ЛОКАЛЬНАЯ ИММЕРСИОННАЯ ВАННА (ЛИВ) ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ ТРУБ, ЗАГОТОВОК И СОРТОВОГО ПРОКАТА ЛЮБОЙ ФОРМЫ

Полезная модель относится к ультразвуковому контролю качества материалов и может быть использована для ультразвукового контроля труб, рельсов, а также круглых или квадратных заготовок и сортового проката.
Известно устройство для ультразвукового контроля, содержащее локально-иммерсионную ванну, устройство для заполнения ванны водой, и блок пьезоэлектрических преобразователей (БПП), отличающееся тем, что оно содержит по меньшей мере два механизма прижима и центрирования БПП относительно продольной оси объекта контроля (ОК) и механизм перемещения ванны, каждый механизм прижима и центрирования выполнен в виде рамки с закрепленными на ней преобразователями и системы валов, рычагов, опор и упоров, каждая рамка снабжена индивидуальным приводом, выполненным, например, в виде пневмоцилиндра, и установлена на шарниры с возможностью плоскопараллельного перемещения в пространстве в зависимости от диаметра трубы и фактического расположения относительно оси ванны, ванна разделена на два отсека, в каждом отсеке установлена по меньшей мере одна рамка с преобразователями, механизм перемещения ванны выполнен в виде консольного подъемника, содержащего раму и соединенные с ней верхнюю и нижнюю плиты, кронштейн с установленной на нем ванной, винт с гайкой, установленный на кронштейне и соединенный с валом мотор-редуктора, смонтированного на верхней плите, направляющие, соединяющие верхнюю и нижнюю плиты, механизм заполнения ванны водой выполнен в виде гидравлических аккумуляторов, рабочая полость которых соединена с ванной и системой водоснабжения, и привода, выполненного, например, в виде пневмоцилиндров. Регулирование уровня воды в ванне, подъем воды до уровня, обеспечивающего работу преобразователей, осуществляется при помощи гидравлических аккумуляторов путем подачи сжатого воздуха из системы под поршни гидравлических аккумуляторов [1].
К недостатку известного устройства относится отсутствие надежных уплотнений и большой расход воды при входе и входе контролируемой трубы из ванны.
Известна ультразвуковая иммерсионная ванна для контроля труб, содержащая заполняемы и жидкостью корпус с направляющими для перемещения контролируемых труб и ультразвуковой искатель, отличающаяся тем, что, с целью упрощения переналадки при изменении диаметров труб, она снабжена цилиндром, установленным в корпусе параллельно направляющим с возможностью поворота относительно своей оси, на торцах цилиндра выполнены отверстия, центры которых расположены на одной окружности для размещения в них эталонов и перемещения по ним контролируемых труб [2].
Известна иммерсионная ванна для ультразвукового контроля плит, которая снабжена эластичными пластинчатыми уплотнениями, жестко закрепленными в верхней части стенок корпуса, располагаемых, перпендикулярно движению листов, и выполненными с возможностью вращения вокруг осей. параллельных вышеупомянутым стенкам, и перпендикулярных направлению движения, и взаимодействующими с уплотнениями двумя парами пластин с загнутыми в направлении движения свободными концами, одна из которых установлена в корпусе, а другая вне его [3].
К недостатку известного устройства относится большой расход воды, так как пластинчатые уплотнения, контактирующие со стенками ванны при входе и выходе плиты из ванны не могут полностью обеспечить вытекание воды из ванны по всему ее периметру.
Известно устройство для перекрытия отвода, содержащее установленные на трубопровод заслонку и фитин, выполненный виде фрагмента цилиндра, охватывающего часть трубопровода по окружности, закрепленного на нем при помощи двух хомутов, и имеет в центре отверстие, по периметру которого приварен патрубок с фланцем для врезки отвода. Заслонка представляет собой загнутый по форме трубопровода лист с отверстиями, аналогичными отверстию фитинга, с шириной, превышающей двойной диаметр отвода, и длиной, превышающей двойной диаметр отвода. Заслонка установлена на трубопроводе под фитингом с возможностью перемещении относительно его и совмещения отверстий фитинга и заслонки. Для герметизации отвода, устройство содержит две уплотнительные прокладки с отверстиями, аналогичными отверстиям фитинга и заслонки Все упомянутые отверстия имеют возможность совмещения друг с другом, а их диаметры соответствуют диаметру врезаемого отвода [4].
К недостатку известного устройства относится сложность и невозможность использования известной заслонки для уплотнения ванны с водой (а не с газом, перекрывающей его вход в отвод), с отверстиями, установленными на входе и выходе из ванны, при движении через нее круглого проката.
Известен метод и устройство для контроля труб и оправка для использования при проверке формы внутреннего поперечного сечения труб, содержащей: передний радиальный опорный элемент, имеющий первую окружность; задний радиальный опорный элемент, имеющий вторую окружность; множество рычагов, жестко соединенных с указанным передним радиальным опорным элементом и с указанным задним радиальным опорным элементом, причем указанные плечи расположены вокруг первой окружности и вокруг второй окружности, причем плечи расположены в продольном направлении между указанными передним и задним опорными элементами, рычаги согнуты в радиальном направлении внутрь на передним концом вблизи указанного радиального опорного элемента, причем указанные рычаги загнуты радиально внутрь на задний конце вблизи указанного опорного элемента, а также эластичную диафрагму, закрепленную относительно указанных рычагов и имеющую круглый профиль для формирования уплотнения текучей среды вдоль внутренней поверхности трубы, подлежащей проверке [5].
К недостатку известного устройства относится ненадежность работы эластичной диафрагмы при перемещении оправки в воде. Что снижает качество контроля трубы.
Известен способ ультразвуковой дефектоскопии трубы и устройство для его осуществления, принятое нами за прототип, включающей в себя периферийный шов, содержащий этапы: располагая зонд передатчика и приемный зонд, примыкающий к внешней поверхности вертикально стоящей трубы и соответствующим образом отстоящие друг от друга как в осевом направлении, так и в периферийном направлении трубы, при котором непрерывно подают воду между указанными зондами и наружной поверхностью трубы, получая подаваемую воду, текущую вниз по наружной поверхности, в резервуар, расположенный внизу и по периферии трубы, обеспечивая ультразвуковое излучение, запущенное зондом передатчика под правильным углом падения в трубу, так что ультразвуковое излучение может проходить прямо от одной точки на внешней поверхности трубы через материал трубы и периферийного шва до другой точки на внешней поверхности трубы, ультразвуковое излучение, выходящее из трубы, принимаемое зондом приемника, сканируют внешнюю поверхность трубы самоходным сканером, перемещают датчики передатчика и приемника вдоль наружной поверхности трубы, сохраняя при этом надлежащее относительное расположение между ними, автоматически останавливаясь при контакте с объектом [6]. Патент США 4,467,654
К недостатку известного способа ультразвуковой дефектоскопии и устройства относится ненадежность уплотнений, при входе и выходе торцов трубы из резервуара с водой, что приводит к повышенному расходу воды и к снижению качества контроля трубы, заготовок и сортового проката.
Целью полезной модели является снижение расхода воды, повышение качества ультразвукового контроля материалов, а также повышение эксплуатационной надежности оборудования ультразвукового контроля Указанная цель достигается тем, что в иммерсионной ванне (ЛИВ) для ультразвукового контроля труб, заготовок и сортового проката любой формы сечения, содержащей корпус, входное и выходное уплотнительные устройства, и ультразвуковые преобразователи, входное и выходное уплотнительные устройства расположены в отдельных отсеках корпуса ЛИВ и дополнительно содержат как минимум два быстросъемных блока с эластичными уплотнениями, согласованными по форме с объектом контроля (ОК) и охватывающими его по периметру сечения, и как минимум две заслонки, перекрывающие доступ воды в отсутствие ОК и открывающиеся при его входе в ЛИВ и выходе из нее, причем заслонки оборудованы механизмами для их перевода в открытое или закрытое положение. Кроме того, в качестве механизмов для перевода заслонок в открытое или закрытое положение используются пневмоцилиндры.
Описание рисунков.
Фиг. 1. Иммерсионная ванна, вид спереди.
Фиг. 2 Иммерсионная ванна, вид сверху, А.
Фиг. 3. Входное и выходное, идентичные устройства, вид Б-Б, корпуса устройств.
Фиг. 4. Входное и выходное, идентичные устройства, вид В, заслонка.
Фиг. 5. Кассетные уплотнения, вид Д.
Описание конструкции ЛИВ.
Локальная иммерсионная ванна 1 содержит корпус 2, входное 3 и выходное 4 уплотнительные (идентичные) устройства, подставку 5, ролики 6, раму 7, входное 3 и выходное 4 уплотнительные устройства расположены в отдельных отсеках 8 и 9 корпуса 2 иммерсионной ванны 1, входное 3 и выходное 4 устройства содержат соответственно идентичные корпуса 10 и 11 с кассетными уплотнениями 12 и 13 и уплотнениями 14 и 15 по периметру и установленные на них заслонки 16 и 17, перекрывающие доступ воды при входе и выходе контролируемого изделия 18 из кассетных уплотнений 12 и 13, заслонки 16 и 17 оборудованы соответственно пневмоцилиндрами 19 и 20 для перекрытия зон А от зон В при проходе изделия 18 через кассетные уплотнения 12 и 13 для минимизации утечек воды при входе и выходе изделия 18 из иммерсионной ванны 1.
Полезная модель работает следующим образом:
1. Иммерсионная ванна 1 наполняется водой, при этом заслонки 16 и 17 закрыты и доступа воды в отсеки 8 и 9 в зоны А и В нет.
2. Устанавливаются кассетные уплотнения 12 и 13 в соответствии с формой и размерами контролируемого изделия 18.
3. Изделие подается через кассетное уплотнение 12 в корпус 10 отсека 8 и, проходя в иммерсионную ванну 1, поднимает заслонку 16 на входе, при этом пневмоцилиндр 19 автоматически фиксирует ее в верхнем, горизонтальном положении. Идет процесс ультразвуковой дефектоскопии изделия 18.
4. После выхода изделия 18 из входного 3 уплотнительного устройства заслонка 16 автоматически закрывается, препятствуя вытеканию воды из иммерсионной ванны в корпус 10 уплотнительного устройства 3.
5. При прохождении заднего конца изделия 18 на выходе из корпуса 11 процесс отсекания отсека 9 от иммерсионной ванны 1 повторяется.
6. Изделие проходит через кассетное уплотнение 13 в корпус 11 отсека 9 и, проходя в иммерсионную ванну 1, поднимает заслонку 17 на выходе, при этом пневмоцилиндр 20 автоматически фиксирует ее в верхнем, горизонтальном положении.
7. После выхода изделия 18 из выходного 4 уплотнительного устройства заслонка 17 автоматически закрывается, препятствуя вытеканию воды из иммерсионной ванны в корпус 11 уплотнительного устройства 4. Одновременно идет процесс загрузки в иммерсионную ванну следующего изделия.
Полезная модель показана на прилагаемых фотографиях.
Заслонка показана в трех положениях:
а) Изделие находится внутри зон А и Б. Заслонка закрыта.
б) Изделие поднимает по ходу заслонку.
в) Изделие проходит в иммерсионную ванну, заслонка на входе закрыта.
Предлагаемая локальная иммерсионная ванна существенно уменьшает потерю воды и оголение поверхности изделия при дефектоскопии и обеспечивает более высокое качество контроля.
Источники информации:
1. Патент РФ 2248568
2. А.С. 460494
3. А.С. 643800
4. Патент РФ.2497039
5. Патент США 4934179
6. Патент США 4467654.