RU2717902C1 - Transverse magnetisation system for an in-tube flaw detector - Google Patents

Transverse magnetisation system for an in-tube flaw detector Download PDF

Info

Publication number
RU2717902C1
RU2717902C1 RU2019124503A RU2019124503A RU2717902C1 RU 2717902 C1 RU2717902 C1 RU 2717902C1 RU 2019124503 A RU2019124503 A RU 2019124503A RU 2019124503 A RU2019124503 A RU 2019124503A RU 2717902 C1 RU2717902 C1 RU 2717902C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
magnetic
brushes
radius
pipeline
brush
Prior art date
Application number
RU2019124503A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Владимирович Ермаков
Вячеслав Алексеевич Крючков
Сергей Викторович Залеткин
Александр Александрович Сергеев
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть")
Акционерное общество "Транснефть - Диаскан" (АО "Транснефть - Диаскан")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть"), Акционерное общество "Транснефть - Диаскан" (АО "Транснефть - Диаскан") filed Critical Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть")
Priority to RU2019124503A priority Critical patent/RU2717902C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2717902C1 publication Critical patent/RU2717902C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/82Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
    • G01N27/83Investigating 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)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Abstract

FIELD: monitoring and measuring equipment.
SUBSTANCE: invention relates to instrumentation and particularly to magnetic flaw detection. Essence of the invention is that the transverse magnetisation system for the in-tube flaw detector comprises magnetic brushes, wherein the non-attached ends of the bristles of the magnetic brushes form a surface, which bending radius is equal to the pipeline inner surface radius, and each of the brush plates, on which one of the brushes of the magnetic brushes is fixed, is bent, wherein the ratio of the radius of the inner surface of the pipeline to the radius of the outer surface of the base of the brush plate is selected from range of 1.15–1.7.
EFFECT: high accuracy of diagnosing thick-wall pipelines of small diameter.
1 cl, 2 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к магнитной дефектоскопии, и может быть использовано при разработке устройств для неразрушающего контроля трубопроводов, а именно магнитной системы внутритрубного дефектоскопа.The invention relates to the field of instrumentation, in particular to magnetic flaw detection, and can be used in the development of devices for non-destructive testing of pipelines, namely the magnetic system of an in-line flaw detector.

Уровень техникиState of the art

Из уровня техники известен патент RU 111299 U1 «Внутритрубный магнитный дефектоскоп с поперечным намагничиванием (варианты)» (Патентообладатель: ЗАО Научно-производственное объединение «Спектр», ЗАО «Научно-производственное объединение «Спецнефтегаз» (RU)), опубликовано 10.12.2011, в котором раскрыта полезная модель, относящаяся к устройствам для наблюдения за состоянием трубопроводов большой протяженности, а именно для определения дефектов магистральных нефтегазопродуктопроводов путем пропуска внутри обследуемого трубопровода диагностического снаряда, записи в бортовом компьютере данных и последующего определения параметров дефектов трубопровода по накопленным данным.The prior art patent RU 111299 U1 “Intra-pipe magnetic flaw detector with transverse magnetization (options)” (Patentee: ZAO Scientific and Production Association "Spectrum", ZAO "Scientific and Production Association" Spetsneftegaz "(RU)), published on 12/10/2011, in which a useful model is disclosed relating to devices for monitoring the state of long pipelines, namely, to identify defects in main oil and gas products pipelines by passing diagnostically shell, recording data on-board computer and then determining the parameters of pipeline defects from the accumulated data.

Внутритрубный магнитный дефектоскоп с поперечным намагничиванием, выполненный в виде секции, содержит корпус (ярмо), на торцах которого расположены опорно-двигательные элементы, намагничивающую систему, выполненную в виде установленных на корпусе двух намагничивающих поясов из радиально намагниченных постоянных магнитов, на полюсах которых закреплены магнитные щетки из магнитомягкого материала, каждый из намагничивающих поясов разбит на магнитные модули поперченного намагничивания, образованные двумя разнополярными блоками (полюсами), причем, внутри магнитного модуля выполнено отверстие - межполюсное пространство, которое образует измерительную зону. Магнитные модули равномерно расположены по периметру намагничивающего пояса, причем намагничивание в соседних магнитных модулях разнонаправленное. Магнитные модули одного намагничивающего пояса смещены относительно магнитных модулей другого намагничивающего пояса на угол π/n, где n - количество магнитных модулей в намагничивающей поясе. В измерительной зоне установлены подпружиненные к стенкам трубы датчики магнитного поля, измеряющих компоненту магнитного поля Ну перпендикулярную образующей трубы.An in-tube magnetic flaw detector with transverse magnetization, made in the form of a section, contains a housing (yoke), at the ends of which there are supporting-motor elements, a magnetizing system made in the form of two magnetizing belts mounted on the housing from radially magnetized permanent magnets, the poles of which are magnetically fixed soft magnetic brushes, each of the magnetizing belts is divided into magnetic modules of transverse magnetization, formed by two bipolar blocks (pole ami), moreover, a hole is made inside the magnetic module - the pole space, which forms the measuring zone. Magnetic modules are evenly spaced around the perimeter of the magnetizing belt, and the magnetization in adjacent magnetic modules is multidirectional. The magnetic modules of one magnetizing belt are offset relative to the magnetic modules of the other magnetizing belt by an angle π / n, where n is the number of magnetic modules in the magnetizing belt. In the measuring zone, magnetic field sensors spring-loaded to the pipe walls are installed, which measure the magnetic field component H at the perpendicular to the pipe generatrix.

Дополнительно в устройство введены датчики направления магнитного поля, измеряющие угол α между направлением вектора магнитного поля и направлением перпендикулярным образующей трубы, причем датчики направления магнитного поля чередуются в измерительной зоне с датчиками магнитного поля. В качестве датчиков направления магнитного поля используются тонкопленочные магниторезистивные датчики, либо другие датчики, измеряющие направление вектора магнитного поля.Additionally, magnetic field direction sensors are introduced into the device, which measure the angle α between the direction of the magnetic field vector and the direction perpendicular to the generatrix of the pipe, and the magnetic field direction sensors alternate in the measuring zone with the magnetic field sensors. Thin-film magnetoresistive sensors or other sensors measuring the direction of the magnetic field vector are used as sensors for the direction of the magnetic field.

Известен также патент RU 40804 U1 «Внутритрубный магнитный дефектоскоп (варианты)» (Патентообладатель: ООО «Научно-технический центр «Нефтегазспецпроект» (RU)), опубликовано 27.09.2004, в котором речь идет о полезной модели, которая относится к внутритрубному магнитному контролю состояния стенок нефтегазопродуктопроводов.Also known is the patent RU 40804 U1 “In-tube magnetic flaw detector (options)” (Patentee: LLC “Scientific and Technical Center“ Neftegazspetsproekt ”(RU)), published September 27, 2004, which refers to a utility model that relates to in-line magnetic inspection the state of the walls of oil and gas pipelines.

Известный дефектоскоп содержит секции как для продольного, так и для поперечного намагничивания. Каждая из этих секций содержит систему намагничивания с постоянными магнитами и упругими щетками из стальной проволоки. Данные системы намагничивания создают в стенке трубы магнитное поле насыщения, которое рассеивается дефектами сплошности стенок трубы. Поля рассеяния регистрируются преобразователями магнитного поля, которые выполнены на основе элементов Холла. Преобразователи Холла крепятся к полозам, скользящим по внутренней поверхности трубы и прижимаемым к ней упругими рычагами. Преобразователи, расположенные на секции продольного намагничивания, измеряют продольную, а на секции поперечного намагничивания - соответственно поперечную составляющую магнитного поля. Кроме того, дефектоскоп содержит кольцо преобразователей магнитного поля, измеряющих радиальную составляющую магнитного поля.Known flaw detector contains sections for both longitudinal and transverse magnetization. Each of these sections contains a magnetization system with permanent magnets and elastic brushes made of steel wire. These magnetization systems create a saturation magnetic field in the pipe wall, which is scattered by the continuity defects of the pipe walls. Scattering fields are recorded by magnetic field converters, which are made on the basis of Hall elements. Hall converters are attached to runners sliding along the inner surface of the pipe and pressed by elastic levers to it. The transducers located on the section of longitudinal magnetization measure the longitudinal, and on the section of the transverse magnetization, respectively, the transverse component of the magnetic field. In addition, the flaw detector contains a ring of magnetic field transducers that measure the radial component of the magnetic field.

Данные от преобразователей магнитного поля после аналого-цифрового преобразования записываются на носитель данных вместе с информацией от одометрических датчиков, датчиков давления и температуры.After analog-to-digital conversion, data from magnetic field converters are recorded on a data carrier together with information from odometric sensors, pressure and temperature sensors.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является «Магнитная система поперечного намагничивания с фиксированными магнитными модулями для внутритрубного дефектоскопа», раскрытая в патенте на полезную модель RU 147368 U1 (Патентообладатель: ПАО «Транснефть», АО «Транснефть-Диаскан» (RU)), опубликовано 10.11.2014, МПК: G01N 27/83.The closest analogue of the claimed invention is a “Magnetic transverse magnetization system with fixed magnetic modules for an in-tube flaw detector” disclosed in the patent for utility model RU 147368 U1 (Patentee: Transneft PJSC, Transneft Diascan JSC (RU)), published on 10.11 .2014, IPC: G01N 27/83.

Известная полезная модель относится к области магнитной дефектоскопии, к устройствам для неразрушающего контроля трубопроводов и касается магнитной системы внутритрубного дефектоскопа.A well-known utility model relates to the field of magnetic flaw detection, to devices for non-destructive testing of pipelines and relates to the magnetic system of an in-line flaw detector.

Магнитная система поперечного намагничивания с фиксированными магнитными модулями для внутритрубного дефектоскопа состоит из двух основных и четырех дополнительных поясов магнитных модулей, установленных на двух магнитопроводах, соединенных немагнитной вставкой. Каждый магнитный модуль состоит из постоянных магнитов и элементов из ферромагнитного материала, передающих магнитный поток в стенку трубопровода. Соседние в поясе магнитные модули имеют встречное направление магнитного поля в межполюсном пространстве. Основные полюса магнитных модулей расположены с угловым смещением относительно друг друга на угол ср: ϕ=180°/N, где N - число магнитных модулей в одном поясе. Между магнитными полюсами вдоль всей длины окружности трубопровода установлены датчики, регистрирующие любое изменение магнитной индукции, вызванное изменением толщины стенки трубопровода.The transverse magnetization magnetic system with fixed magnetic modules for an in-line flaw detector consists of two main and four additional magnetic module belts mounted on two magnetic circuits connected by a non-magnetic insert. Each magnetic module consists of permanent magnets and elements of ferromagnetic material that transmit magnetic flux to the pipe wall. The magnetic modules adjacent to the belt have the opposite direction of the magnetic field in the interpolar space. The main poles of the magnetic modules are located with an angular displacement relative to each other by an angle cp: ϕ = 180 ° / N, where N is the number of magnetic modules in one belt. Between the magnetic poles along the entire circumference of the pipeline installed sensors that record any change in magnetic induction caused by a change in the wall thickness of the pipeline.

По краям основных поясов магнитных модулей установлены дополнительные пояса магнитных модулей, при этом два дополнительных пояса магнитных модулей расположены между основными поясами магнитных модулей и служат для компенсации взаимного влияния магнитного поля основных поясов магнитных модулей и для уменьшения несимметричности магнитного поля, которая вызвана близким расположением основных поясов магнитных модулей. Каждый дополнительный пояс магнитных модулей, для исправления несимметричности поля, имеет угловое смещение относительно основного магнитного пояса на угол α<90°.On the edges of the main belts of the magnetic modules, additional belts of the magnetic modules are installed, while two additional belts of the magnetic modules are located between the main belts of the magnetic modules and serve to compensate for the mutual influence of the magnetic field of the main belts of the magnetic modules and to reduce the asymmetry of the magnetic field, which is caused by the proximity of the main belts magnetic modules. Each additional belt of magnetic modules, in order to correct the asymmetry of the field, has an angular displacement relative to the main magnetic belt by an angle α <90 °.

Для уменьшения погрешности материал трубопровода намагничен до состояния технического насыщения, так как с увеличением намагниченности уменьшаются собственные шумы материала трубопровода и чувствительность измерительной системы дефектоскопа к материалу трубопровода.To reduce the error, the pipeline material is magnetized to a state of technical saturation, since with an increase in magnetization, the intrinsic noise of the pipeline material and the sensitivity of the flaw detector measuring system to the pipeline material are reduced.

В развитии полезной модели магнитная система поперечного намагничивания с фиксированными магнитными модулями для внутритрубного дефектоскопа может быть выполнена как односекционной, так и многосекционной, при этом состоять из двух основных и более, и четырех и более дополнительных поясов магнитных модулей, установленных на двух и более магнитопроводах, при этом немагнитная вставка заменена карданнным соединением.In the development of a utility model, a magnetic transverse magnetization system with fixed magnetic modules for an in-line flaw detector can be performed both single-section and multi-section, while it consists of two main and more, and four or more additional magnetic module belts installed on two or more magnetic circuits, while the non-magnetic insert is replaced by a cardan joint.

Магнитная система поперечного намагничивания в наиболее близком аналоге состоит из цельного магнитопровода, на котором закреплены постоянные магниты и щетки из стальной проволоки. Магнитный поток постоянных магнитов замыкается с одной стороны магнитопроводом и щетками, с другой стороны стенкой диагностируемой трубы. Т.к. при поперечном намагничивании отсутствует осевая симметрия, то поле из межполюсного промежутка стремится к растеканию. Это приводит к уменьшению напряженности и увеличению неоднородности поля, что негативно сказывается на точности и качестве диагностики. Для уменьшения растекания наряду с основными магнитами применяют дополнительные (выравнивающие, замыкающие) магниты. Дополнительные магниты не позволяют полю растекаться, благодаря этому увеличивается напряженность поля и увеличивается равномерность. Недостаток такой системы - высокое магнитное сопротивление щетины щеток, которое ограничивает передаваемый в трубу магнитный поток. Такое решение подходит для трубопроводов большого диаметра, и неприменимо для диагностики толстостенных трубопроводов малого диаметра.The magnetic system of transverse magnetization in the closest analogue consists of a solid magnetic circuit, on which are fixed permanent magnets and brushes made of steel wire. The magnetic flux of permanent magnets is closed on the one hand by the magnetic circuit and brushes, on the other hand by the wall of the diagnosed pipe. Because with transverse magnetization there is no axial symmetry, then the field from the pole gap tends to spread. This leads to a decrease in tension and an increase in field heterogeneity, which negatively affects the accuracy and quality of diagnostics. To reduce the spreading along with the main magnets, additional (alignment, closing) magnets are used. Additional magnets do not allow the field to spread, so the field strength increases and uniformity increases. The disadvantage of this system is the high magnetic resistance of the bristles of the brushes, which limits the magnetic flux transmitted to the pipe. Such a solution is suitable for large-diameter pipelines, and is not applicable for the diagnosis of thick-walled small-diameter pipelines.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the invention

Задачей изобретения является разработка системы поперечного намагничивания для внутритрубного дефектоскопа, обеспечивающей прохождение дефектоскопом поворотов и сужений в толстостенных трубопроводах малого диаметра с одновременным созданием в диагностируемой области стенки трубы необходимой напряженности магнитного поля.The objective of the invention is to develop a transverse magnetization system for an in-line flaw detector, which allows the flaw detector to make turns and narrowings in thick-walled pipelines of small diameter, while at the same time creating the required magnetic field strength in the diagnosed area of the pipe wall.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение точности диагностики толстостенного трубопровода малого диаметра.The technical result of the invention is to increase the accuracy of diagnosis of a thick-walled pipeline of small diameter.

Совокупность существенных признаков, достаточная для достижения указанного технического результата и определяющая объем правовой охраны предлагаемого изобретения, включает систему поперечного намагничивания для внутритрубного дефектоскопа, содержащую магнитный блок, включающий защитный корпус с установленным в нем постоянным магнитом, закрепленные на противолежащих в поперечном направлении концах защитного корпуса полюсные наконечники с магнитными щетками, закрепленными на щеточных пластинах, установленные в межполюсном пространстве датчики магнитного поля, установленные на торцах защитного корпуса опорно-двигательные элементы. Каждая из магнитных щеток содержит основную часть в центральной области магнитной щетки, и дополнительные части по противоположным в продольном направлении краям магнитной щетки. При этом незакрепленные концы щетин магнитных щеток формируют поверхность, радиус изгиба которой равен радиусу внутренней поверхности трубопровода, а каждая из щеточных пластин, на которых закреплен один из концов щетин магнитных щеток, выполнена изогнутой, причем отношение радиуса изгиба щеточной пластины к радиусу внутренней поверхности трубопровода выбрано из диапазона 1,15-1,7.The set of essential features sufficient to achieve the indicated technical result and defining the scope of legal protection of the invention includes a transverse magnetization system for an in-line flaw detector containing a magnetic unit including a protective housing with a permanent magnet installed in it, pole mounted on opposite ends of the protective housing lugs with magnetic brushes mounted on brush plates mounted in an interpole simple anstve magnetic field sensors mounted on the ends of the container body locomotor elements. Each of the magnetic brushes contains a main part in the central region of the magnetic brush, and additional parts along the longitudinally opposite edges of the magnetic brush. In this case, the loose ends of the magnetic brush bristles form a surface whose bending radius is equal to the radius of the inner surface of the pipeline, and each of the brush plates, on which one of the ends of the magnetic brush bristles is fixed, is made curved, and the ratio of the bending radius of the brush plate to the radius of the inner surface of the pipeline is selected from the range of 1.15-1.7.

Заявленная система поперечного намагничивания для внутритрубного дефектоскопа поясняется чертежами (фиг. 1-2), на которых показаны: фиг. 1 (а, б, в, г) - магнитная система поперечного намагничивания, фиг. 2 - магнитная система в составе секции поперечного намагничивания.The claimed transverse magnetization system for an in-line flaw detector is illustrated by drawings (Fig. 1-2), which show: Fig. 1 (a, b, c, d) - magnetic system of transverse magnetization, FIG. 2 - a magnetic system as part of a transverse magnetization section.

На фиг. 1, 2 позициями обозначены:In FIG. 1, 2 positions marked:

1 - полюсный наконечник;1 - pole tip;

2 - постоянный магнит;2 - permanent magnet;

3 - основание щеточной пластины;3 - the base of the brush plate;

4 - датчики магнитного поля;4 - magnetic field sensors;

5 - защитный корпус магнитного блока;5 - a protective housing of the magnetic unit;

6 - направление намагничивания;6 - direction of magnetization;

7 - магнитные щетки;7 - magnetic brushes;

8 - основная часть магнитной щетки;8 - the main part of the magnetic brush;

9 - дополнительная часть магнитной щетки;9 - an additional part of the magnetic brush;

10 - межполюсное пространство;10 - interpolar space;

11 - опорно-двигательные элементы;11 - musculoskeletal elements;

12 - карданное соединение.12 - gimbal connection.

Заявляемое изобретение описывает систему поперечного намагничивания для внутритрубного дефектоскопа, и предназначено для диагностики состояния толстостенных трубопроводов малого диаметра для транспортировки газа, нефти и нефтепродуктов, толщина стенки трубы которых находится в диапазоне от 8 до 15 мм, а наружный диаметр - от 159 до 377 мм. Система поперечного намагничивания (фиг. 1) содержит магнитный блок с постоянным магнитом 2, полюсные наконечники 1 с магнитными щетками 7 и датчики 4 магнитного поля.The claimed invention describes a transverse magnetization system for an in-line flaw detector, and is intended to diagnose the condition of thick-walled pipelines of small diameter for transporting gas, oil and oil products, the pipe wall thickness of which is in the range from 8 to 15 mm, and the outer diameter is from 159 to 377 mm. The transverse magnetization system (Fig. 1) contains a magnetic unit with a permanent magnet 2, pole pieces 1 with magnetic brushes 7 and magnetic field sensors 4.

Магнитный блок включает в себя защитный корпус 5 с установленным в нем радиально намагниченным постоянным магнитом 2 Н-образной формы в горизонтальной проекции. Защитный корпус 5 охватывает постоянный магнит 2 со стороны граней, параллельных направлению намагничивания 6 и выполнен из немагнитного материала. Предлагаемая конструкция магнитного блока в отличие от наиболее близкого аналога не имеет магнитопровода, а основные и дополнительные магниты обоих полюсов заменены одним постоянным магнитом 2, размеры и конфигурация которого позволяют обеспечить в стенке диагностируемого толстостенного трубопровода малого диаметра магнитное поле насыщения, величина напряженности которого в области датчиков магнитного поля не менее 6 кА/м.The magnetic unit includes a protective housing 5 with a radially magnetized permanent magnet 2 of an H-shape in horizontal projection installed in it. The protective housing 5 covers the permanent magnet 2 from the sides parallel to the direction of magnetization 6 and is made of non-magnetic material. The proposed design of the magnetic unit, unlike the closest analogue, does not have a magnetic circuit, and the main and additional magnets of both poles are replaced by a single permanent magnet 2, the dimensions and configuration of which make it possible to provide a saturation magnetic field in the wall of the diagnosed thick-walled pipeline of small diameter, the magnitude of which is in the sensor region magnetic field not less than 6 kA / m.

На противолежащих концах защитного корпуса 5 в поперечном относительно оси трубопровода направлении закреплены полюсные наконечники 1 с магнитными щетками 7 из магнитомягкого материала, в преимущественном варианте выполнения изобретения - стали. Магнитные щетки 7 закреплены на основании щеточных пластин 3. Каждая из магнитных щеток 7 содержит основную часть 8 в центральной части магнитной щетки 7, и дополнительные части 9 по противоположным краям магнитной щетки 7 в продольном относительно оси трубопровода направлении. Магнитные щетки 7 выполнены упругими за счет того, что их щетины представляют собой канатообразно скрученный пучок отрезков проволоки, преимущественно стальной.At the opposite ends of the protective housing 5 in the transverse direction relative to the axis of the pipeline, pole pieces 1 are fixed with magnetic brushes 7 made of soft magnetic material, in an advantageous embodiment of the invention steel. Magnetic brushes 7 are fixed to the base of the brush plates 3. Each of the magnetic brushes 7 contains a main part 8 in the central part of the magnetic brush 7, and additional parts 9 along opposite edges of the magnetic brush 7 in a direction longitudinal to the axis of the pipeline. Magnetic brushes 7 are made elastic due to the fact that their bristles are a rope-like twisted bundle of wire segments, mainly steel.

Щеточные пластины в горизонтальной проекции имеют Н-образную форму, повторяющую форму постоянного магнита 2. Каждая из щеточных пластин, на которых закреплен один из концов щетин магнитных щеток 7, выполнена изогнутой. При этом незакрепленные концы щетин магнитных щеток 7 каждой из щеточных пластин формируют поверхность, радиус изгиба которой равен радиусу внутренней поверхности трубопровода. Причем отношение радиуса внутренней поверхности трубопровода к радиусу наружной поверхности основания щеточной пластины 3 к выбрано из диапазона 1,15-1,7. При отношении радиусов менее 1,15 значительная жесткость щетин в основной части 8 магнитной щетки, связанная с уменьшением их длины в этой области, будет увеличивать сопротивление движению секции поперечного намагничивания при прохождении сужений и поворотов трубопровода. Кроме того, отношение радиусов менее 1,15 приведет к конструктивно обусловленному уменьшению ширины постоянного магнита 2 в области дополнительной части 9 магнитных щеток, что не позволит создать требуемую напряженность магнитного поля в стенке трубы.The brush plates in horizontal projection have an H-shape, repeating the shape of a permanent magnet 2. Each of the brush plates, on which one of the ends of the bristles of the magnetic brushes 7 is fixed, is made curved. Moreover, the loose ends of the bristles of the magnetic brushes 7 of each of the brush plates form a surface whose bending radius is equal to the radius of the inner surface of the pipeline. Moreover, the ratio of the radius of the inner surface of the pipeline to the radius of the outer surface of the base of the brush plate 3 to is selected from the range of 1.15-1.7. When the radius ratio is less than 1.15, the significant stiffness of the bristles in the main part 8 of the magnetic brush, associated with a decrease in their length in this area, will increase the resistance to movement of the transverse magnetization section during the passage of the constrictions and turns of the pipeline. In addition, the ratio of the radii less than 1.15 will result in a structurally caused decrease in the width of the permanent magnet 2 in the region of the additional part 9 of the magnetic brushes, which will not allow creating the required magnetic field strength in the pipe wall.

При отношении радиусов более 1,7 значительная длина щетин в основной части 8 магнитной щетки будет создавать значительное сопротивление магнитному потоку, и как следствие не позволит создать требуемую напряженность магнитного поля в стенке трубы. При этом в диапазоне 1,15-1,7 соотношение длин щетин в основной 8 и дополнительных частях 9 магнитных щеток будет оптимальным для достижения заявленного технического результата.With a radius ratio of more than 1.7, a significant length of the bristles in the main part 8 of the magnetic brush will create significant resistance to magnetic flux, and as a result will not allow you to create the required magnetic field strength in the pipe wall. Moreover, in the range 1.15-1.7, the ratio of the lengths of the bristles in the main 8 and additional parts 9 of the magnetic brushes will be optimal to achieve the claimed technical result.

Таким образом, длина щетин магнитных щеток 7, закрепленных на щеточных пластинах, в основной части 8 магнитной щетки больше, чем в дополнительных частях 9 магнитных щеток, что необходимо для облегчения прохождения сужений и поворотов трубопровода. Указанные выше конфигурация щеточных пластин и различия длины щетин позволяют предотвратить растекание магнитного поля и обеспечить оптимальную жесткость щетин при прохождении сужений и поворотов в толстостенных трубопроводах малого диаметра. Это позволяет повысить точность диагностики толстостенного трубопровода малого диаметра.Thus, the length of the bristles of the magnetic brushes 7, mounted on the brush plates, in the main part 8 of the magnetic brush is longer than in the additional parts 9 of the magnetic brushes, which is necessary to facilitate the passage of the constrictions and turns of the pipeline. The aforementioned configuration of the brush plates and differences in the length of the bristles prevent the spreading of the magnetic field and ensure optimal stiffness of the bristles during passage of contractions and turns in thick-walled pipelines of small diameter. This makes it possible to increase the accuracy of diagnostics of a thick-walled pipeline of small diameter.

В межполюсном пространстве 10 (фиг. 2), образующем измерительную зону, установлены упруго прижимаемые к стенкам трубопровода подпружиненными рычагами датчики 4 магнитного поля, измеряющие индукцию магнитного поля. В преимущественном варианте осуществления изобретения, в качестве датчиков 4 магнитного поля использованы преобразователи магнитного поля на основе элементов Холла. На переднем и заднем торцах защитного корпуса 5 установлены опорно-двигательные элементы 11, которые в частном случае выполнения могут представлять собой полиуретановые манжеты, снабженные устройством карданного соединения 12.In the interpolar space 10 (Fig. 2), which forms the measuring zone, magnetic field sensors 4 are installed elastically pressed against the walls of the pipeline by spring-loaded levers that measure the magnetic field induction. In an advantageous embodiment of the invention, magnetic field transducers based on Hall elements are used as sensors 4 of the magnetic field. At the front and rear ends of the protective housing 5 are installed musculoskeletal elements 11, which in the particular case of execution can be polyurethane cuffs equipped with a gimbal connection device 12.

Заявленная система работает следующим образом.The claimed system operates as follows.

Заявленная система поперечного намагничивания используется для намагничивания стенки трубопровода в поперечном относительно оси трубопровода направлении, с целью выявления дефектов трубопровода по изменению (утечке) магнитного поля в области дефектов стенки трубопровода. Эта система входит в состав магнитного дефектоскопа и может работать как совместно с магнитной системой продольного намагничивания, так и отдельно при условии комплектования блоком сбора информации. Дефектоскоп запасовывается в диагностируемый трубопровод и под действием давления продукта перекачки, аналогично поршню, перемещается вдоль трубопровода. Датчики магнитного поля 4, расположенные в межполюсном пространстве 10 системы поперечного намагничивания, измеряют значение электромагнитной индукции около внутренней поверхности стенки трубопровода и регистрируют изменение магнитного поля в области дефектов.The claimed transverse magnetization system is used to magnetize the pipeline wall in the direction transverse to the axis of the pipeline, in order to identify defects in the pipeline by changing (leakage) the magnetic field in the area of defects in the pipeline wall. This system is part of a magnetic flaw detector and can work both in conjunction with a longitudinal magnetization magnetic system, and separately, provided that it is equipped with an information collection unit. The flaw detector is stored in the diagnosed pipeline and, under the influence of the pressure of the pumping product, similarly to the piston, moves along the pipeline. The magnetic field sensors 4, located in the interpolar space 10 of the transverse magnetization system, measure the value of electromagnetic induction near the inner surface of the pipe wall and record the change in the magnetic field in the region of defects.

В отличии от системы продольного намагничивания, система поперечного намагничивания предназначена преимущественно для выявления дефектов, вытянутых вдоль оси трубопровода (трещины, риски). Для диагностики по полной окружности используются две идентичные магнитные системы поперечного намагничивания, повернутые друг относительно друга вокруг оси на 90°. Предлагаемая система за счет магнитов большего объема позволяет создать достаточную напряженность магнитного поля в стенке трубопровода, что в свою очередь позволяет диагностировать дефекты в толстостенных трубопроводах малого диаметра (159-377 мм). Диагностика подобных трубопроводов системами поперечного намагничивания из уровня техники не выявлена.Unlike the longitudinal magnetization system, the transverse magnetization system is designed primarily to detect defects elongated along the axis of the pipeline (cracks, risks). For diagnostics in a full circle, two identical magnetic transverse magnetization systems are used, rotated 90 ° relative to each other around the axis. The proposed system due to the magnets of larger volume allows you to create sufficient magnetic field strength in the pipe wall, which in turn allows you to diagnose defects in thick-walled pipelines of small diameter (159-377 mm). Diagnostics of such pipelines by transverse magnetization systems of the prior art has not been identified.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение точности диагностики толстостенного трубопровода малого диаметра за счет создания системы поперечного намагничивания для внутритрубного дефектоскопа, обеспечивающей требуемую напряженность магнитного поля в стенке трубы.The technical result of the invention is to increase the accuracy of diagnosis of a thick-walled pipeline of small diameter by creating a transverse magnetization system for an in-line flaw detector that provides the required magnetic field strength in the pipe wall.

Claims (1)

Система поперечного намагничивания для внутритрубного дефектоскопа, характеризующаяся тем, что она содержит магнитный блок, включающий защитный корпус с установленным в нем постоянным магнитом, закрепленные на противолежащих в поперечном направлении концах защитного корпуса полюсные наконечники с магнитными щетками, закрепленными на щеточных пластинах, установленные в межполюсном пространстве датчики магнитного поля, установленные на торцах защитного корпуса опорно-двигательные элементы, причем каждая из магнитных щеток содержит основную часть в центральной области магнитной щетки и дополнительные части по противоположным в продольном направлении краям магнитной щетки, при этом незакрепленные концы щетин магнитных щеток формируют поверхность, радиус изгиба которой равен радиусу внутренней поверхности трубопровода, а каждая из щеточных пластин, на которых закреплен один из концов щетин магнитных щеток, выполнена изогнутой, причем отношение радиуса внутренней поверхности трубопровода к радиусу наружной поверхности основания щеточной пластины выбрано из диапазона 1,15-1,7.A transverse magnetization system for an in-line flaw detector, characterized in that it comprises a magnetic unit including a protective housing with a permanent magnet installed in it, pole tips with magnetic brushes mounted on brush plates mounted in opposite spaces in the transverse opposite ends of the protective housing, mounted in the interpolar space magnetic field sensors mounted on the ends of the protective housing of the musculoskeletal elements, each of the magnetic brushes contains the main part in the central region of the magnetic brush and the additional parts along the longitudinally opposite edges of the magnetic brush, while the loose ends of the brushes of the magnetic brushes form a surface whose bending radius is equal to the radius of the inner surface of the pipeline, and each of the brush plates on which one of the ends is attached the bristles of the magnetic brushes are made curved, and the ratio of the radius of the inner surface of the pipeline to the radius of the outer surface of the base of the brush plate is selected from azone 1,15-1,7.
RU2019124503A 2019-08-01 2019-08-01 Transverse magnetisation system for an in-tube flaw detector RU2717902C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019124503A RU2717902C1 (en) 2019-08-01 2019-08-01 Transverse magnetisation system for an in-tube flaw detector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019124503A RU2717902C1 (en) 2019-08-01 2019-08-01 Transverse magnetisation system for an in-tube flaw detector

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2717902C1 true RU2717902C1 (en) 2020-03-26

Family

ID=69943365

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019124503A RU2717902C1 (en) 2019-08-01 2019-08-01 Transverse magnetisation system for an in-tube flaw detector

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2717902C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009156862A2 (en) * 2008-06-27 2009-12-30 Pii (Canada) Limited Integrated multi-sensor non-destructive testing
RU2393466C2 (en) * 2007-01-19 2010-06-27 Закрытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Спектр" Method for magnetic inspection of interior profile of pipelines and device for realising said method
RU117186U1 (en) * 2012-02-09 2012-06-20 Закрытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Спектр" MULTI-SECTION IN-TUBE MAGNETIC DEFECTOSCOPE
RU147368U1 (en) * 2014-06-30 2014-11-10 Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "Транснефть" (ОАО "АК "Транснефть") MAGNETIC TRANSVERSE MAGNETIZATION SYSTEM WITH FIXED MAGNETIC MODULES FOR AN IN-TUBE DEFECTOSCOPE

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2393466C2 (en) * 2007-01-19 2010-06-27 Закрытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Спектр" Method for magnetic inspection of interior profile of pipelines and device for realising said method
WO2009156862A2 (en) * 2008-06-27 2009-12-30 Pii (Canada) Limited Integrated multi-sensor non-destructive testing
RU117186U1 (en) * 2012-02-09 2012-06-20 Закрытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Спектр" MULTI-SECTION IN-TUBE MAGNETIC DEFECTOSCOPE
RU147368U1 (en) * 2014-06-30 2014-11-10 Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "Транснефть" (ОАО "АК "Транснефть") MAGNETIC TRANSVERSE MAGNETIZATION SYSTEM WITH FIXED MAGNETIC MODULES FOR AN IN-TUBE DEFECTOSCOPE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102501069B1 (en) Flaw measurement method, defect measurement device and inspection probe
JP6660490B2 (en) Wire rope damage detection method
US20190072522A1 (en) System and Method for Detecting and Characterizing Defects in a Pipe
RU117186U1 (en) MULTI-SECTION IN-TUBE MAGNETIC DEFECTOSCOPE
CN107850570B (en) Defect measuring method, defect measuring device, and inspection probe
KR20120091724A (en) Device for detecting lf and lma of wire rope
KR101771898B1 (en) Pipeline Inspection Tool with Oblique Magnetizer
US11016060B2 (en) Method and apparatus for evaluating damage to magnetic linear body
RU2717902C1 (en) Transverse magnetisation system for an in-tube flaw detector
CN208239352U (en) Multi-faceted pipeline defect detection device based on leakage method
RU111299U1 (en) INNER-TUBE MAGNETIC DEFECTOSCOPE WITH TRANSVERSE MAGNETIZATION (OPTIONS)
RU2393466C2 (en) Method for magnetic inspection of interior profile of pipelines and device for realising said method
Pan et al. Quantitative method for defect surface area of wire rope based on circumferential magnetic flux leakage image
RU40804U1 (en) IN-TUBE MAGNETIC DEFECTOSCOPE (OPTIONS)
RU215140U1 (en) FLAW SENSOR BLOCK
KR102089181B1 (en) Apparatus for inspecting corrosion of electric power line and Inspecting method using the same
RU103620U1 (en) INNER-TUBE MAGNETIC DEFECTOSCOPE
RU133933U1 (en) MAGNETIC MEASURING SYSTEM FOR LONGITUDINAL DEFECTOSCOPE
RU104696U1 (en) MULTI-SECTION IN-TUBE APPARATUS FOR DIAGNOSTIC OF STRESSED-DEFORMED STATE OF PIPELINE
RU154134U1 (en) NON-CONTACT MAGNETIC SYSTEM
RU43942U1 (en) IN-TUBE TAP DETECTOR (OPTIONS)
Yan et al. Nondestructive Testing of Elongated Ferromagnetic Members Based on Extruded Structure
CN117571816A (en) Defect detection system, method and storage medium
JPH03231146A (en) Electromagnetic induction flaw detection coil