Носитель датчиков ультразвукового дефектоскопа
ULTRASONIC FLAW DETECTOR SENSOR CARRIER

Изобретение относится к устройству и способу контроля технического состояния магистральных нефтепроводов и нефтепродуктопроводов, а также газопроводов путем пропуска внутри трубопровода ультразвукового дефектоскопа с установленными на нем носителями датчиков.
Известна «Ультразвуковая секция дефектоскопа» (RU, 116963 U1, МПК F17D 5/00, приоритет с 10.10.2011), содержащая носитель датчиков с установленными в нем ультразвуковыми датчиками, состоящими, по меньшей мере, из двух множеств датчиков, подключенных посредством кабелей к средствам измерений, обработки и хранения данных измерений, при этом указанный носитель датчиков имеет осевую симметрию, прилегает своей наружной поверхностью к внутренней поверхности трубопровода, оси направления излучения установленных датчиков ориентированы в направлении внутренней поверхности трубопровода, указанный носитель датчиков образует состоящую из полозов внешнюю оболочку, внутри которой размещена, по меньшей мере, одна герметичная оболочка с размещенными в ней указанными средствами измерений.
Известно «Устройство для внутритрубного ультразвукового контроля трубопроводов» (RU, 38948 U1, МПК F17D 5/00, приоритет с 20.12.2005), которое выполнено из полимерного материала и прилегает своей наружной поверхностью к внутренней поверхности трубопровода, датчики установлены в носителе датчиков по его наружной поверхности, оси направления излучения указанных ультразвуковых датчиков ориентированы в направлении внутренней поверхности трубопровода.
Известен «Носитель датчиков для внутритрубного инспекционного снаряда (варианты)» (RU, 2204113 С1, МПК G01B 5/00, G01N 29/04, F17D 5/06, приоритет с 28.03.2002) с посадочными местами для датчиков, располагающихся по поверхности с осевой симметрией, отличающийся тем, что носитель включает в себя множество соединенных между собой кольцеобразных держателей датчиков, посадочные места для датчиков выполнены в кинематически соединенных между собой элементах кольцеобразных держателей, элементы кольцеобразных держателей выполнены способными испытывать упругое отжатие в радиальном направлении от оси носителя.
Известен «Носитель датчиков для внутритрубного дефектоскопа» (RU 127168 U1, МПК F17D 5/06, F16L 55/26, F16L101/30, приоритет с 30.10.2012), содержащий по меньшей мере два ряда полозов, выполненных с возможностью установки вдоль оси трубопровода, полозы первого относительно направления движения носителя в трубопроводе ряда закреплены на конусе, а полозы последнего ряда закреплены на диске, полозы соседних рядов соединены между собой гибкими соединительными элементами, а соседние полозы одного ряда соединены между собой по длине, по меньшей мере, одной U-образной пластинчатой пружиной, при этом каждый из полозов имеет основание, на котором закреплены планки с ультразвуковыми датчиками и внешнюю накладку, выполненную с возможностью скольжения по стенкам трубопровода, обеспечения зазора между стенками трубопровода и датчиками и выполненную с возможностью ее съема и замены.
Известен «Носитель датчиков ультразвукового дефектоскопа» (RU 144267 U1, МПК F17D 5/02, F16L 55/26, F16L 101/30, приоритет с 30.07.2013), который выполнен по крайней мере из одной секции, которая включает в себя центральный стержень, на котором размещены головная и хвостовая вилки, к фланцам которых прикреплены центрирующие манжеты, между которыми размещены полиуретановый головной конус, полиуретановый хвостовой конус и набор колец с расположенными на нем ультразвуковыми датчиками, при этом наружный диаметр носителя датчиков ультразвукового дефектоскопа имеет размер, не превышающий размер предельно допустимого сужения трубопровода.
Наиболее близким к заявленному изобретению является «Носитель датчиков для внутритрубного дефектоскопа» (RU 127168 U1, МПК F17D 5/06, F16L 55/26, F16L 101/30, приоритет с 30.10.2012).
Вышеуказанные устройства со сравнению с заявленным изобретением имеют ряд недостатков:
во-первых, происходит потеря диагностической информации при прохождении ультразвуковым дефектоскопом поворотов трубопровода;
выявления разнонаправленных дефектов при внутритрубном обследовании ультразвуковым дефектоскопом. Техническим результатом заявленного изобретения является повышение качества диагностической информации при внутритрубном обследовании трубопроводов, максимальное устранение потерь диагностической информации при движении ультразвукового дефектоскопа в поворотах трубопровода, а также повышение гибкости носителя датчиков во всех плоскостях при движении дефектоскопа как по прямым участкам трубопровода, так и в поворотах трубопровода, и как следствие задание любой требуемой длины секции ультразвукового дефектоскопа с носителем датчиков ультразвукового дефектоскопа.
Технический результат достигается за счет того, что в состав ультразвукового дефектоскопа входит, по крайней мере, одна секция с носителем датчиков ультразвукового дефектоскопа, которая состоит из корпуса, включающего в себя герметичную оболочку, в которой размещены электронные блоки для обработки и записи диагностической информации, поступающей с датчиков, полиуретановой манжеты и полиуретанового конуса, которые служат для центрирования секции с носителем датчиков ультразвукового дефектоскопа в трубопроводе. Носитель датчиков ультразвукового дефектоскопа состоит из двух типов блоков датчиков: передних блоков датчиков и основных блоков датчиков; при этом передние блоки датчиков посредством полиуретановых накладок закрепляют к полиуретановому конусу с помощью полиуретановых накладок, которые служат для крепления и заданного расположения передних блоков датчиков относительно внутренней поверхности трубопровода, при этом в хвостовой части передних блоков датчиков расположены кронштейны со сферическими шарнирами, а в передней части основных блоков датчиков расположены проушины, в хвостовой части основных блоков датчиков расположены кронштейны со сферическими шарнирами, также основные блоки датчиков снабжены полиуретановыми накладками, которые обеспечивают заданное расположение основных блоков датчиков относительно внутренней поверхности трубопровода, проушины основных блоков датчиков закрепляют к полиуретановым кольцам, которые установлены на корпусе секции носителя датчиков и предназначены для сохранения цилиндрической формы носителя датчиков ультразвукового дефектоскопа, при этом полиуретановые кольца имеют гофрированное сечение и упруго деформируются при прохождении секцией с носителем датчиков ультразвукового дефектоскопа сужений трубопровода, при этом для дополнительного прижатия к внутренней поверхности трубопровода между передними и основными блоками датчиков расположены пружины кручения из проволоки круглого сечения, которые создают разжимающее усилие между как передними, так и основными блоками датчиков и позволяют как передним блокам датчиков, так и основным блокам датчиков взаимно смещаться в осевом направлении без повреждения пружин кручения, при этом группа блоков датчиков, которая состоит из переднего блока датчиков с полиуретановой накладкой и последовательно соединенных основных блоков датчиков с полиуретановыми накладками, образуют полоз носителя датчиков спиралевидной формы, на котором размещают датчики, диагностирующие сектор внутренней поверхности трубопровода. Полозья носителя датчиков ультразвукового дефектоскопа, равномерно расположенные в окружном направлении, позволяют полностью диагностировать внутреннюю поверхность трубопровода в радиальном направлении, а для сохранения спиралевидной формы полозьев полиуретановые накладки передних и основных блоков датчиков имеют полиуретановые соединители, закрепленные на соседних блоках датчиков, передних или основных, при этом наличие полиуретановых соединителей препятствует закрутке полозьев носителя датчиков ультразвукового дефектоскопа от сил трения при движении по трубопроводу и способствует точному взаимному расположению блоков датчиков носителя датчиков ультразвукового дефектоскопа. Между собой секции с носителями датчиков ультразвукового дефектоскопа соединены посредством двух карданных шарниров и промежуточной вилки.
Заявленный носитель датчиков ультразвукового дефектоскопа используется при ультразвуковой диагностике трубопроводов и может быть установлен как на ультразвуковом дефектоскопе, так и на комбинированном магнито-ультразвуковом дефектоскопе. Носитель датчиков ультразвукового дефектоскопа оснащен блоками датчиков, которые шарнирно установлены на упругодеформирующихся полиуретановых кольцах, что повышает гибкость носителя датчиков во всех плоскостях и позволяет дефектоскопу с установленным на нем носителе датчиков ультразвукового дефектоскопа при движении в трубопроводе преодолевать повороты трубопровода без потери диагностической информации, так как шарнирное крепление блоков датчиков обеспечивает постоянное с заданным зазором прилегание датчиков к внутренней поверхности трубопровода при движении дефектоскопа как по прямым участкам трубопровода, так и в поворотах, при этом секция с носителем датчиков ультразвукового дефектоскопа может быть любой заданной длины. Установка датчиков на блоках датчиков позволяет разместить на носителе датчиков ультразвукового дефектоскопа большее количество датчиков и за счет этого уменьшить шаг сканирования, что повышает качество диагностической информации.
На фигуре 1 изображены две секции с носителями датчиков ультразвукового дефектоскопа.
На фигуре 1 приняты следующие обозначения:
1. Секция с носителем датчиков ультразвукового дефектоскопа.
2. Карданный шарнир.
3. Промежуточная вилка.
На фигуре 2 изображена секция с носителем датчиков ультразвукового дефектоскопа.
На фигуре 2 приняты следующие обозначения:
4. Корпус.
5. Полиуретановая манжета.
6. Полиуретановый конус.
7. Передние блоки датчиков.
8. Основные блоки датчиков.
9. Полиуретановая накладка.
На фигуре 3 изображено крепление блоков датчиков
На фигуре 3 приняты следующие обозначения:
9. Полиуретановая накладка.
10. Кронштейн со сферическим шарниром.
11. Проушина.
12. Ось.
На фигуре 4 изображено полиуретановое кольцо носителем датчиков ультразвукового дефектоскопа.
На фигуре 4 приняты следующие обозначения:
13. Полиуретановое кольцо.
14. Пружина кручения.
15. Полиуретановый соединитель.
На фигуре 5 изображен полоз носителей датчиков ультразвукового дефектоскопа.
На фигуре 5 приняты следующие обозначения:
16. Полоз носителя датчиков.
Заявленный носитель датчиков ультразвукового дефектоскопа состоит по крайней мере из одной секции носителя датчиков ультразвукового дефектоскопа 1 (фиг.  1). В многосекционной конструкции дефектоскопа секции носителя датчиков ультразвукового дефектоскопа 1 (фиг. 1) соединяют между собой с помощью двух карданных шарниров 2 (фиг. 1) и промежуточной вилки 3 (фиг. 1)
Секция с носителем датчиков ультразвукового дефектоскопа 1 (фиг. 1) включает в себя корпус 4 (фиг. 2), на котором размещают полиуретановую манжету 5 (фиг. 2) и полиуретановый конус 6 (фиг. 2). Полиуретановая манжета 5 (фиг. 2) и полиуретановый конус 6 (фиг. 2) обеспечивают центрирование секции с носителем датчиков ультразвукового дефектоскопа в трубопроводе. Корпус 4 (фиг. 2) включает в себя герметичную оболочку, в которой размещены электронные блоки для обработки и записи данных. В состав секции с носителем датчиков ультразвукового дефектоскопа 1 (фиг. 1) входят блоки датчиков двух типов: передние блоки датчиков 7 (фиг. 2) и основные блоки датчиков 8 (фиг. 2). Передние блоки датчиков 7 (фиг. 2) присоединяют к полиуретановому конусу 6 (фиг. 2) с помощью полиуретановых накладок 9 (фиг. 2), которые обеспечивают заданное расположение передних блоков датчиков 7 (фиг. 2) относительно внутренней поверхности трубопровода. В хвостовой части передних блоков датчиков 7 (фиг. 2) и основных блоков датчиков 8 (фиг. 2) расположены кронштейны со сферическими шарнирами 10 (фиг. 3). В передней части основных блоков датчиков 8 (фиг. 2) расположены проушины 11 (фиг. 3), которые соединяются с кронштейнами со сферическими шарнирами 10 (фиг. 3) с помощью осей 12 (фиг. 3). Основные блоки датчиков 8 (фиг. 2) содержат полиуретановые накладки 9 (фиг. 2), которые обеспечивают заданное расположение основных блоков датчиков 8 (фиг. 2) относительно внутренней поверхности трубопровода. Проушины 11 (фиг. 3) основных блоков датчиков 8 (фиг. 2) крепятся к полиуретановым кольцам 13 (фиг. 4), которые предназначены для сохранения цилиндрической формы носителя датчиков ультразвукового дефектоскопа. Полиуретановые кольца 13 (фиг. 4) имеют гофрированное сечение и упруго деформируются при прохождении секцией носителя датчиков ультразвукового дефектоскопа 1 (фиг. 1) сужений трубопровода. Для дополнительного прижатия к внутренней поверхности трубопровода между передними блоками датчиков 7 (фиг. 2) и основными блоками датчиков 8 (фиг. 2) расположены пружины кручения 14 (фиг. 4) из проволоки круглого сечения, которые создают разжимающее усилие между как передними блоками датчиков 7 (фиг. 2), так и основными блоками датчиков 8 (фиг. 2) и позволяют как передним блокам датчиков 7 (фиг. 2), так и основным блокам датчиков 8 (фиг. 2) взаимно смещаться в осевом направлении без повреждения пружин кручения 14 (фиг. 4). Группа блоков датчиков, состоящая из переднего блока датчиков 7 (фиг. 2) с полиуретановой накладкой 9 (фиг. 2) и последовательно соединенных основных блоков датчиков 8 (фиг. 2), образует полоз носителя датчиков ультразвукового дефектоскопа 16 (фиг. 5) спиральной формы. Полозья носителя датчиков ультразвукового дефектоскопа 16 (фиг. 5) расположены равномерно в окружном направлении и позволяют полностью диагностировать поверхность трубопровода. Передние блоки датчиков 7 (фиг. 2) и основные блоки датчиков 8 (фиг. 2) имеют полиуретановые соединители 15 (фиг. 4), которые сохраняют спиралевидную форму полозьев носителя датчиков ультразвукового дефектоскопа 16 (фиг. 5) и которые закрепляют на переднем блоке датчиков 7 (фиг. 2) или основном блоке датчиков 8 (фиг. 2) соседнего полоза 16 (фиг. 5). Полиуретановые соединители 15 (фиг. 4) препятствуют закрутке полозьев носителя датчиков ультразвукового дефектоскопа 16 (фиг. 5) от сил трения при движении дефектоскопа по трубопроводу и способствуют точному взаимному расположению передних блоков датчиков 7 (фиг. 2) или основных блоков датчиков 8 (фиг. 2).