RU2634366C2 - Method for magnetic flaw detection and device for its implementation - Google Patents

Method for magnetic flaw detection and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2634366C2
RU2634366C2 RU2016114654A RU2016114654A RU2634366C2 RU 2634366 C2 RU2634366 C2 RU 2634366C2 RU 2016114654 A RU2016114654 A RU 2016114654A RU 2016114654 A RU2016114654 A RU 2016114654A RU 2634366 C2 RU2634366 C2 RU 2634366C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
magnetization
pipeline
magnetic
main
systems
Prior art date
Application number
RU2016114654A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016114654A (en
Inventor
Василий Васильевич Сухоруков
Константин Викторович Мякушев
Сергей Борисович Белицкий
Вячеслав Викторович Костиков
Алексей Алексеевич Абакумов
Федор Васильевич Носов
Геннадий Львович Максимов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Интрон Плюс"
Публичное акционерное общество "Газпром нефть"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Интрон Плюс", Публичное акционерное общество "Газпром нефть" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Интрон Плюс"
Priority to RU2016114654A priority Critical patent/RU2634366C2/en
Publication of RU2016114654A publication Critical patent/RU2016114654A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2634366C2 publication Critical patent/RU2634366C2/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/82Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws

Landscapes

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

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: method for magnetic flaw detection of steel pipelines from the inner surface, consisting in that a bipolar magnetisation system, providing axial magnetisation to technical saturation of the pipeline section between its poles, is moved along the inner surface of the pipeline, the signals, proportional to the induction of the magnetic scattering fluxes over the inner pipeline surface, are recorded by using the magnetosensitive elements, and the presence and parameters of the metal continuity defects in the pipeline wall are judged according to the aggregate of the received signals, wherein two pipeline sections, located with an axial clearance from the different sides against the plot magnetized by the main magnetization system, are magnetized by using two additional bipolar magnetization systems in the axial directions counter to the magnetization directions of the main magnetization system.
EFFECT: extending the scope of pipelines with a smaller internal diameter or a greater wall thickness.
2 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для дефектоскопии стальных трубопроводов со стороны их внутренней поверхности.The invention relates to non-destructive testing and can be used for inspection of steel pipelines from the side of their inner surface.

Известен способ магнитной дефектоскопии стальных трубопроводов, заключающийся в том, что при перемещении вдоль трубопровода намагничивают со стороны внутренней поверхности в поперечном направлении до состояния технического насыщения два следующих друг за другом с осевым зазором участка трубопровода. Намагничиваемые участки выбирают смещенными относительно друг друга по угловой координате и суммарно охватывающими всю окружность поперечного сечения трубопровода. С помощью магниточувствительных элементов измеряют значения индукции магнитного поля рассеяния над намагничиваемыми участками поверхности трубопровода, регистрируют сигналы магниточувствительных элементов и по совокупности полученных сигналов судят о наличии и параметрах дефектов типа нарушения сплошности металла в стенке трубопровода [1].A known method of magnetic flaw detection of steel pipelines, which consists in the fact that when moving along the pipeline magnetized from the side of the inner surface in the transverse direction to the state of technical saturation, two consecutive with an axial clearance of the pipeline section. Magnetized sections are selected offset relative to each other in an angular coordinate and total covering the entire circumference of the cross section of the pipeline. Using magnetosensitive elements, the values of the induction of the magnetic field of scattering over magnetized sections of the surface of the pipeline are measured, the signals of magnetically sensitive elements are recorded, and the totality of the received signals is used to judge the presence and parameters of defects such as violation of the continuity of the metal in the pipe wall [1].

Устройство для реализации известного способа содержит две жестко связанные между собой системы намагничивания и расположенные в межполюсных пространствах каждой из них магниточувствительные элементы, соединенные с электронным блоком. Каждая из систем намагничивания содержит постоянные магниты, установленные в общей плоскости с одинаковым угловым зазором вдоль цилиндрической поверхности и попарно соединенные магнитопроводами со стороны нерабочих торцов. Первая и вторая системы намагничивания установлены с угловым смещением относительно друг друга, а магниточувствительные элементы, расположенные в их межполюсных пространствах, суммарно охватывают всю окружность. Перемещение устройства вдоль трубопровода осуществляется транспортируемой по трубопроводу средой, например газом [1].A device for implementing the known method comprises two magnetization systems rigidly interconnected and magnetically sensitive elements located in the polar spaces of each of them, connected to the electronic unit. Each of the magnetization systems contains permanent magnets installed in a common plane with the same angular clearance along the cylindrical surface and pairwise connected by magnetic circuits from the side of non-working ends. The first and second magnetization systems are installed with an angular displacement relative to each other, and the magnetically sensitive elements located in their interpolar spaces cover the entire circle in total. The device is moved along the pipeline by a medium transported by the pipeline, for example gas [1].

Недостаток известного способа и реализующего его устройства заключается в низкой чувствительности к поперечным дефектам, преимущественно возникающим, например, в зонах стыковых сварных соединений. Кроме того, реализация известного способа затрудняется по мере уменьшения внутреннего диаметра контролируемого трубопровода и, начиная с некоторого его значения, становится невозможной. Это связано с недостаточным объемом, требуемым для размещения магнитной системы с магнитодвижущей силой (МДС), обеспечивающей техническое насыщение контролируемых участков. Величина требуемой МДС магнитной системы возрастает с увеличением толщины стенки трубопровода.The disadvantage of this method and its implementing device is its low sensitivity to transverse defects, mainly arising, for example, in the areas of butt welded joints. In addition, the implementation of the known method becomes more difficult as the internal diameter of the controlled pipeline decreases and, starting with a certain value, becomes impossible. This is due to the insufficient volume required to accommodate a magnet system with magnetomotive force (MDS), which provides technical saturation of the controlled areas. The magnitude of the required MDS magnetic system increases with increasing wall thickness of the pipeline.

Наиболее близок к предложенному по технической сущности способ магнитной дефектоскопии стальных трубопроводов со стороны их внутренней поверхности, заключающийся в том, что перемещают вдоль внутренней поверхности трубопровода двухполюсную систему намагничивания, обеспечивающую осевое намагничивание до технического насыщения участка трубопровода между ее полюсами, регистрируют с помощью магниточувствительных элементов сигналы, пропорциональные значениям индукции магнитного поля рассеяния над внутренней поверхностью трубопровода, и по совокупности полученных сигналов судят о наличии и параметрах дефектов типа нарушения сплошности металла в стенке трубопровода [2].The method of magnetic flaw detection of steel pipelines from the side of their inner surface, closest to the proposed technical essence, is that they move a bipolar magnetization system along the inner surface of the pipeline, which provides axial magnetization until the pipeline section is technically saturated between its poles, and signals are recorded using magnetically sensitive elements proportional to the values of the magnetic field induction of scattering over the inner surface of the pipeline yes, and by the totality of the received signals they judge the presence and parameters of defects such as violation of the continuity of the metal in the wall of the pipeline [2].

Известно устройство для магнитной дефектоскопии, реализующее описанный способ и выполненное в виде внутритрубного снаряда-дефектоскопа, предназначенного для размещения и перемещения в трубопроводах, содержащее основание с опорно-ходовыми узлами, расположенную на основании двухполюсную систему намагничивания с кольцевыми полюсными наконечниками, расположенный на основании между полюсными наконечниками системы намагничивания кольцевой многоэлементный измерительный преобразователь с равномерно распределенными магниточувствительными элементами, расположенный в основании герметизируемый отсек и размещенный в нем электронный блок, соединенный с измерительным преобразователем [2].A device for magnetic flaw detection, which implements the described method and is made in the form of an in-tube projectile-flaw detector, designed to be placed and moved in pipelines, containing a base with support-and-travel units, located on the base of a two-pole magnetization system with ring pole tips, located on the base between the pole magnetization tips ring multielement measuring transducer with uniformly distributed magnetosensors ln elements, located at the base of the pressurized compartment and placed in it an electronic unit connected to the measuring transducer [2].

Недостаток известного способа и реализующего его устройства заключается в том, что он не может быть реализован при уменьшении величины внутреннего диаметра D трубопровода, начиная с некоторой предельной величины Dпр, зависящей от толщины Τ стенки трубопровода. Это связано с тем, что в замкнутой магнитной цепи, образованной магнитопроводом и охватывающим его трубопроводом, сам магнитопровод насыщаться не должен, так как это приведет к увеличению общего магнитного сопротивления магнитной цепи и резкому уменьшению магнитного потока на контролируемом участке трубопровода. При этом магнитопровод перестает выполнять свою функцию, что приводит к резкому возрастанию магнитных потоков рассеяния в зоне источников магнитного поля, как правило, постоянных магнитов. Наибольшая индукция В имеет место на участке магнитопровода с наименьшим поперечным сечением. Такой участок - центральная часть магнитопровода, соединяющая магнитные полюса намагничивающей системы.A disadvantage of the known method and the device that implements it is that it cannot be implemented with a decrease in the internal diameter D of the pipeline, starting with a certain limiting value D pr depending on the thickness Τ of the wall of the pipeline. This is due to the fact that in a closed magnetic circuit formed by the magnetic circuit and the pipeline enclosing it, the magnetic circuit itself should not be saturated, as this will lead to an increase in the total magnetic resistance of the magnetic circuit and a sharp decrease in magnetic flux in a controlled section of the pipeline. In this case, the magnetic circuit ceases to fulfill its function, which leads to a sharp increase in the magnetic fluxes of scattering in the area of magnetic field sources, as a rule, of permanent magnets. The greatest induction B takes place in the area of the magnetic circuit with the smallest cross-section. Such a section is the central part of the magnetic circuit connecting the magnetic poles of the magnetizing system.

Величина магнитного потока Ф, требуемого для технического насыщения контролируемого участка трубопровода, возрастает по мере увеличения толщины Τ его стенки. Качественно, можно говорить, что обеспечить техническое насыщение контролируемого участка невозможно при сечении Sцм центральной части магнитопровода, сопоставимом с поперечным сечением Sт контролируемого участка.The magnitude of the magnetic flux Φ required for the technical saturation of the controlled section of the pipeline increases with increasing thickness Τ of its wall. Qualitatively, we can say that it is impossible to ensure the technical saturation of the controlled section with a cross section S cm of the central part of the magnetic circuit comparable with the cross section S t of the controlled section.

Цель изобретения - расширение области применения на трубопроводы меньшего внутреннего диаметра и/или большей толщины стенки, путем увеличения магнитной индукции на контролируемом участке трубопровода до величины, обеспечивающей техническое насыщение металла, без увеличения габаритов системы намагничивания, ограниченных внутренним диаметром трубопровода.The purpose of the invention is the expansion of the scope of pipelines with a smaller inner diameter and / or greater wall thickness, by increasing the magnetic induction in the controlled section of the pipeline to a value that provides technical saturation of the metal, without increasing the size of the magnetization system, limited by the inner diameter of the pipeline.

Поставленная цель в заявляемом способе магнитной дефектоскопии стальных трубопроводов со стороны их внутренней поверхности, заключающемся в том, что перемещают вдоль оси трубопровода двухполюсную систему намагничивания, обеспечивающую осевое намагничивание до технического насыщения участка трубопровода между ее полюсами, регистрируют с помощью магниточувствительных элементов сигналы, пропорциональные значениям индукции магнитного поля рассеяния над внутренней поверхностью трубопровода, и по совокупности полученных сигналов судят о наличии и параметрах дефектов в стенке трубопровода, достигается благодаря тому, что одновременно, с помощью двух дополнительных двухполюсных систем намагничивания намагничивают в осевых направлениях, встречных к направлениям намагничивания основной системой намагничивания, два участка трубопровода, расположенные с осевым зазором с разных сторон относительно участка, намагничиваемого основной системой намагничивания.The goal in the inventive method for magnetic flaw detection of steel pipelines from the side of their inner surface, namely, that they move a bipolar magnetization system along the axis of the pipeline, providing axial magnetization until the pipe section is technically saturated between its poles, signals proportional to the values of induction are recorded using magnetically sensitive elements magnetic field scattering over the inner surface of the pipeline, and the totality of the received signals It’s about the presence and parameters of defects in the pipe wall, due to the fact that at the same time, using two additional two-pole magnetization systems, magnetize in the axial directions opposite to the magnetization directions by the main magnetization system, two sections of the pipeline located with an axial clearance on different sides from the section magnetized by the main magnetization system.

Поставленная цель в устройстве для магнитной дефектоскопии стальных трубопроводов со стороны их внутренней поверхности в виде внутритрубного снаряда-дефектоскопа, выполненного с возможностью перемещения вдоль контролируемого трубопровода и содержащего основную двухполюсную систему намагничивания в виде двух радиально намагниченных в противоположных направлениях кольцевых постоянных магнитов, соединенных между собой цилиндрическим магнитопроводом, установленный между кольцевыми магнитами многоэлементный кольцевой измерительный преобразователь с равномерно распределенными по периметру кольца магниточувствительными элементами, герметичный электронный блок, электрически соединенный с измерительным преобразователем, достигается благодаря тому, что оно снабжено двумя дополнительными двухполюсными системами намагничивания, установленными с осевым зазором по разные стороны относительно основной системы намагничивания, каждая из дополнительных систем намагничивания выполнена в виде двух радиально намагниченных в противоположных направлениях кольцевых постоянных магнитов, соединенных между собой цилиндрическим магнитопроводом, а направления намагничивания соседних кольцевых постоянных магнитов основной и дополнительных систем намагничивания совпадают.The goal is a device for magnetic flaw detection of steel pipelines from the side of their inner surface in the form of an in-tube projectile-flaw detector made with the possibility of moving along the controlled pipeline and containing the main bipolar magnetization system in the form of two ring permanent magnets radially magnetized in opposite directions connected by a cylindrical a magnetic circuit mounted between ring magnets multi-element ring meter A transducer with magnetically sensitive elements evenly distributed around the ring perimeter, a sealed electronic unit, electrically connected to the measuring transducer, is achieved due to the fact that it is equipped with two additional bipolar magnetization systems installed with axial clearance on different sides relative to the main magnetization system, each of the additional systems magnetization is made in the form of two annular radially magnetized in opposite directions permanent magnets interconnected by a cylindrical magnetic circuit, and the directions of magnetization of the adjacent ring permanent magnets of the primary and secondary magnetization systems coincide.

На фиг. 1 схематично представлено реализующее заявляемый способ устройство; на фиг. 2 показано распределение силовых линий магнитного поля при намагничивании трубопровода только основной системой намагничивания, на фиг. 3 более подробно представлено распределение силовых линий магнитного поля в зоне торца системы 6 намагничивания, на фиг. 4 показано распределение силовых линий магнитного поля при намагничивании трубопровода основной и двумя дополнительными системами намагничивания, на фиг. 5 более подробно представлено распределение силовых линий магнитного поля между основной системой 6 и дополнительной системой 5, на фиг.6 приведена зависимость изменения относительной магнитной проницаемости μ в стенке трубопровода на участке, попадающем в зону действия магнитного поля основной и дополнительных систем намагничивания.In FIG. 1 schematically shows a device implementing the inventive method; in FIG. 2 shows the distribution of the magnetic field lines during magnetization of the pipeline only by the main magnetization system; FIG. 3 shows in more detail the distribution of the magnetic field lines in the area of the end face of the magnetization system 6, FIG. 4 shows the distribution of the magnetic field lines during magnetization of the main pipeline and two additional magnetization systems, FIG. 5 shows in more detail the distribution of the magnetic field lines between the main system 6 and the additional system 5; FIG. 6 shows the dependence of the relative magnetic permeability μ in the pipe wall in the area falling into the magnetic field of the main and additional magnetization systems.

Реализующее заявляемый способ устройство для магнитной дефектоскопии стальных трубопроводов со стороны их внутренней поверхности имеет вид внутритрубного снаряда-дефектоскопа, выполненного с возможностью перемещения вдоль контролируемого трубопровода 1 и содержащего расположенные друг за другом и механически соединенные между собой через гибкие шарниры 2.1-2.5 ведущую секцию 3, секцию 4 электроники, дополнительную двухполюсную систему 5 намагничивания, основную двухполюсную систему 6 намагничивания, дополнительную двухполюсную систему 7 намагничивания и секцию 8 измерения дистанции. Каждая из систем 5, 6 и 7 намагничивания выполнена в виде двух радиально намагниченных в противоположных направлениях кольцевых постоянных магнитов 5.1 и 5.2, 6.1 и 6.2, 7.1 и 7.2, соответственно, соединенных между собой цилиндрическим магнитопроводом 5.3, 6.3 и 7.3, соответственно. Направления намагничивания соседних кольцевых постоянных магнитов 5.2 и 6.1, 6.2 и 7.1 основной и дополнительных систем 5-7 намагничивания, соответственно, совпадают. Между кольцевыми магнитами 6.1 и 6.2 основной системы 6 намагничивания установлен многоэлементный кольцевой измерительный преобразователь 9 с равномерно распределенными по периметру упругого подвеса магниточувствительными элементами (не показаны), выполненными, например, в виде датчиков Холла. Каждая из секций 3-8 выполнена цилиндрической и имеет на торцах упругие манжеты. Ведущая секция 3 снабжена тяговыми манжетами 10.1 и 10.2, а секции 4-8 - опорно-центрирующими манжетами: 11.1 и 11.2, 12.1 и 12.2, 13.1 и 13.2, 14.1 и 14.2, 15.1 и 15.2, соответственно. Ведущая секция 3 снабжена рым-болтом 16 для обеспечения возможности перемещения снаряда-дефектоскопа по трубопроводу с помощью троса при нештатных ситуациях. Внутри ведущей секции 3 размещены источник питания (аккумулятор) и радиопередатчик (не показаны). Магниточувствительные элементы преобразователя 5 через линию связи (не показана) соединены с сигнальными входами электронного блока (не показан), размещенного в секции 4 электроники. Электронный блок секции 4 электроники через линию связи (не показана) соединен своим информационным входом с измерителем 17 дистанции, выполненным в виде одометра и размещенным в секции 8 измерения дистанции. Выход электронного блока секции 4 электроники соединен с радиопередатчиком. Длина секций 3-8 и осевые зазоры между ними выбираются из конструктивных соображений, определяемых необходимостью прохождения через гибы контролируемого трубопровода 1. При этом осевые зазоры между секциями 5-7 выбираются минимально возможными.The device for magnetic flaw detection of steel pipelines that implements the claimed method from the side of their inner surface has the form of an in-tube flaw detector, made with the possibility of moving along the controlled pipeline 1 and containing the leading section 3 located one after another and mechanically interconnected via flexible hinges 2.1-2.5, electronics section 4, additional bipolar magnetization system 5, the main bipolar magnetization system 6, additional bipolar system in 7 magnetization measurement section 8 and the distance. Each of the magnetization systems 5, 6 and 7 is made in the form of two annular permanent magnets 5.1 and 5.2, 6.1, 6.2, 7.1 and 7.2 radially magnetized in opposite directions, respectively, interconnected by a cylindrical magnetic core 5.3, 6.3 and 7.3, respectively. The directions of magnetization of the adjacent annular permanent magnets 5.2 and 6.1, 6.2 and 7.1 of the main and additional magnetization systems 5-7, respectively, coincide. Between the ring magnets 6.1 and 6.2 of the main magnetization system 6, a multi-element ring measuring transducer 9 is installed with magnetically sensitive elements (not shown) uniformly distributed along the perimeter of the elastic suspension, made, for example, in the form of Hall sensors. Each of sections 3-8 is cylindrical and has elastic cuffs at the ends. The leading section 3 is equipped with traction cuffs 10.1 and 10.2, and sections 4-8 are equipped with support-centering cuffs: 11.1 and 11.2, 12.1 and 12.2, 13.1 and 13.2, 14.1 and 14.2, 15.1 and 15.2, respectively. The leading section 3 is equipped with an eye bolt 16 to provide the ability to move the flaw detector through the pipeline using a cable in case of emergency. Inside the lead section 3, a power source (battery) and a radio transmitter (not shown) are arranged. The magnetically sensitive elements of the transducer 5 are connected via a communication line (not shown) to the signal inputs of an electronic unit (not shown) located in section 4 of the electronics. The electronic unit of the electronics section 4 through a communication line (not shown) is connected by its information input to the distance meter 17, made in the form of an odometer and placed in section 8 of the distance measurement. The output of the electronic unit of the electronics section 4 is connected to a radio transmitter. The length of sections 3-8 and the axial gaps between them are selected from design considerations determined by the need to pass through the bends of the controlled pipeline 1. In this case, the axial gaps between sections 5-7 are selected as minimally possible.

Заявляемый способ магнитной дефектоскопии стальных трубопроводов со стороны внутренней поверхности реализуется следующим образом. Вдоль оси трубопровода 1 со стороны внутренней поверхности перемещают установленные друг за другом с осевым зазором системы 5, 6 и 7 намагничивания, обеспечивающие осевое намагничивание до технического насыщения контролируемого участка трубопровода 1 между кольцевыми магнитами (полюсами) 6.1 и 6.2. Перемещение осуществляется за счет давления, создаваемого транспортируемым по трубопроводу 1 продуктом, например газом (не показан), на тяговые манжеты 10.1 и 10.2. С помощью магниточувствительных элементов многоэлементного преобразователя 9 регистрируют сигналы, пропорциональные индукции магнитного поля рассеяния над внутренней поверхностью трубопровода 1. Для обеспечения минимального рабочего зазора между магниточувствительными элементами и внутренней поверхностью трубопровода 1 магниточувствительные элементы установлены на гибком подвесе, прижимающемся за счет силы упругости к поверхности трубопровода 1. Параметры магнитных потоков рассеяния связаны с параметрами дефектов сплошности металла стенки трубопровода на контролируемом участке. Сигналы с выходов многоэлементного преобразователя 9 через линию связи поступают на соответствующие сигнальные входы электронного блока секции 4 электроники. Одновременно на его информационный вход с выхода измерителя дистанции 17 поступает сигнал, несущий информацию о текущей координате контролируемого участка. Совокупность сигналов о дефектном состоянии контролируемого участка и соответствующей ему координате регистрируется в памяти электронного блока. Информация о местоположении снаряда-дефектоскопа в нештатных ситуациях передается с помощью радиопередатчика. Информация, записанная после прохождения всего пути по трубопроводу, анализируется и по результатам анализа определяются параметры дефектов и их координаты.The inventive method of magnetic flaw detection of steel pipelines from the side of the inner surface is implemented as follows. Magnetization systems 5, 6, and 7 are installed along the axis of the pipeline 1 from the side of the inner surface, and they are magnetized, installed one after the other with an axial clearance, providing axial magnetization until the pipeline section 1 is technically saturated between the ring magnets (poles) 6.1 and 6.2. The movement is carried out due to the pressure created by the product transported through the pipeline 1, for example gas (not shown), to the traction cuffs 10.1 and 10.2. Using magnetically sensitive elements of the multi-element transducer 9, signals proportional to the induction of the scattering magnetic field over the inner surface of the pipeline 1 are recorded. To ensure a minimum working gap between the magnetically sensitive elements and the inner surface of the pipeline 1, the magnetically sensitive elements are mounted on a flexible suspension, which is pressed against the surface of the pipeline 1 due to the elastic force The parameters of magnetic fluxes of scattering are related to the parameters of continuity defects Tall wall pipelines in a controlled area. The signals from the outputs of the multi-element Converter 9 through the communication line are fed to the corresponding signal inputs of the electronic unit of section 4 of the electronics. At the same time, a signal carrying information about the current coordinate of the monitored area is received at its information input from the output of the distance meter 17. The set of signals about the defective state of the controlled area and the corresponding coordinate is recorded in the memory of the electronic unit. Information on the location of the flaw detector in emergency situations is transmitted using a radio transmitter. The information recorded after passing the entire path through the pipeline is analyzed and the results of the analysis determine the parameters of the defects and their coordinates.

Поставленная цель - расширение области применения на трубопроводы меньшего внутреннего диаметра и/или большей толщины стенки, путем увеличения магнитной индукции на контролируемом участке трубопровода до величины, обеспечивающей техническое насыщение металла, без увеличения габаритов системы намагничивания, ограниченных внутренним диаметром трубопровода, достигается за счет применения двух дополнительных систем 5 и 7 намагничивания. Механизм увеличения магнитной индукции В на контролируемом участке поясняется на фиг. 2-5. Из фиг. 2 и фиг. 3 видно, что часть магнитного потока, создаваемого только основной системой 6 намагничивания (без дополнительных систем 5 и 7), замыкается не через контролируемый участок, образуя боковые потоки рассеяния основной магнитной системы. Величина таких магнитных потоков в значительной степени зависит от относительной магнитной проницаемости μ трубопровода 1 за пределами контролируемого участка. Здесь она выше, чем на контролируемом участке, так как напряженность магнитного поля за полюсами системы 6 имеет меньшую величину, чем между полюсами. При уменьшении μ в этой области произойдет перераспределение части боковых магнитных потоков рассеяния в зону контролируемого участка. Это достигается за счет применения дополнительных систем 5 и 7 намагничивания. Как видно из фиг. 3, при этом происходит дополнительное намагничивание участков трубопровода 1, находящихся между полюсами дополнительных систем 5 и 7 намагничивания, соответственно. Направления намагничивания соседних кольцевых постоянных магнитов 5.2-6.1 и 6.2-7.1 систем 5,6 и 6,7 намагничивания должны совпадать. В противном случае магнитный поток основной системы 6 будет замыкаться через соседние кольцевые магниты 5.2 и 7.1. Дополнительное действие оказывают магнитные потоки рассеяния дополнительных систем 5 и 7 намагничивания, направленные навстречу потокам рассеяния основной системы 6 намагничивания. Магнитное действие дополнительных систем 5 и 7 намагничивания приводит к перераспределению магнитного потока, в результате чего магнитная индукция на контролируемом участке увеличивается, а магнитная проницаемость - уменьшается. Это иллюстрируется на фиг. 2-5, где показано смещение части силовых линий системы 6 намагничивания к контролируемому участку, находящемуся между полюсами 6.1 и 6.2 основной системы 6 намагничивания, за счет воздействия магнитных полей дополнительных систем 5 и 7 намагничивания. На фиг. 6 показано изменение μ вдоль оси трубопровода 1 с внешним диаметром 114 мм и толщиной стенки 8 мм из стали 20. Сравниваются два варианта: один при действии только основной системы 6 намагничивания, а второй - при одновременном действии всех систем 5-7 намагничивания. Как видно из приведенных зависимостей, величина μ на контролируемом участке, за счет действия дополнительных систем 5 и 7 намагничивания уменьшается почти в 3 раза при одновременном увеличении магнитного потока через поперечное сечение трубопровода 1 на контролируемом участке.The goal is to expand the field of application for pipelines of smaller inner diameter and / or greater wall thickness, by increasing the magnetic induction in the controlled section of the pipeline to a value that ensures technical saturation of the metal, without increasing the size of the magnetization system, limited by the inner diameter of the pipeline, achieved by using two additional systems 5 and 7 of magnetization. The mechanism for increasing the magnetic induction B in the controlled area is illustrated in FIG. 2-5. From FIG. 2 and FIG. 3 it can be seen that part of the magnetic flux generated only by the main magnetization system 6 (without additional systems 5 and 7) is closed not through the controlled area, forming side scattering fluxes of the main magnetic system. The magnitude of such magnetic fluxes largely depends on the relative magnetic permeability μ of the pipeline 1 outside the controlled area. Here it is higher than in the controlled area, since the magnetic field strength behind the poles of the system 6 has a smaller value than between the poles. With decreasing μ in this region, a part of the lateral magnetic fluxes of scattering will redistribute to the zone of the controlled area. This is achieved through the use of additional magnetization systems 5 and 7. As can be seen from FIG. 3, additional magnetization of sections of the pipeline 1 between the poles of the additional magnetization systems 5 and 7, respectively, occurs. The directions of magnetization of adjacent annular permanent magnets 5.2-6.1 and 6.2-7.1 of magnetization systems 5.6 and 6.7 must coincide. Otherwise, the magnetic flux of the main system 6 will be closed through neighboring ring magnets 5.2 and 7.1. An additional effect is exerted by the magnetic fluxes of the scattering of additional magnetization systems 5 and 7, directed towards the scattering fluxes of the main magnetization system 6. The magnetic action of the additional magnetization systems 5 and 7 leads to a redistribution of the magnetic flux, as a result of which the magnetic induction in the controlled area increases, and the magnetic permeability decreases. This is illustrated in FIG. 2-5, which shows the displacement of part of the power lines of the magnetization system 6 to the controlled area located between the poles 6.1 and 6.2 of the main magnetization system 6 due to the action of magnetic fields of additional magnetization systems 5 and 7. In FIG. Figure 6 shows the change in μ along the axis of pipeline 1 with an external diameter of 114 mm and a wall thickness of 8 mm from steel 20. Two options are compared: one with only the main magnetization system 6, and the second with the simultaneous action of all magnetization systems 5-7. As can be seen from the above dependences, the value of μ in the controlled section, due to the action of additional magnetization systems 5 and 7, decreases almost 3 times while increasing the magnetic flux through the cross section of the pipeline 1 in the controlled section.

Заявляемый способ, по сравнению с прототипом обеспечивает расширение области применения на трубопроводы меньшего внутреннего диаметра и/или большей толщины стенки, путем увеличения магнитной индукции на контролируемом участке трубопровода до величины, обеспечивающей техническое насыщение металла, без увеличения габаритов системы намагничивания, ограниченных внутренним диаметром трубопровода. Положительный результат достигается путем дополнительного намагничивания соседних с контролируемым участков трубопровода с помощью дополнительных систем намагничивания.The inventive method, in comparison with the prototype, provides an extension of the field of application for pipelines of smaller inner diameter and / or greater wall thickness by increasing magnetic induction in a controlled section of the pipeline to a value that ensures technical saturation of the metal, without increasing the size of the magnetization system limited by the inner diameter of the pipeline. A positive result is achieved by additional magnetization of adjacent to the controlled sections of the pipeline using additional magnetization systems.

Источники информацииInformation sources

1. Зенин Е.И., Лоскутов В.Е., Ваулин СЛ. и др. Намагничивающая система внутритрубного дефектоскопа с поперечным намагничиванием // Дефектоскопия. - 2005. - №8.- С.43-56.1. Zenin EI, Loskutov V.E., Vaulin SL. et al. Magnetizing system of an in-tube flaw detector with transverse magnetization // Flaw detection. - 2005. - No. 8.- P.43-56.

2. Патент РФ №2133032. Способ магнитной дефектоскопии и устройство для осуществления этого способа - G01N 27/83, G01N 27/87. - Приоритет от 20.03.1997 (прототип).2. RF patent No. 2133032. The method of magnetic flaw detection and device for implementing this method is G01N 27/83, G01N 27/87. - Priority from 03.20.1997 (prototype).

Claims (2)

1. Способ магнитной дефектоскопии стальных трубопроводов со стороны внутренней поверхности, заключающийся в том, что перемещают вдоль внутренней поверхности трубопровода двухполюсную систему намагничивания, обеспечивающую осевое намагничивание до технического насыщения участка трубопровода между ее полюсами, регистрируют с помощью магниточувствительных элементов сигналы, пропорциональные индукции магнитных потоков рассеяния над внутренней поверхностью трубопровода, и по совокупности полученных сигналов судят о наличии и параметрах дефектов сплошности металла в стенке трубопровода, отличающийся тем, что, одновременно, с помощью двух дополнительных двухполюсных систем намагничивания намагничивают в осевых направлениях, встречных к направлениям намагничивания основной системой намагничивания, два участка трубопровода, расположенные с осевым зазором с разных сторон относительно участка, намагничиваемого основной системой намагничивания.1. The method of magnetic flaw detection of steel pipelines from the side of the inner surface, which consists in moving along the inner surface of the pipeline a two-pole magnetization system that provides axial magnetization until the pipe section is technically saturated between its poles, signals proportional to the magnetic flux density induction are recorded using magnetically sensitive elements over the inner surface of the pipeline, and the totality of the received signals judges the presence and param defects of metal continuity in the pipe wall, characterized in that, simultaneously, using two additional bipolar magnetization systems magnetize in the axial directions opposite to the magnetization directions by the main magnetization system, two sections of the pipeline located with an axial clearance from different sides relative to the magnetized section main magnetization system. 2. Устройство для магнитной дефектоскопии стальных трубопроводов со стороны внутренней поверхности в виде внутритрубного снаряда-дефектоскопа, выполненного с возможностью перемещения вдоль контролируемого трубопровода и содержащего основную двухполюсную систему намагничивания в виде двух радиально намагниченных в противоположных направлениях кольцевых постоянных магнитов, соединенных между собой цилиндрическим магнитопроводом, установленный между кольцевыми магнитами многоэлементный кольцевой измерительный преобразователь с равномерно распределенными по периметру кольца магниточувствительными элементами и герметичный электронный блок, электрически соединенный с измерительным преобразователем, отличающееся тем, что оно снабжено двумя дополнительными двухполюсными системами намагничивания, установленными с осевым зазором по разные стороны относительно основной системы намагничивания, каждая из дополнительных систем намагничивания выполнена в виде двух радиально намагниченных в противоположных направлениях кольцевых постоянных магнитов, соединенных между собой цилиндрическим магнитопроводом, а направления намагничивания соседних кольцевых постоянных магнитов основной и дополнительных систем намагничивания совпадают.2. A device for magnetic flaw detection of steel pipelines from the side of the inner surface in the form of an in-tube projectile-flaw detector made with the possibility of moving along the controlled pipeline and containing the main bipolar magnetization system in the form of two ring permanent magnets radially magnetized in opposite directions, connected by a cylindrical magnetic circuit, a multi-element ring measuring transducer installed between ring magnets with magnetically sensitive elements uniformly distributed around the perimeter of the ring and a sealed electronic unit electrically connected to the measuring transducer, characterized in that it is equipped with two additional bipolar magnetization systems installed with an axial clearance on different sides relative to the main magnetization system, each of the additional magnetization systems is made in the form two radially magnetized in opposite directions of annular permanent magnets connected x between a cylindrical magnetic core, and magnetization directions of adjacent annular permanent magnet magnetizing main and additional systems coincide.
RU2016114654A 2016-04-14 2016-04-14 Method for magnetic flaw detection and device for its implementation RU2634366C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016114654A RU2634366C2 (en) 2016-04-14 2016-04-14 Method for magnetic flaw detection and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016114654A RU2634366C2 (en) 2016-04-14 2016-04-14 Method for magnetic flaw detection and device for its implementation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016114654A RU2016114654A (en) 2017-10-19
RU2634366C2 true RU2634366C2 (en) 2017-10-26

Family

ID=60120299

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016114654A RU2634366C2 (en) 2016-04-14 2016-04-14 Method for magnetic flaw detection and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2634366C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2745013C1 (en) * 2020-04-23 2021-03-18 Общество с ограниченной ответственностью «ИЛИНЭТ» Non-contact longitudinal magnetizing device for in-pipe defectoscopy of pipelines

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108828056B (en) * 2018-06-21 2023-07-25 中国矿业大学(北京) Wire rope's detection device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2133032C1 (en) * 1997-03-20 1999-07-10 Закрытое акционерное общество Инженерный центр "ВНИИСТ-ПОИСК" Process of magnetic field testing and device to implement it
US20010017541A1 (en) * 1999-03-17 2001-08-30 Hegeon Kwun Method and apparatus for inspecting pipelines from an in-line inspection vehicle using magnetostrictive probes
RU2176081C1 (en) * 2000-12-26 2001-11-20 ЗАО "Нефтегазкомплектсервис" Magnetic going-through flaw detector
RU117186U1 (en) * 2012-02-09 2012-06-20 Закрытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Спектр" MULTI-SECTION IN-TUBE MAGNETIC DEFECTOSCOPE

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2133032C1 (en) * 1997-03-20 1999-07-10 Закрытое акционерное общество Инженерный центр "ВНИИСТ-ПОИСК" Process of magnetic field testing and device to implement it
US20010017541A1 (en) * 1999-03-17 2001-08-30 Hegeon Kwun Method and apparatus for inspecting pipelines from an in-line inspection vehicle using magnetostrictive probes
RU2176081C1 (en) * 2000-12-26 2001-11-20 ЗАО "Нефтегазкомплектсервис" Magnetic going-through flaw detector
RU117186U1 (en) * 2012-02-09 2012-06-20 Закрытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Спектр" MULTI-SECTION IN-TUBE MAGNETIC DEFECTOSCOPE

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2745013C1 (en) * 2020-04-23 2021-03-18 Общество с ограниченной ответственностью «ИЛИНЭТ» Non-contact longitudinal magnetizing device for in-pipe defectoscopy of pipelines

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016114654A (en) 2017-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107907455B (en) Magnetic induction particle detection device and concentration detection method
Park et al. Improvement of the sensor system in magnetic flux leakage-type nondestructive testing (NDT)
Park et al. Magnetic flux leakage sensing-based steel cable NDE technique
KR20180030991A (en) Defect measurement method, defect measurement device and inspection probe
Suresh et al. Development of magnetic flux leakage measuring system for detection of defect in small diameter steam generator tube
US7038444B2 (en) System and method for in-line stress measurement by continuous Barkhausen method
US20150316508A1 (en) Apparatus and method for detecting inner defects of steel plate
JPH06331602A (en) Method and equipment for checking structural defect of long magnetic material nondestructively
CN106290553A (en) A kind of electromagnetic transducer system of novel detection defect in rope
Kim et al. A new sensitive excitation technique in nondestructive inspection for underground pipelines by using differential coils
CN107850570B (en) Defect measuring method, defect measuring device, and inspection probe
EP2927678B1 (en) Magnetic measuring system for a flaw detector having longitudinal magnetization
Kim et al. A new design of MFL sensors for self-driving NDT robot to avoid getting stuck in curved underground pipelines
CN104833720B (en) The method of single coil electromagnetism Resonance detector metallic conduit damage
RU2634366C2 (en) Method for magnetic flaw detection and device for its implementation
JP6296851B2 (en) Defect depth estimation method and defect depth estimation apparatus
RU117186U1 (en) MULTI-SECTION IN-TUBE MAGNETIC DEFECTOSCOPE
CN103454339B (en) A kind of autoexcitation shields full magnetic information induction sniffer
CN103439405B (en) Iron core and ferrite core synthesize multifunction electric magnetic measurement sensor and detection method thereof
CN106404900A (en) Device for detecting steel plate surface defect
JP6097906B2 (en) Inspection device for minute magnetic metal foreign matter
US10488278B2 (en) Planar magnetoelastic force sensor
RU141521U1 (en) MAGNETIC MEASURING SYSTEM FOR A DEFECTOSCOPE WITH LONGITUDINAL MAGNETIZATION BASED ON COMBINED SENSOR UNITS
RU2133032C1 (en) Process of magnetic field testing and device to implement it
WO2005095943A1 (en) System and method for in-line stress measurement by continuous barkhausen technique

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20181228