RU2724960C1 - Device for automatic control of anticorrosive coating on steel pipe, located in production flow - Google Patents
Device for automatic control of anticorrosive coating on steel pipe, located in production flow Download PDFInfo
- Publication number
- RU2724960C1 RU2724960C1 RU2019139142A RU2019139142A RU2724960C1 RU 2724960 C1 RU2724960 C1 RU 2724960C1 RU 2019139142 A RU2019139142 A RU 2019139142A RU 2019139142 A RU2019139142 A RU 2019139142A RU 2724960 C1 RU2724960 C1 RU 2724960C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe
- thickness
- coating
- platform
- working position
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/02—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness
- G01B7/06—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к средствам электромагнитного контроля толщины антикоррозионного покрытия стальных труб, находящихся в производственном потоке, и может быть использовано для трубного производства в технологическом процессе, включающем нанесение антикоррозионного покрытия на поверхность стальных бесшовных и сварных труб.The invention relates to instrumentation, in particular to means of electromagnetic control of the thickness of the anticorrosive coating of steel pipes that are in the production stream, and can be used for pipe production in a technological process, including applying an anticorrosive coating to the surface of seamless and welded steel pipes.
Технической проблемой в данной области техники является поиск оптимальных решений, используемых для труб с нанесенным антикоррозионным покрытием на основе экструдированного полиэтилена, эпоксидных и полиуретановых композиций. Так, для труб с такого рода покрытием необходимо повысить точность измерения его толщины на всей поверхности трубы, исключая «слепые» зоны, при полной автоматизации процесса измерения/контроля толщины такого покрытия.A technical problem in the art is the search for optimal solutions used for pipes coated with an anti-corrosion coating based on extruded polyethylene, epoxy and polyurethane compositions. So, for pipes with this kind of coating, it is necessary to increase the accuracy of measuring its thickness on the entire surface of the pipe, excluding blind spots, with full automation of the measurement / control of the thickness of such a coating.
Для измерения толщины антикоррозионного покрытия на стальных трубах наиболее приемлемы вихретоковые датчики с точки зрения удобства функционального использования, однако в уровне техники не обнаружены средства, обеспечивающие контроль толщины антикоррозионного покрытия с использованием таких датчиков.Eddy current sensors are most suitable for measuring the thickness of an anticorrosive coating on steel pipes from the point of view of ease of functional use, however, no means have been found in the prior art for monitoring the thickness of an anticorrosive coating using such sensors.
Из описания к документу SU 1218292 известно устройство для измерения толщины покрытий оптическим методом. Инфракрасный лазер просвечивает покрытие и отражается от поверхности, по интенсивности отражения судят о толщине покрытия. Однако в условиях производственной линии, где в окружающей среде могут наблюдаться взвешенные частицы, запыленность и загазованность, оптический метод измерения имеет существенные ограничения, связанные с возможным переотражением и экранированием оптического потока, что, в свою очередь, приводит к серьезным погрешностям в процессе измерения толщины антикоррозионного покрытия.From the description of SU 1218292, a device is known for measuring the thickness of coatings by the optical method. An infrared laser shines through the coating and is reflected from the surface; the thickness of the coating is judged by the reflection intensity. However, in a production line where suspended particles, dust and gas contamination can be observed in the environment, the optical measurement method has significant limitations associated with the possible re-reflection and screening of the optical flux, which, in turn, leads to serious errors in the measurement process of the anti-corrosion thickness coverings.
В качестве ближайшего аналога к предлагаемому техническому решению выбрано устройство, раскрытое в описании патента RU №2233429. Данное устройство, реализующее запатентованный способ, включает два измерительных преобразователя, действие которых основано на магнитно-индукционном методе, причем данные преобразователи установлены на поверхности контролируемой трубы, совершающей поступательное и вращательное движение; кроме того, преобразователи установлены на участке поверхности трубы, имеющего ширину, равную половине ширины полосы антикоррозионного покрытия. Устройство также содержит средства автоматизации процесса контроля, а именно: блок обработки сигнала, поступающего от преобразователей, блок распознавания сварного шва, блок анализа нахлеста одной полосы покрытия на другую и блок индикации данных с возможностью отображения данных (для визуализации). Следует отметить наличие в устройстве двух каналов последовательно соединенных генераторов тока, связанных с преобразователями.As the closest analogue to the proposed technical solution, the device disclosed in the patent specification RU No. 2233429 is selected. This device, which implements the patented method, includes two measuring transducers, the action of which is based on the magnetic induction method, and these transducers are installed on the surface of the controlled pipe, performing translational and rotational motion; in addition, the transducers are mounted on a pipe surface portion having a width equal to half the width of the strip of anticorrosion coating. The device also contains means for automating the control process, namely: a signal processing unit from the converters, a weld recognition unit, an overlap analysis unit of one coverage strip to another, and a data display unit with the ability to display data (for visualization). It should be noted that the device has two channels of series-connected current generators associated with the converters.
При использовании устройства проявляются причины, препятствующие решению технической проблемы, а именно: недостаточная степень автоматизации процесса контроля толщины покрытия труб, обеспечивающая последовательную работу его конструктивных частей, с возможностью синхронного обнаружения виртуального дефектного участка покрытия на поверхности трубы и реального участка.When using the device, there are reasons that impede the solution of a technical problem, namely: insufficient degree of automation of the process of controlling the thickness of the pipe coating, ensuring the consistent operation of its structural parts, with the possibility of synchronous detection of a virtual defective coating section on the pipe surface and the real section.
Принцип действия измерительных преобразователей основан на магнитно-индукционном методе. При этом в процессе контроля труба совершает поступательно-вращательное движение так, что измерительные преобразователи выписывают спираль на ее поверхности. Измерительные преобразователи определяют толщину антикоррозионного покрытия на участке трубы, ширина которого равна половине ширины полосы данного покрытия; по величине выходных сигналов, преобразованных в данные о величине толщины покрытия, судят об отклонениях толщины от требуемого значения.The principle of operation of measuring transducers is based on the magnetic induction method. In this process, the pipe performs a translational-rotational movement so that the measuring transducers write out a spiral on its surface. Measuring transducers determine the thickness of the anticorrosion coating on the pipe section, the width of which is equal to half the width of the strip of the coating; by the value of the output signals converted to data on the value of the thickness of the coating, judge the deviations of the thickness from the desired value.
Следует отметить, что поступательное и вращательное движение трубы обусловлено тем фактом, что в устройстве содержится блок анализа нахлеста покрытия, наносимого на трубу, совершающую поступательное и вращательное движение (т.е. винтовое движение).It should be noted that the translational and rotational movement of the pipe is due to the fact that the device contains an analysis unit for the overlap of the coating applied to the pipe, which performs translational and rotational motion (i.e., helical motion).
Анализируемое устройство не обеспечивает контроль толщины антикоррозионного покрытия на всей поверхности трубы, т.к. наличие двух установленных преобразователя на участке поверхности трубы на расстоянии половины ширины полосы покрытия приводит к появлению слепых зон, не подверженных измерению толщины покрытия. Следовательно, контроль всей поверхности трубы не является сплошным, а это отрицательно сказывается на точности контроля и не обеспечивает максимальную экономию расходного материала, предназначенного для нанесения покрытия на поверхность трубы.The analyzed device does not provide control of the thickness of the anti-corrosion coating on the entire surface of the pipe, because the presence of two mounted transducers on the pipe surface at a distance of half the width of the coating strip leads to the appearance of blind spots that are not susceptible to measuring the thickness of the coating. Therefore, the control of the entire surface of the pipe is not continuous, and this adversely affects the accuracy of the control and does not provide maximum savings of consumables intended for coating the surface of the pipe.
Кроме того, использование в составе устройства постоянных магнитов способствует прилипанию металлических частиц к рабочей поверхности измерительных преобразователей и возникновению ошибок при измерении толщины покрытия труб.In addition, the use of permanent magnets in the device contributes to the adhesion of metal particles to the working surface of the measuring transducers and the occurrence of errors when measuring the thickness of the pipe coating.
Применение датчиков, основанных на магнитно-индукционном методе определения толщины покрытия, ограничивает применение устройства, т.к. датчики такого вида способны генерировать сигнал о толщине покрытия труб, изготовленных только из легированных и углеродистых (ферромагнитных) марок стали. Кроме того, размещение таких датчиков вблизи поверхности трубы предполагает наличие громоздкого приспособления вследствие того, что датчики разнесены друг от друга на расстояние, превышающее половину полосы покрытия.The use of sensors based on the magnetic induction method for determining the thickness of the coating limits the use of the device, because sensors of this kind are able to generate a signal about the coating thickness of pipes made only of alloyed and carbon (ferromagnetic) steel grades. In addition, the placement of such sensors near the surface of the pipe implies the presence of a cumbersome device due to the fact that the sensors are spaced from each other by a distance exceeding half the strip of coverage.
Итак, техническая проблема, решаемая с использованием предлагаемого изобретения, заключается в расширении арсенала средств подобного назначения, используемых для контроля толщины антикоррозионного покрытия на трубах, находящихся в производственном потоке, благодаря возможности создавать вихревые токи в толще стенки трубы независимо от диаметра трубы и марок стали при обеспечении точности контроля, исключающего наличие «слепых» зон поверхности трубы.So, the technical problem solved using the present invention is to expand the arsenal of tools for this purpose used to control the thickness of the anti-corrosion coating on pipes in the production stream, due to the possibility of creating eddy currents in the thickness of the pipe wall, regardless of the diameter of the pipe and steel grades ensuring accuracy of control, eliminating the presence of "blind" zones of the pipe surface.
Предлагаемое устройство для автоматического контроля антикоррозионного покрытия на стальной трубе, находящейся в производственном потоке и совершающей винтовое движение, включает опору с установленной на ней с возможностью поворота относительно горизонтальной оси и фиксации в рабочем положении наклонной рамой, на которой, в свою очередь, с возможностью поворота относительно горизонтальной оси установлена платформа, несущая комплект горизонтально ориентированных вихретоковых датчиков, размещенных в два ряда в шахматном порядке и предназначенных для передачи сигнала о толщине антикоррозионного покрытия участка поверхности трубы, длина которого задана больше, чем шаг винтового движения трубы, при этом рабочее положение наклонной рамы соответствует рабочему положению платформы с комплектом вихретоковых датчиков, при котором вихретоковые датчики способны передавать сигнал о толщине антикоррозионного покрытия в блок обработки сигнала, выход которого связан с входом блока информационного управления, обеспечивающего формирование данных о толщине антикоррозионного покрытия на всей поверхности трубы, сравнение указанных сформированных данных с данными о требуемой толщине покрытия и выявление координат дефектного участка поверхности трубы, причем блок информационного управления введен в промышленный компьютер, оснащенный средством отображения информации о результате контроля, включающего координаты положения дефектного участка поверхности трубы.The proposed device for automatic control of anticorrosion coating on a steel pipe located in the production stream and making a helical movement, includes a support mounted on it with the possibility of rotation about the horizontal axis and fixation in the working position of the inclined frame, on which, in turn, can be rotated relative to the horizontal axis, a platform is installed that carries a set of horizontally oriented eddy current sensors arranged in two rows in a checkerboard pattern and designed to transmit a signal about the thickness of the anticorrosion coating of the pipe surface section, the length of which is set more than the pitch of the screw movement of the pipe, while the working position of the inclined frame corresponds to the working position of the platform with a set of eddy current sensors, in which eddy current sensors are able to transmit a signal about the thickness of the anti-corrosion coating to the signal processing unit, the output of which is connected to the input of the information control unit a phenomenon that ensures the formation of data on the thickness of the anticorrosive coating on the entire pipe surface, comparison of the generated data with data on the required coating thickness and identification of the coordinates of the defective section of the pipe surface, and the information control unit is entered into an industrial computer equipped with a means for displaying information about the control result, including coordinates of the position of the defective section of the pipe surface.
Практическая реализация устройства возможна, если:Practical implementation of the device is possible if:
- опора выполнена в виде пространственной металлоконструкции с горизонтальной прямоугольной рамой, по углам которой установлены две опорные стойки, соединенные в средней части перекладиной, на которой установлен пневмоцилиндр одностороннего действия таким образом, что шток пневмоцилиндра связан с наклонной рамой посредством пластинчатого элемента переналадки, имеющего отверстия, предназначенные для перевода наклонной рамы в рабочее положение в зависимости от диаметра трубы и фиксации в таком положении посредством соединения штока пневмоцилиндра с одним из отверстий пластинчатого элемента переналадки, при этом рабочее положение наклонной рамы соответствует выдвинутому положению штока пневмоцилиндра, а возможность поворота наклонной рамы обеспечивается посредством шарнирно закрепленной на вершинах стоек оси.- the support is made in the form of a spatial metal structure with a horizontal rectangular frame, at the corners of which two support posts are mounted, connected in the middle part by a crossbar on which a single-acting pneumatic cylinder is mounted so that the pneumatic cylinder rod is connected to the inclined frame by means of a plate changeover element having holes, designed to translate the inclined frame to the working position depending on the diameter of the pipe and fix it in this position by connecting the rod of the pneumatic cylinder to one of the holes of the plate element of the readjustment, while the working position of the inclined frame corresponds to the extended position of the rod of the pneumatic cylinder, and the ability to rotate the inclined frame is provided by articulated fixed on the tops of the racks of the axis.
- вихретоковые датчики установлены в отверстиях платформы прямоугольной формы, возможность поворота платформы обеспечивается посредством вала в сборе с корпусом подшипника, соединяющих противоположные края платформы с верхней частью наклонной рамы, поверхность платформы снабжена шариковыми опорами, предназначенными для контакта с поверхностью трубы с обеспечением скольжения по ее поверхности.- eddy-current sensors are installed in the openings of the rectangular platform, the possibility of rotation of the platform is ensured by a shaft assembly with a bearing housing connecting the opposite edges of the platform to the upper part of the inclined frame, the surface of the platform is equipped with ball bearings designed to contact the pipe surface to ensure sliding along its surface .
- наклонная рама оснащена дефектоотметчиком, предназначенным для маркировки дефектного участка поверхности трубы на основании информации о координатах его положения.- the inclined frame is equipped with a flaw detector designed to mark a defective section of the pipe surface based on information about the coordinates of its position.
Сущность изобретения поясняется следующим образом.The invention is illustrated as follows.
Для достижения технического результата в составе устройства используется опора с наклонной рамой, несущей платформу с комплектом расположенных в шахматном порядке минимум двух рядов вихретоковых датчиков, и иные средства (которые подробно будут раскрыты в разделе описания «осуществление устройства»), способные обеспечить приведение/отведение указанной рамы с комплектом датчиков от поверхности трубы с антикоррозионным покрытием.To achieve a technical result, the device uses a support with an inclined frame that supports the platform with a set of staggered at least two rows of eddy current sensors, and other means (which will be described in detail in the description of the "implementation of the device" section) that can ensure the reduction / removal of the indicated frames with a set of sensors from the surface of the pipe with a corrosion-resistant coating.
Комплект датчиков установлен в гнездах платформы, рабочая сторона которой обращена к поверхности трубы, находящейся в производственном потоке и совершающей винтовое движение.A set of sensors is installed in the sockets of the platform, the working side of which is facing the surface of the pipe, which is in the production stream and makes a helical movement.
Достижение технического результата, прежде всего, обусловлено типом используемых датчиков. Способность датчиков создавать вихревые токи в толще стенки стальной трубы определяет возможность проводить контроль толщины покрытия для труб, изготовленных из любых марок стали, как из легированных и углеродистых (ферромагнитных) марок стали, например, марки стали 13Г1СУ и 09ГСФ, так и из аустенитных (неферромагнитных) марок стали, например, марки стали 08Х18Н10Т и 12Х18Н12Т. Кроме того, применение вихретоковых датчиков (называемых также вихретоковыми преобразователями) вызвано следующим:The achievement of the technical result, primarily due to the type of sensors used. The ability of the sensors to create eddy currents in the thickness of the steel pipe wall determines the ability to control the coating thickness for pipes made of any steel grade, both alloyed and carbon (ferromagnetic) grade steel, for example, grade 13G1SU and 09GFSF, and austenitic (non-ferromagnetic ) steel grades, for example, steel grades 08X18H10T and 12X18H12T. In addition, the use of eddy current sensors (also called eddy current transducers) is caused by the following:
- точностью измерения покрытия на поверхности стальной трубы при постоянном нахождении датчиков прижатом положении к поверхности трубы, обеспечивающим возможность передачи сигнала;- the accuracy of the measurement of the coating on the surface of the steel pipe with a constant location of the sensors pressed against the surface of the pipe, providing the possibility of signal transmission;
- отсутствием необходимости монтажа защитных конструкций и для изоляции операторов процесса от рентгеновского излучения;- the absence of the need to install protective structures and to isolate process operators from x-ray radiation;
- отсутствием необходимости использования громоздкого приспособления, обеспечивающего размещение магнитно-индукционных датчиков вблизи поверхности трубы на значительном расстоянии друг от друга.- the absence of the need to use bulky devices that ensure the placement of magnetic induction sensors near the surface of the pipe at a considerable distance from each other.
Для исключения слепых зон контроля на поверхности трубы комплект датчиков представляет собой минимум два горизонтальных ряда таких датчиков, размещенных на платформе в шахматном порядке. Горизонтально ориентированные датчики предопределяют образование участка поверхности трубы, подлежащего контролю. С учетом назначения предлагаемого устройства, заключающегося в обеспечении контроля покрытия трубы, совершающей винтовое движение в производственном потоке, целесообразно «сканировать» датчиками участок, ориентированный вдоль оси движущейся трубы. При этом для достижения технического результата существенно, чтобы длина участка контроля была больше, чем шаг винтового движения трубы. Указанное соотношение длины рядов датчиков и шага винтового движения трубы является необходимым и достаточным условием для исключения «слепых» зон ввиду образования зон перекрытия подлежащих контролю участков поверхности движущейся трубы. По этой причине в процессе передачи сигнала датчиков, «сканирующих» поверхность движущейся трубы образуются участки «нахлеста» участков контроля.To eliminate blind control zones on the pipe surface, the set of sensors is a minimum of two horizontal rows of such sensors placed on the platform in a checkerboard pattern. The horizontally oriented sensors determine the formation of a portion of the surface of the pipe to be monitored. Given the purpose of the proposed device, which is to provide control of the coating of the pipe, making a helical movement in the production stream, it is advisable to "scan" with the sensors a section oriented along the axis of the moving pipe. Moreover, to achieve a technical result, it is essential that the length of the control section is greater than the pitch of the screw movement of the pipe. The indicated ratio of the length of the rows of sensors and the pitch of the screw movement of the pipe is a necessary and sufficient condition for the exclusion of “blind” zones due to the formation of zones of overlap of the surface sections of the moving pipe to be controlled. For this reason, in the process of transmitting a signal from sensors that "scan" the surface of a moving pipe, "overlap" sections of the control sections are formed.
При расположении датчиков в шахматном порядке зоны между соседними в ряду датчиками перекрываются датчиками следующего ряда. В результате обеспечивается отсутствие «слепых зон» в пределах границы контролируемого участка, также влияющих на достижение технического результата. При этом расстояние между датчиками выбирается исходя из необходимости исключить взаимное влияние магнитного поля соседних датчиков, приводящее к погрешности измерения.When the sensors are staggered, the zones between the adjacent sensors in the row are overlapped by the sensors of the next row. The result is the absence of “blind spots” within the boundaries of the controlled area, also affecting the achievement of the technical result. In this case, the distance between the sensors is selected on the basis of the need to exclude the mutual influence of the magnetic field of neighboring sensors, leading to measurement errors.
Другим преимуществом применяемых датчиков является отсутствие необходимости монтажа защитных конструкций и для изоляции операторов процесса от рентгеновского излучения, а также отсутствие необходимости использования громоздкого приспособления, обеспечивающего размещение магнитно-индукционных датчиков вблизи поверхности трубы на значительном расстоянии друг от друга.Another advantage of the sensors used is the absence of the need to install protective structures to isolate the process operators from x-ray radiation, as well as the absence of the need for a bulky device to ensure that magnetic induction sensors are placed close to the pipe surface at a considerable distance from each other.
Итак, обработка сигнала вихретоковых датчиков в соответствующем блоке создает предпосылки для формирования в блоке информационного управления данных о толщине всего исследуемого покрытия трубы с однократным сканированием поверхности трубы без риска снижения точности контроля вследствие отсутствия «слепых» зон.So, the processing of the eddy current sensor signal in the corresponding block creates the prerequisites for the formation in the information management block of data on the thickness of the entire pipe coating under study with a single scan of the pipe surface without the risk of reducing the control accuracy due to the absence of “blind” zones.
Блок информационного управления, кроме указанной выше функции, выполняет действия по сравнению данных о полученной в результате сканирования датчиками толщине покрытия на всей поверхности трубы с данными о требуемой толщине такого покрытия. Кроме того, данный блок наделен возможностью выявлять координаты дефектного участка трубы.The information control unit, in addition to the function indicated above, performs actions in comparison with the data on the coating thickness obtained by the sensors scanning on the entire pipe surface with the data on the required thickness of such a coating. In addition, this unit is endowed with the ability to identify the coordinates of the defective pipe section.
Таким образом, новыми признаками предлагаемого устройства, влияющими на повышение точности контроля для труб, изготовленных из легированных и углеродистых (ферромагнитных) марок стали, так и из аустенитных (неферромагнитных) марок стали, являются:Thus, the new features of the proposed device, affecting the increase in control accuracy for pipes made of alloyed and carbon (ferromagnetic) steel grades, and from austenitic (non-ferromagnetic) steel grades, are:
- использование вихретоковых датчиков;- use of eddy current sensors;
- горизонтальное расположение двух рядов датчиков в шахматном порядке, обусловливающих участок контроля на поверхности трубы, находящейся в производственном потоке в процессе винтового движения;- the horizontal arrangement of two rows of sensors in a checkerboard pattern, determining the control area on the surface of the pipe in the production flow in the process of screw movement;
- обеспечение соотношения длины участка контроля и шага винтового движения трубы;- ensuring the ratio of the length of the control section and the pitch of the screw movement of the pipe;
- опора с конструктивными элементами, обеспечивающими наклон платформы с комплектом вихретоковых датчиков для возможности «сканирования» поверхности трубы.- a support with structural elements that ensure the inclination of the platform with a set of eddy current sensors for the possibility of "scanning" the surface of the pipe.
При этом вышеуказанные признаки предлагаемого устройства влияют и на повышение производительности контроля толщины покрытия стальной трубы в связи с возможностью формировать длину участка контроля благодаря использованию комплекта датчиков, расположенных в шахматном порядке минимум в два ряда. Принимая во внимание тот факт, что в устройстве по патенту RU №2233429 используется лишь два датчика, отстоящих друг от друга на расстоянии выбираемом в качестве длины участка контроля, то в предлагаемом изобретении устранена причина, препятствующая достижению технического результата известным устройством.Moreover, the above-mentioned features of the proposed device also affect the increase in the performance of monitoring the thickness of the coating of the steel pipe in connection with the ability to form the length of the inspection area through the use of a set of sensors staggered in at least two rows. Taking into account the fact that in the device according to patent RU No. 2233429 only two sensors are used, spaced apart from each other at a distance selected as the length of the control section, the present invention eliminates the reason that prevents the achievement of the technical result by the known device.
Наличие опоры с установленной на ней наклонной рамой, способной совершать поворот вокруг горизонтальной оси, приводит к возможности наклонять платформу, несущую комплект датчиков, к поверхности труб различного диаметра.The presence of a support with an inclined frame mounted on it, capable of rotating around a horizontal axis, makes it possible to tilt the platform carrying the set of sensors to the surface of pipes of various diameters.
Таким образом, совокупность признаков заявляемого устройства приводит:Thus, the combination of features of the claimed device leads to:
- к возможности повышения качества контроля толщины антикоррозионного покрытия за счет исключения «слепых» зон и повышения производительности такого контроля за счет возможности применять устройство для труб, изготовленных практически из любых марок стали и за счет возможности выбора участка контроля оптимальной длины;- to the possibility of improving the quality control of the thickness of the anticorrosion coating by eliminating the “blind” zones and increasing the productivity of such control due to the ability to use the device for pipes made from almost any steel grade and due to the possibility of choosing the optimum length control section;
- к универсальности вследствие возможности использования данного устрйоства не только для труб, изготовленных из различных марок стали, но и для труб различного диаметра.- to universality due to the possibility of using this device not only for pipes made of various steel grades, but also for pipes of various diameters.
Реализация устройства для контроля толщины антикоррозионного покрытия стальных труб возможна в следующем конструктивном варианте.The implementation of the device for controlling the thickness of the anti-corrosion coating of steel pipes is possible in the following structural embodiment.
Выполнение опоры в виде пространственной металлоконструкции приводит к возможности размещения необходимых средств, обеспечивающих контроль толщины поверхности стальной трубы в производственном потоке. Так, конструктивное выполнение опоры в виде горизонтальной рамы с двумя стойками, соединенными в средней части перекладиной создает устойчивую жесткую конструкцию, связанную с наклонной рамой, несущей платформу с комплектом вихретоковых датчиков. Поворот указанной рамы с платформой с датчиками осуществляется с использованием установленного на перекладине пневмоцилиндра, шток которого связан с наклонной рамой через пластинчатый элемент переналадки, выполненный с отверстиями, которые предназначены для соединения со штоком пневмоцилиндра для придания раме наклонного рабочего положения, определяющего возможность нахождения платформы с комплектом датчиков в рабочем положении. Очевидно, что в рабочем положении платформы датчики комплекта контактируют с поверхностью антикоррозионного покрытия трубы с возможностью передачи сигнала в блок обработки сигнала. Следовательно, рабочее положение наклонной рамы и рабочее положение платформы, несущей комплект датчиков, находятся в конструктивной взаимосвязи.The implementation of the support in the form of spatial metal construction leads to the possibility of placing the necessary funds to control the thickness of the surface of the steel pipe in the production stream. Thus, the constructive implementation of the support in the form of a horizontal frame with two racks connected in the middle part by a crossbar creates a stable rigid structure associated with an inclined frame supporting a platform with a set of eddy current sensors. The rotation of the indicated frame with the platform with sensors is carried out using a pneumatic cylinder mounted on the crossbar, the rod of which is connected to the inclined frame via a plate changeover element made with holes that are designed to connect to the pneumatic cylinder rod to give the frame an inclined working position that determines the possibility of finding the platform with the kit sensors in working position. Obviously, in the working position of the platform, the sensors of the kit are in contact with the surface of the anticorrosive coating of the pipe with the possibility of transmitting a signal to the signal processing unit. Therefore, the working position of the inclined frame and the working position of the platform carrying the set of sensors are in a constructive relationship.
Поверхность платформы, обращенная к поверхности трубы, выполнена с шариковыми опорами, предназначенными для скольжения по поверхности движущейся трубы. Ввиду того, что поверхность трубы неровная, для нивелирования такого фактора, платформа шарнирно закреплена на наклонной раме с возможностью поворота относительно воображаемой горизонтальной оси (практическое воплощение возможности такого поворота раскрыто ниже). Таким образом, наличие шариковых опор на поверхности платформы с датчиками и наличие степени свободы в положении платформы относительно поверхности трубы создает предпосылки для контроля толщины покрытия трубы в производственном потоке без ущерба его качеству.The surface of the platform, facing the surface of the pipe, is made with ball bearings designed to slide on the surface of the moving pipe. Due to the fact that the pipe surface is uneven, to level such a factor, the platform is pivotally mounted on an inclined frame with the possibility of rotation about an imaginary horizontal axis (a practical embodiment of the possibility of such rotation is disclosed below). Thus, the presence of ball bearings on the surface of the platform with sensors and the degree of freedom in the position of the platform relative to the surface of the pipe creates the prerequisites for controlling the thickness of the coating of the pipe in the production stream without compromising its quality.
Устройство для контроля толщины антикоррозионного покрытия на поверхности стальной трубы, находящейся в производственном потоке и совершающей вращательное движение, поясняется чертежами:A device for controlling the thickness of the anticorrosion coating on the surface of a steel pipe located in the production stream and performing a rotational movement is illustrated by the drawings:
- на фигуре 1 изображено устройство сбоку вместе с трубой, на поверхности которой нанесено антикоррозионное покрытие;- figure 1 shows a device on the side along with a pipe on the surface of which an anti-corrosion coating is applied;
- на фигуре 2 изображена входящая в устройство опора, вид спереди.- figure 2 shows the support entering the device, front view.
Устройство содержит опору, представляющую собой пространственную металлоконструкцию с горизонтальной рамой в качестве основания 1, на которой установлены стойки 2, соединенные перекладиной 3; со стойками 2 связана наклонная рама 4, несущая платформу 5 с комплектом вихретоковых датчиков 6. Связь рамы 4 с опорой организована посредством оси 7, концы которой шарнирно закреплены на стойках 2.The device comprises a support, which is a spatial metal structure with a horizontal frame as a
Вихретоковые датчики 6 устанавливаются в посадочных отверстиях на платформе 5, имеющей прямоугольную форму и выполненную из капролона/текстолита в шахматном порядке в два ряда (вдоль образующей трубы).Eddy
Платформа 5 с комплектом датчиков 6 соединена с верхней частью рамы 4 и установлена с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси благодаря шарнирному соединению 8 каждой стороны платформы 5 с соответствующими элементами рамы 2.The
Поворот рамы 4 вокруг горизонтальной оси 7 совершается от действия пневмоцилиндра 9 одностороннего действия, установленного на перекладине 3. Для фиксации положения рамы 4 в рабочем положении (с нахождением платформы в рабочем положении) низ рамы 4 оснащен пластинчатым элементом переналадки 10, имеющим регулировочные отверстия для соединения со штоком пневмоцилиндра 9. Так, соединение штока пневмоцилиндра 9 с тем или иным отверстием определяет наклон рамы 4 с блоком датчиков 5 в зависимости от диаметра контролируемой трубы.The rotation of the
Для настройки вихретоковых датчиков наклонная рама 4 поворачивается (против часовой стрелки на фигуре) с возможностью опирания на стойку 11 с перекладиной в верхней части (перекладина в верхней части и стойка 11 образуют Т-образный элемент). Такой поворот рамы 4 возможен при разъединении пластинчатого элемента переналадки 10 со штоком пневмоцилиндра 9.To configure eddy current sensors, the
По краям платформы 5 установлены шариковые опоры 12, предназначенные для контакта с. поверхностью трубы во время процесса контроля толщины покрытия, с обеспечением, в свою очередь, постоянного контакта неподвижно установленных датчиков с поверхностью трубы.At the edges of the
Автоматизация процесса контроля обеспечивается с помощью промышленного компьютера 13 (на фигуре изображен шкаф управления 13), в который входит блок информационного управления.Automation of the control process is provided using an industrial computer 13 (the figure shows a control cabinet 13), which includes an information management unit.
Содержащийся в предлагаемом устройстве блок обработки сигнала размещен на платформе 5 и электрически (с использованием электрических проводов) связан с блоком информационного управления. Фактически с помощью соовтествующих разъемов осуществляется связь выхода блока обработки сигнала с входом блока информационного управления.The signal processing unit contained in the proposed device is located on the
Промышленный компьютер 13 оснащен монитором 14 для визуализации результатов контроля.
На фигуре 1 изображена труба 15, установленная на роликах 16, обеспечивающих винтовое движение трубы.The figure 1 shows the
На трубу 15 нанесено антикоррозионое покрытие, например, в виде двухслойного эпоксидного покрытия или трехслойного покрытия на основе экструдированного полиэтилена/полипропилена.Anticorrosion coating is applied to the
В устройстве шарнирная связь рамы 4 и платформы 5 обеспечивается посредством соединительных элементов в виде вала в сборе с корпусом подшипника (позицией не обозначено), соединяющих противоположные края указанной платформы 5.In the device, the articulated connection of the
Кроме того, в устройстве:In addition, in the device:
- промышленный компьютер 13 осуществляет электромагнитное управление пневмораспределителем, который с помощью сжатого воздуха управляет штоком пневмоцилиндра 9;-
- имеются два датчика (позицией не обозначено) бесконтактного оптического выключателя для определения поступления трубы в зону контроля;- there are two sensors (not indicated by the position) of a non-contact optical switch to determine the flow of pipes into the control zone;
- имеется дефектоотметчик (позицией не обозначено), выполненный в виде краскораспылителя для маркировки на поверхности трубы дефектного участка.- there is a flaw detector (the position is not indicated), made in the form of a spray gun for marking on the pipe surface a defective area.
Комплект вихретоквых датчиков 6 образует на покрытии трубы 15 контролируемый участок, длина которого может быть 320 мм, а шаг винтового движения трубы составляет 280 мм, при таком шаге перекрытие соседних участков (полос) составит 12%.A set of
В качестве промышленного компьютера может быть использован промышленный компьютер модели PAC-125GW/A130B, разработанной компанией IEI Integration Corp., имеющий следующие характеристики: процессор Intel Core i5 7400Т, оперативная память от 32 до 64 Gb, жесткий диск (HDD) объемом 1Tb, мощность блока питания - 300 ватт.As an industrial computer, an industrial computer of the PAC-125GW / A130B model developed by IEI Integration Corp. can be used, having the following characteristics: Intel Core i5 7400T processor, RAM from 32 to 64 Gb, 1Tb hard drive (HDD), power power supply - 300 watts.
Для выработки сигнала возбуждения вихретокового датчика используется генератор, последовательно соединенный с вихретоковым датчиком и в качестве которого может быть использована плата ГСПФ-052 промышленного компьютера. Выходным сигналом вихретокового датчика является электрический сигнал прямо пропорциональный толщине контролируемого покрытия, который поступает в блок обработки сигналов на вход аналого-цифрового преобразователя, где входной сигнал преобразуется в цифровой сигнал, соответствующий контролируемой толщине покрытия.To generate an excitation signal of the eddy current sensor, a generator is used that is connected in series with the eddy current sensor and can be used as a motherboard GSPF-052 industrial computer. The output signal of the eddy current sensor is an electric signal directly proportional to the thickness of the controlled coating, which is fed to the signal processing unit at the input of an analog-to-digital converter, where the input signal is converted to a digital signal corresponding to the controlled coating thickness.
В качестве блока обработки сигналов может быть использован многофункциональный модуль с аналогово-цифровым преобразователем с интерфейсами USB & Ethernet (модуль Е-502).As a signal processing unit, a multifunctional module with an analog-to-digital converter with USB & Ethernet interfaces (E-502 module) can be used.
Выходной сигнал с блока обработки сигналов поступает в блок информационного управления, в котором для обработки, визуализации, хранения цифровых сигналов используется программа, заложенная в промышленный компьютер.The output signal from the signal processing unit enters the information management unit, in which a program embedded in an industrial computer is used to process, visualize, and store digital signals.
В качестве блока информационного управления могут быть использованы платы процессора PCIE-Q170-R10 и плата объединительная PE-8S-R40 промышленного компьютера. В заявленной системе может функционировать любой компьютер, не обязательно IBM PC-совместимый; предпочтительно, чтобы промышленный компьютер работал под управлением операционной системы Windows.As an information management unit, PCIE-Q170-R10 processor boards and a PE-8S-R40 backplane of an industrial computer can be used. In the claimed system can operate any computer, not necessarily IBM PC-compatible; preferably, the industrial computer is running a Windows operating system.
Для визуализации результатов контроля толщины покрытия может использоваться монитор с входом VGA.To visualize the results of monitoring the thickness of the coating, a monitor with a VGA input can be used.
При поступлении трубы 15 в зону контроля срабатывают датчики выключателя бесконтактного оптического, по сигналу которых промышленный компьютер 13 включает пневмораспределитель на подвод пневмоцилиндра 9. Для обеспечения рабочего положения рамы 4 и рабочего положения несущей датчики платформы 5 усилие пневмоцилиндра 9 через поворотную ось 7 рамы 4 передается на указанную платформу 5, которая прижимается к поверхности трубы 15 с использованием шариковых опор, приводящих к скольжению блока датчиков 6 по поверхности трубы 15 от ее начала до конца во время винтового движения. При этом шток пневмоцилиндра 9 находится в фиксированном положении посредством соединения данного штока с соотвествующим отверстием пластинчатого элемента переналадки 10.When the
При постоянном контакте вихретоковых датчиков 6 с поверхностью трубы 15 во время ее винтового движения происходит «сканирование» всей поверхности трубы.With constant contact of the
Аналоговый сигнал вихретоковых датчиков 6 передаются в блок обработки сигнала с получением цифрового сигнала о толщине покрытия на всей поверхности трубы.The analog signal of the
Цифровой сигнал о толщине покрытия поверхности трубы передается в блок информационного управления промышленного компьютера 13, выполняющий вышеуказанные функции.A digital signal about the coating thickness of the pipe surface is transmitted to the information control unit of the
В режиме реального времени на мониторе 14 отображаются результаты контроля и, если блок обработки информации распознает отклонение от требуемой величины толщины покрытия, на мониторе 14 также отображаются координаты обнаруженного дефектного участка, при этом дефектоотметчик маркирует данный участок краской.In real time, the monitoring results are displayed on the
При выходе трубы из зоны контроля отключаются датчики бесконтактного оптического выключателя, промышленный компьютер переключает пневмораспределитель на втягивание пневмоцилиндра, который возвращает раму и платформу из рабочего положения в исходное положение, соответствующее режиму ожидания следующей трубы, поступающей в зону контроля.When the pipe exits the control zone, the sensors of the contactless optical switch are turned off, the industrial computer switches the pneumatic valve to retract the pneumatic cylinder, which returns the frame and platform from its working position to its original position corresponding to the standby mode of the next pipe entering the control zone.
В ПАО «ЧТПЗ» устройство находит применение для производства труб большого диаметра от 426 мм до 1420 мм, но при необходимости сортамент труб, подвергаемых контролю толщины антикоррозионного покрытия, может быть расширен.At PJSC ChTPZ, the device is used for the production of large diameter pipes from 426 mm to 1420 mm, but if necessary, the assortment of pipes subjected to control of the thickness of the anti-corrosion coating can be expanded.
Использование заявляемого, устройства приводит к дополнительному преимуществу. Так, повышение точности контроля толщины антикоррозионного покрытия и получение информации о дефектных участках покрытия является предпосылкой для снижения расхода материла покрытия (при превышении толщины) и/или для предотвращения выпуска бракованной продукции (при уменьшении толщины), т.к. имеющиеся данные об отклонении толщины от заданной могут быть переданы на участок по нанесению покрытий.Using the inventive device leads to an additional advantage. Thus, improving the accuracy of controlling the thickness of the anti-corrosion coating and obtaining information about defective areas of the coating is a prerequisite for reducing the consumption of coating material (if the thickness is exceeded) and / or to prevent the release of defective products (if the thickness is reduced), because the available data on the deviation of the thickness from the specified can be transferred to the coating area.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019139142A RU2724960C1 (en) | 2019-11-29 | 2019-11-29 | Device for automatic control of anticorrosive coating on steel pipe, located in production flow |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019139142A RU2724960C1 (en) | 2019-11-29 | 2019-11-29 | Device for automatic control of anticorrosive coating on steel pipe, located in production flow |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2724960C1 true RU2724960C1 (en) | 2020-06-29 |
Family
ID=71509799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019139142A RU2724960C1 (en) | 2019-11-29 | 2019-11-29 | Device for automatic control of anticorrosive coating on steel pipe, located in production flow |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2724960C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1097890A1 (en) * | 1982-11-25 | 1984-06-15 | Куйбышевский электротехнический институт связи | Strap-on electromagnetic converter for measuring thickness of non-electroconductive coatings |
| JPS61296201A (en) * | 1985-06-25 | 1986-12-27 | Nippon Steel Corp | Apparatus for automatically measuring film thickness of coated steel pipe |
| JPH09189507A (en) * | 1996-01-10 | 1997-07-22 | Kobe Steel Ltd | Device and method for measuring thickness of coating for corrosion protection |
| RU2233429C2 (en) * | 2002-09-02 | 2004-07-27 | Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт интроскопии МНПО "СПЕКТР" | Device for monitoring thickness of covering on pipes |
| JP2008003067A (en) * | 2006-06-26 | 2008-01-10 | Kaisei Engineer Kk | Thickness measuring device |
-
2019
- 2019-11-29 RU RU2019139142A patent/RU2724960C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1097890A1 (en) * | 1982-11-25 | 1984-06-15 | Куйбышевский электротехнический институт связи | Strap-on electromagnetic converter for measuring thickness of non-electroconductive coatings |
| JPS61296201A (en) * | 1985-06-25 | 1986-12-27 | Nippon Steel Corp | Apparatus for automatically measuring film thickness of coated steel pipe |
| JPH09189507A (en) * | 1996-01-10 | 1997-07-22 | Kobe Steel Ltd | Device and method for measuring thickness of coating for corrosion protection |
| RU2233429C2 (en) * | 2002-09-02 | 2004-07-27 | Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт интроскопии МНПО "СПЕКТР" | Device for monitoring thickness of covering on pipes |
| JP2008003067A (en) * | 2006-06-26 | 2008-01-10 | Kaisei Engineer Kk | Thickness measuring device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104534995B (en) | Optical measuring apparatus | |
| CN102778506B (en) | Automatic sweeping system for detecting tubing and panel workpiece with different diameters | |
| CN102864263A (en) | Novel mechanical scanning radar device for measuring shape of shaft furnace charge level | |
| CN101368932A (en) | Full-automatic detection apparatus suitable for multi-diameter pipe welding seam | |
| CN104897052A (en) | Method for measuring steel rail appearance geometric dimension and surface quality and device thereof | |
| CN109141303B (en) | Component geometric defect detection system and detection method | |
| CN207439389U (en) | The device that a kind of concentricity for hole system detects | |
| RU2724960C1 (en) | Device for automatic control of anticorrosive coating on steel pipe, located in production flow | |
| KR20070064730A (en) | Weld-line detection apparatus for welding defect inspection | |
| CN205941401U (en) | Curved surface part surface profile harms analytical equipment | |
| CN106546176A (en) | A kind of rail outward appearance physical dimension and surface defect detection apparatus | |
| CN207923782U (en) | Eddy current testing device for automobile body welding | |
| RU2720265C1 (en) | Method for controlling thickness of anticorrosive coating of steel pipe in production stream | |
| CN210558756U (en) | Upper lofting tool and elevator guide rail lofting inspection tool | |
| CN107438750B (en) | Method and apparatus for measuring long profiles | |
| CN112246670B (en) | High-precision seal ring thickness detector | |
| GB1581959A (en) | Method and apparatus for aligning an ultrasonic testing apparatus on a weld seam | |
| CN211123251U (en) | Multi-target distinguishing capability testing device for field radar | |
| CN113523642A (en) | Welding seam detects and welding set | |
| CN216133212U (en) | Restoration device for decoration pipeline line trend | |
| RU165679U1 (en) | SEALING SURFACE PROFILE CONTROL DEVICE FOR REACTOR MAIN CONNECTOR | |
| CN110823201B (en) | Laser detector for posture of spraying hanging rack | |
| CN211697461U (en) | Visual defect detection and identification device | |
| CN110631462A (en) | Automatic detection system for wave-shaped abrasion of steel rail | |
| CN219389417U (en) | Online pipeline scanning modeling and wall thickness monitoring equipment |