RU2688030C1 - Способ контроля неравномерности толщины стенок трубопроводов - Google Patents
Способ контроля неравномерности толщины стенок трубопроводов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2688030C1 RU2688030C1 RU2018123357A RU2018123357A RU2688030C1 RU 2688030 C1 RU2688030 C1 RU 2688030C1 RU 2018123357 A RU2018123357 A RU 2018123357A RU 2018123357 A RU2018123357 A RU 2018123357A RU 2688030 C1 RU2688030 C1 RU 2688030C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic field
- sensors
- pipelines
- measuring
- axis
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 8
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 12
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 4
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
- G01N27/82—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
- G01N27/83—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws by investigating stray magnetic fields
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для диагностики трубопроводов методами неразрушающего контроля. Способ контроля неравномерности толщины стенок трубопроводов дополнительно содержит этапы, на которых определяют амплитуды ортогональных составляющих полей вихревых токов датчиками переменного магнитного поля в направлении оси металлического трубопровода и в направлении, ортогональном оси металлического трубопровода и радиусу, причем, измерительный узел выполнен с возможностью вращения, а диагностический робот перемещают пошагово, при этом вращение измерительного узла осуществляют на 180° градусов на каждом шаге поочередно по часовой стрелке и против часовой стрелки, длину каждого шага устанавливают равной ширине захвата датчиками переменного магнитного поля, расположенными диаметрально-противоположно на измерительном узле, и по превышению заданного порога отношения амплитуд ортогональных составляющих полей вихревых токов регистрируется наличие утонения в стенке металлического трубопровода. Технический результат – повышение качества, достоверности и точности контроля при одновременном расширении арсенала технических средств. 1 ил.
Description
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может использовано для диагностики трубопроводов методами неразрушающего контроля без их вскрытия для определения, в частности, неравномерности толщины стенок трубопровода и выявления участков с недопустимым утонением.
Известно техническое решение в виде устройства [RU 156827, U1, G01N 27/83, 20.11.2015], реализующего способ определения дефектов в трубопроводе и содержащее создающий магнитное поле узел, преобразователь изменения магнитного поля в электрическое напряжение, приводной механизм, а также блоки управления и обработки, причем, создающий магнитное поле узел выполнен в виде источника переменного тока, выходы которого подключены к концам проверяемого участка трубы, преобразователь изменения магнитного поля в электрическое напряжение включает в себя катушки индуктивности, соединенные с блоком обработки, и снабжен соединенными с блоками обработки и управления узлами вращения катушек вокруг оси трубы и поддержания постоянного зазора между ними и внутренней поверхностью трубы, а также связанной с монитором отображения контролируемой зоны трубы обзорной видеокамерой, при этом, приводной механизм оборудован соединенной с блоком управления системой аварийного извлечения из трубопровода помещенной в него части устройства и связан с преобразователем изменения магнитного поля в электрическое напряжение шарнирно-карданным соединением.
Недостатком этого технического решения является относительно низкое качество и точность контроля.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ контроля неравномерности толщины стенок недоступного металлического трубопровода [RU 2596862, C1, G01N 27/83, G01B 7/06, 10.09.2016], согласно которому через металлический трубопровод пропускают в продольном направлении переменный электрический ток, измеряют создаваемое им магнитное поле на определенном расстоянии от стенки трубы, продвигаясь вдоль нее, при этом, изменение толщины стенки трубопровода устанавливают по отличию измеренных величин индукции магнитного поля оценкой их отношения, причем, создаваемое переменным током магнитное поле измеряют на неизменном расстоянии от внутренней стенки трубы во внутренней ее полости, продвигаясь вдоль нее с остановками на время полного оборота вокруг оси трубы, одновременно в нескольких точках, расположенных на продольных трубе отрезках при повороте вокруг ее оси, по данным измерения вычисляют среднее арифметическое значение индукции магнитного поля в каждом месте прерывания продольного движения, а изменение толщины стенки в точках цилиндрической поверхности трубы устанавливают как функцию прямой пропорциональности от отношения среднего значения индукции магнитного поля внутри трубопровода каждого места прерывания продольного движения к ее значению в точках измерения с коэффициентом пропорциональности, равным заранее определенной величине толщины бездефектного участка трубы.
Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно никое качество и точность контроля, т.к. при реализации этого способа не удается установить тип дефекта, определить его форму и размеры, не диагностируется утонение стенки на участках, размер которых превышает интервал усреднения, а сам способ отличается ложным выявлением дефектов при наличие таких конструктивных элементов, как опоры трубы, сварные швы в трубе, заплатки в стенах трубы и т.п.
Задачей изобретения является создание способа контроля неравномерности толщины стенок трубопроводов с повышенным качеством, достоверностью и точностью, обеспечивающих расширение арсенала технических средств, используемых при контроле неравномерности толщины стенок трубопроводов и других их характеристик.
Требуемый технический результат заключается в повышении качества, достоверности и точности контроля при одновременном расширении арсенала технических средств, используемых при контроле неравномерности толщины стенок трубопроводов и других их характеристик.
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что, в способе контроля неравномерности толщины стенок трубопроводов, согласно которому между торцами металлического трубопровода прикладывают переменное напряжение фиксированной частоты и направляют внутрь металлического трубопровода диагностический робот с измерительным узлом, на котором размещены датчики переменного магнитного поля, согласно изобретению, определяют амплитуды ортогональных составляющих полей вихревых токов датчиками переменного магнитного поля в направлении оси металлического трубопровода и в направлении, ортогональном оси металлического трубопровода и радиусу, причем, измерительный узел выполнен с возможностью вращения, а диагностический робот перемещают пошагово, при этом, вращение измерительного узла осуществляют на 180° градусов на каждом шаге поочередно по часовой стрелке и против часовой стрелки, длина каждого шага устанавливают равной ширине захвата датчиками переменного магнитного поля, расположенных диаметрально-противоположно на измерительном узле и по превышению заданного порога отношения амплитуд ортогональных составляющих полей вихревых токов регистрируется наличие утонения в стенке металлического трубопровода.
На чертеже представлен пример устройства, реализующий предложенный способ контроля неравномерности толщины стенок трубопроводов.
На чертеже обозначены: 1 - пульт оператора для управления измерительным роботом и отображения информации по результатам измерений, 2 - блок электроники для питания измерительного робота и обмена данными, 3 - генератор переменного напряжения, 4 - блок обработки данных, 5 - измерительный робот, 6 - датчики магнитного поля, 7 - металлический трубопровод.
Работает устройство контроля неравномерности толщины стенок трубопроводов следующим образом.
При помощи генератора 3 переменного напряжения, между торцами металлического трубопровода 7 прикладывается переменное напряжение фиксированной частоты 400 Гц. Разность потенциалов между торцами металлического трубопровода 7 формирует проходящий через него переменный ток. Измерительный робот 5 перемещает вдоль трубы датчики 6 магнитного поля и непрерывно производит считывание амплитуд ортогональных составляющих полей вихревых токов над датчиками 6 в направлении оси металлического трубопровода 7 и в направлении, ортогональном оси металлического трубопровода 7 и радиусу.
Измерительный робот 5 передвигается пошагово внутри металлического трубопровода 7 по контролируемому участку, причем, вращение измерительного узла, на котором размещены датчики 6, осуществляется на 180° по часовой стрелке на одних (например, четных) шагах передвижения и против часовой стрелки на последующих за ними (например, нечетных) шагах передвижения. Длина каждого шага равна ширине захвата датчиками 6 переменного магнитного поля, расположенных диаметрально-противоположно на измерительном узле. При контроле измеряется пара амплитуд - амплитуда магнитного поля вихревых токов, направление которого совпадает с осью трубы, и амплитуда магнитного поля вихревых токов, направление которого перпендикулярно оси трубы и радиусу. Эти данные поступают в блок 4 обработки данных для определения отношения измеренных амплитуд ортогональных составляющих полей вихревых токов превышает заданный порог, то это регистрируется как наличие утонения (дефекта) в стенке металлического трубопровода 7. При этом, чем больше глубина дефекта, тем больше область в стенке металлического трубопровода 7, в которой присутствуют вихревые токи, текущие в направлении перпендикулярном создающему их току. Большая область с таким током создает и большее магнитное поле, направление которого ортогонально полю создающему. Поэтому присутствует связь между глубиной дефекта и амплитудой поля, ортогонального полю без дефекта. Их отношение позволяет нормировать конечный параметр и избавиться от возможного изменения амплитуды задающего поля, которое создает ток, протекающий по трубе.
При этом, во время вращения измерительного узла датчиками 6 магнитного поля на участке металлического трубопровода 7 с дефектом (например, существенным утонением толщины стенки) фактически фиксируется не значение амплитуды сигнала, создаваемого продольным током в области дефектов стенки трубы, а значения амплитуды сигналов магнитного поля, создаваемого продольным и поперечным токами, которые индуцируются при обтекании дефекта стенки трубы продольным током генератора. Глубина дефекта находится в прямой зависимости от соотношения амплитуд сигналов магнитного поля продольного и поперечного токов. Величины полученного соотношения амплитуд сигналов индуцируемых токов привязываются к продольной и угловой координатам, что позволяет определить помимо факта обнаружения дефекта, но и его месторасположение.
Для повышения точности измерения желательно перемещать измерительный робот 5 пошагово, чтобы упростить алгоритм обработки результатов измерений, которые при движении непрерывно будут соответствовать движению датчиков по спирали. Намного проще и точнее оперировать результатами измерения на разных «кольцах», которые получаются при движении по шагам, чем с результатами измерений, полученных при движении по спирали. Смена направления вращения позволяет избежать учета сложных токопереходов, что также повышает точность контроля.
Таким образом, благодаря усовершенствованию известного способа, достигается требуемый технический результат, который заключается в повышении качества, достоверности и точности контроля при одновременном расширении арсенала технических средств, используемых при контроле неравномерности толщины стенок трубопроводов и их других характеристик.
Claims (1)
- Способ контроля неравномерности толщины стенок трубопроводов, согласно которому между торцами металлического трубопровода прикладывают переменное напряжение фиксированной частоты и направляют внутрь металлического трубопровода диагностический робот с измерительным узлом, на котором размещены датчики переменного магнитного поля, отличающийся тем, что определяют амплитуды ортогональных составляющих полей вихревых токов датчиками переменного магнитного поля в направлении оси металлического трубопровода и в направлении, ортогональном оси металлического трубопровода и радиусу, причем измерительный узел выполнен с возможностью вращения, а диагностический робот перемещают пошагово, при этом вращение измерительного узла осуществляют на 180° градусов на каждом шаге поочередно по часовой стрелке и против часовой стрелки, длину каждого шага устанавливают равной ширине захвата датчиками переменного магнитного поля, расположенными диаметрально-противоположно на измерительном узле, и по превышению заданного порога отношения амплитуд ортогональных составляющих полей вихревых токов регистрируется наличие утонения в стенке металлического трубопровода.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018123357A RU2688030C1 (ru) | 2018-06-27 | 2018-06-27 | Способ контроля неравномерности толщины стенок трубопроводов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018123357A RU2688030C1 (ru) | 2018-06-27 | 2018-06-27 | Способ контроля неравномерности толщины стенок трубопроводов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2688030C1 true RU2688030C1 (ru) | 2019-05-17 |
Family
ID=66579074
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018123357A RU2688030C1 (ru) | 2018-06-27 | 2018-06-27 | Способ контроля неравномерности толщины стенок трубопроводов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2688030C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111043975A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-04-21 | 中核北方核燃料元件有限公司 | 一种管型燃料元件内包壳厚度检测用涡流探测装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3539915A (en) * | 1967-11-03 | 1970-11-10 | American Mach & Foundry | Pipeline inspection apparatus for detection of longitudinal defects by flux leakage inspection of circumferential magnetic field |
WO1995000840A1 (en) * | 1993-06-21 | 1995-01-05 | Atlantic Richfield Company | Detection of cracks with transient electromagnetic diffusion inspection method |
RU2419787C2 (ru) * | 2005-11-30 | 2011-05-27 | Дженерал Электрик Компани | Система и способ контроля трубопроводов импульсными вихревыми токами |
RU2453835C1 (ru) * | 2011-04-11 | 2012-06-20 | Дочернее Открытое Акционерное Общество (ДОАО) "Оргэнергогаз" | Устройство для контроля стенок трубопроводов |
RU2596862C1 (ru) * | 2015-07-01 | 2016-09-10 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" (Университет ИТМО) | Способ и устройство контроля неравномерности толщины стенок недоступных трубопроводов |
-
2018
- 2018-06-27 RU RU2018123357A patent/RU2688030C1/ru active IP Right Revival
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3539915A (en) * | 1967-11-03 | 1970-11-10 | American Mach & Foundry | Pipeline inspection apparatus for detection of longitudinal defects by flux leakage inspection of circumferential magnetic field |
WO1995000840A1 (en) * | 1993-06-21 | 1995-01-05 | Atlantic Richfield Company | Detection of cracks with transient electromagnetic diffusion inspection method |
RU2419787C2 (ru) * | 2005-11-30 | 2011-05-27 | Дженерал Электрик Компани | Система и способ контроля трубопроводов импульсными вихревыми токами |
RU2453835C1 (ru) * | 2011-04-11 | 2012-06-20 | Дочернее Открытое Акционерное Общество (ДОАО) "Оргэнергогаз" | Устройство для контроля стенок трубопроводов |
RU2596862C1 (ru) * | 2015-07-01 | 2016-09-10 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" (Университет ИТМО) | Способ и устройство контроля неравномерности толщины стенок недоступных трубопроводов |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111043975A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-04-21 | 中核北方核燃料元件有限公司 | 一种管型燃料元件内包壳厚度检测用涡流探测装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7038445B2 (en) | Method, system and apparatus for ferromagnetic wall monitoring | |
US8345094B2 (en) | System and method for inspecting the interior surface of a pipeline | |
JP2008241285A (ja) | 渦流探傷方法及び渦流探傷装置 | |
JP2010048624A (ja) | 低周波電磁誘導式の欠陥測定装置 | |
RU2688030C1 (ru) | Способ контроля неравномерности толщины стенок трубопроводов | |
RU2622355C2 (ru) | Способ внутритрубной дефектоскопии стенок трубопроводов | |
JPS61133856A (ja) | 地下管路診断方法及びその装置 | |
JP2010048552A (ja) | 非破壊検査装置及び非破壊検査方法 | |
RU2596862C1 (ru) | Способ и устройство контроля неравномерности толщины стенок недоступных трубопроводов | |
JP2006208312A (ja) | 内部欠陥測定方法および装置 | |
JP6356579B2 (ja) | 渦電流探傷装置および渦電流探傷方法 | |
KR102341795B1 (ko) | 파이프의 내부 라이닝 검사장치 | |
JPS6189554A (ja) | 強磁性体を磁化することにより非破壊で検査する方法と装置 | |
JP2019215282A (ja) | 管状体のきず又は欠陥の検査方法及び装置 | |
RU2700715C1 (ru) | Способ неразрушающего контроля трубопроводов и устройство для его реализации | |
KR101999945B1 (ko) | 강자성체 응력 측정 장치 | |
KR102008105B1 (ko) | 멀티 채널 와전류센서를 이용한 레일 결함 검출 장치, 센서 교정 방법 및 결함 검출 방법 | |
JP2003232776A (ja) | 渦流探傷装置および渦流探傷方法 | |
JP2005164516A (ja) | 欠陥検知方法 | |
RU2318203C1 (ru) | Способ диагностики состояния магистрального трубопровода | |
KR20190123893A (ko) | 관주형 송전탑의 용접부 잔류응력 측정장치 | |
KR102052849B1 (ko) | 멀티 채널 와전류센서를 이용한 레일 결함 검출 장치, 센서 교정 방법 및 결함 검출 방법 | |
RU2684949C1 (ru) | Способ и устройство для метода магнитного контроля | |
JP2004294341A (ja) | パルスリモートフィールド渦電流による探傷方法及びその探傷装置 | |
RU2686866C1 (ru) | Способ магнитного контроля дефектов трубопроводов и устройство для его осуществления |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200628 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20220422 |