуковые преобразователи закрепляют под заданным углом к внутренней поверхности трубы для возбуждения в стенке трубы ультразвуковых импульсов в двух противоположных направлениях. Преобразователи перемещают вдоль оси трубы, возбуждают через равные интервалы дистанции (пройденного пути), регистрируют эхо-сигналы из стенки трубы. Подсчитывают число превышений амплитудой эхо-сигнала заданного уровня порога в течение заданного числа последовательных возбуждений и на основе этого принимают решение о наличии дефекта. Если количество превышений порогового уровня больше заданного числа, то считается, что зарегистрирован дефект. Недостатком способа является низкая достоверность контроля из-за того, что этот способ контроля приводит к регистрации на бездефектном трубопроводе большого числа мест, подозрительных на наличие дефектов.Known immersion method of ultrasonic testing (Current state of in-line ultrasonic non-destructive testing of welds. / G. Dobman, OA Barbian, X. Willems: Flaw detection. 2007. No. 11. P. 63-71), in which ultrasonic transducers are fixed under a given angle to the inner surface of the pipe to excite ultrasonic pulses in the pipe wall in two opposite directions. The transducers move along the axis of the pipe, excite at equal intervals of distance (distance traveled), register the echo signals from the pipe wall. The number of excesses by the amplitude of the echo signal of a given threshold level for a given number of consecutive excitations is calculated, and based on this, a decision is made about the presence of a defect. If the number of excesses of the threshold level is greater than the specified number, then it is considered that a defect is registered. The disadvantage of this method is the low reliability of the control due to the fact that this control method leads to registration on a defect-free pipeline of a large number of places suspected of defects.

В «УльтраСкан CD. Инструкция по эксплуатации дефектоскопа» рекомендуется считать дефект обнаруженным, если в течение не менее чем четырех последовательных возбуждений преобразователя были зарегистрированы превышения амплитудой эхо-сигнала уровня порога. Такой режим контроля не позволяет надежно регистрировать мелкие дефекты на толстостенных трубах, так как число превышений порога может быть меньше требуемого. Если уменьшить число требуемых превышений и понизить порог, то возрастает число ложных дефектов. В основном это происходит из-за наличия мест на внешней поверхности трубы с увеличенной шероховатостью и с металлической окалиной, а также из-за отражений от мелких включений в стенке трубы. Амплитуда мешающих сигналов в этих местах сопоставима с амплитудой эхо-сигналов от дефекта с минимальными размерами, подлежащего выявлению.In the UltraScan CD. Flaw detector operating manual ”it is recommended to consider a defect detected if, during at least four consecutive excitations of the transducer, excesses of the threshold level echo amplitude were detected. Such a control mode does not allow reliable detection of small defects on thick-walled pipes, since the number of threshold excesses can be less than the required one. If you reduce the number of required excesses and lower the threshold, then the number of false defects increases. This is mainly due to the presence of places on the outer surface of the pipe with increased roughness and metal scale, as well as due to reflections from small inclusions in the pipe wall. The amplitude of the interfering signals in these places is comparable to the amplitude of the echo signals from the defect with the minimum dimensions to be detected.

Техническим результатом заявленного способа внутритрубного ультразвукового контроля является повышение достоверности обнаружения дефектов, в частности, дефектов стенки трубопровода, ориентированных поперек оси трубопровода.The technical result of the claimed method of in-line ultrasonic testing is to increase the reliability of detection of defects, in particular, defects in the wall of the pipeline, oriented across the axis of the pipeline.

Технический результат достигается тем, что в способе внутритрубного ультразвукового контроля с помощью ультразвуковых преобразователей возбуждают импульсы упругой волны в перекачиваемой по трубопроводу жидкости под заданным углом к внутренней поверхности трубопровода по ходу перемещения дефектоскопа и против перемещения дефектоскопа через равные интервалы пройденного пути, анализируют эхо-импульсы из стенки трубопровода, амплитуды которых превысили заданный пороговый уровень, при этом измеряют время регистрации наибольшего эхо-импульса после каждого возбуждения ультразвукового преобразователя, а дефект считают зарегистрированным, если в течение не менее чем в трех последовательных возбуждениях ультразвукового преобразователя, излучающего ультразвуковые импульсы по ходу движения дефектоскопа, время регистрации эхо-импульса постоянно уменьшается, или у ультразвукового преобразователя, излучающего против хода движения дефектоскопа, время регистрации эхо-импульса постоянно увеличивается.The technical result is achieved by the fact that in the method of in-line ultrasonic testing using ultrasound transducers, elastic wave pulses are excited in the fluid pumped through the pipeline at a given angle to the inner surface of the pipeline in the direction of the flaw detector and against the flaw detector moving at equal intervals of the distance traveled, the echo pulses from the walls of the pipeline, the amplitudes of which exceeded a predetermined threshold level, while measuring the time of registration of the largest echo pulse after each excitation of the ultrasonic transducer, and the defect is considered registered if, during at least three consecutive excitations of the ultrasonic transducer emitting ultrasonic pulses in the direction of the flaw detector, the registration time of the echo pulse is constantly reduced, or for an ultrasonic transducer radiating upstream flaw detector, the time of registration of an echo pulse is constantly increasing.

Кроме того, измеряют разницу времени регистрации наибольшего эхо-импульса (ΔΤ) в двух последовательных возбуждениях ультразвукового преобразователя, при этом значение ΔΤ должно удовлетворять условию: 2ΔXsinβ/Сж(max)<ΔТ<2ΔXsinβ/Сж(min), где Сж(min) и Сж(max) - наименьшее и наибольшее значение скорости звука в перекачиваемых по трубопроводу жидкостях, β - угол падения ультразвукового импульса на внутреннюю поверхность стенки трубы, ΔΧ - перемещение дефектоскопа между двумя последовательными возбуждениями ультразвукового преобразователя.In addition, the difference in the time of registration of the largest echo pulse (ΔΤ) in two successive excitations of the ultrasonic transducer is measured, and the value of ΔΤ must satisfy the condition: 2ΔXsinβ / Sr (max) <ΔT <2ΔXsinβ / Sr (min), where Sr (min) and Sf (max) is the smallest and greatest value of the speed of sound in liquids pumped through the pipeline, β is the angle of incidence of the ultrasonic pulse on the inner surface of the pipe wall, ΔΧ is the flaw detector moving between two successive excitations of the ultrasonic transducer.

В заявленном способе для выявления дефекта требуется всего три превышения амплитудой эхо-импульса порогового уровня в трех последовательных возбуждениях ультразвукового преобразователя.In the inventive method for detecting a defect requires only three exceeding the amplitude of the echo pulse of the threshold level in three successive excitations of the ultrasonic transducer.

На фиг. 1 изображена схема контроля при внутритрубной диагностике.In FIG. 1 shows a control circuit for in-line diagnostics.

На фиг. 1 приняты следующие обозначения:In FIG. 1 adopted the following notation:

1. Ультразвуковой преобразователь.1. Ultrasonic transducer.

2. Стенка трубопровода.2. The wall of the pipeline.

3. Дефект.3. Defect.

На фиг. 2 изображено изменение амплитуды эхо-импульса при перемещении ультразвукового преобразователя поперек дефекта независимо от направления излучения.In FIG. 2 shows the change in the amplitude of the echo pulse when moving the ultrasonic transducer across the defect regardless of the direction of radiation.

На фиг. 2 приняты следующие обозначения:In FIG. 2 adopted the following notation:

4. ΔΧ - перемещение дефектоскопа между двумя последовательными возбуждениями ультразвукового преобразователя.4. ΔΧ - moving the flaw detector between two consecutive excitations of the ultrasonic transducer.

5. Пороговый уровень.5. The threshold level.

На фиг. 3 изображено изменение времени регистрации эхо-импульса при перемещении поперек дефекта, излучение ультразвукового преобразователя по ходу перемещения дефектоскопа.In FIG. 3 shows the change in the time of registration of the echo pulse when moving across the defect, the radiation of the ultrasonic transducer along the path of the flaw detector.

На фиг. 3 приняты следующие обозначения:In FIG. 3 adopted the following notation:

4. ΔΧ - перемещение дефектоскопа между двумя последовательными возбуждениями ультразвукового преобразователя.4. ΔΧ - moving the flaw detector between two consecutive excitations of the ultrasonic transducer.

6. ΔΤ - разница времени регистрации наибольшего эхо-импульса в двух последовательных возбуждениях ультразвукового преобразователя.6. ΔΤ is the difference in the time of registration of the largest echo pulse in two successive excitations of the ultrasonic transducer.

На фиг. 4 изображено изменение времени регистрации эхо-импульса при перемещении поперек дефекта, излучение ультразвукового преобразователя против хода дефектоскопа.In FIG. 4 shows the change in the time of registration of the echo pulse when moving across the defect, the radiation of the ultrasonic transducer against the flaw detector.

На фиг. 4 приняты следующие обозначения:In FIG. 4 the following notation is accepted:

4. ΔΧ - перемещение дефектоскопа между двумя последовательными возбуждениями ультразвукового преобразователя.4. ΔΧ - moving the flaw detector between two consecutive excitations of the ultrasonic transducer.

5. ΔΤ - разница времени регистрации наибольшего эхо-импульса в двух последовательных возбуждениях ультразвукового преобразователя.5. ΔΤ is the difference in the time of registration of the largest echo pulse in two successive excitations of the ultrasonic transducer.

На фиг. 5 изображена схема к расчету изменения времени регистрации эхо-импульса.In FIG. 5 shows a diagram for calculating the change in the time of registration of an echo pulse.

На фиг. 5 приняты следующие обозначения:In FIG. 5 adopted the following notation:

2. Стенка трубы.2. The wall of the pipe.

3. Дефект.3. Defect.

4. ΔΧ - перемещение дефектоскопа между двумя последовательными возбуждениями ультразвукового преобразователя.4. ΔΧ - moving the flaw detector between two consecutive excitations of the ultrasonic transducer.

7. Излучающая поверхность ультразвукового преобразователя.7. The radiating surface of the ultrasonic transducer.

8. ΔL - изменение длины луча в жидкости при смещении ультразвукового преобразователя на ΔΧ.8. ΔL is the change in the length of the beam in the liquid when the ultrasonic transducer is shifted by ΔΧ.

9. β - угол падения ультразвукового импульса на внутреннюю поверхность трубы.9. β is the angle of incidence of the ultrasonic pulse on the inner surface of the pipe.

При внутритрубной дефектоскопии используется схема контроля (фиг. 1), при которой ультразвуковой импульс от ультразвукового преобразователя 1 (фиг. 1) падает на внутреннюю поверхность трубопровода 2 (фиг. 1) через слой перекачиваемой по трубопроводу жидкости под заданным углом. Ультразвуковой импульс распространяется в стенке трубы по направлению излучения. При наличии дефекта 3 (фиг. 1) волна частично отражается и регистрируется ультразвуковым преобразователем 1 (фиг. 1). Для повышения достоверности контроля, особенно при контроле сварного шва, ультразвуковые преобразователи 1 (фиг. 1) ориентируют в двух взаимно противоположных направлениях - по ходу движения дефектоскопа (фиг. 3) и против хода (фиг. 4). Ультразвуковые преобразователи 1 (фиг. 1) при штатном режиме контроля возбуждают каждый раз при перемещении на ΔΧ 4 (фиг. 2), которое определяется конструкцией одометрической системы дефектоскопа. Энергия в лучевой трубке распределена неравномерно, и интенсивность крайних лучей намного меньше, чем центрального. Поэтому первый и последний эхо-импульсы от дефекта намного слабее, чем центральный. Уровень порога 5 (фиг. 2) выбирают, исходя из требования обнаружения дефекта с минимальными размерами при наиболее сложных условиях внутритрубного контроля. Количество возбуждений, в которых амплитуда эхо-импульсов при пересечении дефекта превысит порог 5 (фиг. 2), зависит от ΔΧ4 (фиг. 2), размера пьезоэлемента ультразвукового преобразователя 1 (фиг. 1), глубины дефекта и уровня порога 5 (фиг. 2).During in-line inspection, a control circuit is used (Fig. 1), in which the ultrasonic pulse from the ultrasonic transducer 1 (Fig. 1) falls on the inner surface of the pipeline 2 (Fig. 1) through a layer of fluid pumped through the pipeline at a given angle. An ultrasonic pulse propagates in the pipe wall in the direction of radiation. In the presence of a defect 3 (Fig. 1), the wave is partially reflected and recorded by ultrasonic transducer 1 (Fig. 1). To increase the reliability of control, especially when checking the weld, ultrasonic transducers 1 (Fig. 1) are oriented in two mutually opposite directions - along the path of the flaw detector (Fig. 3) and against the course (Fig. 4). Ultrasonic transducers 1 (Fig. 1) in the normal control mode excite each time you move to ΔΧ 4 (Fig. 2), which is determined by the design of the odometer flaw detector system. The energy in the beam tube is not evenly distributed, and the intensity of the extreme rays is much less than the central one. Therefore, the first and last echo pulses from the defect are much weaker than the central one. The threshold level 5 (Fig. 2) is selected based on the requirement of detecting a defect with minimum dimensions under the most difficult conditions of in-line inspection. The number of excitations in which the amplitude of the echo pulses when crossing the defect exceeds threshold 5 (Fig. 2) depends on ΔΧ4 (Fig. 2), the size of the piezoelectric element of the ultrasonic transducer 1 (Fig. 1), the depth of the defect, and the threshold level 5 (Fig. 2). 2).

Исследования показали, что при реальном контроле с помощью стандартного ультразвукового преобразователя с пьезоэлементом диаметром 15 мм и шагом одометра 3,3 мм от дефекта глубиной 1 мм на внутренней поверхности трубы толщиной 30 мм (наибольшей на отечественных трубопроводах) количество превышений порога будет не более трех. Уровень порога при исследованиях выбирался из условия его превышения над амплитудой шумов на бездефектной трубе в 2 раза. При таком режиме работы дефектоскопа по способам, указанным в описании заявленного изобретения в разделе «изобретательский уровень», будут зарегистрированы бездефектные места на внешней поверхности с увеличенной шероховатостью и с металлической окалиной, а также места со скоплением мелких включений в стенке трубы, особенно при контроле тонких труб.Studies have shown that with real monitoring using a standard ultrasonic transducer with a piezoelectric element with a diameter of 15 mm and an odometer pitch of 3.3 mm from a defect of 1 mm deep on the inner surface of a pipe 30 mm thick (the largest on domestic pipelines), the number of threshold exceeded will be no more than three. The threshold level during research was chosen from the condition of its excess over the noise amplitude on a defect-free pipe by 2 times. With this mode of operation of the flaw detector according to the methods specified in the description of the claimed invention in the "inventive step" section, defect-free spots on the outer surface with increased roughness and with metal scale, as well as places with the accumulation of small inclusions in the pipe wall will be recorded, especially when monitoring thin pipes.

Для повышения достоверности контроля предлагается способ внутритрубного ультразвукового контроля, в котором анализируют время регистрации эхо-импульсов от дефектов, амплитуда которых выше заданного порогового уровня, и в основе которого лежит факт, что при перемещении дефектоскопа время регистрации мешающих («ложных») сигналов в последовательных возбуждениях ультразвукового преобразователя является величиной случайной, а время регистрации эхо-импульсов от дефекта будет постоянно либо увеличиваться, либо уменьшаться в зависимости от направления излучения ультразвукового преобразователя по отношению к направлению перемещения (фиг. 3 и фиг. 4).To increase the reliability of inspection, a method of in-line ultrasonic inspection is proposed, in which the time of registration of echo pulses from defects whose amplitude is higher than a predetermined threshold level is analyzed, and which is based on the fact that when a flaw detector moves, the time of recording interfering ("false") signals in sequential excitations of the ultrasonic transducer is a random quantity, and the time of registration of echo pulses from a defect will either constantly increase or decrease depending on from the radiation direction of the ultrasonic transducer with respect to the direction of movement (Fig. 3 and Fig. 4).

Если излучение происходит по ходу перемещения дефектоскопа (фиг. 3), то время регистрации будет постоянно уменьшаться. Если излучение происходит против перемещения дефектоскопа (фиг. 4), время регистрации будет постоянно увеличиваться. Это свойство реализовано в заявленном способе и позволяет существенно повысить достоверность контроля по сравнению с прототипами (указанные в разделе «изобретательский уровень» описания заявленного изобретения), в котором критерием выявлением дефекта является превышение амплитудой эхо-импульса только уровня порогового уровня 5 (фиг. 2).If radiation occurs along the path of the flaw detector (Fig. 3), then the recording time will be constantly reduced. If radiation occurs against the movement of the flaw detector (Fig. 4), the recording time will constantly increase. This property is implemented in the claimed method and can significantly increase the reliability of the control compared to prototypes (indicated in the "inventive step" section of the description of the claimed invention), in which the defect detection criterion is that the amplitude of the echo pulse exceeds only the threshold level 5 (Fig. 2) .

Также в заявленном способе внутритрубного ультразвукового контроля производится анализ времени регистрации не всех эхо-импульсов с амплитудами выше порогового уровня 5 (фиг. 2), а только у наибольших по амплитуде эхо-импульсов, зарегистрированных в каждом возбуждении ультразвукового преобразователя. Это обусловлено тем, что внутритрубные дефектоскопы работают с очень высокой чувствительностью, поэтому помимо эхо-импульсов от дефекта очень часто регистрируются эхо-сигналы из стенки трубы («ложные») с амплитудой, как правило, меньшей, чем у эхо-импульса от дефекта 3 (фиг. 1), но выше порогового уровня 5 (фиг. 2).Also, in the claimed method of in-line ultrasonic testing, the analysis of the recording time of not all echo pulses with amplitudes above threshold level 5 (Fig. 2) is carried out, but only for the largest amplitude echo pulses recorded in each excitation of the ultrasonic transducer. This is due to the fact that in-tube flaw detectors operate with very high sensitivity, therefore, in addition to echo pulses from a defect, echo signals from the pipe wall (“false”) with an amplitude, as a rule, smaller than the echo pulse from defect 3, are often recorded (Fig. 1), but above threshold level 5 (Fig. 2).

Далее в заявленном способе внутритрубного ультразвукового контроля для принятия решения о выявлении дефекта необходимо постоянное уменьшение или увеличение времени регистрации наибольшего эхо-импульса, но не менее чем в трех последовательных возбуждениях ультразвукового преобразователя. Требование большего числа возбуждений ультразвукового преобразователя может привести к пропуску дефекта со слабой отражательной способностью на трубах с большой толщиной стенки.Further, in the claimed method of in-line ultrasonic testing, in order to make a decision on the identification of a defect, it is necessary to continuously decrease or increase the time for recording the largest echo pulse, but not less than in three successive excitations of the ultrasonic transducer. The requirement for a greater number of excitations of the ultrasonic transducer can lead to the omission of a defect with weak reflectivity on pipes with a large wall thickness.

Для повышения достоверности внутритрубного контроля в заявленном способе предлагается ввести ограничение на допустимое значение ΔΤ 6 (фиг. 3 и фиг. 4). Зарегистрированные ультразвуковые импульсы признаются эхо-импульсами от дефекта, если величина изменения времени регистрации ΔΤ 6 (фиг. 3 и фиг. 4) наибольшего эхо-импульса в двух последовательных возбуждениях близка к значению, рассчитанному по формуле:To increase the reliability of the in-line inspection in the claimed method, it is proposed to introduce a restriction on the permissible value ΔΤ 6 (Fig. 3 and Fig. 4). The registered ultrasonic pulses are recognized as echo pulses from the defect if the magnitude of the change in the recording time ΔΤ 6 (Fig. 3 and Fig. 4) of the largest echo pulse in two successive excitations is close to the value calculated by the formula:

ΔТ=2ΔXsinβ/Сж, гдеΔT = 2ΔXsinβ / Sr, where

Сж - скорость звука в перекачиваемой жидкости по трубопроводу,Sg - the speed of sound in the pumped liquid through the pipeline,

β - угол падения ультразвукового импульса 9 (фиг. 5).β is the angle of incidence of the ultrasonic pulse 9 (Fig. 5).

При смещении ультразвукового преобразователя 1 (фиг. 1) относительно дефекта 3 (фиг. 1) изменяется точка выхода ультразвукового луча на излучающей поверхности ультразвукового преобразователя 1 (фиг. 1), который падает на дефект 3 (фиг. 1), что приводит к изменению времени регистрации эхо-импульса от дефекта 3 (фиг. 1). Если ультразвуковой преобразователь 1 (фиг. 1) сместится от дефекта 3 (фиг. 3) на ΔΧ 4 (фиг. 2, фиг. 3 и фиг. 4), то длина луча в жидкости увеличится на ΔL 8 (фиг. 5), а время регистрации эхо-импульса от дефекта увеличится на ΔΤ 6 (фиг. 3 и фиг. 4), так как ΔΧ 4 (фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4 и фиг. 5) - величина постоянная, то ΔΤ 6 (фиг. 3 и фиг. 4) также будет величиной постоянной, что позволяет повысить достоверность внутритрубного контроля.With the displacement of the ultrasonic transducer 1 (Fig. 1) relative to the defect 3 (Fig. 1), the exit point of the ultrasonic beam on the radiating surface of the ultrasonic transducer 1 (Fig. 1) changes, which falls on the defect 3 (Fig. 1), which leads to a change the time of registration of the echo pulse from defect 3 (Fig. 1). If the ultrasonic transducer 1 (Fig. 1) moves from defect 3 (Fig. 3) to ΔΧ 4 (Fig. 2, Fig. 3 and Fig. 4), then the beam length in the liquid will increase by ΔL 8 (Fig. 5), and the time of registration of the echo pulse from the defect will increase by ΔΤ 6 (Fig. 3 and Fig. 4), since ΔΧ 4 (Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4 and Fig. 5) is a constant, then ΔΤ 6 (Fig. 3 and Fig. 4) will also be a constant value, which improves the reliability of the in-line inspection.

ΔΤ 6 (фиг. 3 и фиг. 4) зависит от угла падения β 9 (фиг. 5) и скорости звука в перекачиваемой жидкости. Величина угла падения β 9 (фиг. 5) задается конструкцией носителя ультразвуковых преобразователей дефектоскопа и во время внутритрубного контроля не меняется, при этом скорость звука в перекачиваемых по трубопроводам жидкостях может сильно отличаться. Поэтому, для осуществления внутритрубного ультразвукового контроля в разнородных жидкостях заявленным способом требуется, чтобы значение ΔΤ 6 (фиг. 3 и фиг. 4) удовлетворяло следующему условию:ΔΤ 6 (Fig. 3 and Fig. 4) depends on the angle of incidence β 9 (Fig. 5) and the speed of sound in the pumped liquid. The angle of incidence β 9 (Fig. 5) is determined by the design of the carrier of the ultrasonic transducers of the flaw detector and does not change during the in-pipe inspection, while the speed of sound in liquids pumped through pipelines can vary greatly. Therefore, for the implementation of in-line ultrasonic testing in heterogeneous liquids by the claimed method, it is required that the ΔΤ 6 value (Fig. 3 and Fig. 4) satisfy the following condition:

2ΔXsinβ/Сж(max)<ΔТ<2ΔXsinβ/Сж(min), где2ΔXsinβ / Sr (max) <ΔT <2ΔXsinβ / Sr (min), where

Сж(min) и Сж(max) - наименьшее и наибольшее значения скорости звука в перекачиваемых жидкостях.Sg (min) and Sg (max) - the smallest and greatest values of the speed of sound in the pumped liquids.

У дефектоскопов для внутритрубного контроля труб диаметром 28…40'' угол падения β 9 (фиг. 5) равен 17°. Скорость звука в перекачиваемых жидкостях меняется в широких пределах - 1200…1600 м/с с учетом возможного изменения температуры жидкости, которая может меняться от небольшого минуса до 50°С. Если значение ΔΧ 4 (фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4 и фиг. 5) равно 3,3 мм, то ΔΤ 6 (фиг. 3 и фиг. 4) может меняться от 1,2 до 1,6 мкс, и только в этом случае считается, что дефект зарегистрирован.For flaw detectors for in-pipe inspection of pipes with a diameter of 28 ... 40 '', the angle of incidence β 9 (Fig. 5) is 17 °. The speed of sound in the pumped fluids varies over a wide range - 1200 ... 1600 m / s, taking into account a possible change in the temperature of the fluid, which can vary from a small minus to 50 ° C. If the value ΔΧ 4 (Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4 and Fig. 5) is 3.3 mm, then ΔΤ 6 (Fig. 3 and Fig. 4) can vary from 1.2 to 1.6 μs , and only in this case it is considered that the defect is registered.

Claims (2)

1. Способ внутритрубного ультразвукового контроля, в котором с помощью ультразвуковых преобразователей возбуждают импульсы упругой волны в перекачиваемой по трубопроводу жидкости под заданным углом к внутренней поверхности трубопровода по ходу перемещения дефектоскопа и против перемещения дефектоскопа через равные интервалы пройденного пути, анализируют эхо-импульсы из стенки трубопровода, амплитуды которых превысили заданный пороговый уровень, отличающийся тем, что измеряют время регистрации наибольшего эхо-импульса после каждого возбуждения ультразвукового преобразователя, а дефект считают зарегистрированным, если в течение не менее чем в трех последовательных возбуждениях ультразвукового преобразователя, излучающего ультразвуковые импульсы по ходу движения дефектоскопа, время регистрации эхо-импульса постоянно уменьшается, или у ультразвукового преобразователя, излучающего против хода движения дефектоскопа, время регистрации эхо-импульса постоянно увеличивается.1. The method of in-line ultrasonic testing, in which using ultrasonic transducers they generate pulses of an elastic wave in the fluid pumped through the pipeline at a given angle to the inner surface of the pipeline in the direction of the flaw detector and against the flaw detector at equal intervals of the distance traveled, analyze the echo pulses from the pipeline wall the amplitudes of which exceeded a predetermined threshold level, characterized in that they measure the time of registration of the largest echo pulse after each excitation of the ultrasonic transducer, and the defect is considered to be registered if, during no less than three consecutive excitations of the ultrasonic transducer emitting ultrasonic pulses along the flaw detector, the registration time of the echo pulse is constantly decreasing, or for an ultrasonic transducer radiating upstream of the flaw detector, the time of registration of the echo pulse is constantly increasing. 2. Способ внутритрубного ультразвукового контроля по п. 1, отличающийся тем, что измеряют разницу времени регистрации наибольшего эхо-импульса (ΔT) в двух последовательных возбуждениях ультразвукового преобразователя, при этом значение ΔT должно удовлетворять условию: 2ΔХsinβ/Сж(max)<ΔТ<2ΔXsinβ/Сж(min), где Сж(min) и Сж(max) - наименьшее и наибольшее значения скорости звука в перекачиваемых по трубопроводу жидкостях, β - угол падения ультразвукового импульса на внутреннюю поверхность стенки трубы, ΔX - перемещение дефектоскопа между двумя последовательными возбуждениями ультразвукового преобразователя.2. The method of in-line ultrasonic testing according to claim 1, characterized in that the difference in the time of registration of the largest echo pulse (ΔT) in two consecutive excitations of the ultrasonic transducer is measured, while the ΔT value must satisfy the condition: 2ΔXsinβ / Sf (max) <ΔT < 2ΔXsinβ / Cf (min), where Cf (min) and Cf (max) are the smallest and largest values of the speed of sound in the fluids pumped through the pipeline, β is the angle of incidence of the ultrasonic pulse on the inner surface of the pipe wall, ΔX is the defectoscope moving between two sequences excitations of the ultrasonic transducer.
RU2015133429A 2015-08-11 2015-08-11 Method of intratubal ultrasonic inspection RU2607258C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015133429A RU2607258C1 (en) 2015-08-11 2015-08-11 Method of intratubal ultrasonic inspection

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015133429A RU2607258C1 (en) 2015-08-11 2015-08-11 Method of intratubal ultrasonic inspection

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2607258C1 true RU2607258C1 (en) 2017-01-10

Family

ID=58452576

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015133429A RU2607258C1 (en) 2015-08-11 2015-08-11 Method of intratubal ultrasonic inspection

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2607258C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2690975C1 (en) * 2018-10-03 2019-06-07 Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") Method of determining signal from pipe wall according to power lines statistics pid cd data

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57114851A (en) * 1981-01-09 1982-07-16 Toshiba Corp Ultrasonic flaw detecting and inspecting device
JPS59119259A (en) * 1982-12-25 1984-07-10 Power Reactor & Nuclear Fuel Dev Corp Automatic ultrasonic flaw detector for tube wall
RU2182331C1 (en) * 2001-05-25 2002-05-10 ЗАО "Нефтегазкомплектсервис" Method of intrapipe ultrasonic testing
RU2205396C1 (en) * 2002-02-07 2003-05-27 ЗАО "Нефтегазкомплектсервис" Process of intrapipe inspection of pipe-lines with dynamic scanning mode
RU2212660C1 (en) * 2001-12-25 2003-09-20 ЗАО "Нефтегазкомплектсервис" Method of intratube ultrasonic testing

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57114851A (en) * 1981-01-09 1982-07-16 Toshiba Corp Ultrasonic flaw detecting and inspecting device
JPS59119259A (en) * 1982-12-25 1984-07-10 Power Reactor & Nuclear Fuel Dev Corp Automatic ultrasonic flaw detector for tube wall
RU2182331C1 (en) * 2001-05-25 2002-05-10 ЗАО "Нефтегазкомплектсервис" Method of intrapipe ultrasonic testing
RU2212660C1 (en) * 2001-12-25 2003-09-20 ЗАО "Нефтегазкомплектсервис" Method of intratube ultrasonic testing
RU2205396C1 (en) * 2002-02-07 2003-05-27 ЗАО "Нефтегазкомплектсервис" Process of intrapipe inspection of pipe-lines with dynamic scanning mode

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Современное состояние внутритрубного ультразвукового неразрушающего контроля сварных швов, Г. Добман, О.А. Барбиан, X. Виллемс, Дефектоскопия, 2007, N 11, с. 63-71. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2690975C1 (en) * 2018-10-03 2019-06-07 Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") Method of determining signal from pipe wall according to power lines statistics pid cd data

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2485388C2 (en) Device and group of sensors for pipeline monitoring using ultrasonic waves of two different types
EP2029966B1 (en) Acoustic method and system of measuring material loss from a solid structure
US10801837B2 (en) Pipeline deep crack detection
RU2278378C1 (en) Method of revealing disturbances of polymer coating/metal tubes connection
CN112154324B (en) Using multimode acoustic signals to detect, monitor and determine the location of changes in metal structures
RU2607258C1 (en) Method of intratubal ultrasonic inspection
RU2613624C1 (en) Method for nondestructive ultrasonic inspection of water conduits of hydraulic engineering facilities
RU2687846C1 (en) Method of determining pipeline wall thickness in zone of defect of &#34;metal loss&#34; type based on statistical stabilization of signal parameters according to ultrasonic section wm
JP2011530072A (en) Method and apparatus for determining fluid flow rate
RU2451932C1 (en) Method of measuring corrosion of main pipelines
RU2596242C1 (en) Method for ultrasonic inspection
RU2714868C1 (en) Method of detecting pitting corrosion
JP6953953B2 (en) A method for evaluating the soundness of oblique ultrasonic flaw detection, and a method for oblique ultrasonic flaw detection using this method.
US11913909B2 (en) Device and method for determining the extent of defects by means of v through-transmission
RU2690975C1 (en) Method of determining signal from pipe wall according to power lines statistics pid cd data
US11067540B2 (en) Method and device for checking an object for flaws
RU2626744C1 (en) Intratubal ultrasonic flaw detector
RU2486502C2 (en) Method for ultrasonic examination of pipes
RU2789814C1 (en) Method for defect determination of hydro-acoustic coating applied on underwater object
RU2382359C2 (en) Method for monitoring of multiphase flow in pipeline
RU2761382C1 (en) Method for determining speed and type of corrosion
JP5641435B2 (en) Ultrasonic oblique angle flaw detection method and ultrasonic oblique angle flaw detector
RU2523077C1 (en) Method of locating defects
EP4086620A1 (en) Method and device for checking the wall of a pipeline for flaws
Shliakhtsionak et al. Comprehensive analysis of signals in the process of ultrasonic flaw detection