RU2761415C1

RU2761415C1 - SENSOR CARRIER FOR PIPELINE CONTROL USING TIME DIFFRACTIONAL ToFD METHOD

Info

Publication number: RU2761415C1
Application number: RU2021116024A
Authority: RU
Inventors: Алексей Валентинович Межуев; Сергей Александрович Тужилкин
Original assignee: Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть"); Акционерное общество "Транснефть-Диаскан" (АО "Транснефть-Диаскан")
Priority date: 2021-06-03
Filing date: 2021-06-03
Publication date: 2021-12-08

Abstract

FIELD: pipeline in-line inspection.

SUBSTANCE: invention is intended for carrying out in-line inspection of the pipeline. The substance of the invention lies in the fact that the sensor carrier is configured to be installed on an in-line inspection device and has a plurality of sensors distributed around its circumference. Said plurality of sensors are ToFD ultrasonic piezoelectric transducers housed in rigid blocks, the rigid blocks being combined into two sections of an inline inspection device. In this case, piezoelectric ToFD transducers are placed on rigid blocks in the amount of four pieces per block, one piezoelectric ToFD transducer of which is a transmitter, and the other three are receivers that simultaneously receive the results of sounding one probe pulse of the transmitter, while all four piezoelectric ToFD transducers are fixed in a row on one PCS line so that the acoustic axes of all ToFD piezoelectric transducers are in the same plane.

EFFECT: improving the quality of in-line inspection.

4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области неразрушающего контроля трубопроводов и может быть использовано при проведении внутритрубного контроля трубопровода путем иммерсионного ультразвукового дифракционно-временного метода ToFD с помощью автономных внутритрубных инспекционных приборов, движущихся с потоком перекачиваемого продукта (жидкости) и автоматически выполняющих процесс контроля с сохранением на своем борту результатов контроля в виде диагностических данных.The invention relates to the field of non-destructive testing of pipelines and can be used when carrying out in-line inspection of a pipeline using the immersion ultrasonic diffraction-time method ToFD using autonomous in-line inspection devices moving with the flow of the pumped product (liquid) and automatically performing the inspection process while keeping the results on board control in the form of diagnostic data.

Известен метод ToFD (time-of-flight diffraction) ультразвукового неразрушающего контроля, сущность и способы осуществления которого приведены в следующих работах и документах:The known method ToFD (time-of-flight diffraction) of ultrasonic non-destructive testing, the essence and methods of implementation of which are given in the following works and documents:

- Справочник в 7 томах под редакцией чл.-корр. РАН В.В. Клюева. Москва «Машиностроение» 2004, том 3, И.Н Ермолов, Ю.В. Ланге. «Ультразвуковой контроль». Дифракционно-временной метод (ДВМ) п. 2.2.5.3 стр. 252; п. 3.2.7.5 стр. 371;- Handbook in 7 volumes, edited by Corresponding Member. RAS V.V. Klyuev. Moscow "Mechanical Engineering" 2004, volume 3, I.N. Ermolov, Yu.V. Lange. "Ultrasonic control". Diffraction-time method (DVM) p. 2.2.5.3 p. 252; p. 3.2.7.5 p. 371;

- EN 15617:2009 Non-destructive testing of welds - Time-of-flight diffraction technique (ToFD) - Acceptance levels [Неразрушающий контроль сварных соединений. Дифракционно-временной метод (ToFD). Границы допустимости];- EN 15617: 2009 Non-destructive testing of welds - Time-of-flight diffraction technique (ToFD) - Acceptance levels. Time-domain diffraction (ToFD). Limits of admissibility];

- EN 583-6:2008 Non-destructive testing - Ultrasonic examination - Part 6: Time-of-flight diffraction technique as f method for detection and sizing of discontinuilies [Контроль неразрушающий. Ультразвуковой метод. Часть 6. Дифракционно-временной метод обнаружения и измерения несплошностей];- EN 583-6: 2008 Non-destructive testing - Ultrasonic examination - Part 6: Time-of-flight diffraction technique as f method for detection and sizing of discontinuilies. Ultrasonic method. Part 6. Diffraction-time method of detection and measurement of discontinuities];

- ISO 10863:11 Non-destructive testing of welds - Ultrasonic testing - Use of time-of-flight diffraction technique (ToFD). [Неразрушающий контроль сварных соединений. Ультразвуковая дефектоскопия. Использование дифракционно-временного метода (ToFD)].- ISO 10863: 11 Non-destructive testing of welds - Ultrasonic testing - Use of time-of-flight diffraction technique (ToFD). [Non-destructive testing of welded joints. Ultrasonic flaw detection. Using Time-of-Flight Diffraction (ToFD)].

В приведенных источниках метод ToFD осуществляется с помощью внутритрубных инспекционных приборов, конструкция которых содержит штатную схему реализации данного метода и включает пару ультразвуковых пьезоэлектрических преобразователей: пьезоэлектрический преобразователь ToFD-излучатель и пьезоэлектрический преобразователь ToFD-приемник (классическая пара пьезоэлектрических преобразователей ToFD), ориентированных друг относительно друга, для чего они размещаются на жесткой раме или жестких механически независимых блоках. При этом расстояние между пьезоэлектрическими преобразователями ToFD-излучателем и ToFD-приемником зависит от толщины стенки объекта контроля и от ширины валика усиления сварного шва. Все известные технические устройства используют эту единственную штатную схему реализации метода ToFD.In the above sources, the ToFD method is carried out using in-pipe inspection devices, the design of which contains a standard scheme for the implementation of this method and includes a pair of ultrasonic piezoelectric transducers: a ToFD piezoelectric transducer and a ToFD piezoelectric transducer (a classic pair of ToFD piezoelectric transducers), oriented relative to each other. , for which they are placed on a rigid frame or rigid mechanically independent blocks. The distance between the piezoelectric transducers ToFD-emitter and ToFD-receiver depends on the wall thickness of the test object and on the width of the reinforcement bead of the weld. All known technical devices use this single standard scheme for the implementation of the ToFD method.

Недостатком этих устройств, использующих в своей конструкции данную штатную схему, является сложность реализации метода ToFD при автоматическом контроле трубопроводов, поскольку в процессе контроля толщина контролируемых труб может меняться от 8 до 30 мм. Было определено, что для покрытия этого диапазона толщин необходимо как минимум три варианта расположения пьезоэлектрических преобразователей друг относительно друга (три варианта расстояния между точками ввода - PCS). Поэтому для внутритрубного контроля необходимо использовать шесть механически независимых друг относительно друга жестких блока: три жестких блока для контроля поперечных швов и базового материала с поперечно ориентированными дефектами трубопровода и три жестких блока для контроля продольных швов и базового материала с продольно ориентированными дефектами трубопровода. В каждом из жестких блоков должна быть классическая пара пьезоэлектрических преобразователей ToFD. Таким образом при реализации метода ToFD по штатной схеме требуется 12 пьезоэлектрических преобразователей ToFD для осуществления последовательных единичных прозвучиваний при полном контроле трубопровода с дефектами любой ориентации. При этом среди двенадцати пьезоэлектрических преобразователей ToFD шесть должны быть пьезоэлектрическими преобразователями ToFD-излучателями. Кроме этого, 12 пьезоэлектрических преобразователей ToFD должны быть размещены на шести жестких блоках.The disadvantage of these devices, which use this standard scheme in their design, is the complexity of the implementation of the ToFD method for automatic control of pipelines, since during the control process the thickness of the controlled pipes can vary from 8 to 30 mm. It was determined that to cover this range of thicknesses, at least three options for the location of the piezoelectric transducers relative to each other are necessary (three options for the distance between the points of entry - PCS). Therefore, for in-line inspection, it is necessary to use six rigid blocks mechanically independent relative to each other: three rigid blocks for testing transverse seams and base material with transversely oriented pipeline defects and three rigid blocks for inspecting longitudinal seams and base material with longitudinally oriented pipeline defects. Each of the rigid blocks must contain a classic pair of ToFD piezoelectric transducers. Thus, when implementing the ToFD method according to the standard scheme, 12 piezoelectric ToFD transducers are required to carry out sequential single soundings with full control of a pipeline with defects of any orientation. Moreover, among the twelve piezoelectric ToFD transducers, six should be piezoelectric ToFD transducers. In addition, 12 ToFD piezoelectric transducers must be placed on six rigid blocks.

Дополнительным недостатком внутритрубных инспекционных приборов, использующих в своей конструкции штатную схему, является отсутствие или частичная регистрация LW-волны (продольная подповерхностная волна, Lateral wave). Учитывая тяжелые для прохождения ультразвука условия при проведении внутритрубного контроля, а также учитывая высокую интенсивность падения энергии LW-волны, ее регистрация классическими парами пьезоэлектрических преобразователей ToFD, предназначенными для контроля толстых стенок, не представляется возможной или имеет крайне низкую вероятность (стабильность) при контроле толстых стенок и особенно при наличии широких сварных швов (ширина внутренних валиков усиления продольных швов может достигать 50 мм). Отсутствие регистрации LW-волны не позволяет выполнить измерение глубины и глубины залегания дефектов, а также измерение положения индикаций по глубине. Восстановление положения LW-волны по расчетам или экспериментальным данным приведет к большой погрешности, исключающей возможность такого восстановления. Большая погрешность связана с тем, что при восстановлении положения LW-волны в штатной схеме необходимо учитывать неизвестное заранее время хода ультразвуковой волны в иммерсионной среде (составляет большую часть общего времени хода ультразвуковой волны), зависящее от большого количества факторов, включающих: физические свойства иммерсионной среды, состояние поверхности ввода и ее ориентации (включая расстояние) до пьезоэлектрических преобразователей ToFD.An additional disadvantage of in-line inspection devices that use a standard scheme in their design is the absence or partial registration of an LW-wave (longitudinal subsurface wave, Lateral wave). Considering the difficult conditions for the passage of ultrasound during in-line inspection, and also taking into account the high intensity of the LW-wave energy fall, its registration with classical pairs of piezoelectric ToFD transducers designed for monitoring thick walls does not seem possible or has an extremely low probability (stability) when testing thick walls. walls and especially in the presence of wide welded seams (the width of the inner beads of reinforcement of longitudinal seams can reach 50 mm). The lack of registration of the LW-wave does not allow measuring the depth and depth of occurrence of defects, as well as measuring the position of indications in depth. Reconstruction of the LW-wave position according to calculations or experimental data will lead to a large error, which excludes the possibility of such a reconstruction. The large error is due to the fact that when restoring the position of the LW-wave in the standard scheme, it is necessary to take into account the previously unknown travel time of the ultrasonic wave in the immersion medium (it makes up most of the total travel time of the ultrasonic wave), which depends on a large number of factors, including: physical properties of the immersion medium , the state of the input surface and its orientation (including distance) to the ToFD piezoelectric transducers.

Кроме того, в тяжелых условиях (неподготовленная поверхность, загрязнения) внутритрубного контроля для получения дополнительных критериев и признаков расположения дефектов в стенке трубы и относительно элементов сварного шва, для увеличения вероятности обнаружения дефектов и увеличения точности определения их геометрических параметров необходимо применение двузонного контроля и параллельного сканирования, реализация которых возможна с применением штатной схемы метода ToFD для проведения внутритрубного контроля трубопровода.In addition, in difficult conditions (unprepared surface, contamination) of in-line inspection to obtain additional criteria and signs of the location of defects in the pipe wall and in relation to the weld seam elements, to increase the likelihood of detecting defects and increase the accuracy of determining their geometric parameters, it is necessary to use two-zone testing and parallel scanning. , the implementation of which is possible using the standard scheme of the ToFD method for carrying out in-line inspection of the pipeline.

Совокупность признаков, наиболее близкая к совокупности существенных признаков изобретения, реализована в представленном на X международной трубопроводной конференции внутритрубном кроулере [https://www.researchgate.net/publication/289135398_Qualification_of_a_Combined_Ultrasonic_Inspection_Tool_for_ Detection_and_Sizing_of_Circumferential_Weld_Cracks_in_Offshore_Pipelines], имеющем жесткую механическую связь с наружным устройством и управляемым оператором снаружи трубопровода по оптико-волоконному кабелю. Кроулер осуществляет контроль поперечных швов кольцевых стыков трубопровода во время его полной остановки оператором. В кроулере реализована известная схема контроля методом ToFD с классической парой пьезоэлектрических преобразователей ToFD, размещенной на механическом раздвижном устройстве для обеспечения положения пьезоэлектрических преобразователей ToFD в зависимости от толщины стенки объекта контроля. В секции ToFD кроулера используется только две пары пьезоэлектрических преобразователей ToFD (каждая выполняет сканирование половины периметра поперечного шва), осуществляющих контроль только поперечного шва. Это становится возможным только в момент остановки кроулера и точного позиционирования оператором блоков с парой пьезоэлектрических преобразователей ToFD относительно поперечного шва и позиционирования самих пьезоэлектрических преобразователей ToFD друг относительно друга в зависимости от толщины стенки объекта контроля. Далее осуществляется контроль поперечного шва за счет устройства вращения блоков вдоль образующей трубы и обеспечивающего сканирование вдоль поперечного шва. Диагностическая информация по оптико-волоконному кабелю передается оператору. Устройство (кроулер) называется «Qualification of a combined ultrasonic inspection tool for detection and sizing of circumferential weld cracks in offshore pipelines» («Использование совмещения способов ультразвукового контроля для обнаружения и измерение размеров трещин в кольцевых сварных швах подводных трубопроводов))). На конференции его представили: Herbert Willems NTD Global Stutensee (Германия), а также Hans Petter Bjorgen STATOIL Stjordal, Thor-Stale Ktistiansen KTN Bergen, Guus Wieme KTN Bergen (Норвегия).The set of features closest to the set of essential features of the invention is implemented in the in-line crawler presented at the X International Pipeline Conference [https://www.researchgate.net/publication/289135398_Qualification_of_a_Combined_Ultrasonic_Inspection_Tool_for_Detection_and_Sizing_Office via fiber-optic cable. The crawler monitors the transverse seams of the annular joints of the pipeline during its complete stop by the operator. The crawler implements the well-known ToFD control scheme with a classic pair of ToFD piezoelectric transducers, placed on a mechanical sliding device to ensure the position of the ToFD piezoelectric transducers depending on the wall thickness of the test object. The crawler's ToFD section uses only two pairs of ToFD piezoelectric transducers (each scanning half of the transverse seam perimeter), monitoring only the transverse seam. This becomes possible only at the moment of stopping the crawler and precise positioning by the operator of the units with a pair of ToFD piezoelectric transducers relative to the transverse seam and positioning the ToFD piezoelectric transducers themselves relative to each other, depending on the wall thickness of the test object. Further, the transverse seam is monitored by means of a device for rotating the blocks along the generatrix of the pipe and providing scanning along the transverse seam. Diagnostic information over the fiber optic cable is transmitted to the operator. The device (crawler) is called "Qualification of a combined ultrasonic inspection tool for detection and sizing of circumferential weld cracks in offshore pipelines"). He was presented at the conference: Herbert Willems NTD Global Stutensee (Germany), as well as Hans Petter Bjorgen STATOIL Stjordal, Thor-Stale Ktistiansen KTN Bergen, Guus Wieme KTN Bergen (Norway).

Также прототип обладает следующими недостатками. При осуществлении иммерсионного ультразвукового дифракционно-временного метода ToFD для внутритрубного контроля трубопроводов отсутствует возможность использования указанного кроулера по ряду причин.Also, the prototype has the following disadvantages. When implementing the ToFD immersion ultrasonic diffraction-time method for in-line inspection of pipelines, there is no possibility of using the indicated crawler for a number of reasons.

Во-первых, из-за большой протяженности контролируемых участков, достигающих сотни километров, потребуется модернизация трубопроводов с организацией большого числа запасовочных устройств и задвижек, при этом запасовочные устройства по высотному положению всегда должны располагаться выше контролируемого участка и располагаться в точках максимумах высотного положения трубопровода.Firstly, due to the large length of the controlled sections, reaching hundreds of kilometers, it will be necessary to modernize the pipelines with the organization of a large number of storage devices and valves, while the storage devices in altitude position should always be located above the controlled section and be located at the maximum points of the pipeline altitude position.

Во-вторых, потребуется полная остановка коммерческой перекачки продукта на длительный срок из-за низкой производительности контроля (низкая производительность контроля поперечных швов).Secondly, a complete shutdown of the commercial pumping of the product for a long period of time will be required due to the low inspection capacity (low inspection capacity of the transverse seams).

В-третьих, кроулер выполняет ограниченный объем контроля: контролируются только поперечные швы и не осуществляется необходимый полный объем контроля. Дополнительно необходимо контролировать продольные швы и базовый материал в двух направлениях - вдоль трубы и по ее образующей.Third, the crawler performs a limited amount of inspection: only the transverse seams are inspected and the necessary full inspection is not carried out. Additionally, it is necessary to control the longitudinal seams and the base material in two directions - along the pipe and along its generatrix.

В-четвертых, при реализации контроля толстостенных трубопроводов и широких сварных швов с использованием штатной схемы контроля, примененной в кроулере, возникнет проблема, связанная с отсутствием регистрации LW-волны.Fourthly, when implementing inspection of thick-walled pipelines and wide welds using the standard inspection scheme used in the crawler, there will be a problem associated with the lack of registration of the LW-wave.

В-пятых, в связи с применением только одной классической пары пьезоэлектрических преобразователей ToFD, особенностями перемещения и сканирования, реализованными в кроулере, применение двузонного контроля и параллельного сканирования невозможно.Fifth, due to the use of only one classic pair of ToFD piezoelectric transducers, the movement and scanning features implemented in the crawler, the use of two-zone control and parallel scanning is impossible.

Указанные недостатки прототипа устраняются заявленным изобретением.These disadvantages of the prototype are eliminated by the claimed invention.

Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является повышение качества внутритрубного контроля, а именно осуществление контроля поперечных, продольных сварных швов и базового материала трубопровода методом ToFD за один пропуск внутритрубного инспекционного прибора по трубопроводу с меняющейся толщиной стенки от 8 до 30 мм.The technical result, the achievement of which is aimed at the invention, is to improve the quality of in-line inspection, namely the implementation of inspection of transverse, longitudinal welds and base material of the pipeline by the ToFD method in one pass of the in-line inspection device through a pipeline with varying wall thickness from 8 to 30 mm.

Другими техническими результатами, обеспечиваемыми изобретением, являются:Other technical results provided by the invention are:

- уменьшение в полтора раза общего необходимого количества пьезоэлектрических преобразователей ToFD, устанавливаемых на внутритрубный инспекционный прибор (при реализации метода ToFD по штатной схеме требуется 12 пьезоэлектрических преобразователей ToFD для осуществления последовательных единичных прозвучиваний, а в предлагаемом изобретении - 8);- decrease in one and a half times the total required number of piezoelectric ToFD transducers installed on the in-line inspection device (when implementing the ToFD method according to the standard scheme, 12 piezoelectric ToFD transducers are required to implement sequential single soundings, and in the proposed invention - 8);

- уменьшение в три раза количества пьезоэлектрических преобразователей ToFD-излучателей, что сокращает энергозатратность контроля и исключает внесение в состав внутритрубного инспекционного прибора дополнительных батарейных секций (при реализации метода ToFD по штатной схеме требуется 6 пьезоэлектрических преобразователей ToFD-излучателей для осуществления последовательных единичных прозвучиваний, а в предлагаемом изобретении - 2);- a threefold decrease in the number of piezoelectric transducers of ToFD emitters, which reduces the energy consumption of control and excludes the addition of additional battery sections to the in-line inspection device the proposed invention - 2);

- уменьшение в три раза количества жестких механически независимых блоков для размещения пьезоэлектрических преобразователей ToFD, что в свою очередь значительно уменьшает габариты носителя датчиков внутритрубного инспекционного прибора, а также число секций с носителями датчиков (при реализации метода ToFD по штатной схеме требуется 6 жестких блоков для осуществления последовательных единичных прозвучиваний, а в предлагаемом изобретении - 2).- a threefold decrease in the number of rigid mechanically independent blocks for placing piezoelectric transducers ToFD, which in turn significantly reduces the dimensions of the sensor carrier of the in-line inspection device, as well as the number of sections with sensor carriers (when implementing the ToFD method according to the standard scheme, 6 rigid blocks are required to implement consecutive single sounds, and in the present invention - 2).

- восстановление положения LW-волны при контроле толстостенных труб и труб с увеличенной шириной внутренних валиков усиления сварных швов, что позволяет осуществить измерение глубины дефектов в этих случаях контроля (при реализации метода ToFD по штатной схеме восстановление положения LW-волны невозможно). Также восстановление положения LW-волны позволит выполнить двузонный контроль и параллельное сканирование толстостенных труб и труб с увеличенной шириной внутренних валиков усиления сварных швов.- restoration of the LW-wave position when inspecting thick-walled pipes and pipes with an increased width of the inner beads of reinforcement of welded seams, which makes it possible to measure the depth of defects in these inspection cases (when the ToFD method is implemented according to the standard scheme, it is impossible to restore the LW-wave position). Also, the restoration of the LW-wave position will allow performing a two-zone inspection and parallel scanning of thick-walled pipes and pipes with an increased width of the internal beads to strengthen the welded seams.

Технический результат изобретения достигается тем, что носитель датчиков выполнен с возможностью установки на внутритрубном инспекционном приборе и имеет множество датчиков, распределенных по его окружности, причем указанное множество датчиков представляет собой ультразвуковые пьезоэлектрические преобразователи ToFD, размещенные в жестких блоках. При этом жесткие блоки объединены в две секции внутритрубного инспекционного прибора, первая из которых выполняет функцию контроля поперечных сварных швов и базового материала трубопровода с поперечно ориентированными дефектами трубопровода, а вторая выполняет функцию контроля продольных сварных швов и базового материала трубопровода с продольно ориентированными дефектами трубопровода. Кроме того, согласно изобретению, пьезоэлектрические преобразователи ToFD размещены на жестких блоках в количестве четырех штук на один блок, один пьезоэлектрический преобразователь ToFD из которых является излучателем, а остальные три являются приемниками, одновременно осуществляющими прием результатов прозвучивания одного зондирующего импульса излучателя, при этом все четыре пьезоэлектрических преобразователя ToFD располагаются в ряд на одной PCS-линии так, что акустические оси всех пьезоэлектрических преобразователей ToFD находятся в одной плоскости.The technical result of the invention is achieved in that the sensor carrier is configured to be installed on an in-line inspection device and has a plurality of sensors distributed around its circumference, the said plurality of sensors being ToFD ultrasonic piezoelectric transducers located in rigid blocks. In this case, the rigid blocks are combined into two sections of the in-line inspection device, the first of which performs the function of monitoring transverse welds and the base material of the pipeline with transversely oriented pipeline defects, and the second one performs the function of checking the longitudinal welds and the base material of the pipeline with longitudinally oriented pipeline defects. In addition, according to the invention, piezoelectric ToFD transducers are placed on rigid blocks in the amount of four pieces per block, one piezoelectric ToFD transducer of which is the emitter, and the other three are receivers that simultaneously receive the results of sounding one probe pulse of the emitter, while all four piezoelectric ToFD transducers are arranged in a row on one PCS-line so that the acoustic axes of all piezoelectric ToFD transducers are in the same plane.

В частном случае, связанном с закреплением жестких блоков в первой и второй секциях, данные блоки закреплены шарнирно с обеспечением прижима блоков к внутренней поверхности трубопровода так, что точки опоры жестких блоков не меняются во время движения внутритрубного инспекционного прибора по трубопроводу.In the particular case associated with fixing rigid blocks in the first and second sections, these blocks are hinged to ensure that the blocks are pressed against the inner surface of the pipeline so that the support points of the rigid blocks do not change during the movement of the inline inspection device through the pipeline.

Кроме того, жесткие блоки первой секции внутритрубного инспекционного прибора размещены с шагом не более 1 мм по образующей внутренней поверхности трубы, при этом точки опоры жестких блоков первой секции расположены на передних и задних гранях жестких блоков на оси, параллельной направлению движения внутритрубного инспекционного прибора, а пьезоэлектрические преобразователи ToFD в жестких блоках первой секции ориентированы так, что PCS-линия перпендикулярна образующей трубы и параллельна оси первой секции.In addition, the rigid blocks of the first section of the in-line inspection device are placed with a step of no more than 1 mm along the generatrix of the inner surface of the pipe, while the support points of the rigid blocks of the first section are located on the front and rear faces of the rigid blocks on an axis parallel to the direction of movement of the in-line inspection device, and piezoelectric transducers ToFD in rigid blocks of the first section are oriented so that the PCS-line is perpendicular to the pipe generatrix and parallel to the axis of the first section.

Также жесткие блоки второй секции внутритрубного инспекционного прибора размещены с шагом не более 3 мм по образующей внутренней поверхности трубы, при этом точки опоры жестких блоков второй секции расположены на боковых гранях жестких блоков на оси, перпендикулярной направлению движения внутритрубного инспекционного прибора, а пьезоэлектрические преобразователи ToFD в жестких блоках второй секции ориентированы так, что PCS-линия параллельна образующей трубы и перпендикулярна оси второй секции.Also, the rigid blocks of the second section of the in-line inspection device are placed with a pitch of no more than 3 mm along the generatrix of the inner surface of the pipe, while the support points of the rigid blocks of the second section are located on the lateral faces of the rigid blocks on an axis perpendicular to the direction of movement of the in-line inspection device, and the ToFD piezoelectric transducers are in the rigid blocks of the second section are oriented so that the PCS-line is parallel to the generatrix of the pipe and perpendicular to the axis of the second section.

Сущность изобретения поясняется чертежами.The essence of the invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 показана штатная схема реализации метода ToFD.FIG. 1 shows a standard diagram of the implementation of the ToFD method.

На фиг. 2 показано расположение пьезоэлектрических преобразователей ToFD в соответствии с заявляемым изобретением (схема реализации метода ToFD, предлагаемая в заявляемом изобретении).FIG. 2 shows the arrangement of the piezoelectric transducers ToFD in accordance with the claimed invention (diagram of the implementation of the ToFD method proposed in the claimed invention).

На фиг. 3 приведена конструкция секции носителя датчиков внутритрубного инспекционного прибора.FIG. 3 shows the construction of the sensor carrier section of the in-line inspection device.

На чертежах приняты следующие обозначения:The following designations are adopted in the drawings:

1 - пьезоэлектрический преобразователь ToFD-излучатель;1 - piezoelectric transducer ToFD-emitter;

2 - пьезоэлектрический преобразователь ToFD-приемник;2 - piezoelectric transducer ToFD-receiver;

3 - объект контроля;3 - object of control;

4 - система подвеса;4 - suspension system;

5 - система прижима жестких блоков к стенке трубы;5 - system for pressing rigid blocks to the pipe wall;

6 - жесткий блок.6 - hard block.

Заявляемый носитель датчиков включает пьезоэлектрические преобразователи ToFD, которые размещены в жестких блоках, при этом жесткие блоки объединены в две секции внутритрубного инспекционного прибора: первая секция - для контроля поперечных швов и базового материала с поперечно ориентированными дефектами трубопровода, вторая секция - для контроля продольных швов и базового материала с продольно ориентированными дефектами трубопровода (поперечно и продольно ориентированные дефекты в сумме образуют полный диапазон возможных ориентаций дефектов базового материала). Пьезоэлектрические преобразователи ToFD размещены на жестких блоках в количестве четырех штук на один блок таким образом, что среди них только один пьезоэлектрический преобразователь ToFD является излучателем, а остальные три пьезоэлектрических преобразователя ToFD являются приемниками, при этом все пьезоэлектрические преобразователи ToFD располагаются в ряд на одной линии (PCS-линия), так что акустические оси всех пьезоэлектрических преобразователей ToFD находятся в одной плоскости, а каждый из принимающих пьезоэлектрических преобразователей ToFD образует совместно с излучающим пьезоэлектрическим преобразователем ToFD классическую (известную по нормативной документации на метод ToFD) пару пьезоэлектрических преобразователей ToFD, к которой возможно применение всех известных методик расчетов для определения параметров ориентации пьезоэлектрических преобразователей ToFD по отношению друг к другу и по отношению к объекту контроля (трубопроводу), а также возможно применение всех известных методик расчетов при построении диагностических данных и измерении геометрических параметров дефектов. Закрепление жестких блоков в первой и второй секциях осуществляется шарнирно с обеспечением прижима блоков так, что их точки опоры не меняются во время движения ВИП по трубопроводу. Размещение жестких блоков в первой секции осуществляется с шагом не более 1 мм по образующей трубы (внутренняя поверхность трубы), при этом жесткие блоки первой секции отличаются тем, что точки опоры жестких блоков расположены в начале и конце жестких блоков (по передней и задней грани жестких блоков относительно направления движения внутритрубного инспекционного прибора), а ориентация пьезоэлектрических преобразователей ToFD в жестких блоках первой секции такова, что PCS-линия перпендикулярна образующей трубы (параллельна оси первой секции). Размещение жестких блоков во второй секции осуществляется с шагом не более 3 мм по образующей трубы (внутренняя поверхность трубы), при этом жесткие блоки второй секции отличаются тем, что точки опоры жестких блоков расположены в правой части и левой части жестких блоков (по боковым граням жестких блоков относительно направления движения внутритрубного инспекционного прибора), а ориентация пьезоэлектрических преобразователей ToFD в блоках второй секции ВИП такова, что PCS-линия параллельна образующей трубы (перпендикулярна оси второй секции).The inventive sensor carrier includes piezoelectric transducers ToFD, which are placed in rigid blocks, while the rigid blocks are combined into two sections of an in-line inspection device: the first section is for testing transverse seams and base material with transversely oriented pipeline defects, the second section is for testing longitudinal seams and base material with longitudinally oriented defects in the pipeline (transversely and longitudinally oriented defects together form the full range of possible orientations of defects in the base material). Piezoelectric ToFD transducers are placed on rigid blocks in the amount of four pieces per block in such a way that among them only one piezoelectric ToFD transducer is a transmitter, and the other three piezoelectric ToFD transducers are receivers, while all ToFD piezoelectric transducers are arranged in a row on the same line ( PCS-line), so that the acoustic axes of all ToFD piezoelectric transducers are in the same plane, and each of the receiving ToFD piezoelectric transducers forms, together with the ToFD emitting piezoelectric transducer, a classical (known from the ToFD regulatory documentation) pair of ToFD piezoelectric transducers, to which it is possible application of all known calculation methods to determine the orientation parameters of ToFD piezoelectric transducers in relation to each other and in relation to the controlled object (pipeline), and it is also possible to use all known calculation methods for constructing diagnostic data and measuring geometric parameters of defects. Fastening of rigid blocks in the first and second sections is carried out pivotally with the provision of clamping the blocks so that their support points do not change during the movement of the VPS along the pipeline. The placement of rigid blocks in the first section is carried out with a step of no more than 1 mm along the generatrix of the pipe (inner surface of the pipe), while the rigid blocks of the first section differ in that the support points of the rigid blocks are located at the beginning and end of the rigid blocks (along the front and rear edges of the rigid blocks relative to the direction of movement of the inline inspection device), and the orientation of the ToFD piezoelectric transducers in the rigid blocks of the first section is such that the PCS line is perpendicular to the pipe generatrix (parallel to the axis of the first section). The placement of rigid blocks in the second section is carried out with a step of no more than 3 mm along the pipe generatrix (inner surface of the pipe), while the rigid blocks of the second section differ in that the support points of the rigid blocks are located on the right and left sides of the rigid blocks (along the lateral faces of the rigid blocks relative to the direction of movement of the in-line inspection device), and the orientation of the piezoelectric transducers ToFD in the blocks of the second section of the VIP is such that the PCS line is parallel to the generatrix of the pipe (perpendicular to the axis of the second section).

Устройство работает следующим образом. Способ получения диагностических данных ToFD включает автоматический процесс контроля, который заключается в последовательных единичных прозвучиваниях и регистрации осциллограмм в процессе движения внутритрубного диагностического прибора по трубопроводу с потоком перекачиваемой жидкости. При этом для единичного прозвучивания используется вышеописанная схема реализации метода ToFD, в которой осуществляется излучение зондирующего импульса только одним пьезоэлектрическим преобразователем ToFD-излучателем, а прием LW-волны и дифракционных отражений (сигналов) осуществляется одновременно сразу тремя пьезоэлектрическими преобразователями ToFD-приемниками этого же жесткого блока, при этом полученные на этих пьезоэлектрических преобразователях ToFD-приемниках осциллограммы сигналов записываются (сохраняются) на борту внутритрубного инспекционного прибора с возможностью последующего копирования на внешние носители информации и последующей подготовки к визуализации и обработке в программе интерпретации.The device works as follows. The method for obtaining diagnostic data ToFD includes an automatic monitoring process, which consists in sequential single soundings and recording of oscillograms during the movement of the in-line diagnostic device along the pipeline with the flow of the pumped liquid. In this case, for a single sounding, the above-described scheme for the implementation of the ToFD method is used, in which the probe pulse is emitted by only one piezoelectric transducer ToFD-emitter, and the reception of the LW-wave and diffraction reflections (signals) is carried out simultaneously by three piezoelectric transducers ToFD-receivers of the same rigid block , while the signal oscillograms obtained on these piezoelectric transducers ToFD receivers are recorded (stored) on board the in-line inspection device with the possibility of subsequent copying to external storage media and subsequent preparation for visualization and processing in the interpretation program.

Для получения осциллограмм в процессе движения внутритрубного инспекционного прибора с потоком перекачиваемого продукта осуществляются единичные прозвучивания каждым жестким блоком первой секции с шагом не более 3 мм (при прохождении внутритрубного инспекционного прибора расстояния 3 мм по трубопроводу), но с интервалом не менее 45 мкс, а каждым жестким блоком второй секции с шагом не более 1 мм, но с интервалом не менее 45 мкс, при этом единичные прозвучивания жесткими блоками первой и второй секции осуществляются однотипно: шестью группами жестких блоков с интервалом не менее 45 мкс так, что единичные прозвучивания в каждой группе выполняются одновременно, а группы образованы таким образом, что шесть подряд расположенных по окружности жестких блока (по образующей трубопровода), например, с номерами 1, 2, 3, 4, 5, 6, входят в разные группы с соответствующими номерами (от 1 до 6), при этом очередность одновременного прозвучивания группами следующая: 1, 3, 5, 2, 6, 4.To obtain oscillograms during the movement of the in-line inspection device with the flow of the pumped product, single soundings are performed by each rigid block of the first section with a step of no more than 3 mm (when the in-line inspection device passes a distance of 3 mm along the pipeline), but with an interval of at least 45 μs, and each rigid block of the second section with a step of not more than 1 mm, but with an interval of at least 45 μs, while single soundings by rigid blocks of the first and second sections are carried out in the same type: six groups of rigid blocks with an interval of at least 45 μs so that single soundings in each group are performed simultaneously, and the groups are formed in such a way that six consecutively located around the circumference of the rigid blocks (along the generatrix of the pipeline), for example, with numbers 1, 2, 3, 4, 5, 6, are included in different groups with the corresponding numbers (from 1 to 6), while the order of simultaneous sounding in groups is as follows: 1, 3, 5, 2, 6, 4.

Осциллограммы пьезоэлектрических преобразователей ToFD-приемников первой секции подготавливаются к визуализации и обработке в программе интерпретации, при этом подготовка заключается в формировании трех CrossB-сканов, каждый из которых отображает осциллограммы только однотипных пьезоэлектрических преобразователей ToFD-приемников, а именно пьезоэлектрических преобразователей ToFD-приемников, расположенных на одинаковом расстоянии относительно пьезоэлектрического преобразователя ToFD-излучателя. Осциллограммы пьезоэлектрических преобразователей ToFD-приемников второй секции подготавливаются к визуализации и обработке в программе интерпретации, при этом подготовка заключается в формировании трех известных В-сканов, каждый из которых отображает осциллограммы только однотипных пьезоэлектрических преобразователей ToFD-приемников, а именно пьезоэлектрических преобразователей ToFD-приемников, расположенных на одинаковом расстоянии относительно пьезоэлектрического преобразователя ToFD-излучателя. CrossB-сканы обеспечивают построение диагностических данных ToFD первой секции, пригодных к визуализации и обработке в программе интерпретации, при этом построение CrossB-сканов осуществляется в следующих координатах: по оси абсцисс - номера пьезоэлектрических преобразователей ToFD-приемников, находящихся на одной дистанции трубопровода (в программе интерпретации координатная сетка по оси абсцисс дублируется значениями углового положения по образующей трубопровода), по оси ординат - время прохождения ультразвуковой волны (соответствует известному В-скан ToFD), по оси аппликат - амплитуда принятых сигналов, замененная 64-мя оттенками серого (соответствует известному В-скан ToFD), которые образуют псевдотрехмерное отображение в программе интерпретации.Oscillograms of piezoelectric transducers of ToFD receivers of the first section are prepared for visualization and processing in the interpretation program, while preparation consists in the formation of three CrossB-scans, each of which displays oscillograms of only the same type of piezoelectric transducers of ToFD receivers, namely piezoelectric transducers of ToFD receivers located at the same distance relative to the piezoelectric transducer of the ToFD-emitter. Oscillograms of piezoelectric transducers of ToFD receivers of the second section are prepared for visualization and processing in the interpretation program, while preparation consists in the formation of three known B-scans, each of which displays oscillograms of only the same type of piezoelectric transducers of ToFD receivers, namely piezoelectric transducers of ToFD receivers. located at the same distance relative to the piezoelectric transducer of the ToFD emitter. CrossB-scans provide the construction of ToFD diagnostic data of the first section, suitable for visualization and processing in the interpretation program, while the construction of CrossB-scans is carried out in the following coordinates: along the abscissa axis - numbers of piezoelectric transducers of ToFD-receivers located at the same distance of the pipeline (in the program interpretation of the coordinate grid along the abscissa axis is duplicated by the values of the angular position along the generatrix of the pipeline), along the ordinate - the transit time of the ultrasonic wave (corresponds to the known B-scan ToFD), along the applicate axis - the amplitude of the received signals, replaced by 64 shades of gray (corresponds to the known B -scan ToFD), which form a pseudo-three-dimensional display in the interpretation program.

Построение CrossB-сканов и В-сканов выполняется на основе осциллограмм, прошедших процедуру выравнивания (синхронизации) осциллограмм по времени прихода LW-волны в двух вариантах. В первом варианте, который используют для анализа внешних дефектов трубопровода (интерпретируют индикации донного сигнала на продольной волне и близко расположенные к ним индикации), начало отсчета времени (нулевое значение) каждой осциллограммы изменяется и устанавливается за 1,0 мкс (значение может быть изменено по выбору оператора) до времени прихода LW-волны, которое определяется как время первого по времени максимума или минимума сигнала (определяет оператор) осциллограммы в стробе, установленного оператором на одном из А-скан ToFD (вид программы интерпретации с отображением одной из осциллограмм). Во втором варианте, который используют для анализа внутренних дефектов трубопровода (интерпретируют индикации LW-волны и близко к ним расположенные), дополнительно к времени прихода LW-волны (определяется аналогично первому варианту) определяется время прихода донного сигнала на продольной волне как время абсолютных минимума или максимума сигнала в стробе, дополнительно установленного оператором на одном из А-скан ToFD (дополнительно к стробированию LW-волны) для определения времени прихода донного сигнала. Для осциллограмм, участвующих в построении CrossB-сканов и В-сканов, выполняется поиск наиболее часто встречающегося значения времени прохождения толщины стенки. Время прохождения толщины стенки определяют как разность отстробированного времени прихода донного сигнала на продольной волне и отстробированного времени прихода LW-волны. В итоге, при построении CrossB-скана по второму варианту начало отсчета времени каждой осциллограммы изменяется и устанавливается за 4,0 мкс (значение может быть изменено по выбору оператора) плюс разность текущего значения времени прохождения толщины стенки, определенного автоматически по текущей осциллограмме с использованием аналогичных установленным оператором стробов, и наиболее часто встречающегося времени прохождения толщины стенки.Construction of CrossB-scans and B-scans is performed on the basis of oscillograms that have passed the procedure of alignment (synchronization) of oscillograms by the time of arrival of the LW-wave in two versions. In the first version, which is used to analyze external pipeline defects (interpret the indications of the bottom signal on a longitudinal wave and indications close to them), the time reference (zero value) of each oscillogram changes and is set in 1.0 μs (the value can be changed by operator's choice) until the time of arrival of the LW-wave, which is defined as the time of the first maximum or minimum signal (determined by the operator) of the oscillogram in the strobe set by the operator on one of the ToFD A-scans (type of interpretation program with display of one of the oscillograms). In the second version, which is used to analyze the internal defects of the pipeline (the indications of LW-waves are interpreted and located close to them), in addition to the time of arrival of the LW-wave (determined similarly to the first version), the time of arrival of the bottom signal on the longitudinal wave is determined as the time of the absolute minimum or the signal maximum in the strobe, additionally set by the operator on one of the ToFD A-scans (in addition to the LW-wave strobing) to determine the time of arrival of the bottom signal. For oscillograms participating in the construction of CrossB-scans and B-scans, a search is performed for the most frequent value of the transit time of the wall thickness. The transit time of the wall thickness is determined as the difference between the gated time of arrival of the bottom signal on the longitudinal wave and the gated time of arrival of the LW-wave. As a result, when constructing a CrossB-scan according to the second option, the time origin of each oscillogram changes and is set in 4.0 μs (the value can be changed at the option of the operator) plus the difference between the current value of the wall thickness propagation time, determined automatically from the current oscillogram using similar set by the gate operator, and the most common wall thickness travel time.

Для обеспечения контроля базового материала с поперечно ориентированными дефектами трубопровода оператор выполняет выбор CrossB-сканов в соответствии с толщиной стенки текущей контролируемой трубы трубопровода, а для обеспечения контроля поперечных швов оператор выполняет выбор CrossB-сканов в соответствии с толщиной стенки одной из труб трубопровода, входящих в текущий контролируемый стык (поперечный шов). При выборе CrossB-сканов оператор руководствуется следующими правилами: значение PCS выбранной пары пьезоэлектрического преобразователя ToFD-излучателя и пьезоэлектрического преобразователя ToFD-приемника наиболее соответствует расчетному значению PCS, определенному по текущей толщине стенки (толщина текущей трубы или наибольшая в текущем стыке); кроме этого оператор выбирает CrossB-скан, который содержит индикации LW-волны, донного сигнала на продольной волне и донного сигнала на поперечной волне.To ensure control of the base material with transversely oriented pipeline defects, the operator selects CrossB-scans in accordance with the wall thickness of the currently inspected pipeline pipe, and to ensure control of transverse seams, the operator selects CrossB-scans in accordance with the wall thickness of one of the pipeline pipes included in current controlled joint (transverse seam). When choosing CrossB scans, the operator is guided by the following rules: the PCS value of the selected pair of piezoelectric transducer ToFD emitter and piezoelectric transducer ToFD receiver most closely matches the calculated PCS value determined by the current wall thickness (the thickness of the current pipe or the largest in the current joint); in addition, the operator selects the CrossB-scan, which contains indications for LW, P-wave back and S-wave back.

Для обеспечения контроля продольных швов и базового материала с продольно ориентированными дефектами трубопровода оператор выполняет выбор В-сканов в соответствии с толщиной стенки текущей контролируемой трубы трубопровода. При выборе В-сканов оператор руководствуется следующими правилами: значение PCS, выбранной пары пьезоэлектрического преобразователя ToFD-излучателя и пьезоэлектрического преобразователя ToFD-приемника наиболее соответствует расчетному значению PCS, определенному по текущей толщине стенки (толщина текущей трубы или наибольшая в текущем стыке); кроме этого оператор выбирает В-скан, который содержит индикации LW-волны, донного сигнала на продольной волне и донного сигнала на поперечной волне.To ensure control of longitudinal seams and base material with longitudinally oriented pipeline defects, the operator selects B-scans in accordance with the wall thickness of the current controlled pipeline pipe. When choosing B-scans, the operator is guided by the following rules: the value of the PCS, the selected pair of the piezoelectric transducer of the ToFD emitter and the piezoelectric transducer of the ToFD receiver, most closely matches the calculated value of the PCS determined by the current wall thickness (the thickness of the current pipe or the largest in the current joint); in addition, the operator selects a B-scan that contains indications of LW, P-wave back and S-wave back.

Предлагаемая в изобретении схема реализации метода ToFD обеспечивает восстановление времени прихода LW-волны на осциллограммах дальних (по отношению к пьезоэлектрическому преобразователю ToFD-излучателю) пьезоэлектрических преобразователей ToFD-приемников по значениям времени прихода LW-волны на ближних пьезоэлектрических преобразователей ToFD-приемниках. Восстановление осуществляется путем прибавления к времени прихода на ближнем пьезоэлектрическом преобразователе ToFD-приемнике разности времени прихода LW-волны на дальнем пьезоэлектрическом преобразователе ToFD-приемнике, для которого необходимо восстановить время прихода LW-волны, и времени прихода на ближнем пьезоэлектрическом преобразователе ToFD-приемнике. При этом указанная разность может быть определена путем известного расчета по геометрическим параметрам, или определена экспериментально в условиях меньшего затухания ультразвуковой воны, или может быть определена по диагностическим данным соседних блоков или данным этого же блока, где LW-волна на дальнем пьезоэлектрическом преобразователе ToFD-приемнике зарегистрирована.The proposed in the invention scheme for the implementation of the ToFD method provides recovery of the time of arrival of the LW-wave on the oscillograms of distant (with respect to the piezoelectric transducer ToFD-emitter) piezoelectric transducers ToFD-receivers according to the values of the time of arrival of the LW-wave on the near piezoelectric transducers ToFD-receivers. Recovery is carried out by adding to the time of arrival at the near piezoelectric transducer ToFD receiver the time difference of arrival of the LW wave at the far piezoelectric transducer ToFD receiver, for which it is necessary to restore the time of arrival of the LW wave, and the time of arrival at the near piezoelectric transducer ToFD receiver. In this case, the specified difference can be determined by a known calculation by geometric parameters, or determined experimentally under conditions of less attenuation of the ultrasonic won, or can be determined from the diagnostic data of neighboring blocks or data from the same block, where the LW-wave on the far piezoelectric transducer ToFD receiver registered.

Предлагаемая в изобретении схема реализации метода ToFD обеспечивает осуществление известного двузонного контроля ToFD и параллельного сканирования, при этом для двузонного контроля ToFD по диагностическим данным первой секции могут использоваться CrossB-сканы; для анализа параллельного сканирования по диагностическим данным первой секции могут использоваться известные В-сканы ToFD, построенные по осциллограммам пьезоэлектрических преобразователей ToFD-приемников первой секции; для двузонного контроля ToFD по диагностическим данным второй секции могут использоваться известные В-сканы ToFD. Для анализа параллельного сканирования по диагностическим данным второй секции могут использоваться ParallB-сканы ToFD. Каждый из трех ParallB-сканов отображает осциллограммы только однотипных пьезоэлектрических преобразователей ToFD-приемников второй секции, а именно: пьезоэлектрических преобразователей ToFD-приемников, расположенных на одинаковом расстоянии относительно пьезоэлектрического преобразователя ToFD-излучателя, при этом построение ParallB-сканов осуществляется в следующих координатах: по оси абсцисс - номера пьезоэлектрических преобразователей ToFD-приемников, находящихся на одной дистанции трубопровода (в программе интерпретации координатная сетка по оси абсцисс дублируется значениями углового положения по образующей трубопровода), по оси ординат - время прохождения ультразвуковой волны (соответствует известному В-скан ToFD), по оси аппликат - амплитуда принятых сигналов, замененная 64-мя оттенками серого (соответствует известному В-скан ToFD), которые образуют псевдотрехмерное отображение в программе интерпретации.The proposed in the invention scheme for the implementation of the ToFD method provides the implementation of the known two-zone ToFD control and parallel scanning, while for two-zone ToFD control according to the diagnostic data of the first section, CrossB-scans can be used; for the analysis of parallel scanning according to the diagnostic data of the first section, the known ToFD B-scans, constructed from the oscillograms of the piezoelectric transducers of the ToFD receivers of the first section, can be used; the known ToFD B-scans can be used for two-zone ToFD control based on the diagnostic data of the second section. ParallB ToFD scans can be used to analyze the parallel scan from the diagnostic data of the second section. Each of the three ParallB-scans displays oscillograms of only the same type of piezoelectric transducers of ToFD-receivers of the second section, namely: piezoelectric transducers of ToFD-receivers located at the same distance relative to the piezoelectric transducer of ToFD-emitter, while the construction of ParallB-scans is carried out in the following coordinates: abscissa axes - numbers of piezoelectric transducers of ToFD receivers located at the same distance of the pipeline (in the interpretation program, the coordinate grid along the abscissa axis is duplicated by the values of the angular position along the generatrix of the pipeline), along the ordinate - the transit time of an ultrasonic wave (corresponds to the well-known B-scan ToFD), along the applicate axis - the amplitude of the received signals, replaced by 64 shades of gray (corresponds to the well-known B-scan ToFD), which form a pseudo-three-dimensional display in the interpretation program.

Для подтверждения заявляемого технического результата изобретения заявителем проводились работы по разработке внутритрубного инспекционного прибора, осуществляющего неразрушающий внутритрубный контроль трубопровода с использованием заявляемого изобретения.To confirm the claimed technical result of the invention, the applicant carried out work on the development of an in-line inspection device that performs non-destructive in-line inspection of a pipeline using the claimed invention.

На первом этапе разработки внутритрубного инспекционного прибора была применена штатная схема реализации метода ToFD. В соответствии с ней пара пьезоэлектрический преобразователь ToFD-излучатель 1 и пьезоэлектрический преобразователь ToFD-приемник 2 были размещены на жестком блоке. В ходе экспериментов было определено, что при применении пьезоэлектрических преобразователей ToFD с диаметром 3 мм и рабочей частотой 5 МГц для покрытия необходимого диапазона (от 8 до 30 мм) толщин стенки трубопровода 3 необходимо три варианта расположения пьезоэлектрических преобразователей ToFD друг относительно друга (три варианта расстояния PCS между точками ввода). Поэтому при использовании штатной схемы для каждого контролируемого сектора трубопровода, с ориентацией дефектов в первом секторе от 0° до 90° (поперечно ориентированные дефекты) и с ориентацией дефектов во втором секторе от 90° до 180° (продольно ориентированные дефекты), необходимо использование трех жестких блоков (6 блоков на оба сектора), при этом в каждом из них должен быть пьезоэлектрический преобразователь ToFD-излучатель.At the first stage of the development of an in-line inspection device, a standard scheme for the implementation of the ToFD method was applied. In accordance with it, a pair of piezoelectric transducer ToFD-emitter 1 and piezoelectric transducer ToFD-receiver 2 were placed on a rigid block. During the experiments, it was determined that when using piezoelectric ToFD transducers with a diameter of 3 mm and an operating frequency of 5 MHz to cover the required range (from 8 to 30 mm) of pipeline wall thicknesses 3, three options for the arrangement of piezoelectric ToFD transducers relative to each other are required (three options for the distance PCS between insertion points). Therefore, when using a standard scheme for each controlled sector of the pipeline, with the orientation of defects in the first sector from 0 ° to 90 ° (transversely oriented defects) and with the orientation of defects in the second sector from 90 ° to 180 ° (longitudinally oriented defects), it is necessary to use three rigid blocks (6 blocks for both sectors), while each of them must have a piezoelectric transducer ToFD-emitter.

Также было определено, что шаг расположения жестких блоков должен быть не менее 3 мм при контроле продольного сварного шва и продольно ориентированных дефектов и не менее 1 мм при контроле поперечного сварного шва и поперечно ориентированных дефектов. При этом общее количество жестких блоков внутритрубного инспекционного прибора для обнаружения поперечно ориентированных дефектов, например, для трубопровода 1020 мм составит около 9420 шт, а общее количество пьезоэлектрических преобразователей ToFD составит около 18849 шт, половина из которых пьезоэлектрические преобразователи ToFD-излучатели (9420 шт).It was also determined that the spacing of rigid blocks should be at least 3 mm when inspecting a longitudinal weld and longitudinally oriented defects and not less than 1 mm when inspecting a transverse weld and transversely oriented defects. In this case, the total number of rigid blocks of an in-line inspection device for detecting transversely oriented defects, for example, for a pipeline of 1020 mm, will be about 9420 pieces, and the total number of ToFD piezoelectric transducers will be about 18849 pieces, half of which are piezoelectric transducers ToFD emitters (9420 pieces).

Также в ходе первого этапа разработки было определено, что каждый жесткий блок должен иметь независимые степени свободы (механически независимый блок), поэтому конструкция секции внутритрубного инспекционного прибора - носителя датчиков (фиг.2) должна иметь свою систему подвеса 4 и прижима к стенке трубы 5 для каждого жесткого блока 6. Размещение такого количества механически независимых жестких блоков, а также включение в состав внутритрубного инспекционного прибора дополнительных, для обеспечения минимальной длины диагностируемого участка, батарейных секций (дополнительных к составу секций известных внутритрубных инспекционных приборов), обеспечивающих энергопотребление 9420 шт пьезоэлектрических преобразователей ToFD-излучателей (величина напряжения импульса возбуждения более 200 В), потребует увеличение длинны внутритрубного инспекционного прибора до размеров, превышающих нормативные размеры при контроле магистральных трубопроводов (ограничение по размеру камер запуска и приема внутритрубного инспекционного прибора), что означает невозможность реализации внутритрубного инспекционного прибора с использованием штатной схемы реализации метода ToFD. В этих условиях также необходимо было учитывать, что на части секций внутритрубного инспекционного прибора - носителей датчиков должны быть размещены пьезоэлектрические преобразователи для измерения толщины стенки (пьезоэлектрический преобразователь WM, каждый из которых является излучателем) в количестве, необходимом для создания журнала раскладки труб с определением углового положения продольного шва и толщин стенки трубных секций.Also, during the first stage of development, it was determined that each rigid block should have independent degrees of freedom (mechanically independent block), therefore, the design of the section of the in-line inspection device - the sensor carrier (Fig. 2) should have its own system of suspension 4 and pressing against the pipe wall 5 for each rigid block 6. Placement of such a number of mechanically independent rigid blocks, as well as the inclusion of additional battery sections in the in-line inspection device to ensure the minimum length of the diagnosed section (additional to the composition of the sections of the known in-line inspection devices), providing energy consumption 9,420 pieces of piezoelectric transducers ToFD emitters (the excitation pulse voltage value is more than 200 V), will require an increase in the length of the in-line inspection device to dimensions exceeding the standard dimensions when inspecting main pipelines (limitation on the size of the launch and intake chambers) trit-tube inspection device), which means that it is impossible to implement an in-line inspection device using the standard scheme for implementing the ToFD method. Under these conditions, it was also necessary to take into account that piezoelectric transducers should be placed on some of the sections of the in-line inspection device - sensor carriers for measuring the wall thickness (piezoelectric transducer WM, each of which is a radiator) in the amount necessary to create a pipe layout log with the definition of the angular the position of the longitudinal seam and the wall thicknesses of the pipe sections.

Также в ходе первого этапа разработки внутритрубного инспекционного прибора при применении штатной схемы реализации метода ToFD было выявлено, что при контроле труб с толщиной стенки более 15 мм и при контроле широких продольных швов не представляется возможным выполнить измерение глубины и глубины залегания дефектов, а также измерение положения индикаций по глубине (положение индикации по отношению к внешней и внутренней стенке трубы в связи с невозможностью выстроить шкалу глубины). Причиной этого является отсутствие регистрации LW-волны (головной волны) или крайне низкая вероятность ее регистрации (нестабильная регистрация на отдельных участках), что не позволяет выполнить известную для анализа диагностических данных ToFD калибровку (для калибровки необходимо время прихода LW-волны, которое меняется в процессе контроля). Отсутствие регистрации LW-волны не связано непосредственно с применением штатной схемы реализации метода ToFD, а связано с тяжелыми условиями проведения внутритрубного контроля (неподготовленная шероховатая поверхность ввода с загрязнениями и отложениями) и высокой интенсивностью падения энергии LW-волны с расстоянием (физическая особенность распространения LW-волны). Но причиной отсутствия возможности выполнить измерение глубины и глубины залегания дефектов в вышеперечисленных случаях является применение штатной схемы реализации метода ToFD. Дополнительно, отсутствие возможности выполнить измерение глубины и глубины залегания дефектов для толщин стенок более 15 мм не позволяет реализовать известный принцип двузонного контроля и параллельного сканирования.Also, during the first stage of the development of an in-line inspection device, when using the standard scheme of the ToFD method, it was revealed that when inspecting pipes with a wall thickness of more than 15 mm and when inspecting wide longitudinal seams, it is not possible to measure the depth and depth of occurrence of defects, as well as to measure the position depth indications (indication position in relation to the outer and inner walls of the pipe due to the impossibility of building a depth scale). The reason for this is the absence of registration of the LW-wave (head wave) or the extremely low probability of its registration (unstable registration in certain regions), which does not allow performing the calibration known for the analysis of diagnostic data ToFD (calibration requires the arrival time of the LW-wave, which changes in control process). The lack of registration of the LW-wave is not directly related to the use of the standard scheme for the implementation of the ToFD method, but is associated with the difficult conditions of the in-line inspection (unprepared rough surface of the bushing with contamination and deposits) and the high intensity of the LW-wave energy fall with distance (the physical feature of the propagation of LW- waves). But the reason for the inability to measure the depth and depth of occurrence of defects in the above cases is the use of a standard scheme for the implementation of the ToFD method. Additionally, the inability to measure the depth and depth of occurrence of defects for wall thicknesses of more than 15 mm does not allow implementing the well-known principle of two-zone control and parallel scanning.

На втором этапе разработки была применена схема осуществления метода ToFD, реализованная в заявляемом изобретении (фиг. 2) с размещением пьезоэлектрических преобразователей ToFD на жестких блоках в количестве четырех штук на один блок таким образом, что среди них только один пьезоэлектрический преобразователь ToFD является излучателем, а остальные три являются приемниками. Эта схема отличается от штатной, в которой применяются один излучающий и один принимающий пьезоэлектрический преобразователь ToFD. Прозвучивание объекта контроля 3 при применении предлагаемого в изобретении способа осуществления метода ToFD должно выполняться с использованием одного пьезоэлектрического преобразователя ToFD-излучателя 1, осуществляющего ввод ультразвуковой волны, и одновременным приемом тремя пьезоэлектрическими преобразователями ToFD-приемниками 2, расположенными на одном жестком блоке оппозитно на разном удалении от излучателя.At the second stage of development, a scheme for the implementation of the ToFD method was applied, implemented in the claimed invention (Fig. 2) with the placement of ToFD piezoelectric transducers on rigid blocks in the amount of four pieces per block in such a way that among them only one ToFD piezoelectric transducer is an emitter, and the other three are receivers. This circuit differs from the standard one, which uses one emitting and one receiving piezoelectric ToFD transducer. The sounding of the test object 3 when using the method of the ToFD method according to the invention should be performed using one piezoelectric transducer ToFD-emitter 1, which introduces an ultrasonic wave, and simultaneous reception by three piezoelectric transducers ToFD-receivers 2, located on one rigid block oppositely at different distances from the emitter.

Восстановление положения LW-волны по времени становится возможным, поскольку время хода LW-волны между точками ввода (фиг.2) пьезоэлектрических преобразователей ToFD-приемников постоянно (пьезоэлектрические преобразователи ToFD расположены на одном блоке) и может быть прибавлено ко времени прихода регистрируемой LW-волны на ближних к излучателю пьезоэлектрических преобразователей ToFD-приемниках для восстановления ее времени прихода на дальних. Восстановление положения LW-волны по времени дает возможность выполнить калибровку с последующим восстановлением начала шкалы глубины и возможности выполнить измерение глубины и глубины залегания дефектов, что в свою очередь позволяет анализировать данные как ближних, так и дальних пьезоэлектрических преобразователей ToFD-приемников, прозвучивающих одно и то же сечение трубы (ближние и дальние пьезоэлектрические преобразователи ToFD-приемники при контроле продольного шва и продольно ориентированных дефектов выбираются на разных блоках), но раздельно две зоны по глубине: зону ближе к внешней поверхности (дальний пьезоэлектрический преобразователь ToFD-приемник) и зону ближе к внутренней поверхности (ближний пьезоэлектрический преобразователь ToFD-приемник). Такой способ контроля нормативной документацией на ToFD определен как двузонный. Он обеспечивает увеличение вероятности обнаружения, достоверности классификации и точности определения геометрических параметров (в большей степени высоты) дефектов на толстостенных трубах.Restoring the position of the LW wave in time becomes possible, since the travel time of the LW wave between the input points (Fig. 2) of the piezoelectric transducers of ToFD receivers is constant (piezoelectric transducers ToFD are located on the same block) and can be added to the arrival time of the recorded LW wave on the piezoelectric transducers of ToFD-receivers closest to the emitter to restore its arrival time at the distant ones. Restoring the position of the LW wave in time makes it possible to perform a calibration followed by restoring the beginning of the depth scale and the ability to measure the depth and depth of occurrence of defects, which in turn makes it possible to analyze data from both near and far piezoelectric transducers of ToFD receivers that sound the same the same pipe section (near and far piezoelectric transducers ToFD-receivers are selected on different blocks when testing a longitudinal weld and longitudinally oriented defects), but separately two zones in depth: a zone closer to the outer surface (far piezoelectric transducer ToFD-receiver) and a zone closer to inner surface (near piezoelectric transducer ToFD-receiver). This method of control by ToFD regulatory documents is defined as two-zone. It provides an increase in the detection probability, classification reliability and the accuracy of determining the geometric parameters (to a greater extent, the height) of defects on thick-walled pipes.

В итоге на втором этапе разработки внутритрубного инспекционного прибора с применением предлагаемого в изобретении способа осуществления метода ToFD был достигнут заявляемый технический результат. По сравнению с внутритрубным инспекционным прибором первого этапа разработки, где была применена штатная схема реализации метода ToFD, при идентичности контролируемого объема, обеспечивается:As a result, at the second stage of the development of an in-line inspection device using the method of the ToFD method according to the invention, the claimed technical result was achieved. In comparison with the in-line inspection device of the first stage of development, where the standard scheme for the implementation of the ToFD method was applied, with the identity of the controlled volume, it is provided:

- уменьшение в полтора раза общего необходимого количества пьезоэлектрических преобразователей ToFD для осуществления контроля с помощью одного прогона внутритрубного инспекционного прибора;- decrease in one and a half times the total required number of piezoelectric transducers ToFD for control with the help of one run of the in-line inspection device;

- уменьшение в три раза количества пьезоэлектрических преобразователей ToFD-излучателей, что сокращает энергозатратность контроля в три раза и исключает применение дополнительных батарейных секций на внутритрубном инспекционном приборе;- a threefold decrease in the number of piezoelectric transducers of ToFD emitters, which reduces the energy consumption of control by three times and excludes the use of additional battery sections on the in-line inspection device;

- уменьшение в три раза количества жестких механически независимых блоков для размещения пьезоэлектрических преобразователей ToFD, что значительно уменьшает габариты носителя датчиков внутритрубного инспекционного прибора, а также уменьшает число секций с носителями датчиков;- a threefold decrease in the number of rigid mechanically independent blocks for placing piezoelectric transducers ToFD, which significantly reduces the dimensions of the sensor carrier of the in-line inspection device, and also reduces the number of sections with sensor carriers;

- восстановление положения LW-волны при контроле толстостенных труб и труб с увеличенной шириной внутренних валиков усиления продольного шва, что позволяет осуществить измерение глубины дефектов в этих случаях контроля, кроме этого восстановление положения LW-волны при контроле толстостенных труб позволяет выполнить контроль труб с толщиной стенки более 15 мм с применением двузонного контроля, что обеспечивает увеличение вероятности обнаружения, достоверности классификации и точности определения геометрических параметров дефектов на толстостенных трубах. Также восстановление положения LW-волны позволит выполнить двузонный контроль и параллельное сканирование толстостенных труб и труб с увеличенной шириной внутренних валиков усиления сварных швов.- restoration of the position of the LW-wave when inspecting thick-walled pipes and pipes with an increased width of the inner beads of reinforcement of the longitudinal seam, which makes it possible to measure the depth of defects in these cases of inspection, in addition, restoring the position of the LW-wave when inspecting thick-walled pipes makes it possible to inspect pipes with a wall thickness more than 15 mm with the use of two-zone control, which provides an increase in the probability of detection, the reliability of classification and the accuracy of determining the geometric parameters of defects on thick-walled pipes. Also, the restoration of the LW-wave position will allow performing a two-zone inspection and parallel scanning of thick-walled pipes and pipes with an increased width of the internal beads to strengthen the welded seams.

Применительно к примеру, приведенному при описании первого этапа разработки внутритрубного инспекционного прибора, количество блоков внутритрубного инспекционного прибора второго этапа разработки, а также количество пьезоэлектрических преобразователей ToFD-излучателей составит 3140 шт (против 9420 шт на внутритрубном инспекционном приборе первого этапа разработки).As applied to the example given in the description of the first stage of development of an in-line inspection device, the number of blocks of an in-line inspection device of the second stage of development, as well as the number of piezoelectric transducers of ToFD emitters, will be 3140 pieces (versus 9420 pieces on an in-line inspection device of the first stage of development).

Пьезоэлектрические преобразователи ToFD размещаются на жестких блоках в соответствии со схемой, приведенной на фиг. 2. На носителе датчиков блоки закрепляются в индивидуальном, подвижном, подпружиненном подвесе, обеспечивающем прилегание блока к внутренней поверхности трубы. Конструкция блока обеспечивает его прилегание к внутренней поверхности трубы при расположении сварного шва под блоком. Для контроля поперечного шва и поперечно ориентированных дефектов жесткие блоки располагают с шагом 1 мм по образующей трубы, при этом пьезоэлектрические преобразователи ToFD в блоке размещают так, чтобы линия, проходящая через центры пьезоэлектрических преобразователей ToFD, была перпендикулярна оси трубопровода. А при контроле продольного сварного шва и продольно ориентированных дефектов жесткие блоки располагают с шагом 3 мм по образующей трубы, при этом пьезоэлектрические преобразователи ToFD в блоке размещают так, чтобы линия, проходящая через центры пьезоэлектрических преобразователей ToFD, была параллельна оси трубопровода. Шаг 3 мм выбран исходя из обеспечения необходимой вероятности оптимального расположения пьезоэлектрических преобразователей ToFD относительно продольного сварного шва при движении внутритрубного инспекционного прибора. По этой же причине выбран шаг 3 мм сканирования при контроле поперечного шва и поперечно ориентированных дефектов. Шаг 1 мм выбран исходя из нормативной документации на реализацию метода ToFD. По этой же причине шаг сканирования при контроле продольного шва должен быть 1 мм. Пьезоэлектрические преобразователи ToFD в соответствии с предлагаемым в изобретении способом осуществления метода ToFD (фиг. 2) имеют углы установки α, β, γ, а также размеры А, Б, В, которые должны быть определены по известным формулам в зависимости от требуемого угла ввода, скорости звука в перекачиваемой среде (свойство продукта перекачки), номинального диаметра трубопровода (необходимо учесть, что трубы диаметром менее 520 мм либо не имеют продольного шва, либо его геометрия значительно отличается от швов труб большого диаметра), а также в зависимости от диаграммы направленности применяемых пьезоэлектрических преобразователей ToFD. Для уменьшения объема диагностических данных диапазон времени приема для пьезоэлектрических преобразователей ToFD-приемников может быть установлен пропорционально размерам А, Б, В. При анализе диагностических данных от блоков, ориентированных для контроля продольных швов и продольно ориентированных дефектов (линия, проходящая через центры пьезоэлектрических преобразователей ToFD перпендикулярна оси трубопровода) используются В-сканы одного из пьезоэлектрических преобразователей ToFD-приемников, выбранного оператором для анализа в зависимости от толщины стенки и расположения относительно шва, а при анализе диагностических данных от блоков, ориентированных для контроля поперечных швов и поперечно ориентированных дефектов, оператор осуществляет выбор суммарных В-сканов (CrossB-сканы), которые формируются на основе данных всех пьезоэлектрических преобразователей ToFD-приемников, расположенных на одинаковом расстоянии от пьезоэлектрического преобразователя ToFD-излучателя и находящихся на дистанции трубопровода, выбранной оператором (выбранную дистанцию пьезоэлектрические преобразователи ToFD проходят в разное время). По оси абсцисс таких В-сканов должны быть отложены номера пьезоэлектрических преобразователей ToFD-приемников, последовательно расположенных по образующей (шаг 1 мм). В заголовке В-скана должна отображаться выбранная оператором дистанция. По причине такого формирования В-сканов при контроле поперечного шва шаг сканирования не должен превышать 2…3 мм (время прихода дифракционной волны от дефекта идентично и не влияет на положение индикаций друг относительно друга). Дополнительно на внутритрубном инспекционном приборе должны быть размещены пьезоэлектрические преобразователи для измерения толщины стенки (пьезоэлектрические преобразователи WM), в количестве, необходимом для создания журнала раскладки труб с определением углового положения продольного шва. Обработка данных внутритрубного инспекционного прибора должна начинаться с выбора пьезоэлектрического преобразователя ToFD-приемника: чем больше толщина стенки, тем на большем расстоянии должен быть выбран для анализа пьезоэлектрический преобразователь ToFD-приемник. Кроме этого данные выбранного пьезоэлектрического преобразователя ToFD-приемника должны содержать регистрацию LW-волны, донный сигнал на поперечной волне и донный сигнал на продольной волне. Далее выполняется калибровка (известная, по приведенной выше нормативной документации на ToFD, процедура при известном значении толщины стенки), анализ диагностических данных и измерение дефектов. Текущая толщина стенки может быть определена по дополнительно размещенным на внутритрубном инспекционном приборе пьезоэлектрическим преобразователям WM (Wall Measuremet) измерения толщины стенки или рассчитана по диагностической информации пьезоэлектрического преобразователя ToFD-приемника, где имеются индикации LW-волны и донного сигнала путем расчета по известным размерам А, Б или В с использованием известных формул.The ToFD piezoelectric transducers are housed in rigid blocks according to the circuit shown in FIG. 2. On the carrier of the sensors, the blocks are fixed in an individual, movable, spring-loaded suspension, which ensures the adherence of the block to the inner surface of the pipe. The design of the block ensures its adherence to the inner surface of the pipe when the weld is located under the block. To control the transverse seam and transversely oriented defects, rigid blocks are placed with a step of 1 mm along the pipe generatrix, while the ToFD piezoelectric transducers in the block are placed so that the line passing through the centers of the ToFD piezoelectric transducers is perpendicular to the pipeline axis. And when inspecting a longitudinal weld and longitudinally oriented defects, rigid blocks are placed with a pitch of 3 mm along the pipe generatrix, while the ToFD piezoelectric transducers in the block are placed so that the line passing through the centers of the ToFD piezoelectric transducers is parallel to the pipeline axis. The pitch of 3 mm was selected based on ensuring the necessary probability of the optimal positioning of the ToFD piezoelectric transducers relative to the longitudinal weld when the inline inspection device moves. For the same reason, a scanning step of 3 mm was chosen when inspecting a transverse seam and transversely oriented defects. A step of 1 mm was selected based on the regulatory documentation for the implementation of the ToFD method. For the same reason, the scanning step when inspecting the longitudinal seam should be 1 mm. Piezoelectric transducers ToFD in accordance with the proposed in the invention method of implementation of the ToFD method (Fig. 2) have angles of installation α, β, γ, as well as dimensions A, B, C, which must be determined according to known formulas depending on the required angle of entry, the speed of sound in the pumped medium (property of the pumped product), the nominal diameter of the pipeline (it must be taken into account that pipes with a diameter of less than 520 mm either do not have a longitudinal seam, or its geometry differs significantly from the seams of large diameter pipes), as well as depending on the directional pattern of the applied piezoelectric transducers ToFD. To reduce the amount of diagnostic data, the reception time range for piezoelectric transducers of ToFD receivers can be set in proportion to the dimensions A, B, C. When analyzing diagnostic data from blocks oriented for monitoring longitudinal seams and longitudinally oriented defects (a line passing through the centers of piezoelectric transducers ToFD perpendicular to the pipeline axis), B-scans of one of the piezoelectric transducers of ToFD receivers are used, selected by the operator for analysis, depending on the wall thickness and location relative to the seam, and when analyzing diagnostic data from blocks oriented to control transverse seams and transversely oriented defects, the operator performs selection of total B-scans (CrossB-scans), which are formed on the basis of data from all piezoelectric transducers of ToFD-receivers located at the same distance from the piezoelectric transducer of ToFD-emitter and located at pipeline station selected by the operator (the selected distance the ToFD piezoelectric transducers travel at different times). On the abscissa axis of such B-scans, the numbers of the piezoelectric transducers of ToFD receivers should be plotted sequentially along the generatrix (step 1 mm). The B-scan header should display the distance selected by the operator. Due to such formation of B-scans when checking the transverse seam, the scanning step should not exceed 2 ... 3 mm (the time of arrival of the diffraction wave from the defect is identical and does not affect the position of the indications relative to each other). Additionally, piezoelectric transducers for measuring wall thickness (piezoelectric transducers WM) should be placed on the in-line inspection device, in the amount necessary to create a pipe layout log with determination of the angular position of the longitudinal seam. The data processing of the in-line inspection device should begin with the selection of the piezoelectric transducer of the ToFD receiver: the larger the wall thickness, the greater the distance the piezoelectric transducer of the ToFD receiver should be selected for analysis. In addition, the data of the selected piezoelectric transducer of the ToFD receiver must contain the recording of the LW-wave, the bottom signal on the shear wave and the bottom signal on the longitudinal wave. Next, a calibration is performed (known from the above ToFD regulatory documentation, a procedure with a known wall thickness), analysis of diagnostic data and measurement of defects. The current wall thickness can be determined by additionally placed on the in-line inspection device piezoelectric transducers WM (Wall Measuremet) for measuring the wall thickness or calculated from the diagnostic information of the piezoelectric transducer of the ToFD receiver, where there are indications of the LW-wave and the bottom signal by calculating from the known dimensions A, B or C using known formulas.

Для восстановления положения сигнала LW-волны по времени на диагностических данных двух дальних пьезоэлектрических преобразователей ToFD-приемниках, расположенных на расстоянии Б и В от пьезоэлектрического преобразователя ToFD-излучателя, необходимо к измеренному (по полученным диагностическим данным) времени прихода LW-волны на ближнем пьезоэлектрическом преобразователе ToFD-приемнике (для пьезоэлектрического преобразователя ToFD-приемника, расположенного на расстоянии В, в качестве ближнего может быть взят пьезоэлектрический преобразователь ToFD-приемник, расположенный на расстоянии А или расстоянии Б в зависимости от наличия регистрации LW-волны на них, прибавить заранее рассчитанное или экспериментально определенное время хода LW-волны от точки ввода ближнего пьезоэлектрического преобразователя ToFD-приемника до точки ввода пьезоэлектрического преобразователя ToFD-приемника, для которого определяется время прихода LW-волны (для пьезоэлектрического преобразователя ToFD-приемника, расположенного на расстоянии В, для расчета может быть взята разность расстояний В и Б или разность В и А, в зависимости от выбранного ближнего пьезоэлектрического преобразователя ToFD-приемника, на котором выполнялось измерение времени прихода LW-волны). Расчет приведен для принимающих пьезоэлектрических преобразователей ToFD-приемников, расположенных на одинаковом расстоянии от поверхности трубы.To restore the position of the LW-wave signal in time on the diagnostic data of two distant piezoelectric transducers ToFD-receivers located at a distance B and C from the piezoelectric transducer ToFD-emitter, it is necessary to the measured (according to the diagnostic data) time of arrival of the LW-wave on the near piezoelectric transducer ToFD-receiver (for a piezoelectric transducer ToFD-receiver located at a distance B, a piezoelectric transducer ToFD-receiver located at a distance A or a distance B, depending on the presence of LW-wave registration on them, or the experimentally determined travel time of the LW wave from the insertion point of the near piezoelectric transducer of the ToFD receiver to the insertion point of the piezoelectric transducer of the ToFD receiver, for which the time of arrival of the LW wave is determined (for the piezoelectric transducer of the ToFD receiver, pa located at a distance C, the difference between the distances C and B or the difference between C and A can be taken for calculation, depending on the selected near piezoelectric transducer of the ToFD receiver, on which the LW-wave arrival time was measured). The calculation is given for receiving piezoelectric transducers of ToFD receivers located at the same distance from the pipe surface.

Кроме расчета, разность времени прихода LW-волны на ближних и дальних пьезоэлектрических преобразователях ToFD-приемниках может быть экспериментально определена с помощью калибровки на образце трубы диаметром, соответствующем номинальному диаметру трубопровода, путем регистрации LW-волны на дальнем и ближнем пьезоэлектрических преобразователях ToFD-приемниках с последующим определением разницы времени прихода этих сигналов. Для принимающего пьезоэлектрического преобразователя ToFD-приемника, расположенного на расстоянии В, необходимо выполнить две калибровки с определением разницы времени прихода LW-волны этого пьезоэлектрического преобразователя ToFD-приемника и времени прихода LW-волны на принимающем пьезоэлектрическом преобразователе ToFD-приемнике, расположенном на расстоянии Б и А.In addition to the calculation, the difference in the arrival time of the LW wave on the near and far piezoelectric transducers ToFD receivers can be experimentally determined by calibration on a pipe sample with a diameter corresponding to the nominal diameter of the pipeline by registering the LW wave on the far and near piezoelectric transducers ToFD receivers with subsequent determination of the difference in the arrival time of these signals. For the receiving piezoelectric transducer of the ToFD receiver located at a distance B, it is necessary to perform two calibrations with the determination of the difference in the time of arrival of the LW wave of this piezoelectric transducer of the ToFD receiver and the time of arrival of the LW wave on the receiving piezoelectric transducer of the ToFD receiver located at a distance of B and A.

Claims

1. A sensor carrier capable of being mounted on an in-line inspection device and having a plurality of sensors distributed around its circumference, said plurality of sensors being ToFD ultrasonic piezoelectric transducers housed in rigid blocks, the rigid blocks being combined into two sections of an in-line inspection device , the first of which is for testing transverse welds and base material of a pipeline with transversely oriented pipeline defects, and the second is for testing longitudinal welds and base material of a pipeline with longitudinally oriented pipeline defects, characterized in that ToFD piezoelectric transducers are placed on rigid blocks in the number of four pieces per unit, one piezoelectric transducer ToFD of which is a transmitter, and the other three are receivers, simultaneously receiving the results of sounding one probe pulse emitter, while all four piezoelectric ToFD transducers are fixed in a row on one PCS-line so that the acoustic axes of all piezoelectric ToFD transducers are in the same plane.

2. The carrier of sensors according to claim 1, characterized in that the rigid blocks in the first and second sections are hinged to ensure that the blocks are pressed against the inner surface of the pipeline so that the support points of the rigid blocks on the inner surface of the pipeline do not change during the movement of the inline inspection device along pipeline.

3. The carrier of sensors according to claim 1, characterized in that the rigid blocks of the first section of the in-line inspection device are placed with a step of not more than 1 mm along the generatrix of the inner surface of the pipe, while the support points of the rigid blocks of the first section are located on the front and rear edges of the rigid blocks on axis parallel to the direction of movement of the inline inspection device, and piezoelectric transducers ToFD in rigid blocks of the first section are oriented so that the PCS line is perpendicular to the pipe generatrix and parallel to the axis of the first section.

4. The carrier of sensors according to claim 1, characterized in that the rigid blocks of the second section of the in-line inspection device are placed with a pitch of not more than 3 mm along the generatrix of the inner surface of the pipe, while the support points of the rigid blocks of the second section are located on the lateral faces of the rigid blocks on the axis, perpendicular to the direction of movement of the inline inspection device, and the piezoelectric transducers ToFD in the rigid blocks of the second section are oriented so that the PCS line is parallel to the generatrix of the pipe and perpendicular to the axis of the second section.