RU167815U1

RU167815U1 - Установка неразрушающего контроля труб

Info

Publication number: RU167815U1
Application number: RU2016135580U
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Щербаков; Андрей Васильевич Кириков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Нординкрафт Санкт-Петербург"
Priority date: 2016-09-01
Filing date: 2016-09-01
Publication date: 2017-01-10

Abstract

Использование: для неразрушающего контроля труб. Сущность полезной модели заключается в том, что установка неразрушающего контроля труб содержит портал, модули перемещения и вращения трубы и модули УЗК трубы, при этом на одном портале (балке) расположены модули контроля тела труб и модули контроля концов труб, на одной стороне портала расположен модуль контроля тела трубы, контролирующий половину тела трубы по длине (например, правую), и модуль контроля конца трубы, контролирующий конец трубы, находящийся вне зоны контроля половины тела трубы (соответственно левый конец), а на другой стороне портала расположен модуль контроля тела трубы, контролирующий оставшуюся половину тела трубы по длине (соответственно левую), и модуль контроля конца трубы, контролирующий конец трубы, находящийся вне зоны контроля оставшейся половины тела трубы (соответственно правый конец). Технический результат: обеспечение возможности минимизации времени контроля труб, а также сокращение производственных площадей, необходимых для размещения установки. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Полезная модель относится к области неразрушающего контроля, конкретно, к области ультразвукового контроля сварных швов труб.

Известен способ ультразвукового контроля труб, включающий заполнение иммерсионной ванны водой, при помощи, например, пьезоэлектрических преобразователей, перемещение труб через ванну, согласно которому поверхностный слой воды, заполняющий иммерсионную ванну и соприкасающийся с контролируемой поверхностью трубы, перемещают путем подачи в иммерсионную ванну дополнительно струи воды при помощи сопла, установленного эквидистантно поверхности контролируемой трубы, погруженное в воду до уровня поверхностного слоя воды, через которое подается в иммерсионную ванну вода по ходу движения трубы со скоростью V_в, превышающей скорость перемещения трубы V_тр и скорости V_н всех остальных слоев воды через иммерсионную ванну на всю ее глубину Н для исключения заполнения водой внутренней полости трубы. Известное устройство для ультразвукового контроля труб, содержащем иммерсионную ванну, механизм заполнения иммерсионной ванны водой и пьезоэлектрические преобразователи, содержит сопло, установленное эквидистантно поверхности контролируемой трубы, погруженное в воду до уровня поверхностного слоя воды, через которое дополнительно подается в иммерсионную ванну вода по ходу движения трубы со скоростью и давлением, достаточным для перемещения поверхностного слоя воды со скоростью V_в, превышающей скорость V_тр движения трубы через иммерсионную ванну и скорости V_м всех остальных слоев воды на всю глубину Н иммерсионной ванны для исключения заполнения водой внутренней полости трубы.

Недостатком известного способа является низкая производительность ультразвукового контроля, обусловленная низкой скоростью движения трубы в ванне, перемещаемой по поверхности воды [1].

Известна установка для ультразвукового контроля сварных труб, содержащая подвижно установленную на направляющих ходовую тележку с приводом, размещенный на ней подъемник, соединенную с подъемником подвеску с ультразвуковыми преобразователями, световыми указателями и краскоотметчиком дефектных участков, в которой, с целью снижения трудоемкости контроля сварных швов, подвеска выполнена в виде четырехзвенного шарнирного параллелограмма, закрепленных на расположенной в плоскости четырехзвенного шарнирного параллелограмма оси коромысел, установленных перпендикулярно к коромыслам с возможностью перемещения по ним щек, каждая из которых снабжена кронштейном с шарнирным креплением ультразвукового преобразователя и установленными симметрично оси ультразвукового преобразователя базирующими роликами

К недостатку известной установки следует отнести высокую сложность настройки ультразвуковых преобразователей для осуществления ультразвукового контроля торцов трубы и отсутствие надежной системы автоматического управления процессом контроля [2].

Известна ультразвуковая система с набором фазированных решеток и способ контроля спиралевидных сварных швов, предназначенный для контроля спиралевидных сварных швов в HSAW для всех стандартных типов дефектов за один проход сканирования, расположенных как на внутренней, так и на внешней поверхности трубы и исключения необходимости создания механической регулировки преобразователей в процессе сканирования. Способ включает в себя использование, по меньшей мере, одного линейного преобразователя, по крайней мере, одной пары преобразователей для сканирования продольных дефектов и, по меньшей мере, двух пар преобразователей для сканирования поперечных дефектов.

Известный способ состоит из следующих этапов:

a) с использованием, по меньшей мере, одного преобразователя (слой 1), расположенного над сварным швом и перекрывающего осевую линию трубы для контроля дефектов расслоения, которые расположены в сварном шве;

b) с использованием, по меньшей мере, двух пар преобразователей (слой 2), установленных параллельно оси трубы и размещенных на противоположных сторонах сварного шва таким образом, что позволяет обратить их лицом друг к другу и ориентировать на ту же самую общую область сварного шва одновременно для полного контроля стандартно известных типов продольных дефектов, расположенных на сварном шве;

c) с использованием, по меньшей мере, третьей и четвертой пар (слой 3), соответственно размещенных симметрично на противоположных сторонах шва таким образом, что позволяет соответствующие пары по принципу фокусировки обратить лицом друг к другу и ориентировать на ту же самую общую область сварного шва одновременно, для полного контроля стандартно известных типов продольных дефектов, расположенных на сварном шве, и где контроль осуществляется за один проход сканирования над спиралевидным сварным швом.

Кроме того, известен случай, по которому комплект преобразователей может перемещаться только вдоль сварного шва и фиксироваться в любых других направлениях, кроме параллели сварному шву.

Известна система преобразователей с фазированными решетками, которая предназначена для выполнения следующих задач:

а) для расчет удельного пути ультразвука, возникающего из отверстия на одном конце одного из третьей пары преобразователей, который достигает самой дальней стороны сварного шва, на которой, возможно, располагается один из поперечных дефектов, с возвращающимся лучом, который заканчивается на приемном отверстии преобразователя, путь звука включает в себя использование, по меньшей мере, одного механического угла и углов поворотов;

a) для оценки, находится ли возвращающийся луч в пределах заданного допуска расстояния;

b) для вычисления максимальной контролируемой ширины шва, которая должна быть больше чем заданная ширина шва по условиям контроля;

c) для определения эксплуатационных параметров, включая соответствующие позиции третьей или четвертой пары преобразователей, механического угла, углов поворота преобразователей для контроля поперечных дефектов.

К недостатку известного способа и известной системы преобразователей с фазированной решеткой относится относительная сложность автоматического управления процессом контроля при сканировании линейных сварных швов, параллельных оси трубы и необходимость особо точной симметричной установки (фокусировки) лицом друг к другу комплектов преобразователей для непрерывного сканирования одновременно с двух противоположных сторон сварного шва на всю его глубину. Данный недостаток усложняет процесс и препятствует максимальному увеличению производительности УЗК сварных прямолинейных швов на трубах [3].

Известен способ обнаружения приповерхностных дефектов в исследуемом образце, состоящем, по меньшей мере, частично из ферромагнитного материала, в котором объем теста испытуемого образца намагничивают и сканируют для обнаружения магнитных полей рассеяния, вызванные дефектами, а объем теста намагничивают магнитным постоянным полем и одновременно намагничивают переменным магнитным полем, наложенным на постоянном поле, в котором постоянное поле и переменное поле соединенные в объеме испытаний, взаимодействуют таким, что индуцированный магнитный поток, создаваемый постоянным полем и индуцированным магнитным потоком, создаваемым переменным полем имеют по существу одинаковую ориентацию, относительное движение производят между испытуемым образцом и магнитным постоянным полем, действующего на исследуемом образце, относительное движение имеет размерность относительной скорости, направленной по существу в направлении магнитных силовых линий, создаваемых постоянным полем тестируемом образце [4].

Известно устройство для осуществления способа, которое обнаруживает приповерхностные дефекты в исследуемом образце, состоящем, по меньшей мере, частично из ферромагнитного материала, содержащее: устройство намагничивания испытуемого образца, и по меньшей мере, один намагниченный полем, чувствительный тест-зонд, который обнаруживает магнитные утечки поля, вызванные дефектами, в котором устройство намагничивания содержит блок, создающий намагниченность, которая генерирует постоянное магнитное поле и блок намагничивания переменного поля, которое генерирует переменное магнитное поле, наложенное на постоянном поле в испытательном объеме, в котором постоянное поле и переменное поле взаимодействуют в испытательном объеме таким образом, что индуцированный магнитный поток, создаваемый постоянным полем и индукционным магнитным потоком, генерируемым переменным магнитным полем, имеют по существу одну и ту же ориентацию, относительное движение производится между испытуемым образцом и источником постоянного магнитного поля, действующем на испытуемый образец, относительное движение имеет вектор относительной скорости, направленного, по существу, в направлении магнитных силовых линий постоянного поля в пределах исследуемого образца [4].

Известно устройство, принятое за прототип, для неразрушающего контроля труб из ферромагнитной стали для обнаружения продольных, поперечных или наклонных дефектов с использованием методики испытаний в магнитном поле, содержащее: намагничивающее ярмо, которое наводит магнитный бесконтактный поток в трубе, по меньшей мере, два магнитных чувствительных сканирующих зонда, имеющие датчики GMR, в которых датчики GMR объединены в, по меньшей мере, в две группы массивов датчиков, группы электрически соединены параллельно, предварительный усилитель, подключенный к каждому группе датчиков и блок обработки, в котором датчики различных групп датчиков расположены последовательно в направлении тестирования и с взаимным смещением друг к другу, перпендикулярного к направлению теста таким образом, что, по меньшей мере, один датчик из массива одной группы датчиков перекрывается в тестовом направлении с датчиком GMR в массиве другой группы датчиков, при этом, по меньшей мере, два датчика массивов расположены на вершине друг от друга в радиальном направлении трубы, так, что датчики GMR разных массивов, по меньшей мере, двух массивов, имеют различные расстояния от поверхности трубы, а датчики одного из, по меньшей мере, двух массивов датчиков перекрываются с датчиками другого из, по меньшей мере, двух массивов датчиков [5].

К недостатку устройств по [4, 5] относится невозможность неразрушающего контроля торцов трубы и недостаточно высокая производительность УЗК труб, перемещающихся в потоке с высокой скоростью в производственных условиях.

Целью создания полезной модели является такое техническое решение, которое позволяет минимизировать время контроля труб и сократить производственные площади, необходимые для размещения установки, за счет уменьшения ее габаритов путем рационального расположения модулей контроля труб.

Указанная цель достигается тем, что в установке неразрушающего контроля труб, содержащей портал, модули перемещения и вращения трубы и модули УЗК трубы, на одном портале (балке) расположены модули контроля тела труб и модули контроля концов труб, на одной стороне портала расположен модуль контроля тела трубы, контролирующий половину тела трубы по длине (например, правую), и модуль контроля конца трубы, контролирующий конец трубы, находящийся вне зоны контроля половины тела трубы (соответственно левый конец), а на другой стороне портала расположен модуль контроля тела трубы, контролирующий оставшуюся половину тела трубы по длине (соответственно левую), и модуль контроля конца трубы, контролирующий конец трубы, находящийся вне зоны контроля оставшейся половины тела трубы (соответственно правый конец).

Кроме того, контроль тела и концов трубы производится всего на двух позициях I и II контроля, при контроле трубы, направления и зоны перемещения модуля контроля тела трубы и модуля контроля концов трубы не пересекаются, зоны контроля тела трубы при перемещении трубы из положения I в положение II перекрывают друг друга на величину перекрытия Δ.

Рисунки:

Фиг. 1 - схема установки - план.

Фиг. 2 - схема контроля трубы в положении I, вид В.

Фиг. 3 - схема контроля трубы в положении II, вид С.

Фиг. 4 - схема портала с трубой, положения I и II, вид А.

Обозначения позиций на рисунках:

1. Портал

2. Контролируемая труба

3. Модуль контроля тела трубы правый

4. Модуль контроля конца трубы левый

5. Модуль контроля тела трубы левый

6. Модуль контроля конца трубы правый

7. Направление и зона перемещения модуля контроля тела трубы правого

8. Зона контроля тела трубы модулем контроля тела трубы правым

9. Направление и зона перемещения модуля контроля тела трубы левого

10. Зона контроля тела трубы модулем контроля тела трубы левым

11. Направление и зона перемещения модуля контроля конца трубы левого

12. 3она контроля концов трубы модулем контроля конца трубы левым

13. Направление и зона перемещения модуля контроля конца трубы правого

14. 3она контроля конца трубы модулем контроля тела трубы правым

15. Модуль вращения трубы

16. Модуль вращения трубы

Описание конструкции, принцип действия полезной модели (фиг. 1 - фиг. 4)

Установка неразрушающего контроля труб содержит на одном портале 1 (балке) модули контроля 3, 5 тела трубы и модули 4, 6 контроля концов трубы 2, на одной стороне портала 1 расположен модуль 3 контроля тела трубы 2, контролирующий половину тела трубы 2 по длине 8 (например, правую) и модуль контроля 4, 12 конца трубы 2, контролирующий конец трубы 2, находящийся вне зоны контроля 8 половины тела трубы 2 (соответственно левый конец), а на другой стороне портала расположен модуль 5 контроля тела трубы 2, контролирующий оставшуюся половину тела трубы 2 по длине 10 (соответственно левую), и модуль контроля 6, 14 конца трубы 2, контролирующий конец трубы 2, находящийся вне зоны 10 контроля оставшейся половины тела трубы 2 (соответственно правый конец), кроме того, контроль тела и концов трубы 2 производится всего на двух позициях (I и II) контроля, при контроле трубы 2 направления и зоны 7, 11 и 9, 13 перемещений модулей 3, 4 контроля тела трубы 2 и модулей контроля 5, 6 конца трубы 2 не пересекаются, в процессе контроля при перемещении из положения I в положение II зоны 8, 10 перекрывают друг друга на величину перекрытия Δ. Труба вращается на модулях 15, 16. Сначала осуществляется контроль тела и конца одной половины трубы, потом та же труба перемещается на другую сторону портала и осуществляется контроль тела и конца трубы оставшейся половины трубы. То есть, контроль трубы осуществляется всего на двух позициях.

Предложенное расположение модулей 3, 5 и 4, 6 и описанный выше процесс контроля труб позволяет минимизировать время контроля труб и сократить производственные площади, необходимые для размещения установки.

Источники информации

1. Патент РФ №2488814

2. Патент РФ №2008666

3. Патент США №9032802

4. Патент США №8816681

5. Патент США №8344725

Claims

1. Установка неразрушающего контроля труб, содержащая портал, модули перемещения и вращения трубы и модули УЗК трубы, отличающаяся тем, что на одном портале (балке) расположены модули контроля тела труб и модули контроля концов труб, на одной стороне портала расположен модуль контроля тела трубы, контролирующий половину тела трубы по длине (например, правую), и модуль контроля конца трубы, контролирующий конец трубы, находящийся вне зоны контроля половины тела трубы (соответственно левый конец), а на другой стороне портала расположен модуль контроля тела трубы, контролирующий оставшуюся половину тела трубы по длине (соответственно левую), и модуль контроля конца трубы, контролирующий конец трубы, находящийся вне зоны контроля оставшейся половины тела трубы (соответственно правый конец).

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что контроль тела и концов трубы производится всего на двух позициях I и II контроля.

3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что при контроле трубы, направления и зоны перемещений модулей контроля тела трубы, и модулей контроля конца трубы не пересекаются.

4. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что зоны контроля тела трубы при перемещении трубы из положения I в положение II перекрывают друг друга на величину перекрытия Δ.