SU1401365A1 - Flaw detector for checking long-sized ferromagnetic articles - Google Patents

Description

со оwith about

0101

Изобретение относитс  к неразрушающим методам контрол  качества изделий электромагнитным способом и может найти применение в металлургической промышленности , в частности в трубопрокатном про- изводстве дл  контрол  качества труб.The invention relates to non-destructive methods for controlling the quality of products by an electromagnetic method and can be used in the metallurgical industry, in particular in the tube-making industry for the quality control of pipes.

Известно устройство дл  сортировки ферромагнитных труб, содержаш,ее рольганг, расположенную над рольгангом полую штангу , на концах которой расположень два преобразовател  параметров магнитного по- л  в электрические сигналы, узлы намагничивани  и два электромагнита с взаимоортогональными пол ми, торцы полюсов которых образуют кольцевой канал 1.A device is known for sorting ferromagnetic pipes, containing its roller table, a hollow rod located above the roller table, at the ends of which there are two magnetic field parameter converters into electrical signals, magnetization nodes and two electromagnets with inter-orthogonal fields, the ends of the poles of which form an annular channel 1 .

Устройство осуш,ествл ет контроль внут- ренней поверхности трубы. Недостатком известного устройства  вл етс  то, что оно контролирует лишь внутреннюю поверхность трубы и недостаточно чувствительно к дефектам, расположенным в стенке трубы, не выход щим на внутреннюю поверхность. The drying device monitors the internal surface of the pipe. A disadvantage of the known device is that it controls only the inner surface of the pipe and is not sensitive enough to defects located in the wall of the pipe that does not extend to the inner surface.

Наиболее близким к предлагаемому изоб ретению техническим решением  вл етс  дефектоскоп дл  контрол  прот женных ферромагнитных изделий, содержащий П-образ- ный магнитопровод с посто нными магии- тами, полюсные наконечники которого выполнены с отверстием дл  контролируемого издели , преобразователь в виде концентратора , выполненный в виде пары колец трапециевидной формы, между которыми размещены элементы Холла, операционный усилитель и регистратор 2.The technical solution closest to the proposed invention is a flaw detector for controlling ferromagnetic products containing a U-shaped magnetic circuit with constant magi- tials, with pole pieces with an opening for the item being tested, a converter in the form of a hub. pairs of trapezoidal rings, between which are placed the Hall elements, the operational amplifier and the recorder 2.

Известное устройство производит точечное зондирование дефектов в канатах, имеющих обычно большую прот женность. Однако дл  контрол  состо ни  стальных труб,  вл ющихс  также прот женными издели ми , но имеющих по сравнению с канатом относительно малую длину, применение известного устройства не представл етс  возможным в св зи с тем, что, напр жение на выходе преобразовател  с эле- ментами ЭДС Холла имеет две составл ю- щие:одну, вызванную наличием дипол  рассе ни  от дефектов - полезный сигнал, и вторую, вызванную пронизыванием элементов ЭДС Холла потоком рассе ни  сило- вых линий намагничивающей системы, вне сечени  контролируемого объекта - сигнал помех (начальное напр жение), который по величине одного пор дка с полезным сигналом.The known device produces point probing of defects in the ropes, which usually have a large extent. However, to control the state of steel pipes, which are also extended products, but having a relatively small length as compared with a rope, the use of a known device is not possible due to the fact that the voltage at the output of the converter with elements The Hall electromotive force has two components: one, caused by the presence of dipole scattered from defects, is a useful signal, and the second, caused by the passage of Hall electromotive force elements by the flow of the power lines of the magnetizing system, outside the monitored object. nal interference (initial stress), which is one of magnitude of the order of the useful signal.

При контроле состо ни  канатов началь- ное напр жение компенсируетс  посто нным компенсационным напр жением, так как характер пол  рассе ни  при перемещении каната остаетс  практически посто нным. Сигнал от преобразовател  при этом подаетс  непосредственно на вход операцион- ного усилител  дл  усилени  и регистрации. Характер начального напр жени  при контроле труб имеет сложную форму. ВеличинаWhen monitoring the condition of the ropes, the initial voltage is compensated for by a constant compensation voltage, since the nature of the scattering field when the rope is moved remains almost constant. The signal from the converter is then fed directly to the input of the operational amplifier for amplification and recording. The nature of the initial stress during pipe inspection has a complex shape. Magnitude

его при прохождении начала и конца трубы сквозь разноименные полюсные наконечники мен етс  быстро, что не позвол ет его компенсацию.when the beginning and end of the pipe passes through the opposite pole tips, it changes rapidly, which does not allow its compensation.

Кроме того, в известной конструкции канатного дефектоскопа невозможно допустить большие зазоры между контролируемым изделием и преобразователем, которые требуютс  дл  надежности устройства контрол .In addition, in the known construction of the cable flaw detector, it is impossible to allow large gaps between the monitored product and the transducer, which are required for reliability of the control device.

Целью изобретени   вл етс  контроль стальных труб в процессе их производства.The aim of the invention is to control steel pipes during their production.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что известный дефектоскоп снабжен закрепленной на одном из полюсных наконечников магнитопровода кольцевой втулкой из немагнитного материала с полостью дл  размещени  концентратора и крышкой дл  герметизации полости, включенным между выходами элементов Холла и операционным усилителем емкостным фильтром, регулируемым делителем питающего напр жени , выход которого соединен с инвертирующим входом операционного усилител , и включенными между выходом операционного усилител  и входом регистратора последовательно соединенным выпр мителем и усилителем посто нного тока.The goal is achieved by the fact that the known flaw detector is equipped with an annular sleeve of a nonmagnetic material mounted on one of the pole pieces of the magnetic circuit with a cavity for accommodating a concentrator and a lid for sealing the cavity connected between the outlets of the Hall elements and the operational amplifier with a capacitive filter, an adjustable power supply divider which is connected to the inverting input of the operational amplifier, and connected between the output of the operational amplifier and the input of the recorder connected in series with a rectifier and a dc amplifier.

Кроме того, усилитель посто нного тока выполнен релейным, выпр митель выполнен на точечном диоде, а операционный усили-- тель выполнен с регулируемой обратной св зью.In addition, the DC amplifier is made on-off, the rectifier is made on a point diode, and the operational amplifier is made with adjustable feedback.

Преобразователь сдвинут от нейтрали пол  в сторону движени  труб к второму полюсному наконечнику.The transducer is shifted from neutral to the floor in the direction of movement of the pipes to the second pole tip.

На чертеже приведена схема устройства .The drawing shows a diagram of the device.

Между преобразователем в виде элементов Холла 1 с кольцами трапециевидной формы концентратора 2 и операционным усилителем 3 установлен емкостный фильтр 4 и на входе питани  операционного усилител  установлен регулируемый делитель 5, соединенный с инвертирующим входом 6 операционного усилител .A capacitive filter 4 is installed between the converter in the form of Hall elements 1 with trapezoidal rings of the concentrator 2 and the operational amplifier 3, and an adjustable divider 5 is installed at the power input of the operational amplifier and is connected to the inverting input 6 of the operational amplifier.

На выходе усилител  3 установлены последовательно включенные точечный полупроводниковый диод 7, релейный усилитель 8 и регистратор 9.At the output of the amplifier 3 are installed in series the point semiconductor diode 7, the relay amplifier 8 and the recorder 9.

На входе питани  катущки намагничивани  электромагнита 10 установлены регул тор 11 тока намагничивани  с выпр мителем 12.At the power input of the magnetizing coil of the electromagnet 10, a magnetizing current regulator 11 is installed with a rectifier 12.

На операционном усилителе 3 установлен регул тор 13 усилени  в виде переменного сопротивлени  обратной св зи.On the operational amplifier 3, a gain control 13 is installed in the form of a variable feedback resistance.

П-образный магнитопровод 14 электромагнита имеет сменные полюсные наконечники 15 с отверсти ми, сквозь которые проходит контролируема  труба 16. Преобразователь 1 крепитс  при помощи кольцевой втулки 17 к полюсному наконечнику 15, герметически закрываетс  крышкой 18 и сдвинут вдоль оси движени  трубы относительThe U-shaped magnetic circuit 14 of the electromagnet has interchangeable pole pieces 15 with holes through which the test tube 16 passes. Transformer 1 is attached with an annular sleeve 17 to the pole tip 15, hermetically closed by a cover 18 and shifted along the axis of movement of the tube relative to

но нейтрали пол  п-п на возможное рассто ние Q.but the floor is neutral over the possible distance Q.

Дл  отделени  полезного сигнала от номех, вызванных главным образом по влением переменной составл ющей начального напр жени  в результате перераспределени  потока намагничивающего пол  при прохождении концов контролируемой трубы 16 сквозь полюсные наконечники 15 электромагнита 10, сперва из сигнала при помощи емкостного фильтра 4 отдел етс  его посто нна  составл юща .To separate the useful signal from nohms, mainly caused by the appearance of a variable component of the initial voltage as a result of the redistribution of the flow of the magnetizing field when the ends of the test tube 16 pass through the pole pieces 15 of the electromagnet 10, its constant constituting.

Затем снижаетс  уровень динамической составл ющей сигнала, вызванной искажением пол  рассе ни  при прохождении начала трубы 16 сквозь полюсные наконеч- НИКИ 15 электромагнита 10, путем компрессии сигнала с помощью регулируемого делител  5 напр жени  питани  операционного усилител  3 по посто нному току, собранного на резисторах Ri Rg, Ra и R4 и соединенного с его инвертирующим входом 6. Then the level of the dynamic component of the signal caused by the distortion of the scattering field when the tube 16 starts to pass through the pole tips 15 of the electromagnet 10 is reduced by compressing the signal with the help of an adjustable divider 5 of the supply voltage of the operational amplifier 3 at the direct current Ri Rg, Ra and R4 and connected to its inverting input 6.

При скоростном динамическом перемагни- чивании трубы возникают вихревые токи, вли ющие на формирование магнитного потока в межполюсном участке трубки, поэтому с целью повыщени  чувствитель- ности дефектоскопа, особенно к внутренним дефектам, преобразователь устанавливаетс  в зоне между нейтралью пол  п-п и вторым полюсным наконечником 15 на рассто нии а, завис щем от конструкции корпуса преобразовател .During high-speed dynamic magnetization reversal of the tube, eddy currents occur that affect the formation of magnetic flux in the interpolar tube section, therefore, in order to increase the sensitivity of the defectoscope, especially to internal defects, the converter is installed in the zone between the neutral field of the pn and the second pole tip 15 at a distance a, depending on the design of the converter case.

Дл  устойчивой работы регистратора 9, в качестве которого примен етс  электромагнитный краскоотметчик, на выходе усиFor stable operation of the recorder 9, which is used as an electromagnetic paint marker, at the output of

00

5 five

5 five

00

лител  3 устанавливаютс  выпр митель 7 на точечном диоде, срезающий отрицательный полупериод импульса сигнала, а также релейный усилитель 8.The device 3 is installed by the rectifier 7 on a dot diode, cutting off the negative half-cycle of the signal pulse, and also the relay amplifier 8.

С целью повыщени  чувствительности преобразовател  1 острые углы колец 2 концентратора трапецеидального сечени , кроме внутренних кромок,закруглены. Это позвол ет устранить щунтирование пол  от дефектов вне элементов Холла.In order to increase the sensitivity of the transducer 1, the acute angles of the rings 2 of the trapezoidal section hub, except for the inner edges, are rounded. This eliminates floor shunting from defects outside the Hall elements.

Дл  производства контрол  состо ни  труб разного сортамента в схеме предусматриваютс  выбор оптимального коэффициента усилени  операционного усилител  3 с помощью регул тора 13, установленного в цепи отрицательно обратной св зи усилител  3, изменение пол  намагничивани  путем соответствующей установки регул тора 11 намагничивающего тока, применение сменных полюсных бащмаков 15 и преобразовател  17 соответствующего типоразмера .For the production of monitoring the state of pipes of different gauge, the scheme provides for the selection of the optimal gain of the operational amplifier 3 by means of the regulator 13, installed in the negative feedback circuit of the amplifier 3, changing the magnetization field by appropriately setting the magnetizing current regulator 11, using interchangeable pole batteries 15 and converter 17 of the appropriate size.

Изобретение может быть использовано на трубопрокатных цехах металлургических заводов, изготовл ющих бесщовные трубы, диаметром 30 мм и выще, а также на магистральных нефтепроводах и газопроводах. Технологи  изготовлени  труб с внедрением изобретени  не мен етс .The invention can be used at pipe-rolling shops of metallurgical plants producing sparks without a diameter of 30 mm and more, as well as on main oil pipelines and gas pipelines. The pipe manufacturing technology with the implementation of the invention does not change.

Положительный эффект от применени  предлагаемого изобретени  достигаетс  возможностью контрол  ферромагнитных труб в процессе производства, а также повыще- нием чувствительности устройства, к внутренним дефектам трубы.The positive effect of the application of the present invention is achieved by the possibility of controlling ferromagnetic pipes during the production process, as well as by increasing the sensitivity of the device to internal pipe defects.

Claims (3)

1. ДЕФЕКТОСКОП ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОТЯЖЕННЫХ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ, содержащий П-образный магнитопровод с постоянными магнитами, полюсные наконечники которого выполнены с отверстием для контролируемого изделия, преобразователь в виде концентратора, выполненный в виде пары колец трапециевидной формы, между которыми размещены элементы Холла, операционный усилитель и регистратор, отличающийся тем, что, с целью контроля стальных труб в процессе их производства, он снабжен закрепленной на одном из полюсных наконечников магнитопровода кольцевой втулкой из немагнитного материала с полостью для размещения концентратора и крышкой для герметизации полости, включенным между выходами элементов Холла и операционным усилителем емкостным фильтром, регулируемым делителем питающего напряжения, выход которого соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, и включенными между выходом операционного усилителя и входом регистратора последовательно соединенным выпрямителем и усилителем постоянного тока.1. DEFECTOSCOPE FOR THE CONTROL OF LONG-TERM FERROMAGNETIC PRODUCTS, containing a U-shaped magnetic circuit with permanent magnets, the pole tips of which are made with an opening for a controlled product, a converter in the form of a hub made in the form of a pair of trapezoidal rings, between which Hall elements, an operational amplifier and a recorder, characterized in that, in order to control steel pipes during their production, it is equipped with a ring fixed to one of the pole tips of the magnetic circuit a non-magnetic sleeve with a cavity for accommodating a hub and a cover for sealing the cavity, a capacitive filter connected between the outputs of the Hall elements and the operational amplifier, regulated by a voltage divider, the output of which is connected to the inverting input of the operational amplifier, and connected between the output of the operational amplifier and the recorder input series-connected rectifier and DC amplifier. 2. Дефектоскоп по π. 1, отличающийся тем, что усилитель постоянного тока выполнен релейным, выпрямитель выполнен на точечном диоде, а операционный уси- § литель выполнен с регулируемой обратной связью.2. Flaw detector according to π. 1, characterized in that the DC amplifier is made relay, the rectifier is made on a point diode, and the operational amplifier is made with adjustable feedback. 3. Дефектоскоп по π. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения его чувствительности, особенно к внутренним дефектам, преобразователь сдвинут от нейтрали поля в сторону движения труб к второму полюсному наконечнику.3. Flaw detector according to π. 1, characterized in that, in order to increase its sensitivity, especially to internal defects, the transducer is shifted from the neutral field in the direction of movement of the pipes to the second pole tip.