RU2003121265A

RU2003121265A - Способ и устройство для контроля трубопроводов

Info

Publication number: RU2003121265A
Application number: RU2003121265/28A
Authority: RU
Inventors: Вольфганг КРИГ (DE); Вольфганг КРИГ; Ахим ХУГГЕР (DE); Ахим ХУГГЕР
Original assignee: Пии Пайптроникс Гмбх (De); Пии Пайптроникс Гмбх
Priority date: 2003-07-09
Filing date: 2003-07-09
Publication date: 2005-01-10
Also published as: RU2312334C2

Claims

1. Способ контроля трубопроводов, в частности обнаружения дефектов в трубопроводах при помощи ультразвука, согласно которому во время прохождения по трубопроводу ультразвуковые сигналы излучают преобразующими элементами в стенки трубы и отраженные от различных поверхностей раздела звуковые сигналы обрабатывают для определения дефектов в стенках трубы, отличающийся тем, что образованные из множества расположенных в ряд друг возле друга в круговом направлении трубопровода преобразовательных элементов подобласти групповых излучателей в качестве виртуальных сенсорных датчиков совместно излучают ультразвуковые сигналы по меньшей мере в одном направлении падения на стенки трубы, причем указанные и/или другие подобласти соответствующих групповых излучателей принимают сигналы, отраженные от поверхностей раздела стенок трубы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что преобразующими элементами подобласти или виртуального сенсорного датчика для излучения сигнала управляют с временной задержкой относительно друг друга.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что интервал излучения сигнала между стенкой трубы и групповыми излучателями при измерении прохождения сигнала остается практически постоянным.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что направление излучения сигнала относительно нормали стенки трубы при наклонном излучении сигнала выбирают таким образом, что звуковая волна после преломления на поверхности раздела между внутренним пространством трубы и стенкой трубы распространяется под углом порядка 45° относительно нормали стенки трубы.

5. Способ по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что сигнал дополнительно излучают под вторым углом, зеркально отраженным относительно первого угла излучения к нормали стенки трубы.

6. Способ по одному из пп.1-5, отличающийся тем, что для излучения сигналов осуществляют неоднократное, последовательное управление различными подобластями, или виртуальными сенсорными датчиками групповых излучателей, каждый из которых состоит, в частности, из одинакового числа преобразовательных элементов, так что поддиапазон излучения групповых излучателей виртуально смещается во времени вдоль группового излучателя до момента активации, по меньшей мере, однократной, всех преобразовательных элементов каждого единичного группового излучателя.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что зоны стенки трубы облучаются по меньшей мере из двух направлений.

8. Способ по одному из пп.1-7, отличающийся тем, что суммарное излучение всех поддиапазонов всех групповых излучателей обеспечивает полный охват зоны распространения сигнала в стенке трубы.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что полный охват зоны распространения сигнала в стенке трубы в круговом направлении достигается за счет неизменного геометрического расположения групповых излучателей.

10. Способ по п.8, отличающийся тем, что для достижения полного охвата зоны распространения сигнала в стенке трубы в направлении вдоль окружности трубопровода групповые излучатели могут вращаться.

11. Устройство для контроля трубопроводов, в частности при помощи способа по пп.1-10 формулы изобретения, в частности как элемента аппарата, перемещаемого по трубопроводу для проходки трубопровода, включающее в себя, по меньшей мере, носитель сенсорного датчика с расположенными практически по кругу вокруг носителя сенсорного датчика преобразующими элементами, отличающееся тем, что содержит по меньшей мере один включающий в себя множество расположенных в ряд друг возле друга в круговом направлении трубопровода преобразующих элементов (28) групповой излучатель (16, 16’), управляющий состоящими из множества отдельных преобразующих элементов (28) подобластями как виртуальными сенсорными датчиками для излучения ультразвуковых сигналов под однонаправленным углом, а также управляющий этими же и/или другими подобластями группового излучателя (16, 16’) для приема акустических сигналов, отраженных от поверхностей раздела стенок трубы.

12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что групповые излучатели (16, 16’) включают в себя индивидуальный подпружиненный сенсорный подвес (15) для соединения с внутренней стенкой (33) трубопровода.

13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что отдельные преобразующие элементы (28) группового излучателя (16, 16’) расположены в форме последовательного линейного ряда или линейной антенной решетки.

14. Устройство по одному из пп.11-13, отличающееся тем, что групповые излучатели (16, 16’) в направлении их простирания в направлении вдоль окружности имеют конечную кривизну, соответствующую кривизне стенки трубы (32).

15. Устройство по одному из пп.11-14, отличающееся тем, что множество групповых излучателей (16, 16’) расположены в направлении вдоль окружности (U) поблочно с интервалом относительно друг друга и занимают совместное осевое положение.

16. Устройство по п.15, отличающееся тем, что преобразующие элементы (28) одного блока групповых излучателей (16, 16’) расположены концентрично относительно внутренней окружности стенки трубы (32).

17. Устройство по п.16, отличающееся тем, что групповые излучатели (16, 16’) выполнены с возможностью вращения в круговом направлении (U) вдоль концентрического круга относительно внутренней окружности стенки трубы (32).

18. Устройство по п.15 или 16, отличающееся тем, что предусмотрено множество смещенных относительно друг друга в осевом направлении и в направлении вдоль окружности (U) блоков групповых излучателей (16, 16’), частично перекрывающихся в направлении вдоль окружности (U).

19. Устройство по одному из пп.11-18, отличающееся тем, что за счет соответствующего управления со смещением во времени между подмножеством отдельных преобразующих элементов (28) виртуального сенсорного датчика 26 группового излучателя (16, 16’) изменяется направление распространения и/или глубина фокусировки измерительного импульса в направлении вдоль окружности (U) или в радиальном направлении.

20. Устройство по одному из пп.11-19, отличающееся тем, что носитель сенсорного датчика, по меньшей мере, расположен соосно относительно групповых излучателей (16, 16’) и служит для их крепления центральным промежуточным элементом в форме круглого цилиндра (13).

21. Устройство по одному из пп.11-20, отличающееся тем, что оно содержит расположенный концентрически относительно продольной оси (L), упругий, по меньшей мере, в его краевой зоне (12) направляющий диск (11) круглого сечения, максимальный диаметр которого соответствует внутреннему диаметру трубопровода (6) или слегка его превышает.

22. Устройство по п.21, отличающееся тем, что направляющий диск (11) выполнен из пластика, в частности из полиуретана.

23. Устройство по одному из пп.11-23, отличающееся тем, что подвес (15) единичных групповых излучателей (16, 16’) имеет по меньшей мере два шарнирных рычага (22, 22’), находящихся между собой в шарнирном соединении и соответственно образующих своим свободным концом шарнирное соединение с элементом крепления (24) салазок (17) сенсорного датчика, на которых устанавливают групповой излучатель (16, 16’), или с промежуточным элементом (13) носителя сенсорного датчика.

24. Устройство по п.23, отличающееся тем, что шарнирные соединения выполнены в виде плоских шарниров (23).

25. Устройство по п.23 или 24, отличающееся тем, что соединенный шарнирно с промежуточным элементом (13) шарнирный рычаг (22’) выполнен как телескопический пружинный элемент.

26. Устройство по одному из пп.23-25, отличающееся тем, что между салазками (17) сенсорного датчика и элементами (22, 22’, 23) сенсорного подвеса (15) расположен еще один телескопический пружинный элемент (25).

27. Устройство по одному из пп.23-26, отличающееся тем, что салазки (17) сенсорного элемента выполнены таким образом, что кривизна их поверхности, обращенной к стенке трубы (32), в направлении вдоль окружности (U) по существу соответствует кривизне группового излучателя (16, 16’).

28. Устройство по п.27, отличающееся тем, что групповые излучатели (16, 16’) входят в проходящий в направлении вдоль окружности (U) паз (21) в поверхности (18) салазок (17) сенсорного датчика, причем глубина паза (21) по существу соответствует размеру групповых излучателей (16, 16’) в радиальном направлении.

29. Устройство по п.28, отличающееся тем, что салазки (17) сенсорных датчиков имеют относительно осевого размера групповых излучателей (16, 16’) избыточный размер.

30. Устройство по п.29, отличающееся тем, что в зоне осевого избыточного размера на салазках (17) сенсорных датчиков расположены распорки (19).

31. Устройство по п.30, отличающееся тем, что на обращенной к стенке 32 трубы верхней стороне (20) распорки (19) имеют износостойкое покрытие.