SU1748044A1

SU1748044A1 - Pipe threaded connection ultrasonic defectoscope

Info

Publication number: SU1748044A1
Application number: SU904805466A
Authority: SU
Inventors: Иосиф Владимирович Ильницкий; Богдан Иванович Ковалив
Original assignee: Специальное конструкторско-технологическое бюро "Недра"
Priority date: 1990-03-23
Filing date: 1990-03-23
Publication date: 1992-07-15

Abstract

Изобретение относитс к неразрушаю- щеМу контролю и может быть использовано ,при ультразвуковом контроле резьбовых участков и резьбовых соединений труб нефт ного сортамента, Цель изобретени - повышение точности контрол резьбы и резьбовых соединений труб различных диаметров - достигаетс путем установки призмы ультразвукового преобразовател относительно продольного осевого сечени резьбового соединени под углом а, равным углу наклона резьбы, в точке ввода ультразвуковых колебаний с помощью специального механизма. 2 ил. (Л GThe invention relates to non-destructive testing and can be used for ultrasonic testing of threaded sections and threaded joints of oil country tubulars. The purpose of the invention — improving the accuracy of controlling threads and threaded joints of pipes of various diameters — is achieved by mounting an ultrasonic transducer prism relative to the longitudinal axial section of the threaded connections at an angle a equal to the angle of inclination of the thread at the point of entry of ultrasonic vibrations using a special mechanism. 2 Il. (Lg

Description

Изобретение относитс к неразрушающему контролю и может быть использовано при ультразвуковом контроле резьбовых участков и резьбовых соединений труб нефт ного сортамента,The invention relates to non-destructive testing and can be used for ultrasonic testing of threaded sections and threaded connections of oil country tubular goods,

Известно устройство дл ультразвукового контрол конических резьб труб, содержащее основание с узлом уреплени к контролируемой трубе, радиальные направл ющие , ультразвуковые преобразователи, жестко укрепленные в держателе с подпружиненным ограничителем перемещени , с коническим наконечником, взаимодействующим с впадинами резьбы.A device for ultrasonic testing of tapered threads of pipes is known, comprising a base with a fastener assembly to the test pipe, radial guides, ultrasonic transducers rigidly fixed in a holder with a spring-loaded movement stop, with a conical tip that interacts with the grooves of the threads.

Однако устройство не позвол ет контролировать резьбовые соединени свинченных труб, а положение ультразвуковогоHowever, the device does not allow controlling the threaded connections of the screwed tubes, and the position of the ultrasonic

.преобразовател не зависит От изменени угла ;напиона рчёз&бы, -. ;- -V ..-.- V Известно устройство, содержащее ос- нование закрепленную на нем направл ю- в СтшргГли; подвижно размещенную на ней каретку с двигателем и движителем, шарнйрно соединённый с ка- реТкой ультразвуковой преобразователь. :V . Недостатком известного устройства вл етс жестка заданность на определен- ный диаметр контролируемого резьбового соединени . ... 1- :The transducer does not depend on the change of the angle; ; - -V ..-.- V A device is known that contains a base fixed on it and is directed south to StrgGly; a carriage movably placed on it with an engine and a propeller, an ultrasonic transducer that is hinged to the carriage and connected to the carriage. : V. A disadvantage of the known device is the rigid setting of a certain diameter of the monitored threaded joint. ... one- :

Наиболее близким к предлагаемому вл етс устройство дл неразрушающего контрол цилиндрических изделий, содержащее основание с роликами, шарнйрно со- единенную с ним систему захватных рычагов, установленный на основании ультVI Closest to the present invention, there is a device for non-destructive testing of cylindrical articles, comprising a base with rollers, a system of gripping levers, hingedly connected to it, mounted on the base of an ultraVI.

0000

ОABOUT

ЈJ

развуковой преобразователь и опорные ролики , установленные на свободных концах рычагов.razvukovy transducer and support rollers mounted on the free ends of the levers.

Недостатком известного устройства вл етс то, что установка призмы ультразвукового искател относительно продольного осевого сечени резьбового соединени посто нна и не зависит от угла наклона резьбы , что снижает точность неразрушающего контрол , так как ультразвуковые лучи падают на контролируемую поверхность под углом , отличающимс от пр мого на величину угла наклона резьбы в зоне контрол .A disadvantage of the known device is that the installation of the prism of the ultrasonic finder relative to the longitudinal axial section of the threaded joint is constant and does not depend on the angle of inclination of the thread, which reduces the accuracy of the non-destructive testing, since the ultrasonic beams fall on the controlled surface at an angle different from straight the angle of inclination of the thread in the control zone.

Цель изобретени - повышение точности контрол резьбовых соединений труб различного сортимента путем установки призмы ультразвукового преобразовател относительно продольного осевого сечени резьбового соединени под углом равным углу наклона резьбы в точке выхода ультразвуковых колебаний, который определ етс по формуле1The purpose of the invention is to improve the accuracy of controlling threaded joints of pipes of various assortment by setting the prism of the ultrasonic transducer relative to the longitudinal axial section of the threaded joint at an angle equal to the angle of inclination of the thread at the exit point of the ultrasonic vibrations, which is determined by

щени , Г-образным ограничителем, одно плечо которого жестко закреплено на ползуне , а другое, расположенное в плоскости, параллельной оси симметрии устройства,scheni, L-shaped limiter, one shoulder of which is rigidly fixed on the slider, and the other, located in a plane parallel to the axis of symmetry of the device,

взаимодействует со свободным концом одного из захватных рычагов. Ультразвуковой преобразователь св зан с кривошипом таким образом, что ось шарнира кривошипа проходит через точку выходу ультразвуковых колебаний преобразовател , а рассто ни Н и 12 межДу осью направл ющей и осью шарнира кривошипа и точкой пересечени оси кривошипа с осью направл ющей на ползуне равны в заданном масштабе шагу tinteracts with the free end of one of the gripping levers. The ultrasonic transducer is connected with the crank in such a way that the crank hinge axis passes through the ultrasonic oscillation transducer output point, and the H and 12 distances between the axle of the crank hinge and the crank hinge axis and the axis of the ram axis are equal at a given scale step t

резьбы и среднему диаметру DCp резьбы в точке выхода ультразвуковых колебаний соответственноthreads and the average diameter of the DCp thread at the exit point of ultrasonic vibrations, respectively

Угол установки призмы ультразвукового преобразовател относительно плоскостиThe installation angle of the prism of the ultrasonic transducer relative to the plane

симметрии устройства описываетс формулойthe symmetry of the device is described by the formula

/ arctg jj/ arctg jj

срwed

где t - шаг контролируемой резьбы,where t is the pitch of the controlled thread,

DCp - средний диаметр резьбы в точке выхода ультразвуковых колебанийDCp - average thread diameter at the point of exit of ultrasonic vibrations

Это достигаетс тем что устройство, содержащее основание с роликами, шарнир- но соединенную с ним систему подпружиненных захватных рычагов, опорные ролики установленные на свободных концах рычагов , ультразвуковой преобразователь, снабжено механизмом, обеспечивающим установку угла поворота призмы ультразвукового преобразовател относительно продольного осевого сечени , равного углу наклона резьбы в точке выхода ультразвуковых колебаний за счет предварительной настройки на заданный шаг резьбового соединени и измерени в процессе контрол среднего диаметра резьбы в зоне контрол . Дл этого устройство снабжено направл ющей, жестко закрепленной на основании перпендикул рно оси симметрии устройства, ползуном, установленным на направл ющей с возможностью возвратно- поступательного перемещени , упругим элементом, передающим ползуну усилие в перпендикул рном оси симметрии устройства направлении, в основании выполнен паз в плоскости, параллельной оси симметрии устройства Устройствотакже снабжено осью, установленной в пазу, кривошипам, один конец которого шзрнирно закреплен на оси, а другой - на ползуне с возможностью возвратно-поступательного переме25This is achieved by the fact that a device containing a base with rollers, a system of spring-loaded gripping levers hinged to it, supporting rollers mounted on the free ends of the levers, an ultrasonic transducer, is equipped with a mechanism for setting the angle of rotation of the ultrasonic transducer prism relative to the longitudinal axial section equal to the angle the inclination of the thread at the point of exit of the ultrasonic vibrations due to the presetting for a given step of the threaded connection and measurement in lo control the average diameter of the thread in the control zone. For this, the device is equipped with a guide rigidly fixed on the base perpendicular to the axis of symmetry of the device, a slider mounted on the guide with the possibility of reciprocating movement, an elastic element transmitting the slider force in the direction perpendicular to the axis of symmetry of the device; parallel to the axis of symmetry of the device The device is also equipped with an axis installed in the groove, the cranks, one end of which is attached on the axis and the other end on the slide with possibly Tew reciprocating pereme25

ft-- arctg -jlft-- arctg -jl

что обеспечивает выход ультразвуковых колебаний по нормали к контролируемой поверхности резьбового соединени , использование наибольшего количестваwhich ensures the output of ultrasonic vibrations along the normal to the test surface of the threaded joint, the use of the greatest number of

энергии ультразвуковых колебаний и, как следствие, повышение точности контрол резьбовых соединений труб различного сортаментаenergy of ultrasonic vibrations and, as a result, increase of accuracy of control of threaded connections of pipes of various gauge

На фиг 1 показано устройство, общийFig 1 shows the device, the total

вид, на фиг 2 - на фиг. 1.the view in FIG. 2 — in FIG. one.

Устройство содержит основание 1 с роликами 2 На основании 1 шарнирно установлены подпружиненные захватные рычаги 2. На основании 1 шарнирно установлены подпружиненные захватные рычаги 3, на свободных концах которых размещены опорные ролики 4, На основании 1 жестко закреплена направл юща 5 с пружиной б. На направл ющей 5 установлен с возможностью возвратно-поступательного движени ползун 7, к которому жестко прикреплен Г-образный ограничитель 8, свободный конец которого взаимодействует с роликом 4, а свободное плечо 9The device contains a base 1 with rollers 2 On the base 1, the spring-loaded gripping levers 2 are pivotally mounted. On the base 1, the spring-loaded gripping levers 3 are hingedly mounted, on the free ends of which the support rollers 4 are placed. On the base 1, the guide 5 with the spring b is rigidly fixed. On the guide 5, a slider 7 is mounted with the possibility of reciprocating motion, to which an L-shaped stop 8 is rigidly attached, the free end of which interacts with the roller 4 and the free arm 9

ограничител 8, которое размещено в плоскости , параллельной оси симметрии устройства , взаимодействует с контролируемым резьбовым соединением труб. Кривошип 10 при помощи оси 11 шарнирноlimiter 8, which is placed in a plane parallel to the axis of symmetry of the device, interacts with a controlled threaded connection of pipes. The crank 10 using the axis 11 pivotally

закреплен на основании 1 в пазу 12, а другой конец снабжен пазом 13, который взаимодействует с пальцем 14, жестко установленным на ползуне 7. К кривошипу 10 прикреплен ультразвуковой преобразовательmounted on the base 1 in the groove 12, and the other end is equipped with a groove 13, which interacts with the finger 14, is rigidly mounted on the slide 7. To the crank 10 is attached ultrasonic transducer

15 таким образом, что ось шарнира 11 проходит через точку выходу ультразвуковых колебаний преобразовател 15. Винт 16 закреплен с возможностью вращени на оси 11 и соединен по резьбе с основанием 1. 15 in such a way that the axis of the hinge 11 passes through the point of exit of the ultrasonic vibrations of the transducer 15. Screw 16 is fixed rotatably on axis 11 and is threadedly connected to the base 1.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Перед началом контрол развод т захватные рычаги 3, шарнирно прикрепленные к основанию 1. При этом опорный ролик 4 отт гивает Г-образный ограничитель 8 вместе с жестко прикрепленным к нему ползуном 7. Винтом 16 устанавливают рассто - ние И, равное шагу резьбы контролируемого соединени После этого ввод т контролируемое соединение внутрь до соприкосновени с роликами 2 После этого свод т между собой рычаги 3 до соприкосновени роликов 4 с контролируемым соединением . Свободное плечо 9 Г-образного ограничител вследствие отхода ролика 4 прижимаетс к контролируемому соединению . За счет того, что рассто ние И равно в определенном масштабе шагу резьбы конт ролируемого соединени , а рассто ние 2 в том же масштабе равно среднему диаметру резьбы в точке отражени ультразвуковых сигналов, достигаетс возможность сзмо- установки призмы ультразвукового преобразовател относительно продольного осевого сечени под углом, равным углу наклона резьбы в точке отражени ультразвуковых сигналов, т е ввод ультразвуковых сигналов происходит по нормали к контролируемой поверхности, чем достигаетс по- вышение точности контрол при различных диаметрах контролируемых соединений за счет использовани наибольшего количества энергии ультразвуковых колебаний.Before starting the control, the gripping arms 3, pivotally attached to the base 1, are separated. At the same time, the support roller 4 pulls back the L-shaped stop 8 together with the slider 7 fixed to it. Use the screw 16 to set the distance AND equal to the thread pitch of the monitored connection. This is introduced into the controlled connection inwards before contact with the rollers 2. After this, the levers 3 are interconnected to the contact of the rollers 4 with the controlled connection. The free shoulder 9 of the L-shaped restrictor due to the withdrawal of the roller 4 is pressed against the controlled connection. Due to the fact that the distance I is equal on a certain scale to the thread pitch of the monitored joint, and distance 2 on the same scale is equal to the average diameter of the thread at the reflection point of the ultrasonic signals, it is possible to set the prism of the ultrasonic transducer relative to the longitudinal axial section at an angle equal to the angle of inclination of the thread at the point of reflection of the ultrasonic signals, ie the input of the ultrasonic signals occurs normal to the test surface, which results in an increase in the accuracy of control l for different diameters controlled by the use of the compounds of the greatest amount of ultrasonic oscillation energy.

Закрепленное на .контролируемом из- делии устройство вручную поворачивают относительно резьбового соединени и с помощью ультразвукового преобразовател 15 осуществл ют контроль.The device attached to the controlled product is manually rotated relative to the threaded connection and is monitored using an ultrasonic transducer 15.

Наличие механизма установки призмы ультразвукового преобразовател в зависимости от шага и среднего диаметра контролируемой резьбы и, следовательно, вводаThe presence of the installation mechanism of the ultrasonic transducer prism depending on the pitch and the average diameter of the monitored thread and, therefore, input

ультразвуковых сигналов по нормали к контролируемой поверхности обеспечивает использование наибольшего количества энергии ультразвуковых колебаний и повышает таким образом точность контрол .ultrasonic signals normal to the controlled surface ensures the use of the greatest amount of energy of ultrasonic vibrations and thus increases the accuracy of control.

Claims

Formula for breaching Device for ultrasonic inspection of threaded connections of pipes containing a base with rollers, a system of spring-loaded gripping levers hingedly connected to it, supporting rollers mounted on the free ends of the levers, ultrasonic transformer, in order to improve the accuracy of control of threaded connections of various pipes assortment, it is provided with a guide fixed on the base, perpendicular to the axis of symmetry of the device, with a slider mounted on the guide with the possibility of reciprocating movement by an elastic element transmitting a slider a force in the direction perpendicular to the axis of symmetry of the device; a groove is made in the base in a plane parallel to the axis of symmetry of the device; the device is provided with an axis installed in a groove; the other is on a slider with the possibility of reciprocating movement, with a G-shaped stopper, one shoulder of which is rigidly fixed on the slider, and the other, located in a plane, is parallel to the device’s axis of symmetry, interacts with the free end of one of the gripping levers, the ultrasonic transducer is connected to the crank in such a way that the crank hinge axis passes through the ultrasonic oscillation output point of the transducer, the distance between the axis of the crank hinge and the hinge axis and the point of intersection of the axis of the crank with the axis of the guide on the slide is equal in a given scale to the thread pitch and the average thread diameter at the exit point of the ultrasonic vibrations, respectively.

77th

I P 11%

Fi- 1 A-A

12

and

5 10 14 13 5