УСТРОЙСТВО ВНУТРИТРУБНОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ
DEVICE FOR IN-TUBE FLAW DETECTION

Заявляемое изобретение относится к области неразрушающего контроля трубопроводного транспорта, в частности к устройствам внутритрубной диагностики, и предназначено для пространственной привязки результатов их измерений, привязки координат обнаруженных дефектов к координатам земной поверхности.
Существуют опорные точки привязки в виде активных маркеров, которые фиксируют факт прохождения дефектоскопа мимо них. Пассивные маркеры представляют собой устройства, искусственно созданные на трубопроводе, которые хорошо определяются системой записи дефектоскопа. На месте заложения пассивных маркеров на поверхности земли устанавливают специальные метки с записью расстояния и номера маркера.
Известно устройство для определения места дефекта трубопровода, содержащее маркерные станции, установленные вдоль трубопровода, снаряд-дефектоскоп, причем маркерные станции содержат таймеры, а снаряд-дефектоскоп - высокостабильный таймер и измерители пройденного пути и текущего времени, при этом устройство дополнительно содержит блок синхронизации и хранения информации, синхровыход которого соединен с входом синхронизации таймера каждой маркерной станции, входом синхронизации высокостабильного таймера снаряда-дефектоскопа, а информационный вход блока синхронизации и хранения информации присоединен к информационному выходу маркерных станций (патент SU №1770750, МПК G01D 5/00, опубл. 23.10.1992. Устройство для определения места дефекта трубопровода).
Известное устройство требует размещения множества маркерных станций на поверхности земли над трубопроводом, что усложняет конструкцию и повышает стоимость работы, кроме того, устройство отличается повышенной вандалоуязвимостью и невысокой надежностью его работы.
Недостатком этого устройства является также невысокая точность определения географических координат трассы трубопровода в связи с тем, что они с нужной точностью определены только для мест установки маркерных станций и не определены для текущей координаты при движении дефектоскопа.
Известно также устройство привязки измерителя пройденного пути движущегося в трубопроводе транспортного средства с координатами опорной точки на трубопроводе, содержащее расположенные вне трубопровода в опорной точке последовательно соединенные передатчик и передающую магнитную антенну и расположенные на транспортном средстве последовательно соединенные приемную магнитную антенну, обнаружитель сигнала, формирователь маркерного импульса и блок записи, при этом в устройство введен магнитный обнаружитель транспортного средства, причем магнитный обнаружитель транспортного средства установлен вне трубопровода в опорной точке и его выход соединен с входом включения передатчика (патент SU №1327802, МПК G01S 5/16, опубл. 30.07.1987. Способ привязки движущегося в трубопроводе транспортного средства с координатами опорной точки на трубопроводе и устройство для его осуществления).
В данном устройстве магнитный обнаружитель генерирует сигнал в результате относительного движения магнитов, размещенных на приближающемся внутритрубном дефектоскопе. Чувствительность магнитного обнаружителя зависит от различных условий его применения, в частности от толщины и качества состава грунта над трубопроводом, качества изоляционного слоя трубопровода и влияния на него климатических условий, что приводит к снижению надежности работы устройства.
Для каждой опорной точки, размещенной над трубопроводом, требуется установка передатчика с антенной, требующего для своей работы независимого источника питания, что связано с усложнением устройства и удорожанием работы устройства привязки измерителя пройденного пути, особенно в условиях низких температур.
Многошаговое определение опорной точки, содержащее фиксирование приближающегося в трубопроводе дефектоскопа наземным магнитным обнаружителем и последующее включение передатчика с антенной, генерирующего магнитное поле для определения обнаружителем дефектоскопа, приводит к усложнению конструкции и работы устройства привязки измерителя пройденного пути.
Задача заявляемого технического решения заключается в упрощении устройства внутритрубной дефектоскопии и повышении его надежности.
Поставленная задача решается благодаря тому, что в устройстве внутритрубной дефектоскопии, содержащем маркерные накладки и дефектоскоп, снабженный модулем измерения толщины стенки трубопровода, маркерные накладки выполнены в виде изогнутых металлических пластин, закрепленных на поверхности трубопровода вдоль его продольной оси, с возможностью прилегания их внутренней поверхности к наружной поверхности трубопровода, при этом толщина маркерной накладки составляет ≥0,5 толщины стенки трубопровода.
Выполнение опорных точек привязки в виде пассивных маркерных накладок, закрепленных на поверхности трубопровода вдоль его продольной оси, и наличие дефектоскопа, снабженного модулем измерения толщины стенки трубопровода, обеспечивает точное и недорогое позиционирование внутритрубного дефектоскопа при его перемещении внутри трубопровода. Наличие модуля измерения толщины стенки трубопровода гарантирует надежное обнаружение опорных точек привязки, соответствующих определенным маркерным накладкам, и является простым решением для внутритрубной дефектоскопии.
Выполнение маркерных накладок в виде изогнутых металлических пластин, закрепленных на поверхности трубопровода с возможностью прилегания внутренней поверхности маркерных накладок к наружной поверхности трубопровода, и толщина которых составляет ≥0,5 толщины стенки трубопровода, обеспечивает гарантию фиксирования опорных точек привязки, соответствующих определенным маркерным накладкам, что ведет к упрощению пространственной привязки результатов внутритрубной дефектоскопии.
Толщина маркерных накладок ≥0,5 толщины стенки трубопровода является необходимым и достаточным условием для обнаружения внутритрубным дефектоскопом искусственно созданных локальных утолщений стенки трубопровода путем размещения на его поверхности маркерных накладок.
Таким образом, использование указанных пассивных маркерных накладок упрощает конструкцию, повышает ее надежность, а также снижает стоимость устройства при обеспечении требуемой точности пространственной привязки результатов дефектоскопии при движении дефектоскопа внутри трубопровода.
Наличие отличительных признаков в заявляемом техническом решении позволяет сделать вывод о его соответствии условию патентоспособности «новизна». Существенные признаки заявляемого изобретения, предопределяющие получение указанного технического результата, явным образом не следуют из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности «изобретательский уровень». Условие патентоспособности «промышленная применимость» подтверждена на примере конкретного осуществления.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где
на фиг. 1 - общий вид размещения маркерных накладок на трубопроводе и дефектоскопа внутри трубопровода;
на фиг. 2 - схема монтажа маркерной накладки на трубопроводе;
на фиг. 3 - маркерная накладка в аксонометрии;
на фиг. 4 - поперечный разрез трубы и маркерной накладки;
на фиг. 5 - поперечный разрез трубы и маркерной накладки на изоляционном покрытии трубы.
Устройство внутритрубной дефектоскопии содержит маркерные накладки в виде изогнутых пластин 1, размещенных на наружной поверхности трубопровода 2 вдоль его продольной оси, и дефектоскоп 3, проходящий внутри трубопровода 2 и снабженный модулем 4 измерения толщины стенки трубопровода 2. Маркерные накладки 1 закреплены на трубопроводе 2 таким образом, что их внутренняя поверхность прилегает к наружной поверхности трубопровода 2. Для требуемой точности привязки дефекта к координатам местности маркерные накладки размещают на поверхности трубопровода 2 вдоль его продольной оси регулярно на расстоянии 1,5÷2,0 км друг от друга, что обеспечивает точность определения координат дефекта с погрешностью ±2,0 м. Маркерные накладки 1 выполнены в виде изогнутых металлических пластин и имеют толщину ≥0,5 толщины стенки трубопровода, благодаря чему модуль 4 дефектоскопа 3 фиксирует утолщения стенки трубопровода 2, соответствующие определенным маркерным накладкам 1. При толщине накладок <0,5 толщины стенки трубопровода 2 не гарантируется обнаружение утолщения стенки трубопровода 2.
В данном варианте исполнения маркерные накладки 1 закреплены с помощью термоусаживающейся ленты 5. Для установки маркерных накладок 1 поверхность трубопровода 2 должна быть тщательно очищена от грунта, грязи и пыли, после чего устанавливают маркерную накладку 1 по месту, и газовой горелкой производят нагрев поверхностей изоляции трубы и маркерной накладки 1 в местах контакта с термоусаживающейся лентой 5 до температуры +90±5°С. Затем устанавливают ленты 5, предварительно подогрев слой клея лент 5 газовой горелкой, и прикатывают ленты 5 термостойким роликом. Срок службы рассматриваемой маркерной накладки 1 составляет 30 лет. Каждой маркерной накладке 1 соответствует определенная опорная точка с конкретными координатами привязки к местности.
При использовании современных средств неразрушающего контроля в виде профилемеров, магнитных или ультразвуковых дефектоскопов оптимальными являются маркерные накладки, имеющие форму изогнутых пластин 1, изготовленных из металла и закрепленных на поверхности трубопровода 2, имеющих толщину ≥0,5 толщины стенки трубопровода 2 и имеющих определенные размеры, например для трубопроводов диаметром 530÷1420 мм размеры прямоугольных пластин составляют 450×450 мм. При этом установленные маркерные изогнутые пластины 1 должны иметь акустический контакт с основным материалом трубопровода 2, то есть должны восприниматься средствами контроля трубопровода 2 как утолщение его стенки. При прокладке трубопроводов 2 координаты этих маркерных изогнутых пластин 1 фиксируются на местности с помощью спутниковой системы определения координат. При прохождении магнитного дефектоскопа внутри трубопровода 2 под маркерной изогнутой пластиной 1 его модуль определения толщины стенки трубы выявляет маркерные пластины 1 как утолщение стенки трубопровода и определяет тем самым координату привязки к местности.
Благодаря выполнению маркерных накладок в виде изогнутых металлических пластин, размещенных непосредственно на поверхности трубопровода вдоль его продольной оси таким образом, что их внутренняя поверхность прилегает к наружной поверхности трубопровода, а их толщина составляет ≥0,5 толщины стенки трубопровода, обеспечивается пространственная привязка к местности результатов внутритрубной дефектоскопии, упрощается устройство и повышается надежность его работы.