RU2764607C1 - Method for non-destructive testing of cylindrical objects and automated complex for implementation thereof - Google Patents
Method for non-destructive testing of cylindrical objects and automated complex for implementation thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2764607C1 RU2764607C1 RU2020138136A RU2020138136A RU2764607C1 RU 2764607 C1 RU2764607 C1 RU 2764607C1 RU 2020138136 A RU2020138136 A RU 2020138136A RU 2020138136 A RU2020138136 A RU 2020138136A RU 2764607 C1 RU2764607 C1 RU 2764607C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sensors
- eddy current
- ultrasonic
- area
- destructive testing
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
- G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
- G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
- G01M3/16—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using electric detection means
- G01M3/18—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using electric detection means for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves; for welds; for containers, e.g. radiators
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
Abstract
Description
Группа изобретений относится к области неразрушающего контроля цилиндрических объектов, а именно к устройствам и способам диагностики магистральных трубопроводов, газопроводов с целью обнаружения на них поверхностных дефектов.The group of inventions relates to the field of non-destructive testing of cylindrical objects, namely to devices and methods for diagnosing main pipelines, gas pipelines in order to detect surface defects on them.
Известен способ автоматизированного контроля сплошности изделий, в ходе которого проводят размещение на изделии в начале траектории сканирования эталонного дефекта, измерение перед проведением контроля величины сигнала на изделии на расстоянии не более размера минимального дефекта, измерение величины изменения сигнала на эталонном дефекте, установку величины порогового сигнала для выявления дефектов, двухмерное сканирование в координатах х, у поверхности контролируемого объекта по траектории возвратно-поступательного движения датчиком излучения физического поля, воздействие на изделие в процессе сканирования физическим полем в виде импульсного сигнала, измерение величины сигналов излучения физического поля после взаимодействия с изделием с каждой точки поверхности изделия, регистрацию дефектов Mj, путем сравнения текущего значения сигнала по траектории сканирования с значением пороговым сигнала, при этом в качестве физического поля используют ультразвуковое, радиоволновое, рентгеновское или инфракрасное. (RU 2720437 С1, "Способ автоматизированного контроля сплошности изделий и устройство для его осуществления", патентообладатель - Акционерное общество "Дзержинское производственное объединение "Пластик" (АО "ДПО "Пластик") (RU), МПК G01N 25/72 (2006.01), опубл. 29.04.2020)A known method for automated control of the continuity of products, during which they place a reference defect on the product at the beginning of the scanning path, measure the signal value on the product at a distance of no more than the size of the minimum defect, measure the magnitude of the signal change on the reference defect, set the threshold signal value for detection of defects, two-dimensional scanning in x coordinates, near the surface of the controlled object along the trajectory of reciprocating motion by a physical field radiation sensor, the impact on the product during scanning by the physical field in the form of a pulse signal, the measurement of the magnitude of the physical field radiation signals after interaction with the product from each point surface of the product, registration of defects M j , by comparing the current value of the signal along the scanning path with the value of the threshold signal, while ultrasonic, radio wave, X-ray something or infrared. (RU 2720437 C1, "Method of automated control of the continuity of products and a device for its implementation", patent holder - Joint Stock Company "Dzerzhinsk Production Association" Plastic "(JSC" DPO "Plastic") (RU), IPC G01N 25/72 (2006.01), published 04/29/2020)
Недостатком известного способа является необходимость использования обратной связи для управления частотой зондирующих импульсов и управления шагом спиралевидной траектории движения датчика для неразрушающего контроля, что в свою очередь значительно усложняет электронику, увеличивая ее стоимость, а также уменьшает скорость проведения контроля.The disadvantage of the known method is the need to use feedback to control the frequency of probing pulses and control the step of the helical trajectory of the sensor for non-destructive testing, which in turn significantly complicates the electronics, increasing its cost, and also reduces the speed of testing.
Известен наружный сканирующий дефектоскоп, содержащий сегментированную стальную раму, опорные колеса, ходовые колеса, ходовой привод, дизель-электрический генератор, магнитную поисковую систему продольного намагничивания, магнитную поисковую систему поперечного намагничивания, колесный одометр, устройство сбора датчиковой информации, бортовую электронную аппаратуру, переносной компьютер, радиоканал обмена информацией между бортовой электронной аппаратурой и переносным компьютером, при этом в него введены первая и вторая группы ходовых электродвигателей, группа вихретоковых преобразователей неразрушающего контроля, узел изменения намагниченности стенки трубы, корзина на маятниковом подвесе в соответствующем звене сегментированной рамы, вращающаяся электрическая контактная система, первая и вторая упругие сцепки, а также другие конструкционные элементы. (RU 2539777 С1, НАРУЖНЫЙ СКАНИРУЮЩИЙ ДЕФЕКТОСКОП, МПК G01N 27/83 (2006.01), опубл. 27.01.2015).An external scanning flaw detector is known, containing a segmented steel frame, support wheels, running wheels, a running gear, a diesel-electric generator, a magnetic search system of longitudinal magnetization, a magnetic search system of transverse magnetization, a wheel odometer, a device for collecting sensor information, on-board electronic equipment, a laptop computer , a radio channel for the exchange of information between on-board electronic equipment and a portable computer, while the first and second groups of running electric motors, a group of eddy current transducers for non-destructive testing, a node for changing the magnetization of the pipe wall, a basket on a pendulum suspension in the corresponding link of a segmented frame, a rotating electrical contact system , the first and second elastic couplers, as well as other structural elements. (RU 2539777 C1, EXTERNAL SCANNING FLAW DETECTOR, IPC G01N 27/83 (2006.01), pub. 27.01.2015).
Наиболее близким техническим решением к заявленному автоматизированному комплексу является устройство для сплошного сканирующего контроля качества изделий цилиндрической формы, содержащее блок контрольно-измерительной аппаратуры, дистанционного управления и обмена данными и механизм перемещения по цилиндрической поверхности. Блок контрольно-измерительной аппаратуры, дистанционного управления и обмена данными может включать в себя: электрошкаф, установленный на одной из платформ, комплект диагностических датчиков (вихретокового, электромагнитно-акустического, визуального контроля, а также датчиков обнаружения координат местоположения дефектов и иных аномалий), смонтированных с помощью кронштейнов на одной из платформ с возможностью регулировки расстояния от поверхности датчиков до поверхности объекта контроля и их положения относительно образующей цилиндрической поверхности этого объекта, батареи электропитания, закрепленные на свободной (или свободных) от диагностического оборудования платформе (или платформах) и пульт дистанционного управления. (RU 2455625 С1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ СПЛОШНОГО СКАНИРУЮЩЕГО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА НЕПОВОРОТНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ, МПК G01M 3/18 (2006.01), F17D 5/06 (2006.01), G01N 29/265 (2006.01), опубл. 10.07.2012).The closest technical solution to the claimed automated complex is a device for continuous scanning quality control of cylindrical products, containing a block of instrumentation, remote control and data exchange and a mechanism for moving along a cylindrical surface. The block of control and measuring equipment, remote control and data exchange may include: an electrical cabinet installed on one of the platforms, a set of diagnostic sensors (eddy current, electromagnetic-acoustic, visual control, as well as sensors for detecting the coordinates of the location of defects and other anomalies), mounted using brackets on one of the platforms with the ability to adjust the distance from the surface of the sensors to the surface of the test object and their position relative to the generatrix of the cylindrical surface of this object, batteries mounted on a platform (or platforms) free (or free) from diagnostic equipment and a remote control . (RU 2455625 C1, DEVICE FOR CONTINUOUS SCANNING QUALITY CONTROL OF NON-ROTATING CYLINDRICAL PARTS, IPC G01M 3/18 (2006.01), F17D 5/06 (2006.01), G01N 29/265 (2006.01), publ. 10.07.2).
Недостатком указанного ближайшего аналога является высокая вероятность неточности обнаружения дефектов в связи с тем, что контроль за дефектами осуществляют либо ультразвуковым, либо вихретоковым, либо магнитным способом неразрушающего контроля, что значительно ухудшает качество обнаружения дефектов.The disadvantage of this closest analogue is the high probability of inaccurate detection of defects due to the fact that the control of defects is carried out either by ultrasonic or eddy current or magnetic non-destructive testing, which significantly degrades the quality of detection of defects.
Технический результат, на достижение которого направлена заявленная группа изобретений, заключается в увеличении скорости диагностики магистральных трубопроводов, газопроводов при капитальном ремонте за счет исключения применения трудоемкого подтверждающего ручного неразрушающего контроля, а также в повышении достоверности автоматизированного контроля дефектов.The technical result, to which the claimed group of inventions is directed, is to increase the speed of diagnostics of main pipelines, gas pipelines during major repairs by eliminating the use of time-consuming confirmatory manual non-destructive testing, as well as to increase the reliability of automated defect control.
Указанный технический результат достигается за счет разработки способа проведения неразрушающего контроля цилиндрических объектов, осуществляемого автоматизированным комплексом для проведения неразрушающего контроля, оснащенным сканирующей головкой, на которой расположены телекамера для проведения визуального контроля, а также вихретоковые датчики для проведения вихретокового контроля и ультразвуковые электромагнитно-акустические датчики для проведения ультразвукового контроля, в ходе которого перед проведением автоматизированного неразрушающего контроля проводят настройку упомянутых вихретоковых и ультразвуковых электромагнитно-акустических датчиков, после чего осуществляют неразрушающий контроль протяженного цилиндрического объекта при одновременной работе телекамеры и вихретоковых и ультразвуковых датчиков, при этом настройку вихретоковых датчиков осуществляют на стандартных образцах, имитирующих язвы и трещины, а настройку ультразвуковых электромагнитно-акустических датчиков осуществляют на стандартных образцах, имитирующих трещины, в результате настройки вихретоковых датчиков строят комплексную плоскость, отображая на ней пороговые уровни и области язв и трещин, а в результате настройки ультразвуковых датчиков строят А-развертку, отображая на ней пороговый уровень, область трещин и область повышенной чувствительности для всех остальных типов дефектов, причем на упомянутой А-развертке по оси абсцисс представлено время прихода сигнала, по оси ординат - амплитуда сигнала, затем проводят неразрушающий контроль протяженного цилиндрического объекта, при этом при проведении неразрушающего контроля вихретоковыми датчиками, в случае попадания сигнала в область трещин (ВК-Т) и в область язв (ВК-Я) в программном обеспечении одноименным параметрам ВК-Т и ВК-Я присваивают значение «1», что свидетельствует о наличие дефекта или о ложном срабатывании датчиков, а в случае непопадания сигнала в области трещин и язв упомянутым выше одноименным параметрам присваивают значение «0», при проведении неразрушающего контроля ультразвуковыми датчиками, в случае попадания сигнала в область трещин (УК-Т) и в область всех остальных типов дефектов (УК-Пч) в программном обеспечении одноименным параметрам УК-Т и УК-Пч присваивают значение «1», а в случае непопадания сигнала в указанные области упомянутым параметрам УК-Т и УК-Пч присваивают значение «0», при проведении неразрушающего контроля посредством телекамеры, программное обеспечение идентифицирует на изображении, полученном с телекамеры, светлый цвет продуктов коррозии, присваивая параметру Т-СЦ, отвечающему за наличие светлого цвета продуктов, значение «1», и остатки праймера, присваивая параметру Т-ОП, отвечающему за наличие остатков праймера, значение «1», при этом в случае сигнализации о наличии язвы по результатам вихретокового контроля, то есть в случае получения значения параметра ВК-Я равным «1», производят оценку результатов телевизионного контроля в этой области, и в случае, если остатки праймера в ней не идентифицированы, то есть значение параметра Т-ОП равно «0», то исследуемую область классифицируют как область язв, а в случае обнаружения остатков праймера, то есть при значении параметра Т-ОП равным «1», исследуемую область проверяют ультразвуковыми датчиками на повышенной чувствительности, принимая, что у вихретоковых датчиков произошло ложное срабатывание, и в случае наличия ультразвукового сигнала, то есть при значении параметра УК-Пч равным «1», область классифицируют как область с наличием коррозионной язвы, в противном случае, при значении параметра УК-Пч равным «0», принимают, что у ультразвуковых датчиков произошло ложное срабатывание, в случае сигнализации о наличии трещины по результатам вихретокового контроля осуществляют оценку результатов телевизионного контроля и если идентифицирован светлый цвет продуктов коррозии, то есть значение параметра равно «1», то данную область классифицируют как область с наличием коррозионного растрескивания под напряжением, в противном случае, при Т-СЦ равном «0», принимают, что у вихретоковых датчиков произошло ложное срабатывание, в результате чего осуществляют контроль ультразвуковыми датчиками, при этом в случае наличия сигнала, то есть при значении параметра УК-Т равным «1», исследуемую область классифицируют как область с наличием коррозионного растрескивания под напряжением, в противном случае, при значении параметра УК-Т равным «0», принимают, что у ультразвуковых датчиков произошло ложное срабатывание, после чего области, идентифицированные как области с наличием язв и с наличием коррозионного растрескиванием под напряжением, объединяют посредством известных алгоритмов кластеризации, а длину и ширину выявленных дефектов определяют путем сопоставления данных проведенного неразрушающего контроля с данными энкодера и акселерометра, установленных на устройстве, проводящем автоматизированный неразрушающий контроль, а глубину обнаруженных дефектов определяют либо по корреляционным зависимостям амплитуды сигнала вихретоковых и ультразвуковых датчиков контроля, полученных экспериментально, либо по результатам проведения лазерной профилеметрии.The specified technical result is achieved by developing a method for carrying out non-destructive testing of cylindrical objects, carried out by an automated complex for carrying out non-destructive testing, equipped with a scanning head, on which a television camera is located for conducting visual inspection, as well as eddy current sensors for carrying out eddy current testing and ultrasonic electromagnetic-acoustic sensors for ultrasonic testing, during which, before carrying out automated non-destructive testing, the mentioned eddy current and ultrasonic electromagnetic-acoustic sensors are adjusted, after which non-destructive testing of an extended cylindrical object is carried out while the camera and eddy current and ultrasonic sensors are simultaneously operated, while the eddy current sensors are adjusted on standard samples , simulating ulcers and cracks, and the adjustment of ultrasonic electromagnetic-acoustic sensors is carried out they are used on standard samples simulating cracks, as a result of setting up eddy current sensors, a complex plane is built, displaying threshold levels and areas of ulcers and cracks on it, and as a result of setting ultrasonic sensors, an A-scan is built, displaying the threshold level, the area of cracks and the area of increased sensitivity for all other types of defects, and on the mentioned A-scan along the abscissa axis shows the time of signal arrival, along the ordinate axis - the amplitude of the signal, then non-destructive testing of an extended cylindrical object is carried out, while during non-destructive testing with eddy current sensors, in case the signal hits the the area of cracks (VK-T) and into the area of ulcers (VK-Ya) in the software, the parameters of the same name VK-T and VK-Y are assigned the value "1", which indicates the presence of a defect or a false alarm of the sensors, and in case of a signal failure in the area of cracks and ulcers, the parameters of the same name mentioned above are assigned the value "0" , when conducting non-destructive testing with ultrasonic sensors, in the event that a signal enters the area of cracks (UK-T) and into the area of all other types of defects (UK-Pch), the software assigns the value "1" to the parameters of the same name UK-T and UK-Pch, and if the signal does not fall into the specified areas, the mentioned parameters UK-T and UK-Pch are assigned the value "0", when conducting non-destructive testing by means of a television camera, the software identifies the light color of corrosion products on the image obtained from the television camera, assigning the parameter T-SC , responsible for the presence of a light color of the products, the value "1", and primer residues, assigning the value "1" to the parameter T-OP, responsible for the presence of primer residues, if the value of the VK-R parameter is equal to "1", the results of television control in this area are evaluated, and if the primer residues in it are not identified, that is, the value of the T-OP parameter is "0", then the area under study is classified as an area of ulcers, and if primer residues are found, that is, when the value of the T-OP parameter is equal to "1", the area under study is checked with ultrasonic sensors for increased sensitivity , assuming that the eddy current sensors have a false alarm, and in the case of the presence of an ultrasonic signal, that is, with the value of the UK-Pch parameter equal to "1", the area is classified as an area with a corrosion pit, otherwise, with the value of the UK-Pch parameter equal to "0", it is assumed that the ultrasonic sensors have a false alarm, in case of signaling the presence of a crack based on the results of eddy current testing, the results of television monitoring are evaluated and if a light color of corrosion products is identified, that is, the value of the parameter is "1", then this area classified as having stress corrosion cracking, otherwise e, with T-SC equal to "0", it is assumed that the eddy current sensors have had a false alarm, as a result of which they are monitored by ultrasonic sensors, while in the case of a signal, that is, when the value of the UK-T parameter is equal to "1", the investigated the area is classified as an area with the presence of stress corrosion cracking, otherwise, with the value of the UK-T parameter equal to "0", it is assumed that the ultrasonic sensors have had a false alarm, after which the areas identified as areas with the presence of ulcers and with the presence of corrosion stress cracking are combined using well-known clustering algorithms, and the length and width of the detected defects are determined by comparing the data of the performed non-destructive testing with the data of the encoder and accelerometer installed on the device that conducts automated non-destructive testing, and the depth of the detected defects is determined either by the correlation dependences of the amplitude of the vortex signal kovy and ultrasonic control sensors obtained experimentally or based on the results of laser profilometry.
Кроме того, указанный технический результат достигается также за счет того, что в автоматизированном комплексе для проведения неразрушающего контроля цилиндрических объектов, в состав которого входят сканирующая головка, включающая в себя систему визуального контроля дефектов, системы датчиков вихревого и ультразвукового контроля дефектов, механизм перемещения, состоящий из ведомых и приводных колес, электродвигатели, источники питания, а также регулятор диаметра автоматизированного комплекса, согласно изобретению, приводные колеса оснащены датчиками пути, система визуального контроля включает в себя телевизионную камеру, расположенную на сканирующей головке между линией датчиков ультразвукового контроля и линией вихретоковых датчиков, при этом телевизионная камера установлена относительно поверхности исследуемого цилиндрического объекта на высоту, при которой диаметр зоны ее обзора больше или равен ширине ряда вихретоковых датчиков контроля, которые в свою очередь расположены на сканирующей головке в шахматном порядке и в количестве, позволяющем обеспечить ширину зоны контроля, превышающую величину шага спиральной траектории, по которой автоматизированный комплекс движется вдоль исследуемого цилиндрического объекта, система ультразвукового контроля включает в себя электромагнитно-акустические датчики контроля, также расположенные на сканирующей головке в шахматном порядке, при этом ряды датчиков вихретокового и ультразвукового контроля на сканирующей головке разнесены на расстояние, превышающее неконтролируемую зону датчиков ультразвукового контроля.In addition, the specified technical result is also achieved due to the fact that in an automated complex for non-destructive testing of cylindrical objects, which includes a scanning head, including a system for visual inspection of defects, sensor systems for vortex and ultrasonic inspection of defects, a movement mechanism consisting from driven and driving wheels, electric motors, power sources, as well as a diameter regulator of the automated complex, according to the invention, the drive wheels are equipped with path sensors, the visual control system includes a television camera located on the scanning head between the line of ultrasonic inspection sensors and the line of eddy current sensors, at the same time, the television camera is installed relative to the surface of the investigated cylindrical object to a height at which the diameter of its viewing area is greater than or equal to the width of a number of eddy current control sensors, which, in turn, are located on the scan scanning head in a checkerboard pattern and in an amount that allows to ensure the width of the control zone exceeding the pitch of the spiral trajectory along which the automated complex moves along the cylindrical object under study, the ultrasonic control system includes electromagnetic-acoustic control sensors, also located on the scanning head in a staggered in order, while the rows of eddy current and ultrasonic testing sensors on the scanning head are spaced apart by a distance exceeding the uncontrolled zone of ultrasonic testing sensors.
Технический результат достигается также за счет того, что указанный автоматизированный комплекс оснащен акслерометрами и энкодером, а также что телевизионная камера визуальной системы контроля может быть оснащена лазерными триангуляционными датчиками.The technical result is also achieved due to the fact that the specified automated complex is equipped with accelerometers and an encoder, and also that the television camera of the visual control system can be equipped with laser triangulation sensors.
Сущность заявленной группы изобретений поясняется чертежами (Фигуры 1-5):The essence of the claimed group of inventions is illustrated by drawings (Figures 1-5):
Фиг. 1 - общий вид автоматизированного комплекса для проведения неразрушающего контроля, вид спереди;Fig. 1 - general view of the automated complex for non-destructive testing, front view;
Фиг. 2 - схема расположения датчиков вихретокового, ультразвукового и визуального контроля на сканирующей головке и направления движения сканирующей головки относительно сканируемого объекта;Fig. 2 is a diagram of the location of sensors for eddy current, ultrasonic and visual control on the scanning head and the direction of movement of the scanning head relative to the object being scanned;
Фиг. 3 - схема комплексной плоскости системы вихретокового контроляFig. 3 - scheme of the complex plane of the eddy current control system
Фиг. 4 - схема А-развертки системы ультразвукового контроля;Fig. 4 - diagram of the A-scan of the ultrasonic testing system;
Фиг. 5 - алгоритм комплексирования данных и адаптивного управления.Fig. 5 - data integration and adaptive control algorithm.
Автоматизированный комплекс (Фиг. 1) для проведения неразрушающего контроля протяженного цилиндрического объекта (например, магистрального газопровода, трубопровода и т.д.) включает в себя:An automated complex (Fig. 1) for non-destructive testing of an extended cylindrical object (for example, a main gas pipeline, a pipeline, etc.) includes:
- сканирующую головку 1, включающую в себя набор датчиков, подключенных к электронным блокам 2 (дефектоскопам) вихретокового, ультразвукового и визуального (телевизионного) контроля;- scanning
- ведомые колеса 3;- driven
- приводные колеса 4;- drive wheels 4;
- электродвигатели 5;-
- источники 6 питания;-
- регулятор 7 размера автоматизированного комплекса.- regulator of the 7th size of the automated complex.
Остальные части комплекса - приспособления, позволяющие перемещать весь автоматизированный комплекс по спиральной траектории на поверхности протяженного цилиндрического объекта, например, магистрального газопровода (направление движения сканирующей головки (и всего автоматизированного комплекса в целом) по спиральной (винтовой) траектории вдоль трубы показано на Фиг. 2, поз. 5). Кроме того, следует отметить, что местоположение сканирующей головки 1, координаты и положение дефекта на развертке цилиндрического объекта определяют на основе данных датчика пути и акселерометра (на чертеже не показаны). Датчики пути установлены только на ведомых колесах 3 с целью исключения ложных показаний в координате из-за проскальзывания ведущих колес, а акселерометры расположены внутри электронных блоков 2. Также, автоматизированный комплекс оснащен энкодером (на чертеже не показан).The remaining parts of the complex are devices that allow moving the entire automated complex along a spiral trajectory on the surface of an extended cylindrical object, for example, a main gas pipeline (the direction of movement of the scanning head (and the entire automated complex as a whole) along a spiral (helical) trajectory along the pipe is shown in Fig. 2 , item 5). In addition, it should be noted that the location of the
Сканирующая головка 1 с содержащимися на ней системами вихретокового, ультразвукового и визуального контроля дефектов, а также электронные блоки 2 упомянутых систем контроля дефектов помещены на механизм перемещения, который позиционируется на поверхности трубы за счет ведомых колес 3 (Фиг. 1). Приводные колеса 4 приводятся в движение электродвигателями 5, которые питаются от источников питания 6. С помощью регулятора 7 механизм перемещения подстраивается под различные размеры исследуемого протяженного цилиндрического объекта.The
Сканирующая головка (Фиг. 2) состоит из вихретоковых датчиков 1, электромагнитно-акустических (ЭМА) датчиков 2, камеры для телевизионного контроля 3, которая так же может быть дополнена одним или несколькими лазерными триангуляционными датчиками 4 для проведения лазерной профилеметрии. Все контролирующие датчики на сканирующей головке работают одновременно.The scanning head (Fig. 2) consists of eddy
Система вихретокового контроля состоит из набора расположенных в шахматном порядке низкочастотных вихретоковых датчиков, а именно дифференциальных вихретоковых датчиков, имеющих довольно низкую частоту в диапазоне 5-500 кГц. Расположение вихретоковых датчиков в шахматном порядке (Фиг. 2, поз.1) выполнено с целью исключения неконтролируемых областей между соседними датчиками и, следовательно, повышения достоверности контроля (здесь следует отметить, что неконтролируемая область - это область, расположенная между датчиками, которые располагались бы не в шахматном порядке). При этом количество вихретоковых датчиков выбирается таким, при котором обеспечивается ширина зоны контроля, большая, чем шаг спиральной траектории, по которой автоматизированный комплекс со сканирующей головкой перемещается вдоль исследуемого цилиндрического объекта. Здесь стоит пояснить следующее. Для того, чтобы не происходило отставание от механизированной ремонтной колонны (между очистной и изолирующей машинами), автоматизированный комплекс для неразрушающего контроля должен двигаться со скоростью не менее двух погонных метров в минуту. В случае заявленного технического решения траектория движения сканирующей головки выбрана спиралевидной. Если шаг спирали будет больше, чем зона контроля сканирующей головки (зона контроля - зона, контролируемая сканирующей головкой и равная ширине ряда вихретоковых датчиков), то не вся поверхность протяженного цилиндрического объекта (например, магистрального трубопровода) будет проконтролирована. То есть шаг спирали ограничен шириной ряда вихретоковых датчиков. А ширина ряда вихретоковых датчиков напрямую зависит от их количества. Стандартные многоканальные дефектоскопы обычно предназначены для одновременного подключения 32, 16 и т.д. датчиков, при этом каждый датчик осуществляет контроль под собой области диаметром приблизительно равном 9 мм. В случае заявленного автоматизированного комплекса датчики установлены в шахматном порядке. То есть, если датчиков 32, ширина зоны контроля составляет приблизительно 260 мм, тогда примем, что шаг спирали, по которой движется комплекс, составляет 250 мм для магистрального трубопровода диаметром 1420 мм. В этом случае, скорость движения сканирующей головки составляет 595 мм/сек. Если же принять количество датчиков равное 16, то при ширине зоны контроля вдвое меньшей, чем в предыдущем примере, скорость движения сканирующей головки составляет 1186 мм/сек, а при такой скорости может наблюдаться потеря данных при оцифровке. Из этих двух примеров видно, что именно верно просчитанное количество датчиков в зависимости от шага спиралевидной траектории движения сканирующей головки позволяет добиться более эффективного и достоверного результата обнаружения дефектов на сканирующей поверхности.The eddy current control system consists of a set of low-frequency eddy current sensors arranged in a checkerboard pattern, namely differential eddy current sensors having a rather low frequency in the range of 5-500 kHz. The location of the eddy current sensors in a checkerboard pattern (Fig. 2, item 1) is made in order to exclude uncontrolled areas between adjacent sensors and, therefore, increase the reliability of control (here it should be noted that the uncontrolled area is the area located between the sensors that would be located not staggered). In this case, the number of eddy current sensors is chosen such that the width of the control zone is provided, which is greater than the step of the spiral trajectory along which the automated complex with the scanning head moves along the cylindrical object under study. Here it is worth clarifying the following. In order to avoid lagging behind the mechanized repair string (between the cleaning and insulating machines), the automated complex for non-destructive testing must move at a speed of at least two linear meters per minute. In the case of the claimed technical solution, the trajectory of the scanning head is chosen to be helical. If the helix pitch is greater than the scanning head control zone (control zone is the zone controlled by the scanning head and equal to the width of a row of eddy current sensors), then not the entire surface of an extended cylindrical object (for example, a main pipeline) will be inspected. That is, the pitch of the helix is limited by the width of the row of eddy current sensors. And the width of a number of eddy current sensors directly depends on their number. Standard multi-channel flaw detectors are usually designed to connect 32, 16, etc. at the same time. sensors, with each sensor monitoring an area with a diameter of approximately 9 mm below it. In the case of the claimed automated complex, the sensors are installed in a checkerboard pattern. That is, if there are 32 sensors, the width of the control zone is approximately 260 mm, then we assume that the pitch of the spiral along which the complex moves is 250 mm for a main pipeline with a diameter of 1420 mm. In this case, the speed of the scanning head is 595 mm/sec. If we take the number of sensors equal to 16, then with the width of the control zone half as small as in the previous example, the speed of movement of the scanning head is 1186 mm/sec, and at this speed data loss may occur during digitization. From these two examples, it can be seen that it is precisely the correctly calculated number of sensors, depending on the step of the helical trajectory of the scanning head, that makes it possible to achieve a more efficient and reliable result of detecting defects on the scanning surface.
Система ультразвукового контроля состоит из набора электромагнитных-акустических датчиков, расположенных также в шахматном порядке (Фиг. 2, поз. 2), как и вихретоковые датчики, с целью исключения неконтролируемых областей между соседними датчиками и, следовательно, повышения достоверности контроля. В качестве ультразвуковых датчиков выбраны бесконтактные электромагнитно-акустические (ЭМА) датчики, излучающие поверхностные ультразвуковые волны (каждый из ЭМА датчиков состоит из постоянного магнита и меандровой катушки под ним, в результате совместной работы которых в контролируемом металле создаются силы магнитострикции, генерирующие поверхностные ультразвуковые волны) в область вихретоковых датчиков, причем частота ЭМА датчиков составляет от 500 до 1500 кГц. При этом, ряд ЭМА датчиков обеспечивает сканирование области по ширине, большей или равной ширине ряда вихретоковых датчиков. Кроме того, ряды ЭМА датчиков и вихретоковых датчиков разнесены на расстояние, превышающее неконтролируемую зону ЭМА датчиков. Такое расположение позволяет исключить влияние неоднородного магнитного поля, создаваемого ультразвуковым ЭМА датчиком на вихретоковые датчики, что приведет к уменьшению количества помех у вихретоковых датчиков, что также ведет к большей достоверности контроля исследуемой сканируемой поверхности.The ultrasonic testing system consists of a set of electromagnetic-acoustic sensors, also arranged in a checkerboard pattern (Fig. 2, pos. 2), like eddy current sensors, in order to exclude uncontrolled areas between adjacent sensors and, therefore, increase the reliability of control. Non-contact electromagnetic-acoustic (EMA) sensors emitting surface ultrasonic waves were selected as ultrasonic sensors (each of the EMA sensors consists of a permanent magnet and a meander coil under it, as a result of the joint work of which magnetostriction forces are created in the controlled metal, generating surface ultrasonic waves) in the area of eddy current sensors, and the frequency of EMA sensors is from 500 to 1500 kHz. At the same time, a number of EMA sensors provides scanning of the area over a width greater than or equal to the width of a number of eddy current sensors. In addition, the rows of EMA sensors and eddy current sensors are separated by a distance exceeding the uncontrolled zone of EMA sensors. Such an arrangement makes it possible to exclude the influence of a non-uniform magnetic field created by an ultrasonic EMA sensor on eddy current sensors, which will lead to a decrease in the amount of interference from eddy current sensors, which also leads to greater reliability of the control of the scanned surface under study.
Стоит отметить также, что шахматное расположение датчиков вихретокового и ультразвукового контроля (Фиг. 2, поз. 1 и 2) позволяет осуществить перекрытие контролируемой зоны между всеми датчиками, что в свою очередь позволяет обеспечить сплошное сканирование всей области, где расположены датчики, и, естественно, увеличить вероятность выявления поверхностных дефектов.It should also be noted that the staggered arrangement of eddy current and ultrasonic testing sensors (Fig. 2, pos. 1 and 2) makes it possible to overlap the controlled area between all sensors, which in turn allows for continuous scanning of the entire area where the sensors are located, and, of course, , increase the likelihood of detecting surface defects.
Система визуального (телевизионного) контроля состоит из телекамеры для осуществления телевизионного контроля, которая в свою очередь так же может быть дополнена одним или несколькими лазерными триангуляционными датчиками (Фиг. 2, поз. 3 и 4). Упомянутая камера для телевизионного контроля расположена между линиями ЭМА датчиков и вихретоковых датчиков на такой высоте относительно поверхности исследуемого протяженного цилиндрического объекта, при которой диаметр зоны обзора камеры имеет значение, большее или равное ширине ряда вихретковых датчиков. Здесь следует отметить, что чем выше относительно сканируемой поверхности находится камера, тем большую область охватывает ее съемка. В данном случае необходимо, чтобы камера делала съемку той же области, что контролируют и вихретоковые датчики, поскольку в заявленном автоматизированном комплексе все датчики контроля работают одновременно, то есть контролируя все вместе одну зону сканируемого объекта. Поскольку вихретоковые датчики осуществляют контроль зоны, которая находится под ними, соответственно ширина ряда вихретоковых датчиков определяет ширину зоны контроля.The visual (television) control system consists of a television camera for television control, which, in turn, can also be supplemented with one or more laser triangulation sensors (Fig. 2, pos. 3 and 4). The mentioned camera for television control is located between the lines of EMA sensors and eddy current sensors at such a height relative to the surface of the investigated extended cylindrical object, at which the diameter of the camera view area has a value greater than or equal to the width of the row of eddy current sensors. It should be noted here that the higher the camera is relative to the scanned surface, the larger the area covered by its shooting. In this case, it is necessary for the camera to capture the same area that the eddy current sensors control, since in the claimed automated complex all control sensors work simultaneously, that is, they control one zone of the scanned object together. Since the eddy current sensors control the area below them, the width of the row of eddy current sensors determines the width of the control zone.
Такое расположение систем контроля (вихретоковые датчики телевизионная камера - ЭМА датчики) позволяет значительно сократить размеры сканирующей головки, а также исключить влияние неоднородного магнитного поля, создаваемого ультразвуковым ЭМА датчиком на вихретоковые датчики. Как правило, располагать рядом ЭМА датчики и вихретоковые датчики не целесообразно, поскольку у ЭМА датчиков есть так называемая "мертвая зона" и находящиеся в ЭМА датчиках постоянные магниты создают помехи для вихретоковых датчиков. Если располагать датчики в автоматизированном комплексе, например, так: "ЭМА датчики - вихревые датчики - телекамера", то придется разносить ЭМА датчики от вихретоковых на достаточно большое расстояние, что потребует больших размеров сканирующей головки.Such an arrangement of control systems (eddy current sensors, a television camera - EMA sensors) can significantly reduce the size of the scanning head, as well as eliminate the influence of an inhomogeneous magnetic field created by an ultrasonic EMA sensor on eddy current sensors. As a rule, it is not advisable to place EMA sensors and eddy current sensors side by side, since EMA sensors have a so-called "dead zone" and permanent magnets located in EMA sensors interfere with eddy current sensors. If the sensors are located in an automated complex, for example, as follows: "EMA sensors - vortex sensors - TV camera", then the EMA sensors will have to be separated from the eddy current sensors at a sufficiently large distance, which will require large sizes of the scanning head.
Способ проведения неразрушающего контроля протяженного цилиндрического объекта, который реализуется посредством описанного выше автоматизированного комплекса, осуществляется следующим образом.The method for conducting non-destructive testing of an extended cylindrical object, which is implemented by means of the automated complex described above, is carried out as follows.
Автоматизированный комплекс устанавливается на протяженный цилиндрический объект, например, магистральный газопровод, при этом нужный диаметр автоматизированного комплекса по размеру исследуемого газопровода регулируется при помощи регулятора 7. Включают источники 6 питания, которые питают электродвигатели 5, приводящие в движение приводные колеса 4, приводя тем самым в движение механизм перемещения, включающий так же ведомые колеса 3. Таким образом автоматизированный комплекс начинает перемещаться по исследуемой трубе по спиральной траектории с целью выявления поверхностных дефектов посредством сканирующей головки 1, оснащенной набором датчиков, подключенных к электронным блокам 2 (дефектоскопам) систем вихретокового, ультразвукового и визуального (телевизионного) контроля. Выявление (контроль) дефектов осуществляют при одновременной работе датчиков вихревого и ультразвукового контроля и телекамеры, то есть при одновременной работе трех упомянутых выше систем контроля (вихретоковой, ультразвуковой и визуальной (телевизионной)).The automated complex is installed on an extended cylindrical object, for example, a main gas pipeline, while the required diameter of the automated complex according to the size of the gas pipeline under study is regulated using the regulator 7. The
Как было указано выше, система вихретокового контроля включает в себя набор низкочастотных вихретоковых датчиков, расположенных в шахматном порядке. На вихретоковый датчик из электронного блока подается напряжение, наводящее ЭДС в катушке преобразователя. В металле изделия наводятся вихревые токи и в результате искажения вихревых токов дефектами происходит изменения электромагнитного импеданса (индуктивного и реактивного сопротивлений) катушки вихретокового датчика. Аналоговые сигналы от вихретокового датчика оцифровываются в электронном блоке и представляются в виде комплексной плоскости. Перед обследованием газопровода система вихретокового контроля настраивается на стандартном образце, содержащем поверхностный паз, имитирующий трещину, а также вертикальное сверление, имитирующее коррозионную язву. При настройке выявляется эталонный имитатор дефекта, а также записываются его параметры, такие как чувствительность и расположение. Далее, в процессе проведения неразрушающего контроля, все значения, полученные от сигналов датчиков, сравниваются с эталонными. В результате такой настройки, на комплексной плоскости системы вихретокового контроля устанавливаются пороговые уровни 1 и 2 (Фиг. 3) соответственно, а также области трещин (ВК-Т) и язв (ВК-Я). При проведении контроля, в случае попадания сигнала в область ВК-Т в программном обеспечении параметру ВК-Т присваивается значение «1», аналогичная ситуация происходит с параметр ВК-Я при попадании сигнала в область ВК-Я.As mentioned above, the eddy current control system includes a set of low-frequency eddy current sensors arranged in a checkerboard pattern. A voltage is applied to the eddy current sensor from the electronic unit, which induces an EMF in the transducer coil. Eddy currents are induced in the metal of the product, and as a result of the distortion of eddy currents by defects, changes in the electromagnetic impedance (inductive and reactive resistances) of the coil of the eddy current sensor occur. Analog signals from the eddy current sensor are digitized in the electronic unit and presented in the form of a complex plane. Before examining the gas pipeline, the eddy current testing system is set up on a standard sample containing a surface groove simulating a crack, as well as vertical drilling simulating a corrosion pit. During tuning, a reference defect simulator is identified, and its parameters, such as sensitivity and location, are recorded. Further, in the process of non-destructive testing, all values obtained from the sensor signals are compared with the reference ones. As a result of this adjustment,
Система ультразвукового контроля, как было указано выше, состоит из электромагнитно-акустических датчиков, распложенных, как и вихретоковые, в шахматном порядке. Каждый из ЭМА датчиков состоит из постоянного магнита и меандровой катушки под ним, в результате совместной работы которых в контролируемом металле создаются силы магнитострикции, генерирующие поверхностные ультразвуковые волны. Упомянутые поверхностные волны отражаются от дефектов и при возвращении в ЭМА датчики на выходе катушки генерируют сигналы. Полученные сигналы оцифровываются в электронном блоке ЭМА датчика и представляются в виде А-развертки, где по оси абсцисс представлено время прихода сигнала, а по оси ординат - амплитуда сигнала.The ultrasonic testing system, as mentioned above, consists of electromagnetic-acoustic sensors, located, like eddy current sensors, in a checkerboard pattern. Each of the EMA sensors consists of a permanent magnet and a meander coil under it, as a result of the joint work of which magnetostriction forces are created in the controlled metal, generating surface ultrasonic waves. Said surface waves are reflected from defects and upon returning to the EMA, the sensors at the output of the coil generate signals. The received signals are digitized in the electronic unit of the EMA sensor and are presented in the form of an A-scan, where the abscissa shows the time of signal arrival, and the ordinate shows the signal amplitude.
Перед обследованием протяженного цилиндрического объекта система ультразвукового контроля настраивается на стандартном образце, содержащем поверхностный паз, имитирующий трещину, в результате чего формируется на А-развертке устанавливается пороговый уровень 1. При проведении контроля в случае попадания сигнала в область УК-Т (область трещин) в программном обеспечении параметру УК-Т присваивается значение «1», аналогичная ситуация происходит с параметром УК-Пч в области УК-Пч (область повышенной чувствительности). Чувствительность параметра УК-Пч может быть на 3-9 дБ выше порогового значения 1, полученного после настройки на стандартном образце.Before examining an extended cylindrical object, the ultrasonic testing system is adjusted on a standard sample containing a surface groove that simulates a crack, as a result of which a threshold level of 1 is formed on the A-sweep. In the software, the UK-T parameter is assigned the value "1", a similar situation occurs with the UK-Pch parameter in the UK-Pch area (area of increased sensitivity). The sensitivity of the UK-IF parameter can be 3-9 dB higher than the
Здесь следует отметить следующее. Пороговый уровень - это уровень сигнала, полученный от эталонного дефекта, выявленного на стандартном образце. В вихретоковом контроле настройка происходит по двум эталонным дефектам, имитирующим трещины и язвы, а в ультразвуковом - по одному эталонному дефекту, поэтому в случае проведения вихретокового контроля пороговых уровней два, а в случае проведения ультразвукового контроля пороговый уровень один.The following should be noted here. The threshold level is the signal level obtained from a reference defect detected on a standard sample. In eddy current testing, the tuning is carried out by two reference defects simulating cracks and ulcers, and in ultrasonic testing, by one reference defect, therefore, in the case of eddy current testing, there are two threshold levels, and in the case of ultrasonic testing, the threshold level is one.
Система телевизионного контроля состоит из камеры и программного обеспечения к нему. Программное обеспечение идентифицирует на изображении, полученном с камеры: светлый цвет продуктов коррозии (в этом случае параметру Т-СЦ присваивается значение «1») и остатки праймера (в этом случае параметру Т-ОП присваивается значение «1»). По умолчанию значение всех параметров программном обеспечении имеет значение «0».The television control system consists of a camera and software for it. The software identifies on the image received from the camera: light color of corrosion products (in this case, the T-SC parameter is assigned the value "1") and primer residues (in this case, the T-OP parameter is assigned the value "1"). By default, the value of all parameters in the software is "0".
Определение типа дефекта в заявленном способе осуществляется с помощью алгоритма комплексирования данных и адаптивного управления, показанного на Фигуре 5, следующим образом.Determining the type of defect in the claimed method is carried out using the data integration and adaptive control algorithm shown in Figure 5, as follows.
По результатам вихретокового контроля параметры ВК-Т и ВК-Я могут иметь значения либо «0» либо «1». В случае значений «0» данная область является бездефектной, в случае значений «1» возможно наличие дефекта или ложное срабатывание. Как известно, при проведении вихретокового контроля на ферромагнитных материалах с грубой шероховатостью возможны частые ложные срабатывания из-за неоднородности магнитной проницаемости и частых изменений зазора. Так же при обследовании газопроводов на трубах часто присутствуют остатки праймера, что так же приводит к ложным срабатываниям вихретокового контроля.According to the results of eddy current testing, the parameters VK-T and VK-R can have the values either "0" or "1". In the case of values "0" this area is defect-free, in the case of values "1" a defect or false positive is possible. As is known, when conducting eddy current testing on ferromagnetic materials with coarse roughness, frequent false alarms are possible due to the inhomogeneity of the magnetic permeability and frequent changes in the gap. Also, when examining gas pipelines, primer residues are often present on pipes, which also leads to false triggering of eddy current testing.
В случае сигнализации о наличии язвы по результатам вихретокового контроля (значение параметра ВК-Я равно «1») производится оценка результатов телевизионного контроля с машинным зрением. Если остатки праймера не идентифицированы (значение параметра Т-ОП равно «0»), то данная область классифицируется как область с наличием коррозионной язвы. Если остатки праймера идентифицированы (значение параметра Т-ОП равно «1»), то возможно было ложное срабатывание системы вихретокового контроля и в этом случае включается алгоритм адаптивного управления: происходит контроль ультразвуковым способом на повышенной чувствительности и в случае наличия сигнала (значение параметра УК-Пч равно «1») область классифицируется как область с наличием коррозионной язвы, в противном случае (значение параметра УК-Пч равно «0») считается, что было ложное срабатывание.In the case of an alarm about the presence of an ulcer based on the results of eddy current testing (the value of the VC-R parameter is equal to "1"), the results of television monitoring with machine vision are evaluated. If primer residues are not identified (the value of the T-OP parameter is "0"), then this area is classified as an area with a corrosion pit. If the primer residues are identified (the value of the T-OP parameter is equal to "1"), then a false operation of the eddy current control system was possible, and in this case, the adaptive control algorithm is activated: ultrasonic control takes place at increased sensitivity and in the case of a signal (the value of the parameter UK- Pch equals “1”) the area is classified as an area with a corrosion pit, otherwise (the value of the UK-Pch parameter is equal to “0”) it is considered that there was a false alarm.
В случае сигнализации о наличии трещины по результатам вихретокового контроля (значение параметра ВК-Т равно «1») производится оценка результатов телевизионного контроля с машинным зрением. Если идентифицирован светлый цвет продуктов коррозии (значение параметра Т-СЦ равно «1»), то данная область классифицируется как область с наличием коррозионного растрескивания под напряжением. Если не идентифицирован светлый цвет продуктов коррозии (значение параметра Т-СЦ равно «0»), то возможно было ложное срабатывание системы вихретокового контроля и в этом случае включается алгоритм адаптивного управления: происходит ультразвуковой контроль и в случае наличия сигнала (значение параметра УК-Т равно «1») область классифицируется как область с наличием коррозионного растрескивания под напряжением, в противном случае (значение параметра УК-Т равно «0») считается, что было ложное срабатывание.In case of signaling the presence of a crack based on the results of eddy current testing (the value of the VK-T parameter is equal to "1"), the results of television testing with machine vision are evaluated. If a light color of corrosion products is identified (the value of the T-SC parameter is "1"), then this area is classified as an area with the presence of stress corrosion cracking. If the light color of the corrosion products is not identified (the value of the T-SC parameter is “0”), then the eddy current testing system may have been falsely triggered, and in this case, the adaptive control algorithm is activated: ultrasonic testing occurs even in the presence of a signal (the value of the UK-T parameter is equal to "1") the area is classified as having stress corrosion cracking, otherwise (the value of the parameter UK-T is equal to "0") it is considered that there was a false alarm.
Области, идентифицированные как области с дефектами, объединяются с помощью известных алгоритмов кластеризации, а их длина и ширина определяются путем сопоставления данных контроля с данными энкодера, который может быть установлен на любом ведомом колесе автоматизированного комплекса для проведения неразрушающего контроля, и акселерометра. Здесь следует отметить следующее. Кластеризация, как известно, это задача группирования множества объектов на подмножества (кластеры) таким образом, чтобы объекты из одного кластера были более похожи друг на друга, чем на объекты других кластеров по какому-либо критерию. В случае заявленного способа, в программном обеспечении данные контроля хранятся в следующем виде: каждой координате развертки протяженного цилиндрического объекта (X, Y) присваивается некий набор нулей и единиц - результат работы разработанного алгоритма. На дефектную область обычно приходится несколько координат с набором нулей и единиц. Чтобы без участия человека программное обеспечение выдавало области дефектов, алгоритмы кластеризации должны объединять координаты в области, которые затем будут отображаться как дефекты.Areas identified as areas with defects are combined using well-known clustering algorithms, and their length and width are determined by comparing the control data with encoder data, which can be installed on any driven wheel of an automated complex for non-destructive testing, and an accelerometer. The following should be noted here. Clustering, as you know, is the task of grouping a set of objects into subsets (clusters) in such a way that objects from one cluster are more similar to each other than to objects of other clusters according to some criterion. In the case of the claimed method, the control data is stored in the software in the following form: each coordinate of the sweep of an extended cylindrical object (X, Y) is assigned a certain set of zeros and ones - the result of the developed algorithm. The defective area usually has several coordinates with a set of zeros and ones. In order for software to produce areas of defects without human intervention, clustering algorithms must combine coordinates in areas that will then be displayed as defects.
Глубина коррозионных язв и трещин определяется по корреляционным зависимостям амплитуды сигнала вихретокового и ультразвукового контролей, полученных экспериментально, а также может быть уточнена по результатам лазерной профилеметрии, которая может проводиться в случае наличия в телекамере триангуляционных датчиков, с помощью которых и осуществляется профилеметрия объекта исследования. Насчет экспериментального получения сигналов о глубине коррозионных язв и трещин следует пояснить следующее. При вихретоковом контроле величина амплитуды сигнала зависит от глубины паза. Изготавливаются образцы с известной глубиной паза, имитирующего язву или трещину, производится контроль вихретоковым методом, после чего строится зависимость амплитуды сигнала от глубины паза. По результатам эксперимента составляется уравнение так называемой регрессии и вычисляется коэффициент корреляции. Если коэффициент корреляции по модулю больше 0.75, то считается, что зависимость сильная и уравнение регрессии можно использовать. Тогда, в процессе контроля значение амплитуды вихретокового сигнала представляется в уравнении регрессии и вычисляется глубина трещины.The depth of corrosion pits and cracks is determined from the correlation dependences of the amplitude of the eddy current and ultrasonic testing signals obtained experimentally, and can also be refined based on the results of laser profilometry, which can be carried out if there are triangulation sensors in the TV camera, with the help of which profilometry of the object of study is carried out. As regards the experimental acquisition of signals about the depth of corrosion pits and cracks, the following should be clarified. With eddy current testing, the magnitude of the signal amplitude depends on the depth of the groove. Samples are made with a known depth of the groove, simulating an ulcer or a crack, control is carried out by the eddy current method, after which the dependence of the signal amplitude on the depth of the groove is plotted. Based on the results of the experiment, an equation of the so-called regression is compiled and the correlation coefficient is calculated. If the correlation coefficient modulo is greater than 0.75, then it is considered that the dependence is strong and the regression equation can be used. Then, during the control process, the amplitude value of the eddy current signal is represented in the regression equation and the crack depth is calculated.
По мере накопления размеченных данных для определения типа дефекта могут быть использованы и другие алгоритмы машинного обучения.As the labeled data accumulates, other machine learning algorithms can be used to determine the type of defect.
Реализация заявленного способа получения информации дефекте по результатам комплексирования данных вихретокового, ультразвукового и визуального (телевизионного) контроля, собираемых при одновременной работе всех трех систем контроля, позволит не только достоверно определять тип дефектов и производить оценку их размеров, а также исключить ложные срабатывания, что значительно увеличит скорость обследования газопроводов, исключая случаи повторного контроля.The implementation of the claimed method for obtaining information on a defect based on the results of combining data from eddy current, ultrasonic and visual (television) testing, collected during the simultaneous operation of all three monitoring systems, will allow not only to reliably determine the type of defects and evaluate their sizes, but also to eliminate false alarms, which significantly will increase the speed of inspection of gas pipelines, excluding cases of repeated inspection.
Заявленный автоматизированный комплекс, реализующий заявленный способ, обеспечивает увеличение скорости диагностики магистральных трубопроводов при капитальном ремонте за счет исключения применения трудоемкого подтверждающего ручного неразрушающего контроля, а также обеспечивает повышение достоверности автоматизированного контроля дефектов.The claimed automated complex that implements the claimed method provides an increase in the speed of diagnostics of main pipelines during overhaul by eliminating the use of time-consuming confirmatory manual non-destructive testing, and also provides an increase in the reliability of automated defect control.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020138136A RU2764607C1 (en) | 2020-11-19 | 2020-11-19 | Method for non-destructive testing of cylindrical objects and automated complex for implementation thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020138136A RU2764607C1 (en) | 2020-11-19 | 2020-11-19 | Method for non-destructive testing of cylindrical objects and automated complex for implementation thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2764607C1 true RU2764607C1 (en) | 2022-01-18 |
Family
ID=80040577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020138136A RU2764607C1 (en) | 2020-11-19 | 2020-11-19 | Method for non-destructive testing of cylindrical objects and automated complex for implementation thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2764607C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2803670C1 (en) * | 2023-01-26 | 2023-09-19 | Алексей Геннадьевич Придорожный | System and method for scanning condition of cable conveyor belt of belt conveyor |
| CN116990310A (en) * | 2023-09-27 | 2023-11-03 | 中国水利水电第九工程局有限公司 | Wall concrete crack monitoring and early warning system based on data analysis |
| CN117740828A (en) * | 2024-02-20 | 2024-03-22 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | Encapsulation detection system and encapsulation detection method for cylindrical battery cell |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU862056A1 (en) * | 1978-01-09 | 1981-09-07 | Отдел Физики Неразрушающего Контроля Ан Бсср | Automatic plant for complex non-destructive testing |
| RU2455625C1 (en) * | 2011-02-01 | 2012-07-10 | Закрытое акционерное общество Научно-Производственный Центр "Молния" | Device for screening quality inspection of non-rotative cylinder parts |
| KR20120117207A (en) * | 2011-04-14 | 2012-10-24 | 원광대학교산학협력단 | Auto beam focusing device and nondestructive evaluation method using the same |
| RU142323U1 (en) * | 2014-02-18 | 2014-06-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт физики металлов Уральского отделения Российской академии наук (ИФМ УрО РАН) | SCANNING DEFECTOSCOPE |
| RU2539777C1 (en) * | 2013-06-28 | 2015-01-27 | Открытое Акционерное Общество (ОАО) "Оргэнергогаз" | External scanning defect detector |
| RU2720437C1 (en) * | 2019-11-11 | 2020-04-29 | Акционерное общество "Дзержинское производственное объединение "Пластик" (АО "ДПО "Пластик") | Method for automated control of articles continuity and device for its implementation |
-
2020
- 2020-11-19 RU RU2020138136A patent/RU2764607C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU862056A1 (en) * | 1978-01-09 | 1981-09-07 | Отдел Физики Неразрушающего Контроля Ан Бсср | Automatic plant for complex non-destructive testing |
| RU2455625C1 (en) * | 2011-02-01 | 2012-07-10 | Закрытое акционерное общество Научно-Производственный Центр "Молния" | Device for screening quality inspection of non-rotative cylinder parts |
| KR20120117207A (en) * | 2011-04-14 | 2012-10-24 | 원광대학교산학협력단 | Auto beam focusing device and nondestructive evaluation method using the same |
| RU2539777C1 (en) * | 2013-06-28 | 2015-01-27 | Открытое Акционерное Общество (ОАО) "Оргэнергогаз" | External scanning defect detector |
| RU142323U1 (en) * | 2014-02-18 | 2014-06-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт физики металлов Уральского отделения Российской академии наук (ИФМ УрО РАН) | SCANNING DEFECTOSCOPE |
| RU2720437C1 (en) * | 2019-11-11 | 2020-04-29 | Акционерное общество "Дзержинское производственное объединение "Пластик" (АО "ДПО "Пластик") | Method for automated control of articles continuity and device for its implementation |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2803670C1 (en) * | 2023-01-26 | 2023-09-19 | Алексей Геннадьевич Придорожный | System and method for scanning condition of cable conveyor belt of belt conveyor |
| RU220835U1 (en) * | 2023-07-17 | 2023-10-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Технический центр контроля и диагностики - Атомкомплект" | CONTROL DEVICE FOR THE CASE OF THE MAIN CIRCULATION PUMP UNIT |
| CN116990310A (en) * | 2023-09-27 | 2023-11-03 | 中国水利水电第九工程局有限公司 | Wall concrete crack monitoring and early warning system based on data analysis |
| CN116990310B (en) * | 2023-09-27 | 2023-12-08 | 中国水利水电第九工程局有限公司 | Wall concrete crack monitoring and early warning system based on data analysis |
| CN117740828A (en) * | 2024-02-20 | 2024-03-22 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | Encapsulation detection system and encapsulation detection method for cylindrical battery cell |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2377147T3 (en) | Non-destructive control of ultrasonic steel products | |
| Papaelias et al. | High-speed inspection of rails using ACFM techniques | |
| RU2498292C1 (en) | Method and apparatus for ultrasonic flaw detection | |
| RU2764607C1 (en) | Method for non-destructive testing of cylindrical objects and automated complex for implementation thereof | |
| US7555954B2 (en) | In-track wheel inspection system | |
| CN103353480A (en) | Automatic ultrasonic flaw detection method and device for locomotive wheel shaft | |
| EP3287778B1 (en) | System and method for nondestructive evaluation of a test object using acoustic thermography | |
| CN106198718B (en) | Drag-line corrosion sites detection device and method based on metal magnetic memory | |
| US20150330948A1 (en) | Method and device for the non-destructive inspection of a rotationally symmetric workpiect having sections with difference diameters | |
| GB2383413A (en) | Detecting rail defects using acoustic surface waves | |
| Edwards et al. | Ultrasonic detection of surface-breaking railhead defects | |
| CN112415088A (en) | Inner-through transverse pulse eddy current detection probe and use method thereof | |
| EP0251648A2 (en) | Apparatus for locating the geometrical centre of a symmetrical bore | |
| RU2652511C1 (en) | Method of micro cracks on the rail head rolling surface ultrasonic detection | |
| US10145820B2 (en) | Identification of water pipe material based on stress wave propagation | |
| Volker et al. | Experimental results of guided wave travel time tomography | |
| RU2440568C1 (en) | Method for high-speed detailed ultrasonic inspection of rails | |
| IEM-RM | B-scan ultrasonic image analysis for internal rail defect detection | |
| RU2149393C1 (en) | Process of ultrasonic test of cylindrical articles | |
| RU2472143C1 (en) | Method of ultrasound control | |
| RU2621216C1 (en) | Intra tube method of ultrasonic testing of welds | |
| Makar et al. | Three dimensional mapping of corrosion pits in cast iron pipe using the remote field effect | |
| RU149576U1 (en) | DEVICE FOR ULTRASONIC RAIL CONTROL | |
| KR102308070B1 (en) | Ultrasonic inspection system of fuel tube for pressurized water reactor | |
| US20240044842A1 (en) | System and method for inspecting metal parts |