RU2619826C1

RU2619826C1 - Device for internal defectoscopy of pipeline walls

Info

Publication number: RU2619826C1
Application number: RU2016105642A
Authority: RU
Inventors: Александр Алексеевич Семенов
Original assignee: Александр Алексеевич Семенов
Priority date: 2016-02-18
Filing date: 2016-02-18
Publication date: 2017-05-18

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: apparatus for the internal inspection of the walls of pipelines comprising a housing supported on an inner surface of the pipe spring-support elements, are designed as wheels with a motor generator placed outside and within the housing, the search system defects, the computer system, traffic control system, detection system of coordinates, power system to the battery, wherein each wheel motor generator preloaded against the inner surface of the torsion unit furthermore housing a location with an optical defect analysis unit associated with sensors, inserted inside of the rotary disc on bearings, with projections on the outer surface, wherein pairwise at an angle to each other in the surface of the disc open channels set LED and photodiode, in the ends of the housing on the bearings there are discs with projections, in the radial channels of which are placed frequency sensors consisting of a coil and a ferrite core connected to the frequency analysis unit, a video camera with illumination from LEDs is fixed inside the end of the case.

EFFECT: providing the possibility of controlling pipelines from various materials.

1 dwg

Description

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля внутренней поверхности труб, а точнее - к устройствам для внутритрубной дефектоскопии стенок трубопроводов, и может быть использовано при проведении внутритрубной диагностики технического состояния стенок трубопроводов.The invention relates to means for non-destructive testing of the inner surface of pipes, and more specifically, to devices for in-line inspection of pipe walls, and can be used when conducting in-pipe diagnostics of the technical condition of the walls of pipelines.

Известно устройство, состоящее из помещаемых в трубопровод механически связанных друг с другом блока энергоснабжения, блока регистрации и дефектоскопического блока, содержащего равномерно размещенные по перечному периметру трубопровода магниты и расположенные между полюсами магнитов многозвенные магниточувствительные преобразователи (патент ФРГ №2423113, МКИ G01N 27/87, опубл. 15.11.1984 г.).A device is known that consists of a power supply unit mechanically connected to each other, a recording unit, and a flaw detector unit that contains magnets evenly spaced along the transverse perimeter of the pipeline and magnetically sensitive multi-link transducers located between the magnet poles (German patent No. 2423113, MKI G01N 27/87, publ. 11/15/1984).

Недостатком указанных аналогов является их недостаточная дефектоскопическая эффективность, обусловленная тем, что проверка производится только для стальных труб. Дефекты не образуют магнитных потоков рассеяния и не могут быть обнаружены.The disadvantage of these analogues is their lack of flaw detection efficiency, due to the fact that the check is performed only for steel pipes. Defects do not form magnetic fluxes and cannot be detected.

Из известных наиболее близким по технической сущности является аппарат внутритрубного контроля, содержащий гермоотсек, опирающийся на внутреннюю поверхность газопровода подпружиненными опорными элементами, выполненными в виде мотор-генератор-колес, размещенные снаружи и внутри гермоотсека систему поиска дефектов, информационно-вычислительную систему, систему регулирования скорости перемещения, систему определения координат, систему электропитания с аккумуляторной батареей, датчик давления рабочей среды, отличающийся тем, что каждое мотор-генератор-колесо выполнено с возможностью обеспечения тормозного, двигательного и пассивного режимов работы, а система регулирования скорости перемещения использует для регулирования скорости аппарата внутритрубного контроля информацию о скоростях вращения роторов мотор-генератора колес.Of the known closest in technical essence is an in-line inspection apparatus containing a pressurized compartment, supported by spring-loaded support elements made in the form of a motor-generator-wheels, a defect search system, an information-computer system, and a speed control system located outside and inside the pressurized compartment displacement, coordinate determination system, power supply system with battery, pressure sensor of the working environment, characterized in that each The engine-generator-wheel is configured to provide braking, motor and passive modes of operation, and the speed control system uses information about the rotational speeds of the rotors of the wheel motor-generator to control the speed of the in-pipe control apparatus.

Недостаток заключается в том, что каждый модуль подвески снабжен пружинным блоком, позволяющим удерживать продольную ось аппарата вдоль оси симметрии газопровода в процессе, который обладает неравномерным усилием, зависящим от угла поворота рычага пружинного блока, кроме того, внешние элементы системы поиска дефектов, выполненные в виде кареток с электромагнитно-акустическими преобразователями, имеют сложную конструкцию рычагов, которые вносят погрешность в измерение.The disadvantage is that each suspension module is equipped with a spring block that allows you to hold the longitudinal axis of the apparatus along the axis of symmetry of the gas pipeline in a process that has an uneven force, depending on the angle of rotation of the lever of the spring block, in addition, the external elements of the defect search system, made in the form carriages with electromagnetic-acoustic transducers have a complex design of levers that introduce an error in the measurement.

Предлагаемое изобретение направлено на диагностику не только стальных, но и трубопроводов из других материалов, в котором обеспечивается равномерное поджатие опорных элементов к внутренней поверхности, повышение точности измерения дефектов.The present invention is directed to the diagnosis of not only steel, but also pipelines of other materials, which ensures uniform compression of the supporting elements to the inner surface, improving the accuracy of measuring defects.

Это достигается тем, что поджатие опорных элементов осуществляется пружинным закрученным торсионом, а поиск дефектов осуществляется фотоэлементами засвеченной внутренней поверхности трубопровода (дефекты определяются изменением интенсивности отраженного света) и частотными датчиками (перемещением ферритового стержня относительно катушки), кроме того, внутренняя поверхность снимается на видеокамеру и сохраняется в блоке памяти.This is achieved by preloading the supporting elements by means of a spring twisted torsion bar, and defects are detected by photocells of the illuminated inner surface of the pipeline (defects are determined by changes in the intensity of reflected light) and frequency sensors (moving the ferrite rod relative to the coil), in addition, the inner surface is recorded on a video camera and stored in the memory block.

На фиг. схематически изображен общий вид устройства для внутренней дефектоскопии стенок трубопроводов. Устройство для внутренней дефектоскопии стенок трубопроводов содержит корпус 6, опирающийся на внутреннюю поверхность трубы 1 подпружиненными опорными элементами 5, 14, выполненными в виде колес с мотор-генераторами, размещенных снаружи и внутри корпуса, систему поиска дефектов, компьютерную систему 21, систему регулирования движения 20, систему определения координат 19, систему электропитания с аккумуляторной батареей 27, в которой каждое колесо с мотор-генератором поджато к внутренней поверхности торсионным блоком 4, 13, кроме того, в корпусе расположен оптический блок анализа дефектов 22, связанный с датчиками вставленных внутрь вращающегося на подшипниках 7, 12 диска 23, с выступами 26 на внешней поверхности, где попарно под углом друг к другу в открытых к поверхности диска каналах установлены светодиод 8, 11 и фотодиод 9, 10, в торцах корпуса 6 на подшипниках 3, 16 установлены диски 15, 32 с выступами 17, 31 в радиальных каналах, в которых размещены частотные датчики 18, 24, 30, состоящие из катушки 28 и ферритового сердечника 29, соединенные с блоком анализа частоты 25, внутри торца корпуса закреплена видеокамера 33 с подсветкой из светодиодов 2.In FIG. schematically shows a General view of a device for internal flaw detection of piping walls. A device for internal flaw detection of pipe walls includes a housing 6, supported by an internal surface of the pipe 1 with spring-loaded support elements 5, 14, made in the form of wheels with motor generators located outside and inside the housing, a defect search system, a computer system 21, a motion control system 20 , a coordinate determination system 19, a power supply system with a battery 27, in which each wheel with a motor generator is pressed against the inner surface by a torsion block 4, 13, in addition, into the housing an optical defect analysis unit 22 is located, connected with sensors inserted inside the disk 23 rotating on bearings 7, 12, with protrusions 26 on the outer surface, where a LED 8, 11 and a photodiode 9 are installed in pairs at an angle to each other in open channels to the disk surface 10, at the ends of the housing 6 on the bearings 3, 16 are mounted disks 15, 32 with protrusions 17, 31 in the radial channels in which the frequency sensors 18, 24, 30 are located, consisting of a coil 28 and a ferrite core 29 connected to a frequency analysis unit 25, inside the end of the housing is fixed on the camcorder 33 backlit by LEDs 2.

Работает устройство следующим образом.The device operates as follows.

Через камеру запуска (не показана на чертеже) в трубу 1 вводится дефектоскоп так, чтобы выступы вращающихся дисков с оптическими и частотными датчиками вошли в паз внутренней поверхности трубы 1. Мотор-генератор колеса 5, 14, подвешенные на рычагах, прижимаются усилием поджатия торсионным блоком 4,13 к внутренней поверхности трубы 1. За счет возникающей силы трения мотор-генератор колеса 5, 14 перемещают корпус 6 устройства для внутренней дефектоскопии стенок по трубопроводу. При этом светодиод 8, 11 оптического блока анализа дефектов 22 по световому каналу освещает ограниченную поверхность в сопряжении светового канала, а парный фотодиод 9, 10 считывает отраженный световой поток, причем если нет дефектов внутренней поверхности трубы, то электрические сигналы приблизительно одинаковой амплитуды. Наконечники частотных датчиков 18, 24, 30 находятся в соприкосновении с внутренней поверхностью трубы. При наличии дефекта перемещается ферритовый сердечник 29 внутри катушки датчика 28, изменяя частоту следования сигнала. Электрические сигналы от датчиков 18, 24, 30 поступают на фильтрующие усилители блока анализа частоты 25, отфильтровываются от неинформативных гармонических составляющих, выпрямляются и подаются на компьютерную систему 21. Компьютерная система 21 записывает информацию качества поверхности в блок памяти. Видеокамера 33 снимает освещенную подсветкой из светодиодов 2 внутреннюю поверхность трубы 1, полученное видео через компьютерное устройство записывается в блок память. После проведенной дефектации устройство для внутренней дефектоскопии стенок трубопроводов вводится в камеру запуска. С блока памяти снимается записанная информация для анализа.A flaw detector is introduced into the pipe 1 through the start-up chamber (not shown in the drawing) so that the protrusions of the rotating disks with optical and frequency sensors enter the groove of the inner surface of the pipe 1. The wheel motor generator 5, 14, suspended on the levers, are pressed by the preload force of the torsion block 4.13 to the inner surface of the pipe 1. Due to the arising frictional force, the motor-generator of the wheel 5, 14 moves the housing 6 of the device for internal flaw detection of the walls through the pipeline. In this case, the LED 8, 11 of the optical defect analysis unit 22 through the light channel illuminates a limited surface in conjunction with the light channel, and the paired photodiode 9, 10 reads the reflected light flux, and if there are no defects on the inner surface of the pipe, then the electrical signals are of approximately the same amplitude. The tips of the frequency sensors 18, 24, 30 are in contact with the inner surface of the pipe. If there is a defect, the ferrite core 29 moves inside the coil of the sensor 28, changing the signal repetition rate. The electrical signals from the sensors 18, 24, 30 are fed to the filtering amplifiers of the frequency analysis unit 25, filtered out from non-informative harmonic components, rectified and fed to the computer system 21. The computer system 21 records the surface quality information in the memory unit. The camcorder 33 removes the inner surface of the pipe 1 illuminated by LEDs 2, the received video through a computer device is recorded in the memory unit. After the defect, the device for internal flaw detection of the walls of the pipelines is introduced into the launch chamber. Recorded information for analysis is removed from the memory unit.

Использование изобретения обеспечит перемещение аппарата в трубопроводе с внутренними нарезами (ствол артиллерийского орудия) и представляет полную информацию качества поверхности при дефектации. Для труб с гладкой внутренней частью используют устройство, в котором диски с оптическими элементами и частотными датчиками посажаны на корпус жестко без выступов.The use of the invention will ensure the movement of the apparatus in a pipeline with internal rifling (barrel of an artillery gun) and provides complete information about the quality of the surface during a defect. For pipes with a smooth inner part, a device is used in which disks with optical elements and frequency sensors are firmly mounted on the body without protrusions.

Claims

A device for internal flaw detection of pipeline walls includes a housing resting on the inner surface of the pipe with spring-loaded support elements made in the form of wheels with motor generators located outside and inside the housing, a defect search system, a computer system, a motion control system, a coordinate determination system, an electrical power system with a battery, characterized in that each wheel with a motor generator is pressed against the inner surface by a torsion block, in addition, in the housing an optical defect analysis unit has been installed, connected with sensors inserted inside the disk rotating on the bearings, with protrusions on the outer surface, where a LED and a photodiode are mounted in pairs at an angle to each other in open channels to the disk surface, disks with protrusions are installed on the ends of the housing in the radial channels of which frequency sensors are placed, consisting of a coil and a ferrite core, connected to the frequency analysis unit, a video camera with LED backlight is fixed inside the end of the case ov.