Устройство для неразрушающего контроля трубы

Полезная модель относится к области неразрушающего магнитного контроля металлических изделий и может быть использована при дефектоскопии труб в нефтегазодобывающей отрасли и других областях машиностроения.
Известна установка для комплексного контроля труб (см. Установка «УРАН-3000Д» для комплексного контроля стальных труб, www.Uralniti.ru, ОАО «УралНИТИ», г. Екатеринбург, 2010 год), включающая последовательно установленные модуль контроля продольных и поперечных дефектов и модуль контроля толщины стенки трубы, установленные с возможностью вращения в одном направлении вокруг перемещающейся через них трубы. Для контроля продольных и поперечных дефектов используется индукционный метод магнитного контроля. Для контроля толщины стенки используется ультразвуковой метод.
Такое устройство имеет ограниченное применение из-за размывания затухания ультразвуковых колебаний при контроле труб с загрязненной поверхностью или имеющих коррозию.
Кроме того, вращение модуля контроля продольных дефектов и модуля контроля толщины стенки трубы вокруг трубы в одном направлении вызывает поворот или вращение трубы, что приводит к смещению зон контроля и нарушению перекрытия зон сканирования датчиков, что снижает надежность работы установки и качество контроля.
Наиболее близким к заявляемому и принятым в качестве прототипа заявляемого устройства является установка для неразрушающего контроля труб (патент RU 2605391, МПК G01N 29/26 (2006.01), опубл. 2016 г.), содержащая последовательно установленные модули контроля, включающие сканирующее устройство с датчиками, при этом модуль контроля поперечных дефектов установлен с возможностью охвата трубы по окружности, модуль контроля толщины стенки трубы установленный с возможностью вращения вокруг трубы. Для контроля продольных и поперечных дефектов используется индукционный метод магнитного контроля. Для контроля толщины стенки используется ультразвуковой метод.
Недостатком такой установки является ее ограниченное применение из-за размывания затухания ультразвуковых колебаний при контроле труб с загрязненной поверхностью или имеющих коррозию. Это объясняется тем, что при использовании установки для контроля загрязненных труб на датчики контроля налипают загрязнения, ухудшая их чувствительность.
Технической задачей заявляемой полезной модели является расширение возможности использования за счет обеспечения возможности контроля труб с загрязненной поверхностью или имеющих коррозию.
Поставленная техническая задача решается за счет усовершенствования устройства для неразрушающего контроля трубы, содержащего устанавливаемые с возможностью продольного перемещения и охвата поверхности трубы узлы контроля толщины стенки и контроля дефектов трубы.
Это усовершенствование заключается в том, что узлы контроля толщины стенки и контроля дефектов трубы выполнены в виде единого модуля датчиков, каждый датчик содержит дифференциальную катушку контроля дефектов и датчик Холла, поперечно сориентированный относительно оси контролируемой трубы, и твердосплавные вставки, посредством которых дифференциальную катушку контроля дефектов и датчик Холла устанавливают с зазором относительно поверхности контролируемой трубы.
Такое конструктивное выполнение устройства для неразрушающего контроля трубы обеспечивает при контроле гарантированный зазор между датчиками и поверхностью контролируемой трубы, что исключает их загрязнение и сохраняет их чувствительность.
Кроме того устройство может быть снабжено узлом базирования модуля относительно оси контролируемой трубы, выполненным в виде шарнирно-рычажного механизма пантографа с направляющими телами качения, устанавливаемыми с возможностью контакта с поверхностью контролируемой трубы, что обеспечивает возможность контроля труб непосредственно при их подъеме на скважине.
Полезная модель поясняется чертежами, на которых на фиг. 1 изображено заявляемое устройство, установленное на скважине, на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1.
Устройство для неразрушающего контроля трубы содержит устанавливаемые с возможностью продольного перемещения и охвата поверхности трубы 1 узлы 2 и 3 контроля толщины стенки и контроля дефектов трубы. Каждый узел 2 и 3 контроля толщины стенки и контроля дефектов трубы 1 выполнен в виде единого модуля 4 датчиков 5. Каждый модуль 4 содержит дифференциальную катушку 6 контроля дефектов и датчик Холла 7, поперечно сориентированный относительно оси контролируемой трубы 1, и твердосплавные вставки 8, посредством которых дифференциальную катушку 6 (фиг. 3) контроля дефектов и датчик Холла 7 устанавливают с зазором е относительно поверхности контролируемой трубы 1. В приведенном варианте устройство снабжено узлом 9 базирования модулей 4 относительно оси контролируемой трубы 1, выполненным в виде шарнирно-рычажного механизма пантографа 10 (фиг. 2) с направляющими телами качения 11, устанавливаемыми с возможностью контакта с поверхностью контролируемой трубы 1. В свою очередь датчики 5 и труба 1 помещены в магнитное поле катушки 12.
Устройство для неразрушающего контроля трубы работает следующим образом.
Контролируемую трубу 1 перемещают в продольном направлении относительно модулей 4 датчиков 5 и катушки 12. Твердосплавные вставки 8 контактируют с загрязненной поверхностью трубы 1, обеспечивая гарантированный зазор е между поверхностью трубы 1 и датчиком Холла 7 и дифференциальной катушкой 6, сохраняя их чувствительность. При этом узлы 2 и 3 осуществляют контроль толщины стенки датчиком Холла 7, и контроль дефектов дифференциальной катушкой 6. В варианте использования предлагаемого устройства для контроля труб на скважине модули 4 базируются на контролируемой трубе 1 посредством шарнирно-рычажного механизма пантографа 10 с направляющими телами качения 11, обеспечивая соосность контролируемой трубы 1 и модулей 4 при продольном перемещении трубы в процессе ее подъема из скважины.
Таким образом, использование заявляемой полезной модели позволяет контролировать трубы с загрязненной поверхностью или имеющие коррозию за счет обеспечения при контроле гарантированного зазора между датчиками и поверхностью контролируемой трубы, что исключает их загрязнение и сохраняет их чувствительность. Кроме того заявляемое устройство может быть использовано для контроля трубы в процессе ее подъема из скважины.