ВИХРЕТОКОВЫЙ МАНИПУЛЯТОР ДЛЯ КОНТРОЛЯ РЕЗЬБОВЫХ ОТВЕРСТИЙ

Полезная модель относится к области автоматизированного неразрушающего контроля резьбовых отверстий, например, для контроля фланцевых конструкций, содержащих последовательность резьбовых крепежных отверстий, в частности, реакторов атомных станций.
Известен манипулятор, входящий в состав устройства вихретокового контроля шпилечных гнезд реактора (В.Ф.Чучко, А.В.Чертов, В.А.Моровов, «Автоматизированное устройство для вихретокового контроля резьбы шпилечных отверстий корпуса реактора ВВЭР-1000», ежеквартальное журнальное обозрение «В мире неразрушающего контроля», №3 (29), сентябрь 2005 г.). Указанный манипулятор содержит опорно-центрирующий узел с центрирующим основанием, внутри которого размещен вихретоковый преобразователь, и устройство перемещения вихретокового преобразователя по контролируемой резьбе. Опорно-центрирующий узел снабжен одним опорным элементом, устанавливаемым вручную по резьбе в соседнее с контролируемым отверстие, что увеличивает время проведения контроля, при этом не обеспечивается надежная центровка манипулятора и, следовательно, снижается качество проведения контроля. Кроме того, в известном устройстве вихретоковый преобразователь перед началом проведения контроля настраивается на образце резьбы с эталонными дефектами, установленном вне манипулятора, что также снижает качество контроля и увеличивает время его проведения.
Технический результат, достигаемый при осуществлении заявляемой полезной модели, заключается в уменьшении времени проведения контроля и повышении его качества.
Указанный технический результат достигается тем, что в вихретоковом манипуляторе для контроля резьбовых отверстий, содержащем опорно-центрирующий узел с одним опорным элементом и центрирующим основанием, внутри которого размещен вихретоковый преобразователь, и устройство его перемещения по контролируемой резьбе, новым является то, что опорно-центрирующий узел снабжен вторым опорным элементом, причем оба опорных элемента выполнены с возможностью установки в соседние с контролируемым отверстия, дополнительно введен образец резьбы с эталонными дефектами, размещенный в центрирующем основании соосно с контролируемой резьбой, при этом вихретоковый преобразователь установлен с возможностью последовательного перемещения по указанному образцу и контролируемой резьбе.
Уменьшение времени проведения контроля и повышение качества его проведения происходит за счет размещения образца резьбы с эталонными дефектами непосредственно в центрирующем основании опорно-центрирующего узла соосно с контролируемой резьбой и настройки вихретокового преобразователя по эталонным дефектам непосредственно перед началом процесса контроля.
Повышение качества проведения контроля и уменьшение времени его проведения происходит также за счет того, что конструктивно опорно-центрирующий узел выполнен с двумя опорными элементами с возможностью их установки в соседние с контролируемым отверстия, что позволяет исключить операцию резьбового закрепления манипулятора и обеспечить его надежную центровку относительно контролируемого отверстия.
На приведенной фигуре изображен заявляемый вихретоковый манипулятор, установленный на фланце корпуса реактора с последовательностью контролируемых резьбовых отверстий.
Вихретоковый манипулятор содержит опорно-центрирующий узел 1 с центрирующим основанием 2, выполненным в виде цилиндра. Внутри основания 2 размещены вихретоковый преобразователь 3 и образец 4 резьбы с эталонными дефектами, который устанавливается соосно с резьбой контролируемого отверстия 8 и крепится к стенке основания 2, например, с помощью винтов (на фигуре не показано). Вихретоковый преобразователь 3 установлен на каретке 5, являющейся составной частью устройства перемещения, которое позволяет совершать вращательно-поступательное движение каретки 5 с вихретоковым преобразователем 3 последовательно по указанному образцу 4 и резьбе контролируемого отверстия 8 при помощи привода с ременной передачей (на фигуре не показано).
В состав опорно-центрирующего узла 1 также входят два опорных элемента 6, 7, которые соединены с центрирующим основанием 2 с помощью силовой балки и выполнены
с возможностью их установки в соседние с контролируемым отверстия для обеспечения более надежной центровки, причем, для удобства обслуживания оператором при эксплуатации опорный элемент 6 снабжен ручкой 10.
Вихретоковый манипулятор работает следующим образом. Манипулятор устанавливается оператором вручную на контролируемое отверстие 8 корпуса 9 реактора и надежно фиксируется по двум соседним отверстиям опорными элементами 6, 7 с обеспечением соосности манипулятора и контролируемого отверстия 8 при помощи опорно-центрирующего узла 1. Контроль осуществляется параметрическим дифференциальным вихретоковым преобразователем 3, выполненным, например, на основе двух катушек с сердечниками карандашного типа. Такая форма позволяет максимально приблизить рабочую зону вихретокового преобразователя к поверхности резьбы и соответственно повысить его чувствительность. Между катушками генерируется электромагнитное поле, которое возбуждает вихревые токи в контролируемом объекте (витке резьбы). Рабочий цикл контроля начинается в момент считывания вихретоковым преобразователем 3 эталонных дефектов, находящихся на поверхности впадин верхней части образца резьбы 4, который располагается в центрирующем основании 2. Далее каретка 5 с вихретоковым преобразователем 3, совершая вращательно-поступательное движение, ввинчивается в витки резьбы контролируемого отверстия 8. Вращательно-поступательное движение каретки 5 осуществляется при помощи составных частей устройства перемещения, при этом происходит сканирование поверхности резьбы с выявлением и считыванием имеющихся на поверхности дефектов от первого и до последнего витка резьбы контролируемого отверстия 8. При обнаружении дефекта происходит выброс магнитного поля (поток рассеивания), что отчетливо отображается на временной развертке. Полученные сигналы от вихретокового преобразователя 3 обрабатываются и в цифровом виде передаются на персональный компьютер автоматизированного рабочего места оператора-контролера. После сканирования всей резьбы каретка 5 с вихретоковым преобразователем 3 автоматически вывинчивается обратно. Рабочий цикл контроля закончен, при этом оператором-контролером создается архив с перечнем выявленных дефектов, координатой их расположения и номерами витков, в которых они выявлены. Контроль осуществляется на одной частоте вихретокового преобразователя, при этом ее значение может программно задаваться в широком диапазоне от 20 кГц до 220 кГц, что позволяет выбирать оптимальный режим проведения контроля.
Предлагаемый манипулятор несложно адаптировать для автоматизированного неразрушающего контроля резьбовых отверстий другого ответственного оборудования, например, паропроизводящих энергетических установок, имеющих последовательность резьбовых крепежных отверстий на фланцах.