RU2655982C1 - Аппаратура для обнаружения дефектов трубопроводов - Google Patents
Аппаратура для обнаружения дефектов трубопроводов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2655982C1 RU2655982C1 RU2017125012A RU2017125012A RU2655982C1 RU 2655982 C1 RU2655982 C1 RU 2655982C1 RU 2017125012 A RU2017125012 A RU 2017125012A RU 2017125012 A RU2017125012 A RU 2017125012A RU 2655982 C1 RU2655982 C1 RU 2655982C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipeline
- antenna arrays
- piezoelectric
- transducers
- acoustic
- Prior art date
Links
- 230000007547 defect Effects 0.000 title claims abstract description 10
- 238000003491 array Methods 0.000 claims abstract description 18
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 claims description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000001012 protector Effects 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating 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
- G01N29/04—Analysing solids
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
- F17D5/00—Protection or supervision of installations
- F17D5/02—Preventing, monitoring, or locating loss
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (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
Использование: для неразрушающего контроля технического состояния трубопроводов акустическим способом. Сущность изобретения заключается в том, что аппаратура для обнаружения дефектов трубопроводов содержит кольцевую приемо-передающую акустическую систему, выполненную в виде антенных решеток пьезоэлектрических преобразователей, прикрепляемую к открытому участку трубопровода с помощью прижимного устройства, и программно-аппаратный комплекс для коммутации и интерпретации данных, при этом аппаратура дополнительно содержит устройство позиционирования, выполненное в виде пояса с пазами, направленными вдоль образующих трубопровода, а антенные решетки выполнены в виде съемных модулей пьезоэлектрических приемо-передающих преобразователей, устанавливаемых в пазы устройства позиционирования, причем прижимное устройство выполнено в виде магнитопроводов, установленных в съемных модулях антенных решеток. Технический результат: обеспечение возможности получения высокого сухого акустического контакта пьезоэлектрических акустических преобразователей антенных решеток с наружной поверхностью трубопровода. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к области неразрушающего контроля технического состояния трубопроводов акустическим способом.
Известна аппаратура аналогичного назначения, содержащая кольцевые передающую и кольцевую приемную акустические системы, расположенные вдоль контролируемого участка трубопровода на заданной базе (US 2014202249, кл. G01H 5/00, G01N 29/22, 2014).
Акустические передающая и приемная системы выполнены в виде колец с ультразвуковыми пьезоэлектрическими преобразователями, прикрепленных к открытому участку трубопровода и электрически соединенных с программно-аппаратным комплексом.
Кольцевые передающие и приемные акустические системы выполнены с возможностью перемещения вдоль трубопровода.
Недостатком этого устройства является низкое пространственное разрешение дефектов трубопровода. С помощью известного аналога можно только обнаружить, что дефект расположен между передающей и приемной акустической системами, т.е. на заданной базе измерения.
Известна аппаратура для обнаружения дефектов трубопроводов, содержащая кольцевую приемо-передающую акустическую систему, выполненную в виде антенной решетки пьезоэлектрических преобразователей, прикрепляемую к открытому участку трубопровода с помощью прижимного устройства для обеспечения сухого акустического контакта пьезоэлектрических преобразователей с наружной поверхностью трубопровода, и программно-аппаратный комплекс для коммутации и интерпретации данных (CN 201322742, кл. G01N 29/14, 2009).
Данное техническое решение принято за прототип.
В прототипе антенная решетка пьезоэлектрических преобразователей является приемной, а в качестве передающего преобразователя используется более громоздкий электро-магнитный преобразователь.
Применение электромагнитного преобразователя в качестве излучателя акустических зондирующих волн вместо пьезоэлектрических преобразователей объясняется наличием плохого сухого акустического контакта у пьезоэлектрического преобразователя и, как следствие этого, слабая интенсивность генерируемой преобразователем акустической зондирующей волны.
Это является недостатком прототипа.
Вторым недостатком прототипа является отсутствие в нем устройства позиционирования вдоль трубопровода, что ограничивает область контроля трубопровода с помощью известной аппаратуры.
Техническим результатом, получаемым от внедрения изобретения, является получение высококачественного сухого акустического контакта пьезоэлектрических акустических преобразователей антенных решеток с наружной поверхностью трубопровода и обеспечение возможности позиционирования аппаратуры вдоль трубопровода.
Данный технический результат достигают за счет того, что аппаратура для обнаружения дефектов трубопроводов, содержащая кольцевую приемопередающую акустическую систему, выполненную в виде антенных решеток пьезоэлектрических преобразователей, прикрепляемую к открытому участку трубопровода с помощью прижимного устройства, и программно-аппаратный комплекс для коммутации и интерпретации данных, дополнительно содержит устройство позиционирования, выполненное в виде пояса с пазами, направленными вдоль образующих трубопровода, а антенные решетки выполнены в виде съемных модулей пьезоэлектрических приемо-передающих преобразователей, устанавливаемых в пазы устройства позиционирования, при этом прижимное устройство выполнено в виде магнитопроводов, установленных в съемных модулях антенных решеток.
Пьезоэлектрические преобразователи в съемных модулях установлены в шахматном порядке.
Магнитопроводы установлены в съемных модулях между пьезоэлектрическими преобразователями в шахматном порядке.
Вокруг каждого пьезоэлектрического преобразователя антенных решеток установлены защитные манжеты.
Для улучшения качества сухого акустического контакта пьезоэлектрических преобразователей с наружной поверхностью трубопровода, каждый из пьезоэлектрических преобразователей антенных решеток выполнен подпружиненным.
Пояс с продольными пазами выполнен из винипласта, закрепляемого на трубопроводе с помощью магнитов.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлена схема аппаратуры; на фиг. 2 - схема аппаратуры, установленной на трубопроводе; на фиг. 3 - съемный модуль пьезоэлектрических преобразователей с сухим точечным контактом, вид снизу; на фиг. 4 - съемный модуль пьезоэлектрических преобразователей с сухим точечным контактом, вид сбоку
Аппаратура для обнаружения дефектов трубопровода содержит приемо-передающую акустическую систему, выполненную в виде пьезоэлектрических преобразователей, объединенных в съемные модули антенных решеток 1 (фиг. 1, 2), прикрепляемые к открытому участку трубопровода 2 с помощью прижимного устройства для обеспечения сухого акустического контакта с наружной поверхностью трубопровода 2.
Имеется также устройство позиционирования модулей антенных решеток 1 на трубопроводе 2, выполненное в виде пояса 3 с пазами 4, направленными вдоль образующих трубопровода 2.
Антенные решетки, выполненные в виде съемных модулей (фиг. 3, 4), устанавливаемых в пазы 4 пояса 3, прижимаются к поверхности трубопровода 2 с помощью магнитопроводов 5.
Для этой же цели (обеспечение необходимого усилия прижима) внутри корпуса 6 модуля 1 каждый пьезоэлектрический преобразователь 7 (фиг. 3, 4) оснащен пружинным механизмом (на чертежах не показан).
Для предотвращения попадания влаги, пыли или грязи внутрь корпуса 6 модуля 1, вокруг каждого преобразователя 7 предусмотрена защитная манжета (на чертежах не показана).
Пьезоэлектрические преобразователи в каждом съемном модуле 1 (фиг. 3, 4) установлены в шахматном порядке. Магнитопроводы 5 в съемных модулях 1 между пьезоэлектрическими преобразователями 7 также установлены в шахматном порядке.
Это позволяет усилить технический эффект за счет увеличения прижимающего усилия каждого пьезоэлектрического преобразователя в модуле к поверхности трубопровода 2.
Пояс 3 с пазами 4 может быть выполнен из винипласта, закрепляемого на трубопроводе 2 с помощью магнитов (на чертежах не приведены).
Прижимным устройством для обеспечения акустического контакта пьезоэлектрических приемо-передающих преобразователей 7 с поверхностью трубопровода 2 служат магнитопроводы 5 и непоказанный на чертежах пружинный механизм внутри корпуса 6 модуля 1.
Аппаратура также содержит модуль 8 коммутации для обеспечения совместной работы модулей 1 пьезоэлектрических преобразователей (фиг. 1).
Модуль 8 коммутации соединен с пьезоэлектрическими преобразователями 7 модулей 1 проводами 9. Каждый из преобразователей 7 соединен с протектором 10. Под позицией 11 (фиг. 4) изображены электроды пьезоэлектрических преобразователей 7.
Корпус 6 каждого модуля 1 содержит цилиндрические углубления, в которые размещают преобразователи 7.
Аппаратура работает следующим образом.
На исследуемый участок трубопровода 2 с помощью прижимного устройства устанавливается аппаратура для обнаружения дефектов трубопровода в виде трещин и очагов коррозии.
При этом протектор 10 (фиг. 3), передающий ультразвуковые колебания от пьезоэлектрического преобразователя в точку акустического контакта имеет размеры, много меньшие длины волны. Имея малые волновые размеры, протектор колеблется как сосредоточенное тело, почти не деформируясь.
Аппаратура работает в режиме эхолокатора и в контролируемом изделии (трубопроводе 2) с помощью преобразователей 7 и протекторов 10 возбуждается горизонтально поляризованная волна.
Вдоль трубопровода 2 направляется акустический импульс от месторасположения акустического сухого контакта. Если на пути акустического импульса появится дефект в виде акустической неоднородности (трещина или очаг коррозии), то часть импульса отразится назад к антенным решеткам.
Амплитуда отраженного импульса позволяет оценить размеры акустической неоднородности, а время его появления - координату расположения неоднородности в трубопроводе.
Устройство позиционирования позволяет в случае необходимости устанавливать аппаратуру на другой участок трубопровода.
При этом магнитопроводы, установленные в поясе с пазами, позволяют легко снимать и сдвигать аппаратуру на другой участок трубопровода при обеспечении высококачественного сухого акустического контакта пьезоэлектрических преобразователей с трубопроводом.
Этим достигается поставленный технический результат.
Claims (6)
1. Аппаратура для обнаружения дефектов трубопроводов, содержащая кольцевую приемо-передающую акустическую систему, выполненную в виде антенных решеток пьезоэлектрических преобразователей, прикрепляемую к открытому участку трубопровода с помощью прижимного устройства, и программно-аппаратный комплекс для коммутации и интерпретации данных, отличающаяся тем, что дополнительно содержит устройство позиционирования, выполненное в виде пояса с пазами, направленными вдоль образующих трубопровода, а антенные решетки выполнены в виде съемных модулей пьезоэлектрических приемо-передающих преобразователей, устанавливаемых в пазы устройства позиционирования, при этом прижимное устройство выполнено в виде магнитопроводов, установленных в съемных модулях антенных решеток.
2. Аппаратура по п. 1, отличающаяся тем, что пьезоэлектрические преобразователи в съемных модулях установлены в шахматном порядке.
3. Аппаратура по п. 2, отличающаяся тем, что магнитопроводы установлены в съемных модулях между пьезоэлектрическими преобразователями в шахматном порядке.
4. Аппаратура по п. 1, отличающаяся тем, что вокруг каждого пьезоэлектрического преобразователя антенных решеток установлены защитные манжеты.
5. Аппаратура по п. 1, отличающаяся тем, что каждый из пьезоэлектрических преобразователей антенных решеток выполнен подпружиненным.
6. Аппаратура по п. 1, отличающаяся тем, что пояс с продольными пазами выполнен из винипласта, закрепляемого на трубопроводе с помощью магнитов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017125012A RU2655982C1 (ru) | 2017-07-13 | 2017-07-13 | Аппаратура для обнаружения дефектов трубопроводов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017125012A RU2655982C1 (ru) | 2017-07-13 | 2017-07-13 | Аппаратура для обнаружения дефектов трубопроводов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2655982C1 true RU2655982C1 (ru) | 2018-05-30 |
Family
ID=62560154
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017125012A RU2655982C1 (ru) | 2017-07-13 | 2017-07-13 | Аппаратура для обнаружения дефектов трубопроводов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2655982C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2731503C2 (ru) * | 2018-12-24 | 2020-09-03 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Аппаратура для контроля технического состояния перехода магистрального трубопровода и способ ее работы |
RU2733704C2 (ru) * | 2018-12-24 | 2020-10-06 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Акустическая антенна и способ ее работы |
RU2757203C1 (ru) * | 2021-01-26 | 2021-10-12 | Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") | Способ автоматизированной наружной диагностики трубопровода и автоматизированный диагностический комплекс для его осуществления |
CN114738053A (zh) * | 2022-04-26 | 2022-07-12 | 中铁隧道局集团路桥工程有限公司 | 一种盾构隧道施工用临近管线安全压力检测装置 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1810819A1 (ru) * | 1991-02-07 | 1993-04-23 | Proizv Predpr Uraltekhenergo N | Акустический блок для ультразвукового контроля |
RU24563U1 (ru) * | 2002-04-08 | 2002-08-10 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский институт разработки и эксплуатации нефтепромысловых труб | Установка для неразрушающего контроля труб |
US20090139337A1 (en) * | 2007-12-03 | 2009-06-04 | Fbs, Inc. | Guided wave pipeline inspection system and method with enhanced natural focusing techniques |
CN201322742Y (zh) * | 2008-09-01 | 2009-10-07 | 中国科学院金属研究所 | 超声导波复合式无损检测装置 |
RU158684U1 (ru) * | 2015-08-25 | 2016-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Технический центр контроля и диагностики - Атомкомплект" | Устройство контроля гибов трубопроводов системы аварийного охлаждения зоны и системы компенсации давления |
RU158686U1 (ru) * | 2015-08-25 | 2016-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Технический центр контроля и диагностики - Атомкомплект" | Устройство контроля кольцевых сварных соединений трубопроводов |
-
2017
- 2017-07-13 RU RU2017125012A patent/RU2655982C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1810819A1 (ru) * | 1991-02-07 | 1993-04-23 | Proizv Predpr Uraltekhenergo N | Акустический блок для ультразвукового контроля |
RU24563U1 (ru) * | 2002-04-08 | 2002-08-10 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский институт разработки и эксплуатации нефтепромысловых труб | Установка для неразрушающего контроля труб |
US20090139337A1 (en) * | 2007-12-03 | 2009-06-04 | Fbs, Inc. | Guided wave pipeline inspection system and method with enhanced natural focusing techniques |
CN201322742Y (zh) * | 2008-09-01 | 2009-10-07 | 中国科学院金属研究所 | 超声导波复合式无损检测装置 |
RU158684U1 (ru) * | 2015-08-25 | 2016-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Технический центр контроля и диагностики - Атомкомплект" | Устройство контроля гибов трубопроводов системы аварийного охлаждения зоны и системы компенсации давления |
RU158686U1 (ru) * | 2015-08-25 | 2016-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Технический центр контроля и диагностики - Атомкомплект" | Устройство контроля кольцевых сварных соединений трубопроводов |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2731503C2 (ru) * | 2018-12-24 | 2020-09-03 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Аппаратура для контроля технического состояния перехода магистрального трубопровода и способ ее работы |
RU2733704C2 (ru) * | 2018-12-24 | 2020-10-06 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Акустическая антенна и способ ее работы |
RU2757203C1 (ru) * | 2021-01-26 | 2021-10-12 | Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") | Способ автоматизированной наружной диагностики трубопровода и автоматизированный диагностический комплекс для его осуществления |
CN114738053A (zh) * | 2022-04-26 | 2022-07-12 | 中铁隧道局集团路桥工程有限公司 | 一种盾构隧道施工用临近管线安全压力检测装置 |
CN114738053B (zh) * | 2022-04-26 | 2023-03-21 | 中铁隧道局集团路桥工程有限公司 | 一种盾构隧道施工用临近管线安全压力检测装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2655982C1 (ru) | Аппаратура для обнаружения дефектов трубопроводов | |
Prada et al. | Separation of interfering acoustic scattered signals using the invariants of the time-reversal operator. Application to Lamb waves characterization | |
US9638671B2 (en) | Systems and methods for damage detection in structures using guided wave phased arrays | |
US20130327148A1 (en) | Systems and methods for damage detection in plate-like structures using guided wave phased arrays | |
RU2539806C2 (ru) | Ультразвуковое устройство обнаружения дефектов, ультразвуковой преобразователь и ультразвуковой способ обнаружения дефектов | |
JP2007010638A5 (ru) | ||
US9733217B2 (en) | Method and apparatus for providing a structural condition of a structure | |
JP2009540311A (ja) | アレイ探触子を備える超音波試験装置 | |
US4712428A (en) | Ultrasonic flaw detector probe | |
JP2015040857A (ja) | 適応バッキング層を有するセンサモジュール | |
JP2009276319A (ja) | 空気超音波診断装置 | |
KR20130080084A (ko) | 굴곡면을 가지는 재료의 초음파 비파괴검사가 가능한 고분자재료 기반 유연한 위상배열 초음파 탐촉자 | |
RU2655983C1 (ru) | Способ ультразвукового эхо-импульсного неразрушающего контроля трубопроводов и аппаратура для его осуществления | |
RU2433397C1 (ru) | Способ сплошного ультразвукового контроля подошвы рельсов | |
US20060173341A1 (en) | Electromagnetic ultrasound converter | |
RU2655991C1 (ru) | Аппаратура для контроля защитного изоляционного покрытия технологических и магистральных трубопроводов | |
RU187205U1 (ru) | Устройство для ультразвукового контроля трубопровода | |
KR101877769B1 (ko) | 복합 다중 주파수 초음파 위상배열 영상화 장치 | |
US20110247419A1 (en) | Time reversal acoustic noncontact source | |
RU2733704C2 (ru) | Акустическая антенна и способ ее работы | |
KR101113095B1 (ko) | 비파괴 검사용 초음파 측정장치 | |
RU2009145311A (ru) | Способ контроля пространственной неоднородности твердых материалов и устройство для его реализации | |
RU2655985C1 (ru) | Способ ультразвукового неразрушающего контроля целостности резервуаров и аппаратура для его осуществления | |
CN110702799B (zh) | 一种基于变角度磁集中器的全向型高阶Lamb波模态电磁声传感器 | |
RU2587536C1 (ru) | Способ измерения коэффициента затухания ультразвука |