RU2670194C1 - Способ электромагнитной дефектоскопии трубы и устройство для этого - Google Patents
Способ электромагнитной дефектоскопии трубы и устройство для этого Download PDFInfo
- Publication number
- RU2670194C1 RU2670194C1 RU2018104142A RU2018104142A RU2670194C1 RU 2670194 C1 RU2670194 C1 RU 2670194C1 RU 2018104142 A RU2018104142 A RU 2018104142A RU 2018104142 A RU2018104142 A RU 2018104142A RU 2670194 C1 RU2670194 C1 RU 2670194C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe
- magnetic field
- angle
- axis
- degrees
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title abstract description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims abstract description 24
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 23
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 5
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims 1
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
- G01N27/82—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
- G01N27/90—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws using eddy currents
- G01N27/9013—Arrangements for scanning
- G01N27/9026—Arrangements for scanning by moving the material
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Abstract
Группа изобретений относится к области неразрушающего контроля изделий и может быть использована для дефектоскопии труб. Сущность изобретений заключается в том, что трубе придают вращательно-поступательное движение, намагничивают продольными и поперечным полями одновременно в двух местах трубы так, чтобы результирующий вектор магнитного поля был направлен в одном месте под углом 30-40 градусов относительно вертикальной плоскости, в которой расположена ось трубы, а в другом - под углом 50-60 градусов. В каждом из этих мест над поверхностью трубы располагают магниточувствительный датчик так, чтобы ось его максимальной чувствительности совпала с направлением результирующего вектора магнитного поля. Производят сканирование электромагнитного поля магниточувствительными датчиками, после чего создают эталонную базу магнитограмм различных стандартных дефектов трубы и производят сравнение с результатами, полученными на диагностируемой трубе, и по наименьшему отклонению, определяемому методом наименьших квадратов, судят о дефекте. Технический результат – повышение достоверности и информативности контроля. 2 н.п. ф-лы, 7 ил.
Description
Изобретение относится к области неразрушающего контроля изделий и может быть использовано для дефектоскопии труб.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому способу является способ электромагнитной дефектоскопии трубы, заключающийся в том, что трубу намагничивают, придают ей вращательно-поступательное движение и производят сканирование электромагнитного поля магниточувствительным датчиком по полученным магнитограммам трубы судят о характеристиках и месте расположения дефектов, (см. патент RU №2247977, опубл. 10.03.2005).
Недостатками его являются недостаточные достоверность и информативность контроля.
Технической задачей предлагаемого способа является повышение достоверности и информативности контроля.
Для этого предлагается способ электромагнитной дефектоскопии трубы, заключающийся в том, что трубу намагничивают, придают ей вращательно-поступательное движение, производят сканирование электромагнитного поля магниточувствительным датчиком и по полученным магнитограммам трубы судят о характеристиках и месте расположения дефектов, при этом трубу намагничивают продольными и поперечным полями одновременно в двух местах трубы так, чтобы результирующий вектор магнитного поля был направлен в одном месте под углом 30-40 градусов относительно вертикальной плоскости в которой расположена ось трубы, а в другом- под углом 50-60 градусов, при этом в каждом из этих мест над поверхностью трубы располагают магниточувствительный датчик так, что ось его максимальной чувствительности совпал с направлением результирующего вектора магнитного поля, после чего создают эталонную базу магнитограмм различных стандартных дефектов трубы и производят сравнение с результатами полученными на диагностируемой трубе и по наименьшему отклонению, определяемому методом наименьших квадратов судят о дефекте. Отличительной особенность предлагаемого способа является то, что трубу намагничивают продольными и поперечным полями одновременно в двух местах трубы так, чтобы результирующий вектор магнитного поля был направлен в одном месте под углом 30-40 градусов относительно вертикальной плоскости в которой расположена ось трубы, а в другом- под углом 50-60 градусов, при этом в каждом из этих мест над поверхностью трубы располагают магниточувствительный датчик так, что ось его максимальной чувствительности совпал с направлением результирующего вектора магнитного поля, после чего создают эталонную базу магнитограмм различных стандартных дефектов трубы и производят сравнение с результатами, полученными на диагностируемой трубе и по наименьшему отклонению, определяемому методом наименьших квадратов судят о дефекте.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству является
установка для дефектоскопии трубы, содержащая устройство для перемещения трубы, устройство намагничивания трубы и устройство сканирования (см. патент RU №2494249, опубл. 27.09.2013).
Недостатком его является недостаточная точность, достоверность и информативность контроля.
Технической задачей предлагаемого способа является повышение точности, достоверности и информативности контроля
Для этого установка для дефектоскопии трубы, содержит устройство для перемещения трубы, устройство намагничивания трубы и устройство сканирования, причем устройство намагничивания трубы содержит два приспособления, каждое из которых содержит два электромагнита в виде соленоидов охватывающих трубу, два поперечных электромагнита установленных в промежутке между соленоидами и магниточувствительный датчик, причем результирующий вектор магнитного поля одного приспособления направлен под углом 30-40 градусов относительно вертикальной плоскости, в которой расположена ось трубы, а другого - под углом 50-60 градусов к такой же плоскости, а каждый магниточувствительный датчик, выполнен в виде кассеты с магнитно-резистивными элементами внутри него, при этом магнитно-резистивные элементы расположены на расстоянии 2-7 мм от трубы соединены между собой по мостовой схеме и установлены так, что ось наибольшей чувствительности всего магниточувствительного датчика совпадала с результирующим вектором магнитного поля соответствующего приспособления.
Отличительной особенностью предлагаемого технического устройства является то, что устройство намагничивания трубы содержит два приспособления, каждое из которых содержит два электромагнита в виде соленоидов охватывающих трубу, два поперечных электромагнита установленных в промежутке между соленоидами и магниточувствительный датчик, причем результирующий вектор магнитного поля одного приспособления направлен под углом 30-40 градусов относительно вертикальной плоскости, в которой расположена ось трубы, а другого - под углом 50-60 градусов к такой же плоскости, а каждый магниточувствительный датчик, выполнен в виде кассеты с магнитно-резистивными элементами внутри него, при этом магнитно-резистивные элементы расположены на расстоянии 2-7 мм от трубы соединены между собой по мостовой схеме и установлены так, что ось наибольшей чувствительности всего магниточувствительного датчика совпадала с результирующим вектором магнитного поля соответствующего приспособления.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена схема расположения электромагнитов, на фиг. 2 - схема расположения магнитно-резистивных элементов в приспособлении с результирующим вектором магнитного поля, направленным под углом 30-40 градусов, на фиг. 3 - схема расположения магнитно-резистивных элементов в приспособлении с результирующем вектором магнитного поля направленным под углом 50-60 градусов, на фиг. 4 - магнитограмма стандартных дефектов трубы, на фиг. 5, 6, 7 - магнитограммы труб с дефектами.
Установка для дефектоскопии трубы содержит устройство для перемещения трубы, устройство намагничивания трубы и устройство сканирования. Устройство намагничивания трубы содержит два приспособления, каждое из которых содержит два электромагнита в виде соленоидов 1, 2 (3, 4) охватывающих трубу 5, два поперечных электромагнита 6, 7 (8, 9) установленных в промежутке между соленоидами 1 и 2, а также 3, 4 и магниточувствительный датчик 10, (11), причем результирующий вектор магнитного поля одного приспособления направлен под углом α=30-40 градусов относительно вертикальной плоскости, в которой расположена ось трубы, (что позволяет с большей точностью фиксировать дефекты, ориентированные вдоль трубы) а другого - под углом γ=50-60 градусов к такой же плоскости, (что позволяет увеличить точность определения дефектов ориентированных поперек трубы), а каждый магниточувствительный датчик, выполнен в виде кассеты с магнитно-резистивными элементами 12 внутри него. Магнитно-резистивные элементы 12 расположены на расстоянии 2-7 мм от трубы 5, соединены между собой по мостовой схеме и установлены так, что ось наибольшей чувствительности всего магниточувствительного датчика совпадала с результирующим вектором магнитного поля соответствующего приспособления.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
С помощью электромагнитов 1, 2, 3, 4. 6, 7, 8, 9 трубу 5 намагничивают, придают ей вращательно-поступательное движение, производят сканирование электромагнитного поля магниточувствительным датчиками 10, 11 и по полученным магнитограммам трубы судят о характеристиках и месте расположения дефектов. При этом трубу 5 намагничивают продольными и поперечным полями одновременно в двух местах трубы отстоящих друг от друга на расстоянии L не менее 500 мм так, чтобы результирующий вектор магнитного поля был направлен в одном месте под углом α 30-40 градусов относительно вертикальной плоскости в которой расположена ось трубы, а в другом - под углом γ 50-60 градусов, при этом в каждом из этих мест над поверхностью трубы 5 располагают магниточувствительный датчик 10, 11 так, что ось его максимальной чувствительности совпал с направлением результирующего вектора магнитного поля, после чего создают эталонную базу магнитограмм различных стандартных дефектов трубы и производят сравнение с результатами, полученными на диагностируемой трубе и по наименьшему отклонению, определяемому методом наименьших квадратов судят о дефекте.
Пример
Разворот и установку вектора электромагнитного поля на заданный градус производили путем индивидуального регулирования токов в электромагнитах, создающих продольное и поперечное поля. Количество датчиков определялось их размерами и требуемой шириной полосы детектирования. Магнитно-резистивные элементы были сгруппированы по 4 в мостовую схему. Такое подключение требуется, исходя из электрических свойств магнитно-резистивных элементов.
/Magnetic and electromagnetic methods. A magnetic Scanner Based on Residual Magnetization Used for Testing Ferromagnetic Articles. O.A. Bulychev and A.S. Shleenkov. July 19. 2007 p/113-116./
Насосно-компрессорную трубу (HKT) диаметром 73 мм перемещали со скоростью поступательного движения 0,4 м/с и угловой скоростью 2 об/с, при этом производили намагничивание трубы в электромагнитном поле. Результирующее магнитное поле в зоне работы магниточувствительных датчиков: 1,26 мкТл.
Полученные магнитограммы сравнивали с магнитограммами полученным путем сканирования образцов с заданными стандартными дефектами и при достижении предельных отклонений производили маркировку участков трубы с такими отклонениями с сортировкой по классам годности.
На фиг. 4 представлена магнитограмма стандартных дефектов трубы, (показания магниточувствительный датчиков 10 и 11 объединены в один график). На образце дефекты трубы были последовательно нанесены слева направо через равные промежутки равные 700 мм:
- поперечный пропил (в диаметральной плоскости) на внешней стороне трубы длиной 50 мм, шириной 1 мм и глубиной 1 мм;
- поперечный пропил длиной 50 мм, шириной 1 мм и глубиной 0,8 мм;
- поперечный пропил длиной 50 мм, шириной 1 мм и глубиной 0,7 мм;
- продольный пропил длиной 50 мм, шириной 1 мм и глубиной 1 мм;
- продольный пропил длиной 50 мм, шириной 1 мм и глубиной 0,8 мм;
- продольный пропил длиной 50 мм, шириной 1 мм и глубиной 0,7 мм;
- сквозное отверстие в стенке трубы диаметром 3 мм;
- сквозное отверстие в стенке трубы диаметром 2 мм;
- сквозное отверстие в стенке трубы диаметром 1,6 мм.
На фиг. 5, 6, 7 представлены магнитограммы труб с дефектами. На фиг. 5 дефекты расположены по всей длине трубы и выходят за допустимые пределы отклонений.
На фиг. 6 дефекты расположены участками и также выходят за допустимый предел отклонения. На фиг. 7 дефекты локальные, выходящие за допустимый предел отклонения.
Claims (2)
1. Способ электромагнитной дефектоскопии трубы, заключающийся в том, что трубу намагничивают, придают ей вращательно-поступательное движение и производят сканирование электромагнитного поля магниточувствительным датчиком, по полученным магнитограммам трубы судят о характеристиках и месте расположения дефектов, отличающийся тем, что трубу намагничивают продольными и поперечным полями одновременно в двух местах трубы так, чтобы результирующий вектор магнитного поля был направлен в одном месте под углом 30-40 градусов относительно вертикальной плоскости, в которой расположена ось трубы, а в другом - под углом 50-60 градусов, при этом в каждом из этих мест над поверхностью трубы располагают магниточувствительный датчик так, чтобы ось его максимальной чувствительности совпала с направлением результирующего вектора магнитного поля, после чего создают эталонную базу магнитограмм различных стандартных дефектов трубы и производят сравнение с результатами, полученными на диагностируемой трубе, и по наименьшему отклонению, определяемому методом наименьших квадратов, судят о дефекте.
2. Установка для дефектоскопии трубы, содержащая устройство для перемещения трубы, устройство намагничивания трубы и устройство сканирования, отличающаяся тем, что устройство намагничивания трубы содержит два приспособления, каждое из которых содержит два электромагнита в виде соленоидов, охватывающих трубу, два поперечных электромагнита, установленных в промежутке между соленоидами, и магниточувствительный датчик, причем результирующий вектор магнитного поля одного приспособления направлен под углом 30-40 градусов относительно вертикальной плоскости, в которой расположена ось трубы, а другого - под углом 50-60 градусов к такой же плоскости, а каждый магниточувствительный датчик, выполнен в виде кассеты с магнитно-резистивными элементами внутри него, при этом магнитно-резистивные элементы расположены на расстоянии 2-7 мм от трубы, соединены между собой по мостовой схеме и установлены так, чтобы ось наибольшей чувствительности всего магниточувствительного датчика совпадала с результирующим вектором магнитного поля соответствующего приспособления.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018104142A RU2670194C1 (ru) | 2018-02-02 | 2018-02-02 | Способ электромагнитной дефектоскопии трубы и устройство для этого |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018104142A RU2670194C1 (ru) | 2018-02-02 | 2018-02-02 | Способ электромагнитной дефектоскопии трубы и устройство для этого |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2670194C1 true RU2670194C1 (ru) | 2018-10-18 |
Family
ID=63862280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018104142A RU2670194C1 (ru) | 2018-02-02 | 2018-02-02 | Способ электромагнитной дефектоскопии трубы и устройство для этого |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2670194C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2756606C2 (ru) * | 2020-01-31 | 2021-10-04 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Устройство для создания низкочастотного магнитного поля |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1244575A1 (ru) * | 1984-11-13 | 1986-07-15 | Предприятие П/Я А-3680 | Магнитный дефектоскоп |
| RU2247977C1 (ru) * | 2004-01-26 | 2005-03-10 | ЗАО "Научно-исследовательский институт интроскопии (НИИН) Московского научно-производственного объединения "Спектр" | Способ электромагнитной дефектоскопии ферромагнитных труб |
| RU2494249C2 (ru) * | 2010-10-11 | 2013-09-27 | Анатолий Николаевич Наянзин | Способ электромагнитной дефектоскопии стальных труб |
| US20160231277A1 (en) * | 2013-09-20 | 2016-08-11 | Rosen Swiss Ag | Method for the contactless determination of a mechanical-technological characteristic variable of ferromagnetic metals, and also apparatus for said method |
-
2018
- 2018-02-02 RU RU2018104142A patent/RU2670194C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1244575A1 (ru) * | 1984-11-13 | 1986-07-15 | Предприятие П/Я А-3680 | Магнитный дефектоскоп |
| RU2247977C1 (ru) * | 2004-01-26 | 2005-03-10 | ЗАО "Научно-исследовательский институт интроскопии (НИИН) Московского научно-производственного объединения "Спектр" | Способ электромагнитной дефектоскопии ферромагнитных труб |
| RU2494249C2 (ru) * | 2010-10-11 | 2013-09-27 | Анатолий Николаевич Наянзин | Способ электромагнитной дефектоскопии стальных труб |
| US20160231277A1 (en) * | 2013-09-20 | 2016-08-11 | Rosen Swiss Ag | Method for the contactless determination of a mechanical-technological characteristic variable of ferromagnetic metals, and also apparatus for said method |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2756606C2 (ru) * | 2020-01-31 | 2021-10-04 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Устройство для создания низкочастотного магнитного поля |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Liu et al. | The axial crack testing model for long distance oil-gas pipeline based on magnetic flux leakage internal inspection method | |
| Dutta et al. | Simulation and analysis of 3-D magnetic flux leakage | |
| Zhao et al. | Uniaxial ACFM detection system for metal crack size estimation using magnetic signature waveform analysis | |
| Suresh et al. | Development of magnetic flux leakage measuring system for detection of defect in small diameter steam generator tube | |
| Zhang et al. | Quantitative method for detecting internal and surface defects in wire rope | |
| US20120109565A1 (en) | Leakage magnetic flux flaw inspection method and device | |
| JP4975142B2 (ja) | 渦流計測用センサ及び渦流計測方法 | |
| US20040041560A1 (en) | Method, system and apparatus for ferromagnetic wall monitoring | |
| Ge et al. | Analysis of signals for inclined crack detection through alternating current field measurement with a U-shaped probe | |
| CN103238064B (zh) | 淬火深度测定方法以及淬火深度测定装置 | |
| Deng et al. | A permeability-measuring magnetic flux leakage method for inner surface crack in thick-walled steel pipe | |
| CN106770636A (zh) | 一种针对管道缺陷检测的磁力传动式阵列涡流探头及方法 | |
| Xiucheng et al. | Design of Tunnel Magnetoresistive‐Based Circular MFL Sensor Array for the Detection of Flaws in Steel Wire Rope | |
| Aguila-Muñoz et al. | A magnetic perturbation GMR-based probe for the nondestructive evaluation of surface cracks in ferromagnetic steels | |
| RU2670194C1 (ru) | Способ электромагнитной дефектоскопии трубы и устройство для этого | |
| Pasha et al. | A pipeline inspection gauge based on low cost magnetic flux leakage sensing magnetometers for non-destructive testing of pipelines | |
| JPH0335624B2 (ru) | ||
| Jian et al. | Lightweight, high performance detection method of pipeline defects through compact off-axis magnetization and sensing | |
| Dolapchiev | A new eddy current surface probe with perpendicular coils | |
| JP2016197085A (ja) | 磁気探傷方法 | |
| Ge et al. | New parameters for the ACFM inspection of different materials | |
| RU2587695C1 (ru) | Магнитный дефектоскоп для обнаружения дефектов в сварных швах | |
| Simpson | Eddy-current inspection | |
| JP2015078942A (ja) | 漏洩磁束探傷装置 | |
| Huang et al. | Signal characteristics of circular induction coil influenced by scanning spatial location in MFL |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200203 |