RU2382934C1 - Flaw detector-projectile for intratubal investigation of pipelines - Google Patents

Flaw detector-projectile for intratubal investigation of pipelines Download PDF

Info

Publication number
RU2382934C1
RU2382934C1 RU2008135840/06A RU2008135840A RU2382934C1 RU 2382934 C1 RU2382934 C1 RU 2382934C1 RU 2008135840/06 A RU2008135840/06 A RU 2008135840/06A RU 2008135840 A RU2008135840 A RU 2008135840A RU 2382934 C1 RU2382934 C1 RU 2382934C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flaw detector
projectile
speed
flaw
gas
Prior art date
Application number
RU2008135840/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Борисович Заморозков (RU)
Владимир Борисович Заморозков
Original Assignee
Владимир Борисович Заморозков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Борисович Заморозков filed Critical Владимир Борисович Заморозков
Priority to RU2008135840/06A priority Critical patent/RU2382934C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2382934C1 publication Critical patent/RU2382934C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Abstract

FIELD: measurement equipment.
SUBSTANCE: invention is related to design of flaw detector - projectile used for inspection of gas line condition. Flaw detector - projectile for intratubal investigation of pipelines moved by flow of transported gas comprises front and back fairings for reduction of frontal resistance of flaw detector to gas flow and board electronics with system of flaw detector motion speed, comprising two adjusting elements - device for closure of internal opening of flaw detector - projectile, arranged in the form of six pairwise opposite rotary sectors, which create disk in closed position, and braking system, which represents wheels-generators with controlled active load (generator-resistive system).
EFFECT: provision of stabilisation of motion speed of intratubal inspection projectile-flaw detectors.
4 dwg

Description

Заявляемое изобретение касается конструкции дефектоскопа-снаряда, применяемого для инспекции состояния газопровода, который включает стабилизатор скорости движения снаряда.The claimed invention relates to the design of a flaw detector projectile used to inspect the condition of the gas pipeline, which includes a projectile speed stabilizer.

Контроль газопроводов существующими снарядами-дефектоскопами не всегда позволяет получить однозначный ответ о необходимости проведения ремонтных работ. Соответственно растут требования к точностным характеристикам и достоверности информации дефектоскопов, что оборачивается для разработчиков введением дополнительных датчиковых поясов, увеличением информационных каналов, необходимостью стабилизации скорости движения и т.д., реализация которых становится практически невозможной для конструкций, выполненных в традиционном виде.Monitoring pipelines with existing flaw detectors does not always provide an unambiguous answer about the need for repairs. Correspondingly, requirements for accuracy characteristics and reliability of flaw detector information are growing, which turns out for developers by introducing additional sensor belts, increasing information channels, the need to stabilize movement speed, etc., the implementation of which becomes almost impossible for structures made in the traditional form.

Известно техническое решение по патенту России №2069288 от 09.12.1993 года, кл. F17D 5/02, в котором описан дефектоскоп-снаряд, состоящий из помещаемых в обследуемый трубопровод и перемещаемых по нему потоком транспортируемого продукта механически связанных и расположенных на основании (основаниях) транспортирующего блока, энергетического блока, дефектоскопического блока, блока регистрации и устройства определения координат дефектов. Дефектоскоп-снаряд снабжен дополнительно введенным байпасным патрубком для пропуска транспортируемого по обследуемому трубопроводу продукта и системой автоматического регулирования скорости перемещения, содержащей датчик скорости, блок управления и один или два регулирующих органа, один из которых выполнен в виде запорно-регулирующего устройства, установленного в байпасном патрубке, а другой - в виде взаимодействующего с трубопроводом тормозного устройства.Known technical solution for the patent of Russia No. 2069288 from 12/09/1993, cl. F17D 5/02, which describes a flaw detector projectile consisting of mechanically coupled placed in the pipeline and transported through it a conveyed product stream located on the basis (bases) of the transporting unit, energy unit, flaw detection unit, registration unit and defect coordinate determination device . The flaw detector is equipped with an additionally introduced bypass pipe for passing the product transported through the pipeline under examination and an automatic speed control system containing a speed sensor, a control unit and one or two regulatory bodies, one of which is designed as a shut-off and control device installed in the bypass pipe and the other in the form of a brake device interacting with the pipeline.

Однако практическое построение байпасных дефектоскопов-снарядов с магнитопоисковой системой по описанной в патенте конструкции не представляется возможным по ряду причин.However, the practical construction of bypass flaw detectors with magnetic search system according to the design described in the patent is not possible for several reasons.

Во-первых, размещение тормозных устройств, построенных в виде электромагнитов с щеточными полюсными наконечниками, вблизи магнитопоисковой системы недопустимо ввиду их влияния на магнитное поле, создаваемое самой магнитопоисковой системой.Firstly, placing brake devices built in the form of electromagnets with brush pole tips near the magneto-search system is unacceptable due to their influence on the magnetic field created by the magneto-search system itself.

Во-вторых, расчеты, приведенные для тормозных электромагнитов, выполнены без учета заявленных щеточных полюсных наконечников, а поскольку поперечное сечение щеточного магнитопровода в 2-2,5 больше эквивалентного магнитопровода электромагнита, то, следовательно, габариты таких тормозных устройств будут как минимум в 4 раза больше и занимаемая ими площадь будет не 1,07 кв.м, как указано в расчетах, а соответственно 2,14 кв.м. И это то, что касается магнитопровода, общие габариты тормозного устройства будут еще больше и практически сопоставимы с габаритами магнитопоисковой системы, что приведет к значительному увеличению длины дефектоскопа.Secondly, the calculations given for brake electromagnets were performed without taking into account the declared brush pole pieces, and since the cross section of the brush magnetic circuit is 2-2.5 larger than the equivalent magnetic circuit of the electromagnet, therefore, the dimensions of such braking devices will be at least 4 times more and the area they occupy will not be 1.07 sq. m, as indicated in the calculations, and 2.14 sq. m respectively. And this is what concerns the magnetic circuit, the overall dimensions of the braking device will be even larger and practically comparable with the dimensions of the magnetic search system, which will lead to a significant increase in the length of the flaw detector.

В-третьих, в описанной в патенте конструкции энергетический блок расположен под дефектоскопическим блоком (неизвестно, какую функцию он выполняет). Подобное расположение возможно только теоретически, реально энергетический блок занимает, как правило, значительный объем отведенного для использования пространства, и в данном случае такое расположение должно привести к значительному снижению поперечного сечения байпасного патрубка дефектоскопа по патенту, что приведет к увеличению силы тяги со всеми вытекающими последствиями.Thirdly, in the design described in the patent, the energy unit is located under the flaw detector unit (it is not known what function it performs). Such an arrangement is possible only theoretically, in fact, the energy block usually takes up a significant amount of space allotted for use, and in this case, such an arrangement should lead to a significant reduction in the cross section of the bypass flaw detector pipe according to the patent, which will lead to an increase in traction force with all the ensuing consequences .

В-четвертых, для дефектоскопов-снарядов размером 1400 мм с магнитопоисковой системой диаметр проходного отверстия (диаметр байпасного патрубка) может достигать величины 0,9-1,0 м. При этом для задаваемых аварийных нагрузок в 300000 Н толщина дискового затвора в центре диска должна быть равной 120-130 мм.Fourthly, for flaw detectors with a size of 1400 mm with a magnetic search system, the diameter of the through hole (diameter of the bypass pipe) can reach 0.9-1.0 m. Moreover, for given emergency loads of 300,000 N, the thickness of the disk shutter in the center of the disk should be equal to 120-130 mm.

В-пятых, задаваясь максимальным размером проходного отверстия, возникает необходимость (у авторов патента это так и сделано) выстраивать все агрегаты (магнитопоисковую систему, энергетический блок, привод дискового затвора, блоки электроники, тормозное устройство) в одну линию. Такое расположение агрегатов возможно только в том случае, если дефектоскоп-снаряд будет эксплуатироваться на прямолинейных участках газопровода, поскольку его длина неизбежно превысит значение двух диаметров инспектируемого трубопровода и не позволит преодолевать повороты радиусом менее трех диаметров трубопровода.Fifth, asking the maximum size of the through hole, there is a need (for the authors of the patent this is done) to build all the units (magneto-search system, energy block, disk shutter drive, electronic blocks, brake device) in one line. Such an arrangement of units is possible only if the flaw detector will be operated in straight sections of the gas pipeline, since its length will inevitably exceed the value of two diameters of the inspected pipeline and will not allow to overcome turns with a radius of less than three pipeline diameters.

В-шестых, компенсация избыточной силы тяги механическими тормозами неизбежно приведет к их перегреву, быстрому износу и разрушению.Sixth, the compensation of excess traction by mechanical brakes will inevitably lead to their overheating, rapid wear and tear.

Цель предлагаемого изобретения - обеспечить максимально возможное проходное сечение и снижение лобового сопротивления внутритрубных инспекционных снарядов-дефектоскопов для достижения стабилизации скорости движения дефектоскопа в широком диапазоне скоростей перекачки газа. Поставленная цель достигается путем применения прямоточного регулятора скорости и генераторно-резистивной системы, как исполнительных элементов системы стабилизации скорости, обтекателя магнитной системы и уменьшением диаметра гермоконтейнера, содержащего редуктор трех пар встречно поворотных секторов регулятора скорости, электродвигатель, блок силовой электроники, блок микропроцессорного управления, блок распределенной системы сбора и хранения информации, телеметрическую систему и блок источников питания.The purpose of the invention is to provide the maximum possible cross-sectional area and reduction in drag of in-tube inspection shells-flaw detectors to achieve stabilization of the speed of the flaw detector in a wide range of gas transfer speeds. This goal is achieved through the use of a once-through speed controller and a generator-resistive system as executive elements of a speed stabilization system, a fairing of the magnetic system and a reduction in the diameter of the pressure container containing a reducer of three pairs of counter-rotating sectors of the speed controller, an electric motor, a power electronics unit, a microprocessor control unit, a unit distributed information collection and storage system, telemetry system and power supply unit.

Сущность предлагаемого технического решения состоит в том, что дефектоскоп-снаряд для внутритрубного обследования трубопроводов, перемещаемый потоком транспортируемого газа, выполненный в виде полого цилиндра, катящегося по внутренней поверхности трубопровода, содержащий запорно-регулирующее устройство, дефектоскопический блок, энергетический блок, блок регистрации информации и систему автоматического регулирования скорости его перемещения, содержащую тормозное устройство, блок управления с задатчиком скорости перемещения, регулирующий орган в виде установленного в байпасном патрубке запорно-регулирующего устройства, снабженного подключенным к выходу блока управления приводом, отличается тем, что содержит передний и задний обтекатели для снижения лобового сопротивления дефектоскопа потоку газа и бортовую электронику с системой стабилизации скорости движения дефектоскопа, содержащей два регулирующих органа - устройство перекрытия внутреннего отверстия дефектоскопа-снаряда, выполненного в виде шести попарно встречно поворотных секторов, образующих в закрытом состоянии диск, и тормозной системой, представляющей собой колеса-генераторы с регулируемой активной нагрузкой (генераторно-резистивная система).The essence of the proposed technical solution lies in the fact that a flaw detector for pipe inspection of pipelines, moved by a stream of transported gas, made in the form of a hollow cylinder rolling along the inner surface of the pipeline, containing a locking and regulating device, a flaw detection unit, an energy block, an information recording unit and a system for automatically controlling the speed of its movement, comprising a braking device, a control unit with a speed adjuster, a regulator the regulating body in the form of a locking and regulating device installed in the bypass pipe, equipped with a drive connected to the output of the control unit, is characterized in that it contains front and rear cowls to reduce the drag resistance of the flaw detector to the gas flow and on-board electronics with a flaw detector stabilization system containing two control organ - a device for overlapping the internal opening of a flaw detector-projectile, made in the form of six counter-rotating sectors pairwise forming in closed The disc is in good condition, and the braking system, which is a wheel-generators with adjustable active load (generator-resistive system).

Техническая суть изобретения поясняется чертежами.The technical essence of the invention is illustrated by drawings.

Фиг.1 - продольное сечение снаряда-дефектоскопа с регулятором скорости.Figure 1 is a longitudinal section of a flaw detector with a speed controller.

Фиг.2 - конструкция снаряда-дефектоскопа, вид спереди (поворотные сектора в открытом положении).Figure 2 - design of the projectile flaw detector, front view (rotary sectors in the open position).

Фиг.3 - конструкция снаряда-дефектоскопа, вид спереди (поворотные сектора в закрытом положении).Figure 3 - design of the projectile flaw detector, front view (rotary sectors in the closed position).

Фиг.4 - функциональная схема снаряда-дефектоскопа со стабилизатором скорости.Figure 4 is a functional diagram of a flaw detector with a speed stabilizer.

В соответствии с ранее изложенным, снаряд-дефектоскоп со стабилизатором скорости содержит магнитопоисковую систему 1 (фиг.1), выполненную в виде полого цилиндра, к которой с двух сторон прикреплены полые металлические цилиндры 2 и 3, выполненные из немагнитной стали, передний 2 из которых является основанием для установки передней группы шести опорных колес-генераторов 4 и переднего эластичного обтекателя-буфера 5, а также является верхней опорой поворотных секторов 6 запорно-регулирующего устройства (регулятора скорости) 7. Полый цилиндр 3, аналогично цилиндру 2, является основанием для установки задней группы шести опорных колес-генераторов 4, заднего эластичного обтекателя 8 и двух одометрических колес 28 (на фиг.1 не показаны). В центре снаряда-дефектоскопа на трех пластинах-радиаторах 9 закреплен контейнер 10, содержащий угловой редуктор 11 шести попарно встречно поворотных секторов 6 запорно-регулирующего устройства (регулятора скорости) 7 и находящиеся в герметичных отсеках контейнера электродвигатель 12 с редуктором 13, блок силовой электроники 14, блок бортовой электроники 15 и блок аккумуляторных батарей 16. Блок бортовой электроники 15 (фиг.4) состоит из блока микропроцессорного управления снарядом-дефектоскопом 29, содержащего узел выбора приоритетного одометра 17, узел вычисления скорости 18 и систему стабилизации скорости дефектоскопа 19, а также содержит процессорный узел 20 распределенной системы сбора и хранения информации и блок телеметрической информации 21. Распределенная система сбора и хранения информации состоит из шести-восьми групп по 40-60 датчиков дефектов 25 (фиг.1) и расположенных в непосредственной близости каждой группы блоков АЦП 26 (фиг.4), соединенных между собой и процессорным узлом 20 высокоскоростным последовательным каналом связи 30.In accordance with the foregoing, a flaw detector with a speed stabilizer comprises a magnetic search system 1 (Fig. 1), made in the form of a hollow cylinder, to which hollow metal cylinders 2 and 3 made of non-magnetic steel are attached on both sides, the front 2 of which it is the basis for installing the front group of six support wheels-generators 4 and the front elastic fairing-buffer 5, and is also the upper support of the rotary sectors 6 of the locking-regulating device (speed controller) 7. Hollow cylinder 3, nalogichno cylinder 2, is the basis for setting the rear wheel group of six reference generator 4, an elastic rear cowl 8 and two odometer wheels 28 (in Figure 1 not shown). In the center of the flaw detector, on three radiator plates 9, a container 10 is fixed, containing an angular gear 11 of six pairwise counter-rotating sectors 6 of a locking and regulating device (speed controller) 7 and electric motor 12 with a gear 13 located in the sealed compartments of the container, 14 power electronics unit 14 , the on-board electronics block 15 and the battery pack 16. The on-board electronics block 15 (Fig. 4) consists of a microprocessor control unit for a flaw detector 29 containing a priority odometer selection unit 17, a speed calculation unit 18 and a speed control system of the flaw detector 19, and also comprises a processor unit 20 of a distributed information collection and storage system and a telemetry information unit 21. The distributed information collection and storage system consists of six to eight groups of 40-60 defect sensors 25 (Fig. 1) and located in the immediate vicinity of each group of ADC units 26 (Fig. 4), connected to each other and to the processor unit 20 by a high-speed serial communication channel 30.

Блок силовой электроники 14 (фиг.4) состоит из узла управления электродвигателем 22, узла коммутации 23 балластных резисторов 27, расположенных внутри трех опорных пластин-радиаторов 9, и контроллера аккумуляторной батареи 24.The power electronics unit 14 (Fig. 4) consists of an electric motor control unit 22, a switching unit 23 of ballast resistors 27 located inside three support plates of radiators 9, and a battery controller 24.

Работает дефектоскоп-снаряд со стабилизатором скорости движения следующим образом.A flaw detector-projectile with a speed stabilizer works as follows.

Перед началом движения дефектоскопа-снаряда положение поворотных секторов запорно-регулирующего устройства (регулятора скорости) 7 закрытое. После ввода его в камеру запуска и поднятия давления до уровня 4-6 кгс/см2 от датчика давления 31 включается блок бортовой электроники и запускаются программы блока микропроцессорного управления дефектоскопом и процессорного узла распределенной системы сбора и хранения информации, основными функциями которых являются считывание информации с датчиков дефектов 25 магнитопоисковой системы и определение скорости движения по поступающим от одометров импульсам. Под действием перепада давления начинается движение дефектоскопа. Система стабилизации скорости может быть запрограммирована на стабилизацию скорости движения дефектоскопа в диапазоне 1,5-2,5 м/с и снабжена двумя регулирующими органами - запорно-регулирующим устройством (регулятором скорости) и генераторно-резистивной системой. При достижении скорости 0,3 м/с начинает открываться запорно-регулирующее устройство, и если при достижении дефектоскопом установленной скорости движения запорно-регулирующее устройство (регулятор скорости) не успело полностью открыться, подключается генераторно-резистивная система, которая способна снижать скорость дефектоскопа на величину не более 3,5 м/с от максимально возможной. В дальнейшем запорно-регулирующее устройство (регулятор скорости) будет стремиться занять такое положение, при котором скорость дефектоскопа составит установленную величину, а генераторно-резистивная система будет отрабатывать мгновенные изменения скоростей либо будет дополнительно гасить скорость при полностью открытым запорно-регулирующим устройстве (регуляторе скорости).Before the movement of the flaw detector-projectile, the position of the rotary sectors of the locking-regulating device (speed controller) 7 is closed. After entering it into the start-up chamber and raising the pressure to a level of 4-6 kgf / cm 2 from the pressure sensor 31, the on-board electronics unit is turned on and the programs of the microprocessor control unit of the flaw detector and the processor unit of the distributed information collection and storage system are launched, the main functions of which are to read information from defect sensors 25 of the magneto-search system and determination of the speed of movement by impulses received from odometers. Under the influence of a differential pressure, the movement of the flaw detector begins. The speed stabilization system can be programmed to stabilize the speed of the flaw detector in the range of 1.5-2.5 m / s and is equipped with two regulatory bodies - a locking and regulating device (speed controller) and a generator-resistive system. When the speed reaches 0.3 m / s, the locking and regulating device starts to open, and if, when the flaw detector reaches the set speed, the locking and regulating device (speed controller) does not have time to fully open, the generator-resistive system is connected, which is able to reduce the speed of the flaw detector by an amount no more than 3.5 m / s from the maximum possible. In the future, the locking and regulating device (speed controller) will tend to occupy a position in which the speed of the flaw detector will be the set value, and the generator-resistive system will work out instant changes in speed or will additionally dampen the speed with the shut-off and regulating device (speed controller) fully open .

Исходя из известных габаритных размеров основных агрегатов дефектоскопа (магнитопоисковой системы 1 и контейнера 10) можно приближенно рассчитать величину силы тяги, создаваемую потоком газа, и соответствующую ей дополнительную к силе трения тормозящую силу, необходимую для обеспечения движения дефектоскопа с заданной скоростью.Based on the known overall dimensions of the main units of the flaw detector (magnetic search system 1 and container 10), it is possible to approximately calculate the value of the traction force created by the gas flow and the corresponding braking force, additional to the friction force, necessary to ensure the flaw detector movement at a given speed.

Так величина силы тяги определяется по формуле:So the value of the traction force is determined by the formula:

Fтяг=К·ρ·(Vгаз-Yсн)2·S/2,F rods = K · ρ · (V gas -Y sn ) 2 · S / 2,

где К - коэффициент гидравлического сопротивления;where K is the coefficient of hydraulic resistance;

ρ - плотность газа;ρ is the gas density;

Vгаз - скорость перекачки газа;V gas - gas pumping rate;

V - скорость движения дефектоскопа;V cn - the speed of the flaw detector;

S - эффективная площадь поперечного сечения дефектоскопа.S is the effective cross-sectional area of the flaw detector.

Эффективная площадь поперечного сечения дефектоскопа определяется из соотношения:The effective cross-sectional area of the flaw detector is determined from the ratio:

S=π·(D2-Dм2+Dк2)/4,S = π · (D 2 -Dm 2 + Dк 2 ) / 4,

где D - внутренний диаметр трубопровода;where D is the inner diameter of the pipeline;

Dм - диаметр проходного отверстия магнитопоисковой системы;D m - the diameter of the bore of the magnetic search system;

Dк - диаметр контейнера.D to - the diameter of the container.

Для дефектоскопа размером 1400 мм диаметр проходного отверстия магнитопоисковой системы составляет 0,9 м, диаметр контейнера - 0,25 м. Следовательно, эффективная площадь поперечного сечения S=0,95 м2. При значениях скорости перекачки газа Vгаз=15 м/с, плотности газа ρ=40 кг/м3 и коэффициенте гидравлического сопротивления К=4, сила тяги для заданной скорости дефектоскопа 2 м/с составитFor a flaw detector with a size of 1400 mm, the diameter of the bore hole of the magnetic search system is 0.9 m, the diameter of the container is 0.25 m. Therefore, the effective cross-sectional area is S = 0.95 m 2 . For gas pumping speed V gas = 15 m / s, gas density ρ = 40 kg / m 3 and hydraulic resistance coefficient K = 4, the traction force for a given flaw detector speed of 2 m / s will be

Fтяг=4·132·0,95·40/2=12844 НF rod = 4 · 13 2 · 0.95 · 40/2 = 12844 N

Оценим величину силы трения, возникающую между дефектоскопом и внутренней поверхностью трубопровода. При весе дефектоскопа 5 тонн и коэффициенте трения К=0,2:Let us evaluate the magnitude of the friction force arising between the flaw detector and the inner surface of the pipeline. With the weight of the flaw detector 5 tons and the coefficient of friction K = 0.2:

Fтp=0,2·50000 Н=10000 НF tp = 0.2 × 50,000 N = 10,000 N

Генераторно-резистивная система на опорных колесах-генераторах способна развить мощность в пределах 12-15 кВт, что позволит получить дополнительную силу торможения при максимальной скорости движения снаряда 3 м/с величиной до 4000 НThe generator-resistive system on the supporting wheels-generators is able to develop power in the range of 12-15 kW, which will provide additional braking force at a maximum projectile speed of 3 m / s up to 4000 N

Fтop=N/V=12000/3=4000 Н, Ftop = N / V = 12000/3 = 4000 N,

где N - мощность генераторно-резистивной системы;where N is the power of the generator-resistive system;

V - максимальная скорость движения снаряда. V is the maximum velocity of the projectile.

Следовательно, изменяя величину нагрузки генераторно-резистивной системы, мы можем добиться баланса тяговых и тормозных сил.Therefore, by changing the load of the generator-resistive system, we can achieve a balance of traction and braking forces.

Сила тяги может быть снижена при использовании переднего и заднего обтекателей на величину коэффициента лобового сопротивления и рассчитывается по формуле:Traction can be reduced by using the front and rear fairings by the value of the drag coefficient and is calculated by the formula:

Fтягх·К·ρ·(Vгаз-Vсн)2·S/2,F rods = C x · K · ρ · (V gas -V sn ) 2 · S / 2,

где Сх - коэффициент лобового сопротивления;where C x - drag coefficient;

К - коэффициент гидравлического сопротивления;K is the coefficient of hydraulic resistance;

ρ - плотность газа;ρ is the gas density;

Vгаз - скорость перекачки газа;V gas - gas pumping rate;

Vсн - скорость движения дефектоскопа;V sn - the speed of the flaw detector;

S - эффективная площадь поперечного сечения дефектоскопа.S is the effective cross-sectional area of the flaw detector.

Значение коэффициента лобового сопротивления Сх можно определить из графика зависимости Сх от числа Рейнольдса Re.The drag coefficient C x can be determined from the graph of C x versus Reynolds number Re.

Re=Vгаз·d/ν,Re = V gas d / ν,

где V - средняя скорость газа в трубе;where V is the average gas velocity in the pipe;

λ - коэффициент теплопроводности газа;λ is the coefficient of thermal conductivity of the gas;

d - диаметр трубы;d is the pipe diameter;

ν - коэффициент кинематической вязкости.ν is the kinematic viscosity coefficient.

Коэффициент кинематической вязкости - это отношение динамической вязкости газа к его плотности.The kinematic viscosity coefficient is the ratio of the dynamic viscosity of a gas to its density.

ν=µ/ρν = μ / ρ

µ - динамическая вязкость газа;µ is the dynamic viscosity of the gas;

ρ - плотность газа.ρ is the gas density.

Значение динамической вязкости газа при давлении 50 кг/см2 можно считать равным 2·10-5 кг/м·с, а плотности газа при этом давлении - 40 кг/м3. Следовательно, величинаThe value of the dynamic viscosity of the gas at a pressure of 50 kg / cm 2 can be considered equal to 2 · 10 -5 kg / m · s, and the gas density at this pressure is 40 kg / m 3 . Therefore, the quantity

ν=2·10-5/40=5·10-7 м2/c.ν = 2 · 10 -5 / 40 = 5 · 10 -7 m 2 / s.

Задавая значение Vгаз=15 м/с, получим величину Re=15·1,4/5·10-7=42·106. Для значений числа Рейнольдса >105 значение Сх в зависимости от формы обтекателя будут находиться в пределах 0,3-0,4 единиц, а значит, сила тяги для заданной скорости дефектоскопа 2 м/с составит:Setting the value of V gas = 15 m / s, we obtain the value Re = 15 · 1.4 / 5 · 10 -7 = 42 · 10 6 . For Reynolds numbers> 10 5, the value of C x depending on the shape of the fairing will be in the range of 0.3-0.4 units, which means that the traction force for a given flaw detector speed of 2 m / s will be:

Fтяг=0,4·4·132·0,95·40/2=5137,6 НF rod = 0.4 · 4 · 13 2 · 0.95 · 40/2 = 5137.6 N

Таким образом, использование обтекателей позволит нам снизить силу тяги в 2,5 раза или даст возможность эксплуатировать дефектоскоп при давлении газа, в 2,5 раза большем 50 кг/см2, то есть при 125 кг/см2 (плотность газа пропорциональна давлению), и при этом сохранить прежние характеристики по диапазону стабилизации скорости. Вышеописанный комплекс средств, состоящий из прямоточного регулятора скорости, обтекателей, генераторно-резистивной системы и блока бортовой электроники, позволит стабилизировать скорость движения снаряда-дефектоскопа на заданном уровне в диапазоне от 1,5 до 2,5 м/с (оптимальная скорость движения дефектоскопа для получения достоверной информации магнитным методом) при скоростях перекачки газа до 15 м/с и давлении 12,5 МПа.Thus, the use of fairings will allow us to reduce traction by 2.5 times or make it possible to operate the flaw detector at a gas pressure of 2.5 times greater than 50 kg / cm 2 , i.e. at 125 kg / cm 2 (gas density is proportional to pressure) , and at the same time maintain the previous characteristics in the range of stabilization of speed. The above set of tools, consisting of a direct-flow speed controller, fairings, a generator-resistive system and an on-board electronics unit, will allow stabilizing the speed of a flaw detector at a given level in the range from 1.5 to 2.5 m / s (the optimal speed of a flaw detector is obtaining reliable information by the magnetic method) at gas transfer rates of up to 15 m / s and a pressure of 12.5 MPa.

Claims (1)

Дефектоскоп-снаряд для внутритрубного обследования трубопроводов, перемещаемый потоком транспортируемого газа, выполненный в виде полого цилиндра, катящегося по внутренней поверхности трубопровода, содержащий запорно-регулирующее устройство, дефектоскопический блок, энергетический блок, блок регистрации информации и систему автоматического регулирования скорости его перемещения, содержащей тормозное устройство, блок управления с задатчиком скорости перемещения, регулирующий орган в виде установленного в байпасном патрубке запорно-регулирующего устройства, снабженного подключенным к выходу блока управления приводом, отличающийся тем, что содержит передний и задний обтекатели для снижения лобового сопротивления дефектоскопа потоку газа и бортовую электронику с системой стабилизации скорости движения дефектоскопа, содержащей два регулирующих органа - устройство перекрытия внутреннего отверстия дефектоскопа-снаряда, выполненного в виде шести попарно встречно поворотных секторов, образующих в закрытом состоянии диск и тормозной системы, представляющей собой колеса-генераторы с регулируемой активной нагрузкой (генераторно-резистивная система). A flaw detector for in-line inspection of pipelines, moved by a stream of transported gas, made in the form of a hollow cylinder rolling along the inner surface of the pipeline, containing a locking and regulating device, a flaw detection unit, an energy unit, an information recording unit and an automatic speed control system for its movement containing a brake a device, a control unit with a speed adjuster, a regulating body in the form of a safety device installed in the bypass pipe but-regulating device, equipped with a drive connected to the output of the control unit, characterized in that it contains front and rear fairings to reduce the drag resistance of the flaw detector to the gas flow and on-board electronics with a stabilization system for the speed of the flaw detector, which contains two regulatory bodies - a device for blocking the internal opening of the flaw detector a projectile made in the form of six mutually counter-rotating sectors, forming a closed disk and a brake system, which is a wheel-generators with adjustable resistive load (resistive generator-system).
RU2008135840/06A 2008-09-04 2008-09-04 Flaw detector-projectile for intratubal investigation of pipelines RU2382934C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008135840/06A RU2382934C1 (en) 2008-09-04 2008-09-04 Flaw detector-projectile for intratubal investigation of pipelines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008135840/06A RU2382934C1 (en) 2008-09-04 2008-09-04 Flaw detector-projectile for intratubal investigation of pipelines

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2382934C1 true RU2382934C1 (en) 2010-02-27

Family

ID=42127883

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008135840/06A RU2382934C1 (en) 2008-09-04 2008-09-04 Flaw detector-projectile for intratubal investigation of pipelines

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2382934C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2485390C1 (en) * 2011-12-29 2013-06-20 Радик Сахеевич Янышев Hydraulic movement speed stabiliser for in-tube shell-flaw detector
RU2719177C2 (en) * 2015-12-18 2020-04-17 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Inspection of pipe section and flaw detector
CN117288128A (en) * 2023-09-22 2023-12-26 核工业(天津)工程勘察院有限公司 PE gas pipeline buried depth detection device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2485390C1 (en) * 2011-12-29 2013-06-20 Радик Сахеевич Янышев Hydraulic movement speed stabiliser for in-tube shell-flaw detector
RU2719177C2 (en) * 2015-12-18 2020-04-17 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Inspection of pipe section and flaw detector
CN117288128A (en) * 2023-09-22 2023-12-26 核工业(天津)工程勘察院有限公司 PE gas pipeline buried depth detection device
CN117288128B (en) * 2023-09-22 2024-05-14 核工业(天津)工程勘察院有限公司 PE gas pipeline buried depth detection device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2382934C1 (en) Flaw detector-projectile for intratubal investigation of pipelines
Huera-Huarte et al. Experimental investigation of water slamming loads on panels
EP3152541B1 (en) Method and apparatus for measurement of aerodynamic properties of a wheeled vehicle
RU2451867C2 (en) In-tube control apparatus and method for moving it in gas main with preset uniform velocity
US5154076A (en) Dynamometer for simulating the inertial and road load forces encountered by motor vehicles
Fan et al. Robust disturbance observer design for a power-assist electric bicycle
CN108760280A (en) A kind of large torque power drilling tool fictitious load experimental rig
CN106915389A (en) A kind of magnetic adsorbability self-adaptive regulating and method based on spring deformation
Miyazaki et al. Aerodynamic properties of an archery arrow
Killedar Dynamometer: theory and application to engine testing
CN106969908A (en) Simulate the load testing machine of marine propeller
CN108072533B (en) A kind of experimental provision and method detecting drag conveyor dynamic characteristic
CN102062660A (en) Device for measuring tension of winch cable and measuring method thereof
RU2390769C1 (en) Device for checking geometrical parametres of pipes
CN108982060A (en) A kind of hydrofoil surfactant fluid resistance measurement device of achievable jet stream
US20090157266A1 (en) Commercial Vehicle with Control means and Method for Controlling Commercial Vehicle
Wittmeier et al. The new interchangeable three-belt system in the IVK full-scale wind tunnel of University of Stuttgart: design and first results
Fan et al. Underwater glider design based on dynamic model analysis and prototype development
CN111348115A (en) Electric permanent magnetic adsorption type wall climbing maintenance robot
CN209354118U (en) A kind of test device of simulated microgravity probing
Indraneel et al. Levitation array testing for hyperloop pod design
RU2395750C2 (en) In-tube fault detection device with controlled movement speed
RU2285220C1 (en) Rig for determining the momentum at a shot acting on launching device of small-arms or rocket armament
JPS60110561A (en) Method and device for controlling state of operation of aerial cable type carrier facility
CN202901027U (en) Two-dimensional frictionless air floating hanging device matched with suspension points to move

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140905