ДЕФЕКТОСКОП НАРУЖНОГО НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ
DEFECTOSCOPE FOR EXTERNAL NON-DESTRUCTIVE TEST

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для наружного неразрушающего контроля стенок труб (обнаружение дефектов, потери металла и растрескиваний в стенках труб) непосредственно во время проведения ремонтных работ, замены изоляции труб трубопроводов, транспортирующих природный и промышленный газы, нефть и нефтепродукты.
Известен «Магнитный сканер дефектоскоп» СКМ-1, предназначенный для выявления стресскоррозионных поражений стенок труб магистральных и шлейфовых газонефтепроводов, резервуаров и определения параметров трещин и коррозионных каверн [1]. Известное устройство состоит из трехколесной тележки, несущей магнитную поисковую систему, состоящую из постоянного магнита и датчиков магнитного поля, размещенных между полюсными наконечниками намагничивающего устройства. На тележке размещено колесное устройство измерения пройденного пути, устройство сбора датчиковой информации, устройство предварительной обработки и регистрации датчиковой информации, источник питания. Сканер перемещается вручную по обследуемой поверхности. Собранные данные перегружаются в переносный компьютер и анализируются в интерактивном режиме человеком Достоинством устройства является его простота, однако исследование с его помощью прямолинейных поверхностей затруднено.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство СкМ-Т (Сканер), предназначенное для поиска магнитных аномалий в стенках труб технологических и внутрипромысловых трубопроводов с наружными диаметрами 114 мм, 159 мм, 168 мм и 219 мм и толщиной стенки от 6 до 12 мм, используемых для сбора и транспортировки нефти, нефтепродуктов, ППД, а также для определения вида и параметров (размеров) дефектов, их вызывающих [2]. Обнаруживаемые дефекты: общая коррозия, питтинговая коррозия, продольные трещины, ППД, а также для определения вида и параметров (размеров)дефектов, их вызывающих. Материал труб категории Б и В по ГОСТ 8731.
Сканер состоит из блока преобразователей, имеющего подпружиненную подвеску между полюсами блока намагничивания, блока электроники, закрепленного на сканере фиксаторами, и механизма подъема. В блоке преобразователей размещены датчики-преобразователи, измеряющие магнитное поле рассеяния над поверхностью контролируемого объекта. Блок намагничивания состоит из магнитопровода, постоянных магнитов, полюсных пластин, четырех опорных колес и обеспечивает намагничивание стенки контролируемого объекта между своими полюсами (N и S).
Механизм подъема состоит из направляющих и четырех вспомогательных колес, приводимых в действие ходовым винтом при помощи ручки. Он служит для снятия сканера с магнитного шунта и контролируемого объекта, установки сканера на магнитный шунт и контролируемый объект, перемещения сканера по контролируемому объекту в поперечном направлении (П).
При вращении ручки против часовой стрелки вспомогательные колеса опускаются и отрывают сканер от магнитного шунта или контролируемого объекта. В этом положении сканер может быть перемещен в поперечном направлении. При вращении ручки по часовой стрелке вспомогательные колеса поднимаются и опускают сканер на контролируемый объект или магнитный шунт. Ручка снабжена трещоткой и переключателем направления вращения. Сканер перемещается оператором за ручки по поверхности контролируемого объекта вперед (В) или назад (Н) на опорных колесах, преобразователи измеряют магнитное поле рассеяния над поверхностью контролируемого объекта, данные из блока преобразователей по кабелю, заключенному в металлорукав, поступают через разъем в блок электроники, где осуществляется сбор, первичная обработка и накопление данных о контролируемом объекте.
Недостатком данного устройств является неудобство при эксплуатации, вызванное периодическим переводом его (пользуясь механизмом подъема) в режим продольного и поперечного перемещения.
Задачей изобретения является создание диагностического устройства минимального веса, способного перемещаться по исследуемой поверхности объекта в любом направлении и без каких-либо вспомогательных механизмов и свободно снимаемого и устанавливаемого на ферромагнитную поверхность любой конфигурации.
Поставленная задача решается тем, что дефектоскоп наружного неразрушающего контроля содержит магнитную поисковую систему, в которую входит подпружиненный блок преобразователей с измеряющими датчиками, которые измеряют магнитное поле рассеяния над поверхностью исследуемого объекта, блок намагничивания, блок электроники и транспортирующие элементы. Кроме того, магнитная поисковая система имеет устройство блокирования магнитного поля, что позволяет без затруднения снять дефектоскоп с исследуемого объекта после окончания работ. В блок преобразователей включены двухкоординатные энкодеры, которые конструктивно изготовлены единым узлом с блоком преобразователей и подпружиненной подвеской. Двухкоординатные энкодеры предназначены для преобразования линейного или углового перемещения и являются упорами для блока преобразователей, а пружины подвески обеспечивают постоянное поджатие двухкоординатных энкодеров к исследуемой поверхности. Транспортирующие элементы выполнены в виде шаровых опор, которые конструктивно входят в блок преобразователей и способны передвигаться по обеим координатам исследуемой поверхности объекта одинаково. При этом отпадает необходимость в механизме подъема, облегчается процесс переориентации дефектоскопа на продольное или поперечное его перемещение по исследуемой поверхности объекта.
Признаки, отличающие предлагаемый дефектоскоп наружного неразрушающего контроля от наиболее близкого к нему по технической сущности, - наличие устройства блокирования магнитного поля, включение в блок преобразователей двухкоординатных энкодеров и выполнение транспортирующих элементов в виде шаровых опор. Изобретение поясняется чертежами, где:
- на фиг.1 показан общий вид устройства;
- на фиг.2 - продольный разрез;
- на фиг.3 - поперечный разрез.
Магнитная поисковая система дефектоскопа (Фиг.1, 2, 3) состоит из блока преобразователей 1, расположенного между полюсами составного блока намагничивания 2, блока электроники 3, включающего в себя блок аккумуляторов, вычислитель, систему внешней связи. Блок преобразователей подпружинен и во время работы опирается на шаровые опоры 4, конструктивно входящие в блок преобразователей. Двухкоординатные энкодеры (не показаны) изготовлены единым узлом с блоком преобразования и подпружиненной подвеской (не показана). В магнитной поисковой системе имеется устройство блокирования 5 с рычагом поворота 6 механизма шунтирования (не показан), что позволяет без затруднений снять сканер с исследуемого объекта 7 после окончания работ. В блоке преобразователей 1 размещены измеряющие датчики 8, измеряющие магнитное поле рассеяния над поверхностью исследуемого объекта 7. Блок намагничивания 2 состоит из магнитопровода 9, постоянных магнитов 10, полюсных пластин 11 и обеспечивает намагничивание стенки исследуемого объекта 7 между своими полюсами (N и S).
Дефектоскоп наружного неразрушающего контроля работает следующим образом: дефектоскоп устанавливают на исследуемую поверхность объекта 7, включают нажатием кнопки «вкл» (не показана), поворотом рычага 6 механизма шунтирования (не показан)против часовой стрелки (направление поворота условное, может быть и наоборот), деблокируется блок намагничивания 2 обеспечивает намагничивание поверхности исследуемого объекта 7. Измеряющие датчики 8 измеряют магнитное поле рассеяния над поверхностью исследуемого объекта 7 и передают результаты исследования в блок электроники 3. Нажатием кнопки «выкл» (не показана) и поворотом рычага 6 по часовой стрелке магнитное поле блокируется и дефектоскоп легко снимается с поверхности исследуемого объекта.
Предлагаемый дефектоскоп наружного неразрушающего контроля удобен в эксплуатации, имеет незначительный вес, способен перемещаться по исследуемой поверхности в любом направлении, при этом его легко установить и снять с любой металлической поверхности.
Источники информации
1. «Магнитный сканер дефектоскоп» СКМ-1, рекламные документы МНПО «СПЕКТР», 2001 г.
2. http://www.dissercat.com/content/teoreticheskie-i-eksper-imentalnye-issledovaniya-magnitnykh-polei-defektov-konechnykh-razmero. Теоретические и экспериментальные исследования магнитных полей дефектов конечных размеров и создание специализированных сканеров для дефектоскопии трубопроводов. (Сканер магнитный «СкМ-Т. «Руководство по эксплуатации). 427636.001 РЭ. ЗАО «Автогаз», г. Москва, 2003, 9 с.)