RU119885U1 - Магнитный дефектоскоп для обнаружения поверхностных дефектов трубопроводов - Google Patents
Магнитный дефектоскоп для обнаружения поверхностных дефектов трубопроводов Download PDFInfo
- Publication number
- RU119885U1 RU119885U1 RU2011143498/28U RU2011143498U RU119885U1 RU 119885 U1 RU119885 U1 RU 119885U1 RU 2011143498/28 U RU2011143498/28 U RU 2011143498/28U RU 2011143498 U RU2011143498 U RU 2011143498U RU 119885 U1 RU119885 U1 RU 119885U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic
- wheels
- magnetic field
- control
- permanent magnets
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Abstract
1. Магнитный дефектоскоп для обнаружения поверхностных дефектов трубопроводов, содержащий четырехколесное шасси с несущей рамой, снабженное электроприводом из шаговых электродвигателей, которые кинематически связаны с колесами, а электрически - через блок управления шаговыми двигателями с источником питания, закрепленные на раме магнитную систему, строчный преобразователь магнитного поля, управляющий электронный блок и видеоконтрольное устройство, отличающийся тем, что магнитная система выполнена в виде двух постоянных магнитов с зазором 10-20 мм между ними и укрепленных на расстоянии 10-20 мм от опорной поверхности колес, при этом постоянные магниты укреплены так, что направление их намагниченности перпендикулярно опорной поверхности колес, магниты выполнены из материала NdFeB, длина магнитной системы выбирается равной ширине строчного преобразователя магнитного поля, а ширина и высота магнитной системы - менее 40 мм для того, чтобы величина магнитной индукции между магнитами и опорной поверхностью колес не превышала 1 Тл, строчный преобразователь магнитного поля содержит линейку датчиков Холла, которые измеряют нормальную составляющую магнитного поля рассеяния, подпружиненных к поверхности трубопровода и одновременно фиксируемых в центре зазора между постоянными магнитами с помощью упругих ласт, при этом информационные выходы датчиков Холла соединены с информационными входами управляющего электронного блока, управляющие выходы которого соединены с управляющими входами блока управления шаговыми двигателями, а информационные выходы соединены с информационными входами видеоконтрольного устройс
Description
Полезная модель относится к области неразрушающего контроля ферромагнитных объектов и может быть использована при наружной дефектоскопии газо - и нефтепроводов.
Контроль состояния труб магистральных трубопроводов становится все более актуальным в связи с увеличением протяженности трубопроводного транспорта и его старением. Особую значимость в настоящее время в условиях увеличения сроков эксплуатации газопроводов, роста числа аварийных ситуаций приобретает разработка и освоение современных методов и средств диагностирования.
Достоверная диагностика позволяет оценить техническое состояние подземных трубопроводов, определить безопасные технологические режимы их функционирования, установить необходимость и очередность вывода участков трубопроводов в ремонт, а также прогнозировать их остаточный ресурс.
Важной задачей для магнитного диагностирования трубопроводов является разработка устройств для наружного обследования, позволяющих визуализировать магнитные поля рассеяния от дефектов, определять характер, форму и ориентацию дефектов в трубопроводе, измерять их геометрические параметры: длину, глубину и раскрытие.
Известно устройство для наружного неразрушающего контроля стенок труб [патент РФ 2402760], управляемое самоходное шасси, содержащее тележку с несущей рамой, колесную ходовую подвеску, электрический ходовой привод и автономный источник энергии. На раме смонтированы одометр, датчики средств неразрушающего контроля, выполненные в виде вихретоковых преобразователей, устройство сбора информации с датчиков, бортовой компьютер, средства беспроводной передачи информации. Устройство работает следующим образом. Дефектоскоп сканирует наружную поверхность трубы группой вихретоковых датчиков и удерживается на поверхности трубы благодаря тросу, охватывающему трубу и подпружиненным прижимным роликом, закрепленным на верхней стороне дефектоскопа. Информация о координатах предполагаемых дефектов и их величине из бортового компьютера передается по радиоканалу в переносный компьютер для контроля оператором.
К недостаткам данного устройства можно отнести то, что вихретоковые датчики хорошо обнаруживают трещины, но обладают плохой чувствительностью к остальным видам дефектов (например, к коррозии) и недостаточной точностью при определении геометрических параметров дефектов. Также вследствие того, что устройство удерживается на поверхности трубы благодаря тросу, охватывающему трубу, нет возможности проводить сканирование наружной поверхности трубы в случае, когда труба лежит, к примеру, на поверхности бетонных блоков, что создает дополнительные трудности при эксплуатации данного устройства.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является устройство для обнаружения поверхностных дефектов - электронно-механический магнитный ортограф, содержащий четырехколесное шасси с несущей рамой, снабженное электроприводом, содержащим шаговые электродвигатели кинематически связанные с колесами [патент РФ 2115114].
На раме закреплены магнитная система, строчный преобразователь магнитного поля, управляющий электронный блок, блок управления шаговыми двигателями, видеоконтрольное устройство и источник питания, представляющий собой аккумуляторную батарею. Магнитная система включает П-образный электромагнит.
Магнитный ортограф устанавливают на поверхности объекта контроля, при этом, между полюсами магнитной системы и объектом контроля сохраняется зазор. Устройство перемещается по поверхности объекта шаговыми двигателями, кинематически связанными с колесами. Расстояние перемещения задается управляющим электронным блоком, который задает необходимые параметры и координаты блоку управления шаговыми двигателями. Управление ортографом осуществляется оператором с пульта управления. Данные измерения отображаются видеоконтрольным устройством.
П-образный электромагнит создает тангенциальное магнитное поле. Во время сканирования строчный преобразователь магнитного поля измеряет топографию магнитных полей рассеяния от дефектов. По топографии магнитного поля восстанавливают форму и глубину дефектов с помощью различных методов решения обратной задачи магнитостатики.
При тангенциальном намагничивании амплитуда полей рассеяния от дефектов зависит как от глубины, так и от формы дефекта, что существенно снижает точность определения глубины и формы дефекта по топографии полей рассеяния с помощью решения обратной задачи магнитостатики. Решение обратной задачи магнитостатики при данной геометрии намагничивающего поля приводит к существенному снижению точности при восстановлении глубины и формы дефектов. Также при тангенциальном намагничивании необходимо проводить сканирование в двух направлениях для определения продольных и поперечных дефектов.
Кроме того, к недостаткам данного устройства можно отнести большое потребление им энергии и большую массу самого устройства
В основу полезной модели положена задача увеличения точности определения глубины и формы дефекта и расширения его функциональных возможностей за счет создания магнитного поля, направленного перпендикулярно исследуемой поверхности, при снижении массы устройства и потребления им электроэнергии.
Поставленная задача решается тем, что в магнитном дефектоскопе для обнаружения поверхностных дефектов трубопроводов, содержащем четырехколесное шасси с несущей рамой, снабженное электроприводом из шаговых электродвигателей, которые кинематически связанны с колесами, а электрически - через блок управления шаговыми двигателями с источником питания, закрепленные на раме магнитную систему, строчный преобразователь магнитного поля, управляющий электронный блок и видеоконтрольное устройство, согласно полезной модели, магнитная система выполнена в виде двух постоянных магнитов с зазором 10-20 мм между ними и укрепленных на расстоянии 10-20 мм от опорной поверхности колес, при этом постоянные магниты укреплены так, что направление их намагниченности перпендикулярно опорной поверхности колес. Магниты выполнены из материала NdFeB, длина магнитной системы выбирается равной ширине строчного преобразователя магнитного поля, а ширина и высота магнитной системы - менее 40 мм для того, чтобы величина магнитной индукции между магнитами и опорной поверхностью колес не превышала 1 Тл. Строчный преобразователь магнитного поля содержит линейку датчиков Холла, которые измеряют нормальную составляющую магнитного поля рассеяния, подпружиненных к поверхности трубопровода и одновременно фиксируемых в центре зазора между постоянными магнитами с помощью упругих ласт. Информационные выходы датчиков Холла соединены с информационными входами управляющего электронного блока, управляющие выходы которого соединены с управляющим входами блока управления шаговыми двигателями, а информационные выходы соединены с информационными входами видеоконтрольного устройства.
При этом магнитный дефектоскоп может быть снабжен одометром, соединенным с управляющим электронным блоком, и установленным на раме с помощью телескопической упругой штанги.
Физическая сущность измерительных процессов заявляемого устройства заключается в том, что выбранное расположение постоянных магнитов и направление их намагниченности в устройстве при расположении устройства на поверхности трубы обеспечивает нормальное намагничивание стенки трубопровода индукцией менее 1 Тл. При этом поверхность последнего становится эквипотенциальной поверхностью, и силовые магнитные линии поля входят в стенку трубы перпендикулярно поверхности этой стенки. В таком случае топография нормальной составляющей магнитного поля, измеренная строчным преобразователем магнитного поля во время сканирования, практически повторяет эквипотенциальную линию, а значит и описывает топографию дефектов. То есть при данной геометрии намагничивающего поля, обусловленного конструкцией устройства, не требуется решения обратной задачи магнитостатики, и это увеличивает точность при восстановлении глубины и формы дефектов. Более того, заявляемое устройство позволяет обнаружить как продольные, так и поперечные дефекты за одно сканирование, так как намагничивание происходит перпендикулярно поверхности стенки трубы, что расширяет функциональные возможности устройства.
Предлагаемое устройство имеет небольшую массу, так как не требует промагничивания всей толщины стенки трубы до насыщения, и потребляет незначительное количество энергии из-за незначительного пондеромоторного притяжения магнитной системы к стенке трубы.
Таким образом, новый технический результат, достигаемый заявленной моделью, заключается в выполнении магнитной системы устройства, которая обеспечивает создание магнитного поля с направлением намагниченности по нормали к исследуемой поверхности и измерении нормальной составляющей магнитного поля для повышения точности при определении профиля внешней поверхности трубы.
На фиг.1 показан вид заявляемого устройства сверху в сечении А-А;
на фиг.2 приведен вид устройства с боку;
на фиг.3 раскрыта электрическая блок схема устройства.
Устройство для обнаружения поверхностных дефектов (с нормальным полем подмагничивания) (фиг.1) содержит четырех колесное шасси с несущей рамой 1, на которой установлены магнитная система 2, строчный преобразователь 3 магнитного поля, электронный блок 4, видеоконтрольное устройство 5, блок аккумуляторов 6, два шаговых электродвигателя 7, которые через редукторы соединены с ведущими колесами 8, и одометр 9.
Магнитная система 2 включает в себя два постоянных магнита 10, выполненых из NdFeB, с зазором между ними, равным L=10÷20 мм, расположенных на расстоянии D=10÷20 мм от опорной поверхности колес 8. Направление намагниченности постоянных магнитов 10 перпендикулярно опорной поверхности колес 8.
Строчный преобразователь 3 магнитного поля содержит линейку датчиков 11 Холла для измерения нормальной компоненты магнитного поля, оснащенных упругими элементами - ластами 12 для прижатия датчиков 11 Холла к внешней поверхности трубопровода 13. Одометр 9 присоединен к раме 1 с помощью телескопической упругой штанги 14.
Электронный блок 4 содержит процессор 15, запоминающее устройство 16 и аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 17. Выходы аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 17 соединены с информационными входами процессора 15. Информационные выходы процессора 15 соединены с информационными входами запоминающего устройства 16 и видеоконтрольного устройства 5. Управляющие выходы процессора 15 соединены с входом блока 18 управления шаговыми электродвигателями 7, выходы которого непосредственно соединены с обмотками шаговых электродвигателей 7.
Электрический выход источника питания (блок аккумуляторов) 6 подключен ко всем модулям и элементам управляющего электронного блока 4 и силовым входам блока 18 управления шаговыми электродвигателями 7.
Информационные выходы датчиков 11 Холла соединены с информационными входами аналого-цифрового преобразователя 17, информационный выход датчика перемещения - одометра 9 также соединен с информационным входом аналого-цифрового преобразователя 17. Информационные входы АЦП 17 являются информационными входами управляющего электронного блока 4.
Устройство работает следующим образов. В процессе перемещения магнитного дефектоскопа по внешней поверхности трубопровода 13 с помощью линейки датчиков Холла 11 измеряют нормальную компоненту магнитного поля вблизи поверхности трубопровода 13. Измерения осуществляют через определенный, заранее выбранный интервал времени, который задает шаг сканирования. Одновременно фиксируют показания линейки всех датчиков 11 Холла синхронно с показаниями одометра 9. Результаты измерений магнитного поля и координаты перемещения преобразуются аналого-цифровым преобразователем (АЦП) 17 в цифровую форму и передаются в процессор 15, который по специальным алгоритмам рассчитывает топографию магнитного поля и заносит данные в запоминающее устройство 16.
Видеоконтрольное устройство 5 позволяет визуализировать топографию магнитного поля в полевых условиях непосредственно в процессе движения дефектоскопа, либо в лабораторных условиях на основе сохраненных данных в запоминающем устройстве 16.
Устройство позволяет выявить дефекты внешней поверхности трубопровода и определить глубину и форму выявленного дефекта с высокой точностью. Кроме того, устройство позволяет определять как продольные, так и поперечные дефекты за одно сканирование.
Claims (2)
1. Магнитный дефектоскоп для обнаружения поверхностных дефектов трубопроводов, содержащий четырехколесное шасси с несущей рамой, снабженное электроприводом из шаговых электродвигателей, которые кинематически связаны с колесами, а электрически - через блок управления шаговыми двигателями с источником питания, закрепленные на раме магнитную систему, строчный преобразователь магнитного поля, управляющий электронный блок и видеоконтрольное устройство, отличающийся тем, что магнитная система выполнена в виде двух постоянных магнитов с зазором 10-20 мм между ними и укрепленных на расстоянии 10-20 мм от опорной поверхности колес, при этом постоянные магниты укреплены так, что направление их намагниченности перпендикулярно опорной поверхности колес, магниты выполнены из материала NdFeB, длина магнитной системы выбирается равной ширине строчного преобразователя магнитного поля, а ширина и высота магнитной системы - менее 40 мм для того, чтобы величина магнитной индукции между магнитами и опорной поверхностью колес не превышала 1 Тл, строчный преобразователь магнитного поля содержит линейку датчиков Холла, которые измеряют нормальную составляющую магнитного поля рассеяния, подпружиненных к поверхности трубопровода и одновременно фиксируемых в центре зазора между постоянными магнитами с помощью упругих ласт, при этом информационные выходы датчиков Холла соединены с информационными входами управляющего электронного блока, управляющие выходы которого соединены с управляющими входами блока управления шаговыми двигателями, а информационные выходы соединены с информационными входами видеоконтрольного устройства.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011143498/28U RU119885U1 (ru) | 2011-10-27 | 2011-10-27 | Магнитный дефектоскоп для обнаружения поверхностных дефектов трубопроводов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011143498/28U RU119885U1 (ru) | 2011-10-27 | 2011-10-27 | Магнитный дефектоскоп для обнаружения поверхностных дефектов трубопроводов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU119885U1 true RU119885U1 (ru) | 2012-08-27 |
Family
ID=46938304
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011143498/28U RU119885U1 (ru) | 2011-10-27 | 2011-10-27 | Магнитный дефектоскоп для обнаружения поверхностных дефектов трубопроводов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU119885U1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2597147C1 (ru) * | 2015-06-22 | 2016-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Устройство для сканирования контролируемых объектов |
RU176447U1 (ru) * | 2017-08-15 | 2018-01-18 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр Технологий и Инноваций" (ООО "ЦТИ") | Магнитный дефектоскоп для контроля подводных переходов трубопроводов |
WO2023091053A1 (ru) * | 2021-11-19 | 2023-05-25 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Центр Инноваций И Технологий" | Устройство для площадной магнитометрической диагностики трубопроводов и металлических конструкций |
-
2011
- 2011-10-27 RU RU2011143498/28U patent/RU119885U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2597147C1 (ru) * | 2015-06-22 | 2016-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Устройство для сканирования контролируемых объектов |
RU176447U1 (ru) * | 2017-08-15 | 2018-01-18 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр Технологий и Инноваций" (ООО "ЦТИ") | Магнитный дефектоскоп для контроля подводных переходов трубопроводов |
WO2023091053A1 (ru) * | 2021-11-19 | 2023-05-25 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Центр Инноваций И Технологий" | Устройство для площадной магнитометрической диагностики трубопроводов и металлических конструкций |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11099156B2 (en) | Method and device for detecting and evaluating defect | |
CN103353479B (zh) | 一种电磁超声纵向导波与漏磁检测复合的检测方法 | |
CN102759567B (zh) | 直流磁化下钢管内外壁缺陷的涡流检测识别及评价方法 | |
KR101843890B1 (ko) | 강구조물 및 용접부 결함 진단장치 | |
WO2018138850A1 (ja) | 磁性体の検査装置および磁性体の検査方法 | |
CN204065016U (zh) | 一种铁磁性管内壁腐蚀无损检测装置 | |
CN204044110U (zh) | 一种用于金属管道的无损检测装置 | |
CN107300584A (zh) | 一种钢筋混凝土中钢结构腐蚀磁性检测方法 | |
CN108760874A (zh) | 一种钢丝绳的无损检测装置及方法 | |
Ru et al. | Structural coupled electromagnetic sensing of defects diagnostic system | |
GB2492745A (en) | Magnetic flux leakage inspection | |
US8134360B2 (en) | Measurement of pipe wall thickness using magnetic flux leakage signals | |
CN104165923A (zh) | 金属线材/管材无损探伤装置 | |
CN114636754B (zh) | 一种基于漏磁空间积分的裂纹缺陷量化方法和装置 | |
JP2008032575A (ja) | 渦電流測定用プローブ及びそれを用いた探傷装置 | |
RU119885U1 (ru) | Магнитный дефектоскоп для обнаружения поверхностных дефектов трубопроводов | |
CN105292175A (zh) | 铁轨缺陷的检测方法、检测***及车辆 | |
CN110146003A (zh) | 一种利用稀土永磁材料测量钢管管壁厚度及质量缺陷方法 | |
Liu et al. | In-pipe detection system based on magnetic flux leakage and eddy current detection | |
CN107290424A (zh) | 并排钢丝绳无损检测装置及方法 | |
CN110701990A (zh) | 基于磁场扰动与磁力双检测环的炉管渗碳层厚度评价方法与*** | |
CN111929356B (zh) | 钢材缺陷磁成像装置及方法 | |
CN102621503B (zh) | 油气管道漏磁检测器空气耦合磁场测试装置及测试方法 | |
CN208313888U (zh) | 钢丝绳检测设备 | |
KR102072189B1 (ko) | 강재 용접부위 손상 검출장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20121028 |