RU2655983C1 - Method of ultrasound echo-pulse non-destructive control of pipelines and apparatus for its implementation - Google Patents

Method of ultrasound echo-pulse non-destructive control of pipelines and apparatus for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2655983C1
RU2655983C1 RU2017125013A RU2017125013A RU2655983C1 RU 2655983 C1 RU2655983 C1 RU 2655983C1 RU 2017125013 A RU2017125013 A RU 2017125013A RU 2017125013 A RU2017125013 A RU 2017125013A RU 2655983 C1 RU2655983 C1 RU 2655983C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipeline
piezoelectric transducers
modules
piezoelectric
ultrasonic waves
Prior art date
Application number
RU2017125013A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Алексеевич Егурцов
Юрий Владимирович Иванов
Татьяна Владимировна Скрынник
Юрий Анатольевич Горяев
Сергей Анатольевич Коколев
Виктор Аркадьевич Середёнок
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Газпром"
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 "Газпром" filed Critical Публичное акционерное общество "Газпром"
Priority to RU2017125013A priority Critical patent/RU2655983C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2655983C1 publication Critical patent/RU2655983C1/en

Links

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

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: defectoscopy.
SUBSTANCE: using to detect various defects in pipelines and other objects by method of directed acoustic waves. Summary of the Invention is in that in flaw detection, two types of probing acoustic waves are consistently used: longitudinal, extending along circumference of pipeline, and transverse, propagating along generatrix of pipeline, while acoustic device provides dry point acoustic contact with pipeline surface of high quality and generation of two types of ultrasonic waves propagating along generatrix and circumference of pipeline.
EFFECT: providing possibility of examining part of pipeline located under anchorage point of annular grid by means of more compact apparatus, as well as ensuring high-quality acoustic contact of piezoelectric transducers with pipeline wall, with possibility of fast transducers moving along pipeline using positioning device.
8 cl, 6 dwg

Description

Изобретения относятся к области неразрушающего контроля трубопроводов и других объектов и могут быть использованы для обнаружения различных дефектов в контролируемых изделиях методом направленных акустических волн.The invention relates to the field of non-destructive testing of pipelines and other objects and can be used to detect various defects in controlled products by the method of directed acoustic waves.

Известен способ того же назначения, заключающийся в закреплении на известной измерительной базе друг от друга передающей и приемной кольцевых акустических систем и обработке результатов измерений, в результате которой обнаруживается наличие дефекта, расположенного на измерительной базе /US 2014202249, кл. G01H 5/00, G01N 29/22, 2014/.A known method of the same purpose, which consists in securing on a known measuring base from each other the transmitting and receiving ring speakers and processing the measurement results, as a result of which the presence of a defect is located on the measuring base / US 2014202249, class G01H 5/00, G01N 29/22, 2014 /.

Недостатком аналога является низкое пространственное разрешение дефектов в трубопроводе, ограничиваемое длиной базы измерения. С помощью известного аналога можно только проконтролировать, что дефект находится внутри базы измерения без точного определения продольной координаты расположения дефекта.The disadvantage of the analogue is the low spatial resolution of defects in the pipeline, limited by the length of the measurement base. With the help of a well-known analogue, we can only verify that the defect is located inside the measurement base without accurately determining the longitudinal coordinate of the location of the defect.

Известен ультразвуковой эхо-импульсный способ неразрушающего контроля трубопроводов, заключающийся в закреплении на внешней поверхности контролируемого трубопровода кольцевых акустических систем, генерации в стенке трубопровода поперечных ультразвуковых волн, распространяющихся вдоль трубопровода, параллельно его оси, генерации в стенке трубопровода продольных ультразвуковых волн, приеме рассеянных на дефектах трубопровода ультразвуковых волн кольцевой решеткой пьезоэлектрических преобразователей, обработке принятого сигнала и определении по нему наличия, местоположения, формы и характера дефекта в трубопроводе /CN 101666783, кл. G01N 29/14, 2010/.A known ultrasonic echo-pulse method of non-destructive testing of pipelines is to fix ring acoustic systems on the external surface of the pipeline being monitored, generate transverse ultrasonic waves in the pipeline wall propagating along the pipeline parallel to its axis, generate longitudinal ultrasonic waves in the pipeline wall, and receive scattered on defects the pipeline of ultrasonic waves by an annular array of piezoelectric transducers processing the received signal and determining thereon availability, location, shape and nature of the defect in the pipeline / CN 101666783, Int. G01N 29/14, 2010 /.

Данное техническое решение принято за прототип способа.This technical solution is taken as a prototype of the method.

В прототипе для увеличения зоны прозвучивания трубопровода (зоны зондирования) ультразвуковые волны (продольные и волны кручения) направляют вдоль трубопровода с помощью электромагнитно-акустических преобразователей, а прием рассеянных от дефекта волн осуществляют с помощью кольцевой акустической системы с пьезоэлектрическими преобразователями.In the prototype, in order to increase the sounding zone of the pipeline (sensing zone), ultrasonic waves (longitudinal and torsion waves) are directed along the pipeline using electromagnetic-acoustic transducers, and the waves scattered from the defect are received using a ring acoustic system with piezoelectric transducers.

Поскольку генерируемая волна кручения является чисто поперечной волной, то кольцевая акустическая система пьезоэлектрических преобразователей принимает как продольные, так и поперечные волны, отраженные от дефекта трубопровода.Since the generated torsion wave is a purely transverse wave, the ring acoustic system of piezoelectric transducers receives both longitudinal and transverse waves reflected from the pipeline defect.

Недостатком прототипа в части способа является невозможность исследования части трубопровода, расположенной под местом закрепления акустической системы.The disadvantage of the prototype in terms of the method is the inability to study the part of the pipeline located under the place of fastening of the speaker system.

Известна аппаратура аналогичного назначения, содержащая кольцевые передающую и кольцевую приемную акустические системы, расположенные на заданной измерительной базе вдоль трубопровода /US 2014202249, кл. G01H 5/00, G01N 29/22, 2014/.Known equipment for a similar purpose, containing ring transmitting and ring receiving acoustic systems located on a given measuring base along the pipeline / US 2014202249, class. G01H 5/00, G01N 29/22, 2014 /.

Акустические кольцевые передающая и приемная системы выполнены в виде колец с преобразователями, прикрепленных к открытому участку трубопровода и электрически соединенных с блоком обработки.The acoustic ring transmitting and receiving systems are made in the form of rings with transducers attached to an open section of the pipeline and electrically connected to the processing unit.

Кольцевые передающая и приемная акустические системы выполнены с возможностью перемещения вдоль трубопровода.Annular transmitting and receiving acoustic systems are arranged to move along the pipeline.

Недостатком аналога аппаратуры является низкое пространственное разрешение месторасположения дефектов трубопровода, ограниченное длиной измерительной базы.The disadvantage of the analogue of the equipment is the low spatial resolution of the location of defects in the pipeline, limited by the length of the measuring base.

Известна аппаратура для реализации способа, содержащая кольцевую 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 101666783, кл. G01N 29/14, 2010/. Данная аппаратура принята за прототип.Known apparatus for implementing the method, comprising a ring acoustic system made in the form of an antenna array of piezoelectric transducers, attached to an open section of the pipeline using a clamping device to provide dry acoustic contact of the piezoelectric transducers with the outer surface of the pipeline, and a software and hardware complex for switching and interpreting data / CN 101666783, cl. G01N 29/14, 2010 /. This equipment is taken as a prototype.

В прототипе кольцевая акустическая система в виде антенной решетки пьезоэлектрических преобразователей используется как приемная решетка акустических волн.In the prototype, a ring acoustic system in the form of an antenna array of piezoelectric transducers is used as a receiving array of acoustic waves.

В качестве передающей кольцевой акустической системы используется электромагнито-акустическая, позволяющая возбудить в трубопроводе более интенсивные продольные волны и волны кручения (волны кручения можно рассматривать как чисто поперечные волны).An electromagnetic acoustic system is used as a transmitting ring acoustic system, which allows exciting more intense longitudinal waves and torsion waves in the pipeline (torsion waves can be considered as purely transverse waves).

Для получения акустического контакта высокого качества приемо-передающих элементов кольцевых акустических систем с трубопроводом преобразователи акустических систем приклеиваются к внешней поверхности трубопровода.To obtain high-quality acoustic contact between the transceiver elements of the ring acoustic systems and the pipeline, the transducers of the acoustic systems are glued to the outer surface of the pipeline.

Недостатком прототипа в части аппаратуры является невозможность исследования части трубопровода, расположенной под местом закрепления кольцевой решетки.The disadvantage of the prototype in terms of equipment is the inability to study the part of the pipeline located under the place of fastening of the annular lattice.

Другим недостатком прототипа в части аппаратуры является громоздкость передающей кольцевой акустической системы, состоящей из электромагнито-акустических преобразователей.Another disadvantage of the prototype in terms of equipment is the bulkiness of the transmitting ring acoustic system, consisting of electromagnetic-acoustic transducers.

Третьим недостатком известной аппаратуры является отсутствие в ней устройства позиционирования для ее быстрого перемещения вдоль трубопровода при обеспечении высококачественного акустического контакта с трубопроводом возбуждающей и приемной систем.The third disadvantage of the known equipment is the lack of a positioning device for its rapid movement along the pipeline while providing high-quality acoustic contact with the pipeline of the exciting and receiving systems.

Техническим результатом, получаемым от внедрения способа и аппаратуры, является устранение перечисленных выше недостатков известных технических решений, т.е. получение возможности исследования части трубопровода, расположенной под местом закрепления кольцевой решетки.The technical result obtained from the introduction of the method and apparatus is the elimination of the above disadvantages of the known technical solutions, i.e. getting the opportunity to study the part of the pipeline located under the place of fastening of the annular lattice.

Получение более компактной аппаратуры за счет замены электромагнито-акустических преобразователей на пьезоэлектрические.Obtaining more compact equipment by replacing the electromagnetic-acoustic transducers with piezoelectric.

Обеспечение высококачественного акустического контакта пьезоэлектрических преобразователей со стенкой трубопровода при возможности быстрого перемещения преобразователей вдоль трубопровода с помощью устройства позиционирования.Ensuring high-quality acoustic contact of piezoelectric transducers with the pipe wall with the possibility of rapid movement of the transducers along the pipeline using a positioning device.

Технический результат достигается тем, что в способе ультразвукового эхо-импульсного неразрушающего контроля трубопроводов, заключающемся в закреплении на внешней поверхности контролируемого трубопровода набора модулей антенных решеток пьезоэлектрических преобразователей, генерации в стенке трубопровода поперечных ультразвуковых волн, распространяющихся вдоль трубопровода, параллельно его оси, генерации в стенке трубопровода продольных ультразвуковых волн, приеме рассеянных на дефектах трубопровода ультразвуковых волн модулями антенных решеток пьезоэлектрических преобразователей, обработке принятого сигнала и определении по нему наличия, местоположения, формы и характера дефекта в трубопроводе, продольные ультразвуковые волны генерируют вдоль окружности трубопровода с помощью модулей антенных решеток пьезоэлектрических преобразователей под местом их закрепления на трубопроводе, при этом поперечные ультразвуковые волны генерируют с помощью тех же модулей антенных решеток пьезоэлектрических преобразователей.The technical result is achieved by the fact that in the method of ultrasonic echo-pulse non-destructive testing of pipelines, which consists in fixing on the external surface of a controlled pipeline a set of antenna array modules of piezoelectric transducers, generating transverse ultrasonic waves propagating along the pipeline parallel to its axis, generating in the wall of a longitudinal ultrasonic wave pipeline, reception of module ultrasonic waves scattered by defects in a pipeline and antenna arrays of piezoelectric transducers, processing the received signal and determining the presence, location, shape and nature of the defect in the pipeline, longitudinal ultrasonic waves are generated along the circumference of the pipeline using the modules of the antenna arrays of piezoelectric transducers under the place of their fastening on the pipeline, while transverse ultrasonic waves generate using the same modules of the antenna arrays of piezoelectric transducers.

В стенке трубопровода генерируют горизонтально или вертикально поляризованные поперечные волны.Horizontally or vertically polarized transverse waves are generated in the pipe wall.

Технический результат также достигается тем, что аппаратура для реализации вышеуказанного способа, содержащая кольцевую акустическую систему, выполненную в виде съемных модулей антенных решеток пьезоэлектрических преобразователей, закрепляемых на открытом участке 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 акустическая система выполнена в виде съемных модулей антенных решеток пьезоэлектрических приемо-передающих преобразователей, устанавливаемых в пазы устройства позиционирования, при этом прижимное устройство выполнено в виде магнитопроводов, установленных в съемных модулях антенных решеток, а пьезоэлектрические приемо-передающие преобразователи - с возможностью переключения направления вектора колебательных смещений генерируемых и принимаемых ультразвуковых волн.The technical result is also achieved by the fact that the apparatus for implementing the above method, containing an annular acoustic system made in the form of removable modules of antenna arrays of piezoelectric transducers, mounted on an open section of the pipeline using a clamping device, and a hardware-software complex for switching and interpreting data, additionally contains a positioning device made in the form of a belt with grooves directed along the generatrices of the pipeline, and an acoustic system The ma is made in the form of removable modules of antenna arrays of piezoelectric transceivers installed in the slots of the positioning device, while the clamping device is made in the form of magnetic cores installed in removable modules of antenna arrays, and the piezoelectric transceivers are capable of switching the direction of the vector of vibrational displacements generated and received ultrasonic waves.

Пьезоэлектрические преобразователи в съемных модулях установлены в шахматном порядке.Piezoelectric transducers in removable modules are staggered.

Магнитопроводы установлены в съемных модулях между преобразователями в шахматном порядке.Magnetic cores are installed in removable modules between the transducers in a checkerboard pattern.

Вокруг каждого пьезоэлектрического преобразователя модуля антенных решеток установлены защитные манжеты.Around each piezoelectric transducer module antenna arrays installed protective cuffs.

Для обеспечения высококачественного сухого акустического контакта пьезоэлектрических преобразователей с наружной поверхностью трубопровода, каждый из пьезоэлектрических преобразователей модуля антенных решеток выполнен подпружиненным.To ensure high-quality dry acoustic contact of the piezoelectric transducers with the outer surface of the pipeline, each of the piezoelectric transducers of the antenna array module is spring-loaded.

Пояс с продольными пазами выполнен из винипласта, закрепляемого на трубопроводе с помощью магнитов.The belt with longitudinal grooves is made of vinyl plastic, fixed to the pipeline with magnets.

Изобретения поясняются чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 представлена конструктивная схема аппаратуры для реализации ультразвукового эхо-импульсного способа; на фиг. 2 - общий вид аппаратуры, закрепленной 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 сверху); на фиг. 5 - устройство ультразвуковых преобразователей с сухим точечным контактом, выполненное с возможностью переключения направления вектора колебательных смещений ультразвуковых волн; на фиг. 6 - схема реализации способа при определении дефектов трубопровода под местом закрепления кольцевой решетки пьезоэлектрических преобразователей.In FIG. 1 shows a structural diagram of equipment for implementing an ultrasonic echo-pulse method; in FIG. 2 is a general view of the apparatus fixed to the pipeline, in FIG. 3 - removable module of piezoelectric transducers with dry point contact, bottom view; in FIG. 4 - removable module of piezoelectric transducers with dry point contact (top view); in FIG. 5 - a device of ultrasonic transducers with dry point contact, configured to switch the direction of the vector of vibrational displacements of ultrasonic waves; in FIG. 6 is a diagram of the implementation of the method for determining pipeline defects under the place of fixing the ring lattice of piezoelectric transducers.

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), прикрепляемых к открытому участку трубопровода 2 с помощью прижимного устройства для обеспечения сухого акустического контакта пьезоэлектрических преобразователей с наружной поверхностью трубопровода 2.The equipment for detecting pipeline defects contains a transceiver acoustic system made in the form of piezoelectric transducers combined into removable modules of antenna arrays 1 (Fig. 1, 2), attached to an open section of the pipeline 2 using a clamping device to provide dry acoustic contact of the piezoelectric transducers with the outer surface of the pipeline 2.

Имеется также устройство позиционирования модулей антенных решеток 1 на трубопроводе 2, выполненные в виде пояса 3 с пазами 4, направленными вдоль образующих трубопровода 2.There is also a device for positioning the modules of the antenna arrays 1 on the pipeline 2, made in the form of a belt 3 with grooves 4 directed along the generatrices of the pipeline 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.Antenna arrays, made in the form of removable modules (Fig. 3, 4), installed in the grooves 4 of the belt 3, are pressed to the surface of the pipeline 2 using the magnetic circuits 5.

Для этой же цели (обеспечение необходимого усилия прижима) внутри корпуса 6 модуля 1 каждый пьезоэлектрический приемо-передающий преобразователь 7 (фиг. 3, 4) оснащен пружинным механизмом (на чертежах не показан).For the same purpose (ensuring the necessary clamping force) inside the housing 6 of module 1, each piezoelectric transceiver 7 (Fig. 3, 4) is equipped with a spring mechanism (not shown in the drawings).

Для предотвращения попадания влаги, пыли или грязи внутрь корпуса 6 модуля 1, вокруг каждого преобразователя 7 предусмотрена защитная манжета (на чертежах не показана).To prevent moisture, dust or dirt from getting inside the housing 6 of the module 1, a protective sleeve (not shown) is provided around each converter 7.

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.Piezoelectric transducers in each removable module 1 (Fig. 3, 4) are installed in a checkerboard pattern. The magnetic circuits 5 in the removable modules 1 between the piezoelectric transducers 7 are also installed in a checkerboard pattern.

Это позволяет усилить технический эффект за счет увеличения прижимающего усилия каждого пьезоэлектрического преобразователя в модуле к поверхности трубопровода 2.This allows you to enhance the technical effect by increasing the pressing force of each piezoelectric transducer in the module to the surface of the pipeline 2.

Пояс 3 с пазами 4 может быть выполнен из винипласта, закрепляемого на трубопроводе 2 с помощью магнитов (на чертежах не приведены).The belt 3 with grooves 4 can be made of vinyl plastic, fixed to the pipe 2 using magnets (not shown in the drawings).

Прижимным устройством для обеспечения акустического контакта пьезоэлектрических приемо-передающих преобразователей 7 с поверхностью трубопровода 2 служат магнитопроводы 5 и не показанный на чертежах пружинный механизм внутри корпуса 6 модуля 1.The clamping device for providing acoustic contact of the piezoelectric transceivers 7 with the surface of the pipe 2 are the magnetic cores 5 and the spring mechanism not shown in the drawings inside the housing 6 of the module 1.

Аппаратура также содержит модуль 8 коммутации для обеспечения совместной работы модулей 1 пьезоэлектрических преобразователей (фиг. 1), который подключается к управляющему компьютеру. Совместно с компьютером модуль 8 по коммутации образуют программно-аппаратный комплекс для коммутации и интерпретации данных.The equipment also contains a switching module 8 to ensure the joint operation of the modules 1 of the piezoelectric transducers (Fig. 1), which is connected to the control computer. Together with the computer, the switching module 8 forms a hardware-software complex for switching and data interpretation.

Модуль 8 коммутации соединен с пьезоэлектрическими преобразователями 7 модулей 1 проводами 9. Каждый из преобразователей 7 контактирует с протектором 10. Под позицией 11 (фиг. 4) изображены электроды пьезоэлектрических преобразователей 7.The switching module 8 is connected to the piezoelectric transducers 7 of the modules 1 by wires 9. Each of the transducers 7 is in contact with the protector 10. Under the position 11 (Fig. 4), the electrodes of the piezoelectric transducers 7 are shown.

Корпус 6 каждого модуля 1 содержит цилиндрические углубления, в которые размещают преобразователи 7.The housing 6 of each module 1 contains a cylindrical recess in which the transducers 7 are placed.

Пьезоэлектрические приемо-передающие преобразователи 7 выполнены с возможностью переключения направления вектора колебательных смещений ультразвуковых волн.Piezoelectric transceivers 7 are configured to switch the direction of the vector of vibrational displacements of ultrasonic waves.

Такой преобразователь, например, представлен в патенте /RU 2082163, G01N 29/24, 1997/.Such a converter, for example, is presented in patent / RU 2082163, G01N 29/24, 1997 /.

Корпус 11, заполненный жидким демпфером 12, имеет крышку 13 (фиг. 5).The housing 11, filled with a liquid damper 12, has a cover 13 (Fig. 5).

В корпусе 11 установлено два одинаковых пьезоэлектрических преобразователя 7. Корпус 11 также снабжен протектором 10, имеющим, например, форму конуса или пирамиды для контактирования с наружной поверхностью трубопровода 2.Two identical piezoelectric transducers are installed in the housing 11. The housing 11 is also provided with a tread 10 having, for example, a cone or pyramid shape for contacting with the outer surface of the pipeline 2.

Выводы пьезоэлектрических преобразователей 7 соединены с модулем 8 коммутации.The findings of the piezoelectric transducers 7 are connected to the switching module 8.

Модуль 8 коммутации помимо обеспечения совместной работы модулей пьезоэлектрических преобразователей (фиг. 1) позволяет соединять преобразователи 7 синфазно или противофазно. В первом случае излучаются продольные волны, распространяющиеся по окружности трубопровода 2, а во втором - поперечные, распространяющиеся вдоль образующих трубопровода 2.The switching module 8, in addition to ensuring the joint operation of the piezoelectric transducer modules (Fig. 1), allows converters 7 to be connected in phase or out of phase. In the first case, longitudinal waves are emitted that propagate around the circumference of the pipeline 2, and in the second, transverse waves propagating along the generatrices of the pipeline 2.

На фиг. 5 горизонтальной и вертикальной стрелками представлены колебательные движения протектора 10 в направлениях x, у, а точкой - в направлении z. При таких колебаниях в различных направлениях будут генерироваться продольные и одна из поляризаций поперечных ультразвуковых волн.In FIG. 5, the horizontal and vertical arrows represent the vibrational movements of the tread 10 in the x, y directions, and the dot in the z direction. With such oscillations in different directions, longitudinal and one of the polarization of the transverse ultrasonic waves will be generated.

Допустим, сначала аппаратура, реализующая способ, работает в режиме генерации продольных зондирующих акустических волн 14 (фиг. 6), распространяющихся вдоль окружности трубопровода 2, под местом расположения съемных модулей антенных решеток 1.Suppose, first, the apparatus implementing the method operates in the mode of generating longitudinal sounding acoustic waves 14 (Fig. 6) propagating along the circumference of the pipeline 2, under the location of the removable modules of the antenna arrays 1.

Если на пути зондирующих волн 14 встретится дефект 15 трубопровода 2, то он будет обнаружен с помощью акустической аппаратуры или теневым способом (используется рассеяние ультразвука вперед на неоднородностях) или эхо-импульсным способом (используется рассеяние ультразвука назад).If a defect 15 of pipeline 2 is encountered in the path of the sounding waves 14, then it will be detected using acoustic equipment either by the shadow method (forward scattering of ultrasound by inhomogeneities is used) or by the echo-pulse method (backward scattering of ultrasound is used).

Затем аппаратура, реализующая способ, работает в режиме генерации и приема поперечных зондирующих волн, распространяющихся вдоль образующих трубопровода 2 параллельно его оси. Используя эхо-импульсный способ контроля дефектов в трубопроводе 2, определяют местоположение дефекта (по временным характеристикам эхо-импульса) и форму и размеры дефекта (по амплитуде и форме эхо-импульса).Then, the apparatus implementing the method operates in the generation and reception of transverse sounding waves propagating along the generatrix of the pipeline 2 parallel to its axis. Using the echo-pulse method for controlling defects in the pipeline 2, the location of the defect (by the time characteristics of the echo pulse) and the shape and size of the defect (by the amplitude and shape of the echo pulse) are determined.

Программно-аппаратный комплекс в виде модуля 8 коммутации позволяет обрабатывать сигналы одновременно от продольных и поперечных волн.The hardware-software complex in the form of a switching module 8 allows you to process signals simultaneously from longitudinal and transverse waves.

Использование двух поляризаций поперечных волн позволяет повысить точность способа.The use of two polarizations of the transverse waves allows to increase the accuracy of the method.

Устройство позиционирования позволяет в случае необходимости устанавливать аппаратуру на другой участок трубопровода.The positioning device allows, if necessary, to install the equipment on another section of the pipeline.

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, позволяя осуществлять реализацию способа на новом месте контролируемого трубопровода путем излучения и приема продольных и поперечных ультразвуковых волн предложенным способом.In this case, the magnetic cores installed in the grooved belt make it easy to remove and shift the equipment to another section of the pipeline while providing high-quality dry acoustic contact between the piezoelectric transducers and the pipeline, allowing the method to be implemented at a new location in the controlled pipeline by radiation and reception of longitudinal and transverse ultrasonic waves by the proposed way.

Этим достигается поставленный технический результат.This achieves the set technical result.

Claims (8)

1. Способ ультразвукового эхо-импульсного неразрушающего контроля трубопроводов, заключающийся в закреплении на внешней поверхности контролируемого трубопровода набора модулей антенных решеток пьезоэлектрических преобразователей, генерации в стенке трубопровода поперечных ультразвуковых волн, распространяющихся вдоль трубопровода, параллельно его оси, генерации в стенке трубопровода продольных ультразвуковых волн, приеме рассеянных на дефектах трубопровода ультразвуковых волн модулями антенных решеток пьезоэлектрических преобразователей, обработке принятого сигнала и определении по нему наличия, местоположения, формы и характера дефекта в трубопроводе, отличающийся тем, что продольные ультразвуковые волны генерируют вдоль окружности трубопровода с помощью модулей антенных решеток пьезоэлектрических преобразователей под местом их закрепления на трубопроводе, при этом поперечные ультразвуковые волны генерируют с помощью тех же модулей антенных решеток пьезоэлектрических преобразователей.1. The method of ultrasonic echo-pulse non-destructive testing of pipelines, which consists in fixing on the external surface of the controlled pipeline a set of antenna array modules of piezoelectric transducers, generating transverse ultrasonic waves propagating along the pipeline parallel to its axis in the pipeline wall, generating longitudinal ultrasonic waves in the pipeline wall, reception of ultrasonic waves scattered by pipeline defects by antenna modules of piezoelectric transducers developers, processing the received signal and determining from it the presence, location, shape and nature of the defect in the pipeline, characterized in that longitudinal ultrasonic waves are generated along the circumference of the pipeline using modules of antenna arrays of piezoelectric transducers under the place of their fastening on the pipeline, while transverse ultrasonic waves generate using the same modules of the antenna arrays of piezoelectric transducers. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в стенке трубопровода генерируют горизонтально или вертикально поляризованные поперечные волны.2. The method according to p. 1, characterized in that horizontally or vertically polarized transverse waves are generated in the pipe wall. 3. Аппаратура для реализации способа по п. 1, содержащая кольцевую акустическую систему, выполненную в виде съемных модулей антенных решеток пьезоэлектрических преобразователей, закрепляемых на открытом участке 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 акустическая система выполнена в виде съемных модулей антенных решеток пьезоэлектрических приемо-передающих преобразователей, устанавливаемых в пазы устройства позиционирования, при этом прижимное устройство выполнено в виде магнитопроводов, установленных в съемных модулях антенных решеток, а пьезоэлектрические приемо-передающие преобразователи - с возможностью переключения направления вектора колебательных смещений генерируемых и принимаемых ультразвуковых волн.3. The apparatus for implementing the method according to claim 1, comprising an annular acoustic system made in the form of removable modules of antenna arrays of piezoelectric transducers, mounted on an open section of the pipeline using a clamping device, and a software and hardware complex for switching and interpreting data, characterized in which further comprises a positioning device made in the form of a belt with grooves directed along the generatrices of the pipeline, and the speaker system is made in the form of removable modules antenna arrays of piezoelectric transceivers that are installed in the slots of the positioning device, while the clamping device is made in the form of magnetic cores installed in removable modules of the antenna arrays, and piezoelectric transceivers - with the ability to switch the direction of the vector of vibrational displacements of the generated and received ultrasonic waves. 4. Аппаратура по п. 1, отличающаяся тем, что пьезоэлектрические преобразователи в съемных модулях установлены в шахматном порядке.4. The equipment according to claim 1, characterized in that the piezoelectric transducers in the removable modules are staggered. 5. Аппаратура по п. 2, отличающаяся тем, что магнитопроводы установлены в съемных модулях между преобразователями в шахматном порядке.5. The equipment according to claim 2, characterized in that the magnetic cores are installed in removable modules between the transducers in a checkerboard pattern. 6. Аппаратура по п. 1, отличающаяся тем, что вокруг каждого пьезоэлектрического преобразователя модуля антенных решеток установлены защитные манжеты.6. The equipment according to claim 1, characterized in that around each piezoelectric transducer of the antenna array module protective cuffs are installed. 7. Аппаратура по п. 1, отличающаяся тем, что каждый из пьезоэлектрических преобразователей модуля антенных решеток выполнен подпружиненным.7. The equipment according to claim 1, characterized in that each of the piezoelectric transducers of the antenna array module is spring-loaded. 8. Аппаратура по п. 1, отличающаяся тем, что пояс с продольными пазами выполнен из винипласта, закрепляемого на трубопроводе с помощью магнитов.8. The equipment according to claim 1, characterized in that the belt with longitudinal grooves is made of vinyl plastic, fixed to the pipeline with magnets.
RU2017125013A 2017-07-13 2017-07-13 Method of ultrasound echo-pulse non-destructive control of pipelines and apparatus for its implementation RU2655983C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017125013A RU2655983C1 (en) 2017-07-13 2017-07-13 Method of ultrasound echo-pulse non-destructive control of pipelines and apparatus for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017125013A RU2655983C1 (en) 2017-07-13 2017-07-13 Method of ultrasound echo-pulse non-destructive control of pipelines and apparatus for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2655983C1 true RU2655983C1 (en) 2018-05-30

Family

ID=62560632

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017125013A RU2655983C1 (en) 2017-07-13 2017-07-13 Method of ultrasound echo-pulse non-destructive control of pipelines and apparatus for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2655983C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2731503C2 (en) * 2018-12-24 2020-09-03 Публичное акционерное общество "Газпром" Equipment for technical control of main pipeline transition and method of its operation

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1810819A1 (en) * 1991-02-07 1993-04-23 Proizv Predpr Uraltekhenergo N Acoustic unit for ultrasonic testing
RU24563U1 (en) * 2002-04-08 2002-08-10 Открытое акционерное общество Научно-исследовательский институт разработки и эксплуатации нефтепромысловых труб INSTALLATION FOR NON-DESTRUCTIVE TESTING OF PIPES
US20090139337A1 (en) * 2007-12-03 2009-06-04 Fbs, Inc. Guided wave pipeline inspection system and method with enhanced natural focusing techniques
CN101666783A (en) * 2008-09-01 2010-03-10 中国科学院金属研究所 Ultrasonic guided wave combined type nondestructive testing method and ultrasonic guided wave combined type nondestructive testing device
RU158684U1 (en) * 2015-08-25 2016-01-20 Общество с ограниченной ответственностью "Технический центр контроля и диагностики - Атомкомплект" PIPELINE FLEXIBILITY CONTROL DEVICE FOR EMERGENCY COOLING SYSTEMS OF THE ZONE AND PRESSURE COMPENSATION SYSTEMS
RU158686U1 (en) * 2015-08-25 2016-01-20 Общество с ограниченной ответственностью "Технический центр контроля и диагностики - Атомкомплект" RING WELDED CONTROL DEVICE FOR PIPELINES

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1810819A1 (en) * 1991-02-07 1993-04-23 Proizv Predpr Uraltekhenergo N Acoustic unit for ultrasonic testing
RU24563U1 (en) * 2002-04-08 2002-08-10 Открытое акционерное общество Научно-исследовательский институт разработки и эксплуатации нефтепромысловых труб INSTALLATION FOR NON-DESTRUCTIVE TESTING OF PIPES
US20090139337A1 (en) * 2007-12-03 2009-06-04 Fbs, Inc. Guided wave pipeline inspection system and method with enhanced natural focusing techniques
CN101666783A (en) * 2008-09-01 2010-03-10 中国科学院金属研究所 Ultrasonic guided wave combined type nondestructive testing method and ultrasonic guided wave combined type nondestructive testing device
RU158684U1 (en) * 2015-08-25 2016-01-20 Общество с ограниченной ответственностью "Технический центр контроля и диагностики - Атомкомплект" PIPELINE FLEXIBILITY CONTROL DEVICE FOR EMERGENCY COOLING SYSTEMS OF THE ZONE AND PRESSURE COMPENSATION SYSTEMS
RU158686U1 (en) * 2015-08-25 2016-01-20 Общество с ограниченной ответственностью "Технический центр контроля и диагностики - Атомкомплект" RING WELDED CONTROL DEVICE FOR PIPELINES

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2731503C2 (en) * 2018-12-24 2020-09-03 Публичное акционерное общество "Газпром" Equipment for technical control of main pipeline transition and method of its operation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Prada et al. Separation of interfering acoustic scattered signals using the invariants of the time-reversal operator. Application to Lamb waves characterization
RU2655982C1 (en) Equipment for detecting defects of pipelines
JP2009540311A (en) Ultrasonic testing equipment with array probe
JP2011149888A (en) Compound-type ultrasonic probe, and ultrasonic flaw detection method by tofd method using the probe
US20130055816A1 (en) Method and apparatus for providing a structural condition of a structure
JP2011007702A (en) Ultrasonic flaw detection method and apparatus
RU2629896C1 (en) Method of ultrasonic control of pipeline and system for its implementation
RU2655983C1 (en) Method of ultrasound echo-pulse non-destructive control of pipelines and apparatus for its implementation
JP4183366B2 (en) Phased array ultrasonic flaw detector
JP6533458B2 (en) Foreign matter inspection system for a concrete structure, foreign matter inspection apparatus and foreign matter inspection method
RU187205U1 (en) Device for ultrasonic inspection of the pipeline
RU2655985C1 (en) Method of ultrasound non-destructive control of integrity of tanks and apparatus for its implementation
JP2004150875A (en) Method and system for imaging internal flaw using ultrasonic waves
RU2655991C1 (en) Apparatus for control of protective insulating coating of technological and main pipelines
KR102203609B1 (en) Electromagnetic acoustic transducer and pipe inspection apparatus comprising the same
Anderson et al. Experimentally identifying masked sources applying time reversal with the selective source reduction method
RU2733704C2 (en) Acoustic antenna and method of its operation
RU2587536C1 (en) Method of measuring attenuation coefficient of ultrasound
Garcia et al. Corrosion detection under pipe supports using EMAT medium range guided waves
JP2010175519A (en) Ultrasonic inspection device
Choi et al. NDE application of air-coupled array for thickness measurement of concrete slab
Zhou et al. Effects of directivity function on total focusing method imaging performance
Jagadeeshwar et al. Wave visualization of ultrasonic guided waves in a metallic structure using fiber bragg gratings
RU2415388C2 (en) Method of determining directional diagram of piezoelectric transducer (versions)
JP2013108925A (en) Ultrasonic probe using constant phase method in non contact air coupled ultrasonic testing technology