Устройство контроля профиля уплотнительных поверхностей главного разъема реактора

Полезная модель относится к области дистанционного контроля и может быть использована для выполнения автоматизированного дистанционного контроля поверхности фланца корпуса реактора в зоне контакта с поверхностью фланца крышки реактора и поверхности фланца крышки реактора в зоне контакта с поверхностью фланца корпуса реактора.
Известно устройство контроля [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, G01C 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 узкие функциональные возможности, обусловленные тем, что, перемещение приборов контроля в известном устройстве обеспечивается в радиальном направлении, что ограничивает его применение для случая, когда объекты контроля расположены, например, по кругу, в частности, как резьбовые гнезда фланцевых разъемов корпусного оборудования реакторной установки. Это снижает оперативность устройства (его быстродействие), а также точность и качество контроля.
Кроме того, известно устройство [RU 157810, U1, G01N 29/26, G01N 27/82, 10.12.2015], содержащее центральную стойку и средства крепления модулей контроля, выполненные в виде держателя, закрепленного на центральной стойке с возможностью крепления модулей контроля на своем конце, причем, центральная стойка выполнена с возможностью вращения и перемещения по вертикали держателя, являющимся выдвижным, а в качестве модулей контроля на конце держателя закреплены модуль ультразвукового контроля, модуль вихретокового контроля и модуль телевизионного контроля.
Особенностью устройства является то, что, центральная стойка и держатель оснащены электроприводами и оно выполнено с возможностью передачи информации от модулей контроля на средства обработки и хранения информации.
Недостатком устройства также является относительно узкие функциональные возможности.
Еще одним, близким техническим решением к предложенному, является устройство [RU 158673, U1, G01N 21/29, B25J 5/00, 20.01.2016], выполненное с возможностью управления перемещением и содержащее расположенную на шасси платформу с установленным на ней средствами телевизионного визуального контроля, две резиновые гусеничные ласты, выполненные с возможностью вращения для адаптации к рельефу поверхности перемещения и установленные в передней части шасси, которое снабжено двумя основными боковыми гусеницами.
Особенностями устройства является то, что резиновые гусеничные ласты выполнены в плане трапециевидной формы со скругленными углами, и каждая из них закреплена с большей стороны на переднем валу, соответствующем основной боковой гусенице, средства телевизионного визуального контроля выполнены в виде стационарной телевизионной камеры со светодиодной подсветкой, расположенной в верхней передней части платформы, и выдвижной телевизионной камерой со светодиодной подсветкой, размещенной под стационарной телевизионной камерой со светодиодной подсветкой, средства управления перемещением выполнены в виде электрических приводов, а резиновые гусеничные ласты выполнены с возможностью вращения в диапазоне -90°+120°.
Недостатком этого технического решения является относительно узкие функциональными возможности, поскольку устройство не позволяет формировать сигнал, позволяющий после его обработки определить коэффициенты заполнения уплотнительных канавок, геометрические параметры уплотнительных канавок и наминов, геометрические параметры дефектов на контролируемой поверхности фланца корпуса реактора в зоне контакта с поверхностью фланца крышки реактора и поверхности фланца крышки реактора в зоне контакта с поверхностью фланца корпуса реактора.
Это снижает точность и качество контроля профиля уплотнительных поверхностей главного разъема реактора.
Наиболее близким техническим решением к предложенному, принятому за прототип, является устройство контроля профиля уплотнительных поверхностей главного разъема реактора [RU 165679, U1, G01N 29/26, B25J 5/00, 20.01.2016], характеризующееся платформой с электрическим приводом для перемещения и с установленными на ней средствами подсветки и средствами контроля, выполненными в виде средств визуального телевизионного контроля, телевизионного измерителя линейных размеров, лазерного сканера и измерителя угла, выполненных с возможностью формирования сигналов для определения коэффициентов заполнения уплотнительных канавок, геометрических параметров уплотнительных канавок и наминов, геометрических параметров дефектов на контролируемой поверхности фланца корпуса реактора в зоне контакта с поверхностью фланца крышки реактора и поверхности фланца крышки реактора в зоне контакта с поверхностью фланца корпуса реактора, а также средствами подачи питания и средствами передачи информации от средств контроля на средства обработки и хранения информации.
Особенностью наиболее близкого технического решения является то, что оно снабжено кожухом с ручками для его переноски и разъемом для присоединения кабеля питания и кабельного шлейфа для передачи информации на средства обработки и хранения информации.
Недостатком этого наиболее близкого технического решения является относительно низкая оперативность и относительно низкое качество контроля, поскольку результаты измерений дополнительно обрабатываются путем использования средств передачи информации от средств контроля на средства обработки и хранения информации. Это обусловлено тем, что платформа не выполнена с возможностью размещения на ней средств оперативного контроля, обеспечивающего, например, визуализацию в реальном масштабе времени дефектных участков контроля.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является повышение оперативности и качества контроля за счет обеспечения визуализацию в реальном масштабе времени дефектных участков контроля.
Технический результат, который достигается при реализации заявленной полезной модели, заключается в повышении оперативности и качества контроля,
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что устройство контроля профиля уплотнительных поверхностей главного разъема реактора, содержащее снабженную электрическим приводом для перемещения платформу, выполненную с возможностью установки на ней средств подсветки и средств контроля, выполненными в виде средств визуального телевизионного контроля, телевизионного измерителя линейных размеров, лазерного сканера и измерителя угла, выполненных с возможностью формирования сигналов для определения коэффициентов заполнения уплотнительных канавок, геометрических параметров уплотнительных канавок и наминов, геометрических параметров дефектов на контролируемой поверхности фланца корпуса реактора в зоне контакта с поверхностью фланца крышки реактора и поверхности фланца крышки реактора в зоне контакта с поверхностью фланца корпуса реактора, а также с возможностью установки на ней средств подачи питания и средств передачи информации от средств контроля на средства обработки и хранения информации, согласно полезной модели, снабженная электрическим приводом для перемещения платформа выполнена с возможностью дополнительного размещения на ней модулятора выходного сигнала лазерного сканера, установленного на выходе лазерного сканера, и задатчика номинального уровня вертикальной координаты, выход которого соединен с управляющим входом модулятора выходного сигнала лазерного сканера.
На чертеже представлена функциональная схема устройства контроля профиля уплотнительных поверхностей главного разъема реактора.
Устройство контроля профиля уплотнительных поверхностей главного разъема реактора содержит платформу 1 с электрическим приводом для перемещения. Платформа 1 выполнена с возможностью установки на ней средств подсветки (на чертеже не показаны) и средств контроля, выполненными в виде средств 2 визуального телевизионного контроля, телевизионного измерителя 3 линейных размеров, лазерного сканера 4 и измерителя 5 угла, выполненных с возможностью формирования сигналов для определения коэффициентов заполнения уплотнительных канавок, геометрических параметров уплотнительных канавок и наминов, геометрических параметров дефектов на контролируемой поверхности фланца корпуса реактора в зоне контакта с поверхностью фланца крышки реактора и поверхности фланца крышки реактора в зоне контакта с поверхностью фланца корпуса реактора. Платформа 1 выполнена также с возможностью установки на ней средств подачи питания и средств передачи информации (на чертеже не показаны).
Кроме того, платформа 1 выполнена с возможностью дополнительного размещения на ней модулятора 6 выходного сигнала лазерного сканера, установленного на выходе лазерного сканера 4, и задатчика 7 номинального уровня вертикальной координаты, выход которого соединен с управляющим входом модулятора 6 выходного сигнала лазерного сканера 4.
Устройство контроля профиля уплотнительных поверхностей главного разъема реактора снабжено кожухом с ручками для его переноски и разъемом для присоединения кабеля питания и кабельного шлейфа для передачи информации на средства обработки и хранения информации.
Работает устройство контроля профиля уплотнительных поверхностей главного разъема реактора следующим образом.
Устройство предназначено для измерения профиля уплотнительных поверхностей фланца корпуса реактора и крышки реактора, выявления и фиксации поверхностных несплошностей металла на уплотнительных поверхностях. Объектом контроля является присоединительная поверхность фланца корпуса реактора в зоне контакта с присоединительной поверхностью крышки реактора и присоединительная поверхность крышки реактора в зоне контакта с присоединительной поверхностью фланца реактора. Устройство обеспечивает измерение и контроль профиля поверхностей фланца корпуса реактора и фланца крышки, а также геометрических параметров дефектов на контролируемой поверхности.
Формируемый устройством сигнал после его обработки позволяет определяются следующие параметры:
коэффициенты заполнения уплотнительных канавок;
геометрические параметры уплотнительных канавок и наминов;
геометрические параметры дефектов на контролируемых поверхностях.
Устройство позволяет осуществлять одновременно измерение профиля, телевизионного визуального контроля и телевизионного измерительного контроля.
Измерение профиля уплотнительных поверхностей проводится с целью получения данных о геометрических параметрах профиля уплотнительной поверхности фланца корпуса реактора, в том числе, двух кольцевых концентрично расположенных уплотнительных канавок, а также получения данных о геометрических параметрах профиля уплотнительной поверхности фланца крышки реактора и определения диаметра сечения уплотнительных прокладок. Контроль позволяет выявить, зафиксировать и определить размеры поверхностных несплошностей на уплотнительных поверхностях корпуса реактора и крышки реактора (наминов, трещин, коррозионных повреждений и др.) и определить координаты их расположения.
Для проведения измерительного контроля принята система координат, предусматривающая, что ось X направлена радиально к центру реактора (начало оси X - на внешней границе зоны контроля (R=2030 мм), ось Y перпендикулярна плоскости зоны контроля и направлена вниз при измерении профиля присоединительной поверхности фланца корпуса реактора, вверх при измерении профиля присоединительной поверхности фланца крышки реактора (начало оси Y - на присоединительной поверхности), а координата Z определяется как длина пути модуля устройства от первого шпилечного гнезда до текущего местоположения модуля в направлении увеличения номеров шпилечных гнезд.
Результатом измерения профиля уплотнительных поверхностей являются координаты х, у и z.
Устройство работает в двух режимах:
на присоединительной поверхности фланца корпуса реактора;
на присоединительной поверхности фланца крышки реактора. Измерение профиля и телевизионный измерительный контроль присоединительных поверхностей проводятся при помощи устройства в динамическом режиме. Измеряемый участок - участок длиной ~12755 мм, соответствующий длине присоединительных поверхностей ГРР.
Устройство представляет собой малогабаритную самоходную платформу, на которой размещены средства подсветки и контроля. Устройство имеет кожух, на котором размещены ручки для удобства установки на объект контроля, и разъем для подключения кабельного шлейфа.
Для измерения параметров модуль измерительный устанавливается непосредственно на присоединительную поверхность. В процессе измерения модуль измерительный движется своим ходом вдоль уплотнительных поверхностей.
Внутри кожуха установлены платформа 1 с электрическим приводом для перемещения и с установленными на ней средствами подсветки и средства контроля, выполненными в виде средств 2 визуального телевизионного контроля, телевизионного измерителя 3 линейных размеров, лазерного сканера 4 и измерителя 5 угла, выполненных с возможностью формирования сигналов для определения коэффициентов заполнения уплотнительных канавок, геометрических параметров уплотнительных канавок и наминов, геометрических параметров дефектов на контролируемой поверхности фланца корпуса реактора в зоне контакта с поверхностью фланца крышки реактора и поверхности фланца крышки реактора в зоне контакта с поверхностью фланца корпуса реактора.
При движении устройства обеспечивается его перемещение вдоль уплотнительной поверхности, обеспечивая измерение профиля, телевизионный визуальный контроль и телевизионный измерительный контроль. Аппаратура защищена легкосъемным кожухом, обеспечивающим возможность замены компонентов при техническом обслуживании или ремонте.
Управление электрическим приводом для перемещения устройства может быть осуществляться вынесенными средствами управления (пультом управления).
Данные от средств контроля передаются на средства обработки и хранения информации, выполненные, например, в виде персонального компьютера представляет собой ноутбук с дополнительным монитором и мышью. В состав программного обеспечения входит программа «ПГР-Скан», обеспечивающая обработку сигнала от средств контроля и определения коэффициентов заполнения уплотнительных канавок, геометрических параметров уплотнительных канавок и наминов, геометрических параметров дефектов на контролируемой поверхности фланца корпуса реактора в зоне контакта с поверхностью фланца крышки реактора и поверхности фланца крышки реактора в зоне контакта с поверхностью фланца корпуса реактора.
Кроме того, для повышения оперативности контроля и качества контроля путем обеспечения автоматической визуализации областей с отклонениями от номинальных (допустимых) значений, при визуализации текущего положения устройства контроля на уплотнительной поверхности пройденный устройством путь отмечается, например, серым цветом, и при увеличении координаты Y (вертикальной координаты) оттенок становится более насыщенным, например, более темным. Таким образом определяются участки с отклонениями от номинальных, заданных конструкторской документацией. Это происходит вследствие того, что текущее значение координаты Y, которая определяется выходным сигналом лазерного сканера 4, сравнивается в модуляторе 6 с сигналом задатчика 7 и значение модуля разности этих сигналов используется для модуляции цвета текущего пути на средствах визуализации.
Таким образом, введенный арсенал технических средств обеспечивает повышение оперативности контроля и качества контроля, что ведет к достижению требуемого технического результата.