SU1704063A1 - Устройство дл измерени длины дефектов пр мошовных труб - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной технике и может быть использовано при автоматической проверке труб нефте- и газопроводов. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени , котора  достигаетс  за счет исключе- ни  систематических погрешностей, обусловленных неравномерным движением контролируемых труб в процессе контрол . В процессе работы данного устройства осуществл етс  вращение контролируемой трубы 6 вокруг своей оси. при этом продольный шов последовательно проходит зону контрол , выполненную в виде трех вихре- токрвых преобразователей (ВТП) 7, 8, 9 и измерительного преобразовател  1. ВТП 7. 8. 9 чувствительны только к изменению зазора между их катушками и трубой 6. По вление сварного шва в зоне контрол  приводит к изменению зазора между ВТП 7, 8, 9 и к формированию интервалов времени в блоке 10 обработки сигналов. Измеренные интервалы времени позвол ют с помощью вычислительного блока 11 рассчитать длину дефекта. 2 ил. ё

Description

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной технике и может быть использовано при автоматической проверке труб нефте- и газопроводов.

Известно устройство 1. содержащее последовательно соединенные измерительный преобразователь, дефектоскоп и испол- нительное устройство, механизм сканировани  и блок управлени  и автоматического регулировани  скорости сканировани , вход которого соединен выходом дефектоскопа, а выход - с входом механизма сканировани . Кроме того устройство снабжено вторым измерительным преобразователем , установленным на механизме сканировани  с возможностью перемещени  относительно первого измерительного преобразовател  и подключенным к второму входу дефектоскопа, а выход блока управлени  и автоматического регулировани  скорости сканировани  соединен с входом управлени  исполнительного устройства.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Механизм сканировани  обеспечивает сканирование издели  преобразовател ми по траектории, общей дл  обоих преобразователей . При обнаружении дефекта первым измерительным преобразователем сигнал с дефектоскопа поступает в блок управлени  и автоматического регулировани  скорости сканировани . Скорость сканировани  при

ч| О

О

о

OJ

этом принимает значение, при котором дефекты надежно вы вл ютс  вторым измерительным преобразователем. Наличие двух преобразователей позвол ет разделить во времени режимы поиска и регистрации дефекта , что повышает надежность контрол .

Недостатком известного устройства  вл етс  принципиальна  невозможность измерени  длины дефектов.

Наиболее близким по технической сущности  вл етс  устройство, описанное в (2). Устройство содержит соединенные между собой измерительный преобразователь и дефектоскоп, схему совпадени , генератор, подключенный к первому входу схемы совпадени , и счетчик, входом подключенный к выходу схемы совпадени . Кроме того устройство снабжено первой схемой задержки, соединенной с выходом дефектоскопа и выходом генератора, последовательно соединенными второй схемой совпадени , первый вход которой подключен к выходу дефектоскопа, второй - к выходу первой схемы задержки, а выход - к второму входу триггера и управл ющему входу шифратора , и второй схемой задержки, выход которой подключен к выходу сброса счетчика. К входу дефектоскопа подключен измерительный преобразователь.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Контроль качества изделий осуществл ют путем их сканировани  измерительным преобразователем. По вление дефекта в зоне контрол  преобразовател  приводит к возникновению электрического импульса на выходе дефектоскопа, С помощью генератора стабильной частоты, схемы совпадени  и счетчика осуществл етс  измерение длительности импульса, по вл ющегос  на выходе дефектоскопа. Число, записанное в счетчик, характеризует прот женность дефекта и скорость сканировани . При посто-  нных скорост х сканировани  информаци , записанна  в счетчике, может характеризовать длину дефекта. Однако при различных скорост х сканировани  или при изменении скорости сканировани  в процессе контрол  неизбежно возникьют погрешности в оценке геометрических характеристик дефектов, что  вл етс  недостатком данного устройства.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени , котора  достигаетс  за счет исключени  систематических погрешностей, обусловленных неравномерным движением контролируемых труб.

На фиг. 1 представлена структурна  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы.

Устройство содержит соединенные между собой измерительный преобразователь 1 и дефектоскоп 2, схему 3 совпадени , генератор 4, подключенный к первому входу

схемы 3 совпадени , счетчик 5, входом подключенный к выходу схемы 3 совпадени , каретку (на фиг. 1, 2 не изображена) с опорой качени , предназначенной дл  взаимодействи  с контролируемой трубой 6, при

0 этом на каретке закреплен измерительный преобразователь 1,три накладных вихрето- ковых преобразовател  (ВТП) 7, 8, 9, которые расположены в зоне контрол  по дуге окружности, блок 10 обработки сигналов,

5 три входа которого соединены с соответствующими вихретоковыми преобразовател ми 7, 8, 9, вычислительный блок 11, к первому входу которого подключен выход блока 10 обработки сигналов, к второму вхо0 ду подключен выход счетчика 5. и исполнительный узел 12, подключенный к выходу вычислительного блока 11, выход дефектоскопа 2 соединен с вторым входом схемы 3 совпадени , а второй выход блока 10 обра5 ботки сигналов соединен с входом установки исходного состо ни  счетчика 5.

Устройство работает следующим образом .

При вращении трубы 6 вокруг своей оси

0 продольный сварной шов последовательно проходит в зонах контрол  трех ВТП 7, 8, 9. Приближение сварного шва к преобразовател м вызывает изменение комплексного сопротивлени , вносимого в цепь ВТП. В

5 данном случае ВТП 7, 8, 9 чувствительны лишь к изменению зазора между катушками и трубой 6. По вление продольного сварного шва под ВТП приводит к уменьшению зазора. В блоке 10 обработки сигналов фор0 мируютс  три импульса, по вление которых совпадает с временем вхождени  сварного шва в зону контрол  каждого БТП (см. фиг. 2). В блоке 10 обработки сигналов происходит измерение двух интервалов

5 времени ti и t2. Информаци  о величине этих интервалов времени в цифровом виде вводитс  в вычислительный блок 11. В процессе вращени  трубы 6 дефектоскоп 2 фор- мирует импульс во врем  нахождени 

0 дефекта под измерительным преобразователем 1. Двоичный код, характеризующий величину (врем  нахождени  дефекта в зоне измерительного преобразовател ), также вводитс  в вычислительный блок 11. Дли5 тельность интервалов времени ti, t2, t3 зависит от взаимного расположени  ВТП 7, 8, 9 угловой скорости вращени  трубы 6 (и углового ускорени ), длины дефекта (например коррозионное поражение, вм тина, рвани на и др.). При закреплении ВТП 7, 8, 9 нг

определенном, фиксированном рассто нии друг от друга длительность указанных интервалов времени зависит лищь от парамет- ров движени  трубы 6 (скорости и ускорени ) и длины дефекта. Перечисленные величины св заны между собой системой линейных уравнений

Hv Voti+at i/2

H2-V0t2+|t22/2

l-V0t3+at23/2

в которой неизвестными величинами  вл ютс  начальна  скорость Vo, ускорение а и длина дефекта I. Известными величинами  вл ютс  рассто ние Hi и Kfe. интервалы времени ti, t2, ts. Решение этой системы линейных уравнений позвол ет вычислить длину дефекта по формуле

. (Hit3-H2t3)t3 + (H2ti-Hit2)t3 ti 12 (t2 - ti )

(D

В формуле (1) прин ты следующие обозначени :- :

ti - врем  от момента вхождени  продольного сварного шва в зону контрол  первого ВТП 7 до момента вхождени  продольного сварного шва в зону контрол  второго ВТП 8;

t2 - врем  от момента вхождени  продольного сварного шва в зону контрол  первого ВТП 7 до момента вхождени  продольного сварного шва в зону контрол  третьего ВТП 9;

хз - врем  прохождени  дефекта в зоне измерительного преобразовател  1.

В соответствии с проведенной формулой в вычислительном блоке 11 производитс  расчет длины дефекта, который начинаетс  по заднему фронту импульса t3. Результаты вычислений вывод тс  на дисплей или принтер. Кроме того, по сигналу вычислительного блока 11 срабатывает исполнительный узел 12, например дефекто- отметчик.

Дл  устранени  сильного изнашивани  (истирани ) измерительного преобразовател  1 последний устанавливаетс  на каретке , котора  с помощью опоры качени  приподнимает измерительный преобразователь 1 в момент прохождени  продольного сварного шва. Принцип действи  измерительного преобразовател  1 и дефектоскопа 2 может базироватьс  на электромагнитном , акустическом, электромагнитоакусти- ческом, радиографическом, оптическом и др. методах неразрушающего контрол .

Данное техническое решение позвол ет повысить точность измерени  длины дефектов за счет исключени  систематической погрешности, обусловленной вариацией скорости вращени  трубы в процессе контрол , повысить производительность контрол  благодар  измерение з момент разгона и торможени  вращающейс  трубы, повысить достоверность контрол  путем введени  количественных критериев

при разбраковке продукции.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  длины дефектов пр мошовных труб, содержащее соединенные между собой измерительный преобразователь и дефектоскоп, схему совпадени , генератор, подключенный к первому входу схемы совпадени , и счетчик, входом подключенный к выходу схемы совпадени , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени , оно снабжено кареткой с опорой качени  дл  взаимодействи  с контролируемой трубой, на которой закреплен измерительный преобразователь, трем  накладными вихретоковыми преобразовател ми, расположенными в зоне контрол  по дуге окружности , блоком обработки сигналов, три входа которого соединены с соответствующими вихретоковыми преобразовател ми, вычислительным блоком, к первому входу которого подключен выход блока обработки сигналов, к второму входу подключен выход счетчика, и исполнительным узлом,

   подключенным к выходу вычислительного блока, выход дефектсс .эпа соединен с вторым входом схемы совпадени , а второй выход блока обработки сигналов соединен с входом установки исходного состо ни 

   счетчика.

   ti)

   у ,H

   Ш1