РЕНТГЕНОВСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ СТЕНКИ СОЕДИНИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ТРУБОПРОВОДОВ

Полезная модель относится к области контрольно-измерительной техники, а именно к измерению толщины стенки соединительных элементов трубопроводов, например муфт и др. переходников из различных материалов (металла, пластмассы, резины и др.), и может быть использовано при прокладке промысловых, магистральных трубопроводов.
Известны рентгеновские устройства измерения толщины стенки трубопроводов, содержащие рентгеновский толщиномер, размещенный с внешней стороны трубы в ее поперечном сечении по диаметральной оси рентгеновских излучателя и приемника, связанного электрически с устройством преобразования и запоминания информации приемника [Патент РФ N 2159408, кл. G01В 15/02, БИ N 32, 2000].
Такие устройства измерения толщины стенок как трубопроводов, так и их соединительных элементов типа отрезков в виде муфт широко внедрены в трубопрокатном производстве, однако их достоверность даже при широкополосном контроле, обеспечивающим рентгеновское просвечивание трубного элемента в полном поперечном сечении, низкая из-за того, что контроль осуществляется двойной стенки трубы, т.е. суммы двух противоположных стенок трубы, и если результат измерения выходит за допустимые пределы стандарта, то неизвестно какая из стенок соответствует стандарту, а какая не соответствует, или обе не соответствуют.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является устройство для измерения толщины стенки элемента трубы совмещенными преобразователями, например, пьезоэлектрическими, электромагнитно-акустическими или другими, содержащее элемент трубы, несколько измерительных преобразователей, ориентированные с его наружи в поперечном сечении но под разными диаметральными углами к элементу трубы, и по их показаниям судят о текущей толщине стенки элемента в этом сечении [Козлов В.Н., Самокрутов А.А., Шевалдыкин В.Г. и др. Корреляционный алгоритм измерения толщины при использовании совмещенных преобразователей. 3-я Международная конференция «Диагностика трубопроводов». М., - 2001 - с.158].
Это устройство позволяет устранить наличие «мертвой зоны» диапазона контроля толщины стенки в данном поперечном сечении
и повысить точность контроля, однако достоверность контроля текущей толщины стенки вдоль оси образующей поверхности трубного элемента так же недостаточная.
Сущность изобретения состоит в том, что в рентгеновское устройство измерения толщины стенки соединительных элементов трубопроводов, содержащем соединительный элемент, стапель, источник и приемник рентгеновского излучения, размещенные по разные стороны стенки элемента в его поперечном сечении и нормально друг к другу, введен подвижный силовой агрегат, а соединительный элемент с обеих сторон снабжен оправками в виде пробок, при этом одна из оправок связана кинематически с подвижным агрегатом, другая - шарнирно со стапелем с возможностью одновременного вращения элемента вокруг своей оси и поступательного движения вдоль этой оси.
Техническим результатом полезной модели является высокие функциональная возможность, обеспечивающая измерение переменной толщины стенки, и достоверность контроля толщины в любой точке поверхности соединительного элемента.
На фиг.1 показан фрагмент устройства контроля толщины стенки элемента, выполненного в виде муфты.
Устройство содержит соединительный элемент 1 выполненный, например, в виде муфты, стапель (на фиг. не показан), рентгеновский излучатель 2, размещенный снаружи (внутри) элемента 1, рентгеновский приемник 3 излучения, расположенный внутри (снаружи) элемента 1, подвижный силовой агрегат 4 и две одинаковые цилиндрические оправки 5 и 6, выполненные в виде пробок с проходной полостью для обеспечения энергетической связи внешних преобразующих узлов устройства с излучателем 2 (приемником 3).
Источник 2 и приемник 3 рентгеновского излучения размещены по разные стороны стенки элемента в его поперечном сечении и нормально друг к другу. При необходимости рентгеновские излучатель 2 и приемник 3 можно менять местами, в зависимости от их габаритов и внутреннего диаметра соединительного элемента.
Одна из оправок, например 5, связана кинематически с подвижным агрегатом 4, а другая оправка 6 связана со стапелем через шарниры 7 для обеспечения одновременного вращения элемента вокруг своей оси и поступательного его движения вдоль этой оси. Количество шарниров 7 должно быть не менее трех, размещенных симметрично вокруг диаметра оправки 6 в ее
поперечном сечении. С учетом опоры оправки 5, связанной с агрегатом 4, и шарнирной опоры оправки 6 обеспечивается стабилизация положения элемента 1 относительно продольной его оси. Хотя колебание элемента 1 по существу не оказывает влияния на метрологию процесса просвечивания рентгеновским потоком стенки элемента 1. Оправки 5, 6 вставлены во внутрь элемента 1 по посадке, обеспечивающей удержание элемента 1 в шарнирных опорах, на глубину, величина которой используется для механического сочленения (сварки) торца элемента 1 с трубопроводом.
Подвижный силовой агрегат 4 предназначен для придания вращательного и поступательного движения элементу 1, приводом которого может являться реверсивный двигатель, при этом длина оправки 6 не должна быть меньше длины элемента 1.
Оправки 5, 6 выполняют функции опорных и несущих узлов элемента 1, одна из которых, в нашем случае 6, является опорной и связана со стапелем через шарниры 7.
Необходимо отметить, что вместо вращения муфты вокруг своей оси по спирали возможен вариант, когда элемент 1 сначала вращают относительно своей оси в плоскости поперечного его сечения, затем элемент 1 перемещают вдоль своей продольной оси на заданный шаг и далее операции повторяются. Величина шага перемещения элемента 1 вдоль своей оси назначается в зависимости от диаметра луча потока (локальности потока) рентгеновского излучения с тем, чтобы исключить «мертвые зоны» (неконтролируемые зоны) на поверхности муфты, а скорость вращения элемента 1 назначается величиной, учитывающей инерционность детектирования и регистрации информационного потока рентгеновского излучения, т.е. меньше быстродействия операции контроля информации.
Устройство работает следующим образом.
Рентгеновский локальный источник 2 излучения размещают, например, снаружи элемента 1, а внутрь элемента 1 в этом же поперечном сечении на пути потока рентгеновского излучения размещают рентгеновский приемник 3 излучения, подают на них соответствующее напряжение питания. В приемнике 3 рентгеновский поток от источника 2 преобразуется в электрический сигнал, меняющийся в зависимости от толщины стенки элемента в точке пересечения рентгеновского потока с материалом стенки. С выхода приемника 3 фиксируют на регистраторе (на рисунке не
показан) электрический сигнал и по его значению в данной локальной точке стенки элемента 1 определяют толщину стенки.
Затем элемент 1 проворачивают вокруг своей оси и обеспечивают поступательно-прямолинейное перемещение с заданными скоростью и шагом, достаточными для исключения «мертвой зоны» стенки контроля. Затем полученную информацию обрабатывают, запоминают и по ней судят о текущей толщине стенки в любой точке исследуемой поверхности элемента. Эту процедуру осуществляют от торцевого сечения оправки 5 и до торцевого сечения оправки 6, погруженных в элемент 1.
Техническим результатом полезной модели является высокие функциональная возможность, обеспечивающая измерение переменной толщины стенки, и достоверность контроля толщины в любой точке поверхности соединительного элемента.