Устройство контроля сварного соединения приварки коллекторов первого контура к патрубкам корпуса парогенератора

Полезная модель относится к области дистанционного контроля в атомной энергетике и предназначена для проведения предэксплуатационного и эксплуатационного периодического контроля сварного соединения приварки коллекторов первого контура к патрубкам корпуса парогенератора, в частности для автоматизированного ультразвукового контроля и телевизионного измерительного контроля металла сварных соединений приварки коллекторов первого контура к патрубкам корпуса парогенератора.
Известно устройство для неразрушающего контроля труб [RU 24563, U1, G01N 29/04, G01N 27/82, 10.08.2002], содержащее транспортную линию, механизм сканирования с ультразвуковыми преобразователями, подключенными к дефектоскопу и толщиномеру, блок контроля групп прочности металла контролируемых труб, многоканальный маркер, блок запоминания и представления информации, соединенный с выходами дефектоскопа, толщиномера и блока контроля групп прочности металла, блок управления, выходы которого подключены к механизму сканирования, многоканальному маркеру и блоку запоминания и представления информации, система намагничивания контролируемой трубы с управляемым блоком питания и блоком преобразователей магнитного поля, подключенным через схему обработки их сигналов к блоку управления, измеритель оборотов контролируемой трубы, выход которого связан с первым входом блока вычисления среднего значения толщины стенки трубы, двумя блоками задержки и устройством размагничивания контролируемой трубы, вход которого подключен к одному из выходов блока управления, причем, второй вход блока вычисления среднего значения толщины подключен к выходу толщиномера, выход этого блока связан через первый блок задержки с первым входом управляемого блока питания системы намагничивания, второй вход которого подключен к выходу блока контроля групп прочности металла труб, а многоканальный маркер подключен к блоку управления через второй блок задержки.
Недостатком устройства является его относительно высокая сложность.
Известно также устройство [RU 2052812, C1, G01N 29/26, G01С 17/00, 20.01.1996], содержащее опорно-центрирующий узел, выполненный в виде биологически защитного цилиндрического корпуса, открытого снизу, соосно размещенную в нем центральную штангу с расположенной на ее нижнем конце подвеской, на направляющих которой установлены каретки с приборами контроля, а свободный конец ее закреплен на тележке, установленной с возможностью перемещения в радиальном направлении на поворотном столе, размещенном на торцевой поверхности корпуса, в боковой поверхности которого выполнено окно для смены приборов контроля, причем, одна из направляющих состоит из секций, представляющих собой секцию, выполненную в виде биологически защитной крышки с центрирующими пазами по ее краям, и секцию, жестко связанную с корпусом и стыкующуюся с первой с помощью расположенных также по ее краям шарнирно-рычажных механизмов, крайние звенья которых соединены между собой коромыслом, шарнирно установленным на внутренней поверхности корпуса, и выполнены одно в виде крепежного цилиндрического стержня с резьбовой нарезкой и фиксирующей гайкой, пропущенного сквозь корпус и биологически защитную крышку, а другое звено - в виде подпружиненного упора, пропущенного также сквозь корпус и секцию направляющей, жестко связанную с ним, и снабженного осью, установленной с возможностью перемещения в продольном пазу, выполненном в корпусе, и взаимодействующей с центрирующими пазами биологически защитной крышки, при этом каретка, взаимодействующая с этой направляющей, выполнена в виде дополнительной самоходной тележки с прижимными роликами, установленными на ней с возможностью взаимодействия как с секциями, так и с подпружиненным упором.
Недостатком устройства является относительно низкая точность контроля.
Это вызвано, в частности, тем, что не предусмотрено использование согласовано работающих высокочувствительных пьезоэлектрических преобразователей, работающих по принципу фазированной решетки и постоянной подачи контактной жидкости для обеспечения акустического контакта между пьезоэлектрическими преобразователями и поверхностью контролируемого объекта.
Наиболее близким техническим решением к предложенному, взятым за прототип, является устройство [RU 156616, U1, G01N 29/26, 10.11.2015], содержащее опорно-центрирующий узел, выполненный с возможностью крепления на контролируемом объекте, первый и второй шарнирно-рычажные механизмы, датчики контроля, первое и второе плечевые звенья, соединенные через соответствующие им шарнирно-рычажные механизмы к опорно-центрирующему узлу, выполненному в виде двух параллельных планок, по краям которых закреплены шарнирно-рычажные механизмы, а также три держателя датчиков контроля, размещенных по одному на опорно-центрирующем узле и первом и втором плечевых звеньях и выполненных с возможностью крепления пьезоэлектрических преобразователей и их удержания на контролируемом объекте, при этом опорно-центрирующий узел выполнен с возможностью подачи контактной жидкости в место контакта пьезоэлектрических преобразователей с объектом контроля.
Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно низкая точность контроля, что обусловлено относительно низкой точностью сканирования объекта контроля, например, при контроле сварного соединения приварки коллекторов первого контура к патрубкам корпуса парогенератора, когда сварное соединение размещено на криволинейном объекте.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является разработка устройства, обладающего более широкой областью применения и более высокой точностью контроля сварного соединения приварки коллекторов первого контура к патрубкам корпуса парогенератора.
Требуемый технический результат заключается в повышении точности контроля.
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что устройство содержит сканер, выполненный с возможностью подвижного крепления на опорно-центрирующем узле, установленном на цилиндрической части объекта контроля, прижимы к конической части объекта контроля, соединенные со сканером, прижимы для контроля на продольные дефекты, соединенные со сканером, и прижимы для контроля на поперечные дефекты, соединенные с прижимы для контроля на продольные дефекты, при этом сканер содержит привод X сканера, привод Y сканера с дефектоскопом, кронштейн направляющей, обеспечивающий движение по направлению, задаваемом опорно-центрирующим узлом, кронштейн фиксации кабеля и камеру телевизионного контроля.
На чертеже представлены
на фиг. 1 - пример размещения устройства контроля сварного соединения приварки коллекторов первого контура к патрубкам корпуса парогенератора на объекте контроля;
на фиг. 2 - устройство контроля сварного соединения приварки коллекторов первого контура к патрубкам корпуса парогенератора;
на фиг. 3 - сканер.
На чертеже обозначены
1 - объект контроля со сварным соединением приварки коллекторов первого контура к патрубкам корпуса парогенератора);
2 - сварное соединение (контролируемый шов);
3 - опорно-центрирующий узел (трек), выполненный с возможностью крепления на объекте контроля;
4 - устройство контроля сварного соединения приварки коллекторов первого контура к патрубкам корпуса парогенератора;
5 - сканер;
6 - прижимы к конической части объекта контроля;
7 - привод X сканера;
8 - привод Y сканера с дефектоскопом;
9 - кронштейн направляющей;
10 - кронштейн фиксации кабеля;
11 - прижимы для контроля на продольные дефекты;
12 - прижимы для контроля на поперечные дефекты;
13 - направляющая поворотная;
14 - камера ТВК (телевизионного контроля) с блоком подсветки;
15 - кронштейн фиксации кабеля;
16 - кронштейн направляющей, обеспечивающий движение по направлению, задаваемому опорно-центрирующим узлом.
Устройства контроля сварного соединения приварки коллекторов первого контура к патрубкам корпуса парогенератора содержит сканер 5, выполненный с возможностью подвижного крепления на опорно-центрирующем узле (треке) 3, установленном на цилиндрической части объекта 1 контроля, прижимы 6 к конической части объекта 1 контроля, соединенные со сканером 5, прижимы 11 для контроля на продольные дефекты, соединенные со сканером 5, и прижимы 12 для контроля на поперечные дефекты, соединенные с прижимами 11 для контроля на продольные дефекты, при этом, сканер 5 содержит привод 7 X сканера, привод 8 Y сканера с дефектоскопом, кронштейн 16 направляющей, обеспечивающий движение по направлению, задаваемом опорно-центрирующим узлом 3, кронштейн 15 фиксации кабеля и камеру 14 телевизионного контроля.
Используется устройство контроля угловых сварных соединений патрубков трубопроводов следующим образом.
Устройство относится к области дистанционного контроля в атомной энергетике и предназначена для проведения предэксплуатационного и эксплуатационного периодического контроля сварного соединения приварки коллекторов первого контура к патрубкам корпуса парогенератора, включая автоматизированный ультразвуковой контроль и телевизионный измерительный контроль металла сварных соединений приварки коллекторов первого контура к патрубкам корпуса парогенератора.
Система содержит сканер (манипулятор) 5, представляющий собой двухкоординатный электромеханический привод с магнитными колесами, к которому крепятся сменные направляющие, на которых располагаются прижимы с фазовой решеткой (ФР), датчик пути и коллектор системы подачи контактной жидкости (СПКЖ) дефектоскопа, к которым подключается система подачи контактной жидкости. От коллектора жидкость подается непосредственно к призмам в зону контакта.
Сканер 5 состоит из следующих основных функциональных частей: привода У, привода X, блока электроники сканера (БЭС) с кнопками управления, кронштейна направляющего. Привод У состоит из мотора-редуктора, шкивов зубчатых и магнитных колес. Привод У предназначен для перемещения вдоль сварного шва объекта контроля. Передача момента от мотора-редуктора к магнитным колесам осуществляется при помощи зубчатого ремня. Привод X состоит из мотора-редуктора, встроенного энкодера, узла линейных подшипников и направляющих. Привод X предназначен для перемещения камеры камера ТВК 4 поперек сварного шва объекта контроля. Кронштейн направляющий предназначен для предотвращения смещения сканера при движении вдоль сварного шва. Кронштейн роликами крепится за трек. Сканер выполнен из коррозионностойких материалов, например, нержавеющей стали, пластика, деталей из сплава Д16Т покрытого гальваническим покрытием, камера ТВК В одном корпусе с приводом Y, расположены контроллеры управления двигателями, разъем подключения датчика пути (энкодер Y), разъем подключения сканера, панели с кнопками движения сканера в ручном режиме. Для защиты кабелей от изломов применяется кронштейн фиксации кабеля. При эксплуатации рекомендуется собирать все кабели, идущие от сканера к дефектоскопу, трубку подачи контактной жидкости в один жгут с применением рукавов кабельных РК-7-25 длиной от 7 м. Кронштейн направляющий крепится к ручке сканера. Этими же винтами можно отрегулировать положение кронштейна относительно сканера. Кронштейн в сборе устанавливается так чтобы направляющий трек проходил между роликами параллельно движению по оси У.
Датчик пути содержит корпус с расположенным в нем энкодером, узлом крепления датчика на направляющую, механизмом, поджатая датчика к объекту контроля, измерительного колеса и кабеля датчика пути с разъемом. Датчик закрепляется на кронштейне крепления датчика пути в том положении, которое не мешает расположению прочих кабелей. Датчик пути подсоединяется к разъему сканера посредством разъема датчика пути.
Трек состоит из четырех одинаковых секторов. Он устанавливается на патрубок путем последовательной установки секторов и сцеплением их между собой.
Устройство содержит прижимы для контроля на продольные дефекты, прижимы на поперечные дефекты и прижимы для контроля с конусной поверхности, обеспечивающих прижатие призм с ФР к объекту контроля.
Прижимы размещаются на кронштейне, у которого предусмотрена регулировка наклона каждой из двух секций для обеспечения оптимального прижатия призм ФР. Вилки прижимов имеют фиксированную ширину 30 мм и 34 мм (только у прижимов для призм контроля на поперечные дефекты). Прижимы для контроля с конуса расположены на направляющей имеющей два положения: рабочее и не рабочее. В рабочем положении прижимы располагаются на объекте контроля. В нерабочем положении прижимы в сборе поднимаются наверх. Нерабочее положение используется при проходе препятствий и мест где затруднен контроль. Блок управления сканером представляет собой электронный блок и содержит модуль контроллера (выдает команды сканирующим устройствам по протоколу CAN), преобразователь интерфейса USB-CAN, преобразователь интерфейса Ethernet-USB, обеспечивает связь с управляющим компьютером (на чертеже не показан), Ethernet-хаб, позволяющий дополнительно обеспечить связь управляющего компьютера и изделия, установленного на сканере, поддерживающего при необходимости подключение по Ethernet.
В устройстве применяются ультразвуковые преобразователи - фазированные решетки. На управляющем компьютере под управлением операционной системы запускаются программы для управления всем устройством.
В качестве камеры ТВК (телевизионного контроля) с блоком подсветки может быть использована цветная телевизионная камера типа Basler acA1300-22gc с варифокальным объективом, которая размещается в защитном корпусе. Для подключения камеры к хабу Mikrotik используется заделанный в камеру кабель с применением подходящего удлинителя, длиной от 4 м. Питание камеры осуществляется посредством технологии РоЕ. Камера ТВК с блоком подсветки монтируется на кронштейне, который устанавливается на направляющую на каретке X сканера или на верхнюю направляющую сканера для наблюдения за процессом контроля.
Светодиодная подсветка устанавливается на кронштейн ТВК. Для питания светодиодной подсветки используется кабель питания подсветки ТВК
Система подачи контактной жидкости (СПКЖ) состоит из насоса, емкости объемом 30 литров, коллекторов СПКЖ ((располагаются на сканере), комплекта переходников, шланга и трубок. Насос подключается разъемом питания к подходящему разъему, забор контактной жидкости из емкости и подача к коллектору осуществляется по шлангу диаметром 8 мм. Шланг может быть наращен при помощи переходников из комплекта СПКЖ.
Непосредственная подача контактной жидкости от коллектора осуществляется трубками диаметром 4 мм. Для разветвления используются пластиковые тройники из комплекта СПКЖ. Единовременно при работе используется один коллектор СПКЖ, установленный на кронштейне.
Таким образом, благодаря тому, что в предложенном устройстве обеспечивается движение сканера по направлению, задаваемом опорно-центрирующим узлом, который жестко установлен на объекте контроля и на котором, в отличие от прототипа, не размещаются шарнирно-рычажные механизмы, вносящие ошибки в процессе контроля, обеспечивается повышение точности контроля, чем и достигается требуемый технический результат.