RU2163369C1

RU2163369C1 - Intrapipe flaw detector

Info

Publication number: RU2163369C1
Application number: RU2000114470A
Authority: RU
Inventors: Ю.А. Сапельников; Б.В. Козырев; М.В. Добров; Е.Ю. Зеленов; А.В. Тягунов
Original assignee: ЗАО "Нефтегазкомплектсервис"
Priority date: 2000-06-08
Filing date: 2000-06-08
Publication date: 2001-02-20

Abstract

FIELD: inspection of space of main oil and gas product lines. SUBSTANCE: belt of sensitive levers pressed against internal surface of pipe-line is fixed on body of flaw detector. Body houses means processing and storing measured data, odometer system and electromagnetic marking transmitter determining position of flaw detector inside pipe-line. Deviations of levers are measured by transmitters of angle of turn based on Hall elements with simultaneous measurement of temperature. Two elastic collars fitting snugly to surface of pipe-line are placed in front of belt of sensitive levers. Area between first and second collars communicates with area downstream of second collar through holes in collar and/or body. Test of temperature of Hall elements enables corrections to be introduced into given measurements. Structural implementation of collars provides for smoothing of abrupt changes of temperature and of temperature gradient of Hall elements. EFFECT: improved functional reliability of flaw detector. 9 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для внутритрубного неразрушающего контроля трубопроводов, а именно для контроля профиля полости уложенных магистральных нефтегазопродуктопроводов путем пропуска внутри контролируемого трубопровода устройства с установленными на корпусе средствами измерения дефектов полости трубопровода, средствами обработки и хранения данных измерений, продвигающегося внутри трубопровода за счет транспортируемого по трубопроводу потока жидкости (газа). The invention relates to a device for in-pipe non-destructive testing of pipelines, namely, to control the cavity profile of laid oil and gas pipelines by passing devices inside the controlled pipeline with means for measuring defects in the cavity of the pipeline, means for processing and storing measurement data moving inside the pipeline due to transported through the pipeline fluid flow (gas).

Известно устройство для выявления деформированных участков труб и трубопроводов, описанное в а.с. СССР SU 1768941, МПК: C 01 B 7/12, дата публикации 15.10.92. A device for detecting deformed sections of pipes and pipelines is described in A.S. USSR SU 1768941, IPC: C 01 B 7/12, publication date 10/15/92.

Устройство включает корпус для пропуска внутри контролируемого трубопровода, установленные на корпусе средства измерений, обработки и хранения данных измерений, множество чувствительных рычагов, установленных на корпусе вокруг главной оси корпуса, прижимаемых пружинами к внутренней поверхности трубопровода и скользящих по указанной поверхности, на корпусе установлены две эластичные манжеты по разные стороны от пояса рычагов. The device includes a housing for passing inside the controlled pipeline, means for measuring, processing and storing measurement data installed on the housing, a plurality of sensitive levers mounted on the housing around the main axis of the housing, pressed by springs to the inner surface of the pipeline and sliding on the specified surface, two elastic cuffs on opposite sides of the belt of levers.

Рычаги кинематически связаны с двумя дисками, которые в свою очередь кинематически связаны с датчиками взаимного перемещения дисков. Отклонение любого из чувствительных рычагов приводит к изменению расстояния между дисками, которое измеряется с помощью реостатных датчиков. Измеряя расстояние между дисками, определяют наличие деформации в сечении трубопровода. The levers are kinematically connected with two disks, which in turn are kinematically connected with sensors of mutual displacement of the disks. The deviation of any of the sensitive levers leads to a change in the distance between the disks, which is measured using rheostat sensors. Measuring the distance between the disks, determine the presence of deformation in the cross section of the pipeline.

Однако по данным о расстоянии между дисками не может быть определена ориентация дефекта в сечении трубопровода, и не может быть идентифицировано различие между деформацией трубы и наличием, например, вваренного в трубу предмета. Кроме того, в результате многократных поворотов контакты реостатных датчиков меняют свойства, особенно при использовании в агрессивной среде, в результате чего показания датчиков становятся нестабильными. However, according to the data on the distance between the disks, the orientation of the defect in the cross section of the pipeline cannot be determined, and the difference between the deformation of the pipe and the presence of, for example, an object welded into the pipe cannot be identified. In addition, as a result of repeated turns, the contacts of the rheostatic sensors change their properties, especially when used in an aggressive environment, as a result of which the sensor readings become unstable.

Известно устройство для точного измерения формы цилиндрической поверхности, описанное в патенте США US 4186494, МПК: C 01 B 7/12, дата публикации 05.02.80, (патентные документы - аналоги: DE 2810552, FR 2383426, GB 1585443), а также устройство для измерения внутренних размеров труб, описанное в патенте США US 5299359, МПК: C 01 B 7/12, дата публикации 05.04.94 (патентный документ - аналог: ЕР 0307383). A device for accurately measuring the shape of a cylindrical surface is described in US patent US 4186494, IPC: C 01 B 7/12, publication date 05.02.80, (patent documents - analogues: DE 2810552, FR 2383426, GB 1585443), as well as a device for measuring the internal dimensions of pipes, described in US patent US 5299359, IPC: C 01 B 7/12, publication date 04/05/94 (patent document - analogue: EP 0307383).

Устройство включает корпус с установленными на нем манжетами диаметром меньше диаметра контролируемого трубопровода для пропуска внутри контролируемого трубопровода, установленные на корпусе средства измерений, множество чувствительных рычагов, осесимметрично установленных на корпусе по его периметру в сечении трубопровода, прижимаемых пружинами к внутренней поверхности трубопровода и скользящих по указанной поверхности. Каждый из рычагов кинематически связан с соответствующим ему датчиком перемещения. Сигналы с датчиков перемещения, соответствующие изменению положения чувствительных рычагов, обрабатываются средствами обработки, установленными в корпусе дефектоскопа, и передаются на средства хранения данных, находящиеся вне корпуса дефектоскопа. The device includes a housing with cuffs installed on it with a diameter smaller than the diameter of the controlled pipeline for passage inside the controlled pipeline, measuring instruments mounted on the housing, a plurality of sensitive levers axisymmetrically mounted on the housing along its perimeter in the pipeline section, pressed by springs to the inner surface of the pipeline and sliding along the specified surface. Each of the levers is kinematically connected with its corresponding displacement sensor. The signals from the displacement sensors corresponding to the change in the position of the sensitive levers are processed by the processing means installed in the flaw detector housing and transferred to the data storage means located outside the flaw detector housing.

Необходимость связи дефектоскопа со средствами хранения измеренных данных ограничивает длину трубопровода, которая может быть проконтролирована и делает невозможным внутритрубный контроль магистральных трубопроводов. The need to connect the flaw detector with the means for storing the measured data limits the length of the pipeline, which can be monitored and makes it impossible to control the pipelines in-pipe.

Зазоры между рычагами превышают ширину рычагов в месте контакта рычагов с внутренней поверхностью трубопровода, в результате чего многие локальные дефекты, размер которых в плоскости сечения трубы меньше величины зазора между рычагами, не регистрируются. The gaps between the levers exceed the width of the levers at the point of contact of the levers with the inner surface of the pipeline, as a result of which many local defects, the size of which in the plane of the pipe section is smaller than the gap between the levers, are not recorded.

Известен внутритрубный обнаружитель утечек для контроля трубопроводов на целостность, описанный в патенте США US 3974680, МПК: C 01 M 3/00, дата публикации 17.08.76 (патентные документы - аналоги: CA 1055138, DE 2622600, FR 2312726, GB 1547301, IT 1061312, JP 1144689, NL 7605706). Known in-line leak detector for monitoring pipelines for integrity, described in US patent US 3974680, IPC: C 01 M 3/00, publication date 08/17/76 (patent documents - analogues: CA 1055138, DE 2622600, FR 2312726, GB 1547301, IT 1061312, JP 1144689, NL 7605706).

Устройство включает корпус для пропуска внутри контролируемого трубопровода. На корпусе установлены средства измерений и хранения данных измерений. Корпус состоит из двух подвижно соединенных секций, на каждой из секций корпуса установлены по две манжеты. На второй секции в направлении от носовой части корпуса вокруг главной оси указанной секции корпуса установлено множество рычагов, чувствительных к неровностям поверхности трубы, таким как сварные швы, прижимаемых пружинами к внутренней поверхности трубопровода, так что перед поясом рычагов в направлении от носовой части корпуса установлены три манжеты. Носовая часть первой секции корпуса дефектоскопа с установленной на ней первой от носовой части корпуса манжетой образует глухую стенку. Область транспортируемой среды между первой и второй манжетами сообщается с областью транспортируемой среды после второй манжеты через сквозные отверстия во второй манжете, с областью после четвертой манжеты через отверстия в корпусе дефектоскопа и с областью между третьей и четвертой манжетами через клапан. The device includes a housing for passing inside the controlled pipeline. Measurement and storage of measurement data are installed on the case. The casing consists of two movably connected sections; two cuffs are installed on each of the casing sections. On the second section, in the direction from the nose of the body around the main axis of the specified section of the body, there are many levers that are sensitive to irregularities in the surface of the pipe, such as welds, pressed by springs to the inner surface of the pipeline, so that three levers are installed in front of the belt of arms cuffs. The nose of the first section of the flaw detector housing with the cuff installed on it first from the nose of the housing forms a blank wall. The region of the transported medium between the first and second cuffs communicates with the region of the transported medium after the second cuff through the through holes in the second cuff, with the region after the fourth cuff through the holes in the flaw detector housing and with the region between the third and fourth cuffs through the valve.

В теле рычагов установлены магниты. На корпусе вокруг его главной оси установлено множество датчиков, чувствительных к магнитному полю вблизи рычагов, так что каждый датчик чувствителен к изменению положения соответствующего ему рычага. Пространство между магнитом рычага и датчиком магнитного поля может заполняться средой, транспортируемой по трубопроводу в процессе контроля. Magnets are mounted in the body of the levers. On the housing around its main axis there are many sensors that are sensitive to the magnetic field near the levers, so that each sensor is sensitive to a change in the position of its corresponding lever. The space between the lever magnet and the magnetic field sensor can be filled with the medium transported through the pipeline during the control process.

Описанная система характеризуется сильной нелинейностью магнитного поля в области датчика магнитного поля в зависимости от расстояния между магнитом и датчиком магнитного поля. Показания датчика магнитного поля зависят от транспортируемой внутри трубопровода среды, в частности при перекачке загрязненной жидкости или при перемешивании в транспортируемой нефти сдираемых манжетами со стенок трубы парафинов, которые, как правило, содержат мусор. Попадание в указанное пространство железосодержащего мусора вместе с транспортируемой средой делает невозможным выполнение корректных измерений. The described system is characterized by a strong nonlinearity of the magnetic field in the region of the magnetic field sensor, depending on the distance between the magnet and the magnetic field sensor. The readings of the magnetic field sensor depend on the medium transported inside the pipeline, in particular during the pumping of contaminated liquid or when mixing in the transported oil peeled off cuffs from the pipe walls of paraffins, which usually contain garbage. The ingress of iron-containing debris into the indicated space together with the transported medium makes it impossible to perform correct measurements.

Известно устройство для контроля внутренней геометрии, описанное в патенте США US 4443948, МПК: C 01 B 7/12, дата публикации 24.04.84 (патентные документы - аналоги: AU 530003, AU 7598181, CA 1166002, DE 3174184D, ЕР 0051912, GB 2088059, JP 57088310, NO 157313B, NO 157313C, NO 812763, ZA 8105628). A device for controlling internal geometry is known, described in US patent US 4443948, IPC: C 01 B 7/12, publication date 04.24.84 (patent documents - analogues: AU 530003, AU 7598181, CA 1166002, DE 3174184D, EP 0051912, GB 2088059, JP 57088310, NO 157313B, NO 157313C, NO 812763, ZA 8105628).

В одном из описанных предпочтительных исполнений устройство включает в себя корпус для пропуска внутри контролируемого трубопровода, средства измерений и хранения данных измерений, пояс чувствительных рычагов, осесимметрично установленных на корпусе по периметру в сечении трубопровода, прижимаемых пружинами к внутренней поверхности трубопровода и скользящих по указанной поверхности, на корпусе установлены две манжеты по разные стороны от пояса чувствительных рычагов. In one of the described preferred embodiments, the device includes a housing for passing inside the controlled pipeline, measuring instruments and storing measurement data, a belt of sensitive levers axisymmetrically mounted on the housing along the perimeter in the cross section of the pipeline, pressed by springs to the inner surface of the pipeline and sliding along the specified surface, two cuffs are installed on the case on opposite sides of the belt of sensitive levers.

В другом предпочтительном исполнении устройство включает в себя корпус для пропуска внутри контролируемого трубопровода, средства измерений и хранения данных измерений. Корпус состоит из двух подвижно связанных между собой секций. На первой секции в направлении от носовой части корпуса установлен пояс чувствительных рычагов вокруг главной оси первой секции, прижимаемых пружинами к внутренней поверхности трубопровода и скользящих по указанной поверхности. На первой секции установлены две манжеты по разные стороны от пояса чувствительных рычагов. In another preferred embodiment, the device includes a housing for passing inside the controlled pipeline, measuring instruments and storing measurement data. The housing consists of two sections movably interconnected. On the first section, in the direction from the bow of the body, a belt of sensitive levers is installed around the main axis of the first section, pressed by springs to the inner surface of the pipeline and sliding along the specified surface. The first section has two cuffs on opposite sides of the belt of sensitive levers.

На второй секции установлены три пояса чувствительных рычагов вокруг главной оси второй секции, прижимаемых пружинами к внутренней поверхности трубопровода и скользящих по указанной поверхности. На второй секции установлены две манжеты, так что перед первым и вторым поясом рычагов в направлении от носовой части второй секции установлена одна манжета, а перед третьим поясом рычагов установлены две манжеты. The second section has three belts of sensitive levers around the main axis of the second section, pressed by springs to the inner surface of the pipeline and sliding along the specified surface. Two cuffs are installed on the second section, so that one cuff is installed in front of the first and second lever belts in the direction from the bow of the second section, and two cuffs are installed in front of the third lever belt.

В обоих предпочтительных исполнениях чувствительный рычаг включает в себя чувствительную к магнитному полю катушку и является элементом датчика угла поворота индукционного типа, включающего в себя источник переменного магнитного поля. Пространство вокруг чувствительной катушки может заполняться транспортируемой по трубопроводу средой. In both preferred embodiments, the sensitive arm includes a coil sensitive to a magnetic field and is an element of an angle-of-rotation angle sensor including an alternating magnetic field source. The space around the sensing coil can be filled with piped medium.

Источник переменного магнитного поля имеет большую потребляемую мощность в сравнении с мощностью, потребляемой электронными средствами измерения и хранения данных. В условиях ограниченной емкости источника питания и большого числа измерительных каналов (соответственно большого числа датчиков угла поворота) это ограничивает максимальную длину магистрального трубопровода, которая может быть обследована за один диагностический пропуск. A source of alternating magnetic field has a large power consumption in comparison with the power consumed by electronic means of measuring and storing data. In conditions of limited capacity of the power source and a large number of measuring channels (respectively, a large number of angle sensors), this limits the maximum length of the main pipeline, which can be examined in one diagnostic pass.

Показания датчика зависят от транспортируемой внутри трубопровода среды, в частности при перекачке загрязненной жидкости или при перемешивании в транспортируемой нефти сдираемых манжетами со стенок трубы парафинов, которые, как правило, содержат мусор. Попадание в область чувствительной к магнитному полю катушки в рычаге железосодержащего мусора вместе с транспортируемой средой приводит к искажению электромагнитного поля и, соответственно, искажению результатов измерений изменения поля, вызванного поворотом чувствительного рычага. The readings of the sensor depend on the medium transported inside the pipeline, in particular when pumping contaminated liquid or when stirring in the transported oil peeled cuffs from the walls of the pipe paraffins, which usually contain garbage. If the coil in the arm of the iron-containing debris enters the region of the magnetic field sensitive together with the transported medium, it leads to a distortion of the electromagnetic field and, accordingly, to a distortion of the measurement results of the field change caused by the rotation of the sensitive lever.

Известно устройство для контроля трубопроводов, описанное в Международной заявке WO 96/13699, МПК: C 01 B 7/28, дата публикации 09.05.96
В одном из предпочтительных исполнений устройство включает в себя корпус для пропуска внутри контролируемого трубопровода, средства измерений и хранения данных измерений, пояс чувствительных рычагов, установленных на корпусе вокруг главной оси корпуса, прижимаемых к внутренней поверхности трубопровода и скользящих по указанной поверхности, на корпусе установлены две манжеты по разные стороны от пояса чувствительных рычагов.A device for monitoring pipelines is described in International Application WO 96/13699, IPC: C 01 B 7/28, publication date 09/05/96
In one preferred embodiment, the device includes a housing for passing inside the controlled pipeline, measuring instruments and storing measurement data, a belt of sensitive levers mounted on the housing around the main axis of the housing, pressed against the inner surface of the pipeline and sliding along the specified surface, two are mounted on the housing cuffs on opposite sides of the belt of sensitive levers.

Наиболее близким к заявленному изобретению является другое предпочтительное исполнение устройства, описанное в указанной Международной заявке WO 96/13699, которое включает в себя корпус для пропуска внутри контролируемого трубопровода, средства измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений. Корпус состоит из двух подвижно связанных между собой секций. На первой секции в направлении от носовой части корпуса установлены две манжеты. Closest to the claimed invention is another preferred embodiment of the device described in the aforementioned International Application WO 96/13699, which includes a housing for passing inside a controlled pipeline, measuring instruments, processing and storage of the obtained measurement data. The housing consists of two sections movably interconnected. On the first section, in the direction from the bow of the body, two cuffs are installed.

На второй секции установлен пояс чувствительных рычагов вокруг главной оси второй секции, прижимаемых к внутренней поверхности трубопровода и скользящих по указанной поверхности, а также множество датчиков угла поворота. На второй секции после пояса рычагов в направлении от носовой части корпуса установлена манжета. Каждый из чувствительных рычагов кинематически связан с соответствующим ему датчиком угла поворота, носовая часть корпуса дефектоскопа с установленной на нем первой от носовой части корпуса манжетой образует глухую стенку, поверхность указанной первой манжеты в месте контакта с внутренней поверхностью трубопровода образует сплошную контактную площадку. On the second section, there is a belt of sensitive levers around the main axis of the second section, pressed against the inner surface of the pipeline and sliding along the specified surface, as well as many angle sensors. In the second section, after the belt of levers in the direction from the bow of the body, a cuff is installed. Each of the sensitive levers is kinematically connected with a rotation angle sensor, the nose of the flaw detector with the cuff installed on it first from the nose of the housing forms a blank wall, the surface of the first cuff at the point of contact with the inner surface of the pipeline forms a solid contact area.

Датчик угла поворота включает в себя однооборотный потенциометр с пластиковым проводящим элементом. The angle sensor includes a single-turn potentiometer with a plastic conductive element.

В результате многократных поворотов потенциометра контакты меняют свойства, особенно в результате использования в агрессивной жидкости или газожидкостной смеси, в результате чего показания датчика становятся нестабильными. As a result of repeated turns of the potentiometer, the contacts change their properties, especially as a result of use in an aggressive liquid or gas-liquid mixture, as a result of which the sensor readings become unstable.

Зазоры между рычагами превышают ширину рычагов в месте контакта рычагов с внутренней поверхностью трубопровода, в результате чего многие локальные дефекты, размер которых в плоскости сечения трубопровода меньше величины зазора между рычагами, не регистрируются. The gaps between the levers exceed the width of the levers at the point of contact of the levers with the inner surface of the pipeline, as a result of which many local defects, the size of which in the plane of the cross section of the pipeline is less than the gap between the levers, are not recorded.

Прохождение дефектоскопом дефектов на внутренней поверхности трубопровода типа посторонних предметов (вваренной трубы, отогнутого подкладного кольца) вызывает изгиб манжеты с зазорами между манжетой, дефектным местом и внутренней поверхностью трубопровода. В результате этого возникает изменение распределения давления и температуры транспортируемой среды между манжетами, что особенно характерно для газопроводов. Изменение температуры датчиков в момент прохождения дефектов приводит к ошибкам измерения размеров дефектов, вызывающих такие изменения. Passing flaw detector defects on the inner surface of the pipeline such as foreign objects (welded pipe, bent backing ring) causes the cuff to bend with gaps between the cuff, the defective location and the inner surface of the pipeline. As a result of this, a change in the distribution of pressure and temperature of the transported medium between the cuffs occurs, which is especially characteristic of gas pipelines. A change in the temperature of the sensors at the time of passage of the defects leads to errors in measuring the size of the defects causing such changes.

Заявлен внутритрубный дефектоскоп для контроля профиля полости трубопровода, включающий корпус для пропуска внутри трубопровода, по крайней мере один пояс чувствительных рычагов, осесимметрично установленных на корпусе по периметру в сечении трубопровода, прижимаемых к внутренней поверхности трубопровода, с регулярными промежутками между чувствительными рычагами, на корпусе дефектоскопа установлено множество датчиков угла поворота, средства измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений, источник питания, подключенный к средствам измерения, обработки и хранения данных, каждый из чувствительных рычагов кинематически связан с соответствующим ему датчиком угла поворота. An in-line flaw detector for controlling the profile of a pipeline cavity is claimed, including a housing for passing inside the pipeline, at least one belt of sensing levers axisymmetrically mounted on the housing along the perimeter in the cross-section of the pipeline, pressed against the inner surface of the pipeline, with regular gaps between the sensing arms, on the flaw detector set of angle sensors, measuring instruments, processing and storage of the obtained measurement data, a power source connected second measuring means for processing and storing data, each of the sensing levers is kinematically associated with the corresponding rotation angle sensor.

Указанный датчик угла поворота выполнен в герметичном корпусе и включает в себя пару постоянных магнитов и элемент Холла, расположенный в зазоре между магнитами, указанная пара магнитов кинематически связана с чувствительным рычагом и способна вращаться вокруг оси, проходящей через элемент Холла, источник питания подключен к входам элемента Холла, средства измерений включают в себя средства измерения напряжения на элементе Холла, подключенные к выходам элемента Холла. The specified rotation angle sensor is made in a sealed enclosure and includes a pair of permanent magnets and a Hall element located in the gap between the magnets, this pair of magnets is kinematically connected to the sensing lever and is able to rotate around an axis passing through the Hall element, the power source is connected to the element inputs Hall, measuring instruments include voltage measuring means on the Hall element connected to the outputs of the Hall element.

Датчик угла поворота на основе элемента Холла, чувствительного к повороту пары магнитов вокруг оси, проходящей через элемент Холла, позволяет избежать проблем, связанных с нестабильностью контактов в потенциометрах. The rotation angle sensor based on the Hall element, which is sensitive to the rotation of a pair of magnets around an axis passing through the Hall element, avoids the problems associated with the instability of contacts in potentiometers.

Исполнение датчика в герметичном корпусе позволяет избежать попадания железосодержащего мусора в транспортируемой среде в рабочую область датчика между магнитами и элементом Холла. Используемые в датчике постоянные магниты не требуют энергопотребления от источника питания, емкость которого ограничена, а расположение элемента Холла в зазоре между магнитами позволяет получать напряжение на выходах элемента Холла, пропорциональное углу между линиями однородного магнитного поля в зазоре магнитов и плоскостью элемента Холла. The design of the sensor in a sealed enclosure avoids the ingress of iron-containing debris in the transported medium into the working area of the sensor between the magnets and the Hall element. The permanent magnets used in the sensor do not require power consumption from a power source, the capacity of which is limited, and the location of the Hall element in the gap between the magnets allows you to obtain a voltage at the outputs of the Hall element proportional to the angle between the lines of a uniform magnetic field in the gap of the magnets and the plane of the Hall element.

Однако элемент Холла характеризуется высокой температурной чувствительностью. При контроле трубопроводов протяженностью более З00 км изменения температуры транспортируемой среды могут составлять более 20^oC, это особенно характерно для контроля газопроводов, где изменения температуры могут составлять несколько десятков градусов. Кроме того, при изменении характера перетекания среды между различными областями, образуемыми манжетами, могут иметь место быстрые изменения температуры и градиентов температуры между различными частями корпуса дефектоскопа.However, the Hall element is characterized by high temperature sensitivity. When monitoring pipelines longer than 3,000 km, changes in the temperature of the transported medium can be more than 20 ^o C, this is especially true for monitoring pipelines, where temperature changes can be several tens of degrees. In addition, when changing the nature of the flow of medium between different areas formed by cuffs, rapid changes in temperature and temperature gradients between different parts of the flaw detector housing can take place.

На корпусе дефектоскопа установлен датчик температуры, подключенный к средствам измерений, датчик температуры и датчики угла поворота указанного пояса рычагов установлены на общей металлической части корпуса дефектоскопа. A temperature sensor is installed on the flaw detector housing, connected to measuring instruments, a temperature sensor and angle sensors of the indicated lever belt are installed on the common metal part of the flaw detector housing.

Установка датчика температуры на металлической части корпуса дефектоскопа, общей с датчиками угла поворота, выполненными в герметичных корпусах, позволяет измерять температуру, близкую к температуре элемента Холла в датчике угла поворота, амортизируя резкие изменения температуры элемента Холла и градиенты температуры элементов Холла между различными датчиками угла поворота. Измерение температуры одновременно с измерениями с помощью датчиков угла поворота позволяет, используя температурную зависимость показаний датчика угла поворота, вносить коррективы в измеренные и сохраненные данные после выполнения диагностического пропуска дефектоскопа. The installation of a temperature sensor on the metal part of the flaw detector housing, common with angle sensors made in sealed enclosures, makes it possible to measure a temperature close to the temperature of the Hall element in the angle sensor, absorbing sharp changes in the temperature of the Hall element and temperature gradients of the Hall elements between different angle sensors . Temperature measurement simultaneously with measurements using the angle sensors allows, using the temperature dependence of the readings of the angle sensor, to make adjustments to the measured and stored data after performing a diagnostic pass of the flaw detector.

На корпусе дефектоскопа перед ближним (первым) к носовой части корпуса дефектоскопа поясом чувствительных рычагов (в направлении от носовой части корпуса дефектоскопа) установлены две эластичные манжеты, диаметр указанных манжет в сечении наибольшего диаметра в положении дефектоскопа вне трубопровода превышает диаметр трубопровода. Под диаметром трубопровода понимается номинальный внутренний диаметр контролируемого трубопровода. Two elastic cuffs are installed on the flaw detector housing in front of the nearest (first) to the nose of the flaw detector housing belt of sensitive levers (in the direction from the nose of the flaw detector housing), the diameter of these cuffs in the cross section of the largest diameter in the position of the flaw detector outside the pipeline exceeds the diameter of the pipeline. Pipeline diameter refers to the nominal internal diameter of the pipeline being monitored.

Указанные манжеты осуществляют центровку корпуса дефектоскопа в контролируемом трубопроводе и обеспечивают перепад давления перед манжетами и после манжет в направлении от носовой части корпуса дефектоскопа, который приводит в движение корпус дефектоскопа. These cuffs center the flaw detector body in a controlled pipeline and provide a pressure differential in front of the cuffs and after the cuffs in the direction from the nose of the flaw detector housing, which drives the flaw detector body.

Однако при наличии в стенке трубопровода локального дефекта (вваренной трубы, отогнутого подкладного кольца), выступающего вглубь трубопровода, при прохождении дефектоскопа такой дефект вызывает загиб манжеты в сторону хвостовой части корпуса дефектоскопа и образование зазора между краем манжеты и внутренней поверхностью контролируемого трубопровода. Возникновение такого зазора приводит к изменению распределения давления и температуры перед манжетой и после манжеты, связанные с изменениями в потоках транспортируемой среды и в скорости и характере движения корпуса дефектоскопа. Такие изменения, в свою очередь, могут приводить к изменениям градиентов температуры в областях транспортируемой среды, прилегающих к корпусу дефектоскопа, и элементов дефектоскопа на время прохождения указанного дефекта. Между тем именно в этот момент времени должны выполняться корректные измерения размеров дефекта. However, if there is a local defect in the pipeline wall (a welded pipe, a bent back ring) protruding deep into the pipeline, when passing the flaw detector, such a defect causes the cuff to bend towards the tail of the flaw detector and create a gap between the cuff edge and the inner surface of the controlled pipeline. The occurrence of such a gap leads to a change in the distribution of pressure and temperature in front of the cuff and after the cuff, associated with changes in the flows of the transported medium and in the speed and nature of the movement of the flaw detector body. Such changes, in turn, can lead to changes in temperature gradients in areas of the transported medium adjacent to the body of the flaw detector, and elements of the flaw detector for the duration of the passage of the specified defect. Meanwhile, it is at this point in time that the correct measurements of the size of the defect should be performed.

В заявленном изобретении носовая часть корпуса дефектоскопа с установленной на нем указанной первой от носовой части манжетой (из двух указанных ранее) образует глухую стенку, область транспортируемой среды между указанными первой и второй манжетами сообщается с областью транспортируемой среды после указанной второй манжеты через сквозные отверстия во второй манжете и/или через отверстия в корпусе дефектоскопа. Датчик температуры и датчики угла поворота установлены на общей металлической части корпуса дефектоскопа, контактирующей с транспортируемой средой, в области после второй манжеты в направлении от носовой части корпуса дефектоскопа. Датчик температуры установлен после сечения наибольшего диаметра второй манжеты. In the claimed invention, the nose of the flaw detector housing with the first cuff specified from the nose of the nose (of the two previously mentioned) installed on it forms a blank wall, the region of the transported medium between the first and second cuffs communicates with the region of the transported medium after the second cuff through the through holes in the second cuff and / or through holes in the flaw detector housing. The temperature sensor and rotation angle sensors are mounted on the common metal part of the flaw detector housing in contact with the transported medium, in the area after the second cuff in the direction from the bow of the flaw detector. The temperature sensor is installed after the cross section of the largest diameter of the second cuff.

Указанные признаки обеспечивают буферизацию изменения температуры в области расположения датчиков угла поворота и датчика температуры. Так, максимальный перепад давления имеет место на первой от носовой части манжете. А разница давления между первой и второй манжетами и давления после второй манжеты благодаря сообщению между областями незначительна. These features provide buffering temperature changes in the area of the rotation angle sensors and the temperature sensor. So, the maximum pressure drop takes place on the first cuff from the nose. And the difference in pressure between the first and second cuffs and the pressure after the second cuff due to communication between the regions is negligible.

При загибе первой манжеты процесс перераспределения температуры затрагивает главным образом область между первой и второй манжетами, и давление и температура этой области становятся близкими к давлению и температуре перед первой манжетой. When the first cuff is bent, the temperature redistribution process mainly affects the region between the first and second cuffs, and the pressure and temperature of this region become close to the pressure and temperature in front of the first cuff.

При последующем загибе второй манжеты давление и температура области между первой и второй манжетами становятся близкими к давлению и температуре после второй манжеты в связи с ограниченностью области между первой и второй манжетами. Остаточное отклонение параметров среды в области между первой и второй манжетами от установившихся значений уменьшается с течением времени благодаря сообщению между указанной областью и областью транспортируемой среды после второй манжеты. With the subsequent bending of the second cuff, the pressure and temperature of the region between the first and second cuffs become close to the pressure and temperature after the second cuff due to the limited area between the first and second cuffs. The residual deviation of the parameters of the medium in the region between the first and second cuffs from the steady-state values decreases with time due to the communication between the indicated region and the region of the transported medium after the second cuff.

Из-за локальных дефектов на внутренней поверхности трубопровода, в частности сварных швов, манжеты прилегают к внутренней поверхности трубопровода с некоторыми зазорами, величина которых меняется в зависимости от характера дефекта гладкости поверхности. Наличие регулярных дефектов, таких, как сварные швы, приводит к изменению падения давления на первой манжете по сравнению с падением давления для гладкой поверхности трубы. В целях исключения влияния таких дефектов в заявленном изобретении поверхность указанной первой манжеты в месте контакта с внутренней поверхностью трубопровода образует сплошную контактную площадку, протяженность указанной контактной площадки первой манжеты в направлении главной оси корпуса дефектоскопа составляет не менее 0,05 номинального диаметра трубопровода. Due to local defects on the inner surface of the pipeline, in particular welds, the cuffs adhere to the inner surface of the pipeline with some gaps, the size of which varies depending on the nature of the surface smoothness defect. The presence of regular defects, such as welds, leads to a change in the pressure drop on the first cuff compared to the pressure drop for a smooth pipe surface. In order to exclude the influence of such defects in the claimed invention, the surface of the first cuff at the point of contact with the inner surface of the pipeline forms a continuous contact pad, the length of the specified contact pad of the first cuff in the direction of the main axis of the flaw detector body is at least 0.05 of the nominal diameter of the pipeline.

Целесообразно, чтобы расстояние между ближайшими плоскостями первой и второй манжет в сечениях трубопровода, проходящими через точки контакта указанных первой и второй манжет с внутренней поверхностью трубопровода, составляло 0,4-1 номинального диаметра трубопровода, поскольку меньшее расстояние между манжетами приводит к тому, что для значительной части дефектов обе манжеты оказываются загнутыми, и возможно резкое изменение температуры в области датчиков угла поворота, а большее значение снижает эффективность буферизации и ограничивает проходимость дефектоскопа внутри трубопровода, особенно на изгибах трубопровода. It is advisable that the distance between the nearest planes of the first and second cuffs in the pipeline sections passing through the contact points of the first and second cuffs with the inner surface of the pipeline is 0.4-1 of the nominal diameter of the pipeline, since a smaller distance between the cuffs leads to a significant part of the defects, both cuffs turn out to be bent, and a sharp change in temperature in the area of the angle sensors is possible, and a larger value reduces the buffering efficiency and limits AET patency flaw inside the pipe, particularly at the bends of the pipeline.

Целесообразно также, чтобы на корпусе дефектоскопа был установлен второй пояс чувствительных рычагов, так что пояса разнесены по главной оси трубопровода, в месте контакта рычагов с внутренней поверхностью трубопровода промежутки между рычагами не превышают ширину рычагов в плоскости сечения трубопровода, пояса ориентированы между собой со смещением вокруг главной оси трубопровода, так что рычаги двух поясов полностью перекрывают внутреннюю поверхность трубопровода. It is also advisable that a second belt of sensitive levers be installed on the flaw detector housing, so that the belts are spaced along the main axis of the pipeline, at the point of contact of the levers with the inner surface of the pipeline, the gaps between the levers do not exceed the width of the levers in the plane of the pipeline section, the belts are oriented with an offset around the main axis of the pipeline, so that the levers of the two belts completely overlap the inner surface of the pipeline.

Такая конструкция исключает возможность необнаружения элементов небольшого размера в сечении трубопровода, углубляющихся внутрь трубопровода и представляющих опасность для ультразвуковых или магнитных внутритрубных дефектоскопов, которые могут использоваться для контроля состояния материала стенки трубопроводов после выполнения контроля профиля трубопровода с помощью заявленного дефектоскопа. This design eliminates the possibility of non-detection of small elements in the cross section of the pipeline, deepening inside the pipeline and posing a danger to ultrasonic or magnetic in-line flaw detectors, which can be used to monitor the condition of the material of the wall of the pipelines after checking the profile of the pipeline using the declared flaw detector.

Целесообразно, чтобы суммарное проходное сечение указанных отверстий во второй манжете и/или в корпусе дефектоскопа составляло 0,001-0,01 проходного сечения контролируемого трубопровода номинального диаметра. It is advisable that the total bore of the indicated holes in the second cuff and / or in the flaw detector housing is 0.001-0.01 of the bore of the monitored pipeline of nominal diameter.

Меньшее значение увеличивает установившийся перепад давления перед второй манжетой и после второй манжеты и уменьшает перепад давления перед первой манжетой и после первой манжеты, что снижает эффективность буферизации. Большее значение приводит к тому, что изменение давления и температуры в области между первой и второй манжетами при загибе первой манжеты приводит к соответствующему изменению в области после второй манжеты в тот же момент времени. A lower value increases the steady-state pressure drop in front of the second cuff and after the second cuff and reduces the pressure drop in front of the first cuff and after the first cuff, which reduces the efficiency of buffering. A larger value leads to the fact that the change in pressure and temperature in the region between the first and second cuffs when the first cuff is bent leads to a corresponding change in the region after the second cuff at the same time.

Диаметр первой манжеты в сечении наибольшего диаметра в положении дефектоскопа вне трубопровода составляет 1,02-1,05 номинального диаметра контролируемого трубопровода, протяженность указанной контактной площадки первой манжеты в направлении главной оси трубопровода составляет не более 0,3 номинального диаметра трубопровода. The diameter of the first cuff in the cross section of the largest diameter in the position of the flaw detector outside the pipeline is 1.02-1.05 of the nominal diameter of the controlled pipeline, the length of the specified contact area of the first cuff in the direction of the main axis of the pipeline is not more than 0.3 of the nominal diameter of the pipeline.

При диаметре манжет, меньшем указанного, уменьшается плотность прилегания манжеты к внутренней поверхности трубопровода, что снижает перепад давления на первой манжете. When the diameter of the cuffs is less than the specified, the cuff's tightness to the inner surface of the pipeline decreases, which reduces the pressure drop across the first cuff.

Большее значение диаметра манжеты приводит к неравномерной деформации манжеты и соответственно к неравномерному прилеганию манжеты к внутренней поверхности трубопровода и снижению перепада давления на первой манжете. Большее значение протяженности контактной площадки приводит к увеличению зазора между манжетой и стенкой трубопровода в результате неравномерной деформации манжеты при ее загибе и соответственно к увеличению потоков транспортируемой среды, дополнительных к установившимся между областями до первой манжеты и после первой манжеты. A larger value of the cuff diameter leads to uneven cuff deformation and, accordingly, to uneven cuff fit to the inner surface of the pipeline and lower pressure drop across the first cuff. A larger value of the length of the contact area leads to an increase in the gap between the cuff and the pipe wall as a result of uneven deformation of the cuff when it is bent, and accordingly to an increase in the flows of the transported medium, additional to those established between the regions before the first cuff and after the first cuff.

Целесообразно исполнение заявленного изобретения, при котором на корпусе дефектоскопа установлены два датчика температуры после сечения наибольшего диаметра второй манжеты в направлении от носовой части корпуса дефектоскопа, расстояние между указанными датчиками в проекции на главную ось трубопровода составляет 0,2-1 номинального диаметра трубопровода, расстояние между одним из датчиков температуры и любым из датчиков угла поворота указанного ранее ближнего к носовой части пояса чувствительных рычагов не превышает 0,6 номинального диаметра трубопровода. It is advisable to carry out the claimed invention, in which two temperature sensors are installed on the flaw detector body after the cross section of the largest diameter of the second cuff in the direction from the bow of the flaw detector, the distance between these sensors in the projection onto the main axis of the pipeline is 0.2-1 of the nominal diameter of the pipeline, the distance between one of the temperature sensors and any of the angle sensors of the previously specified sensory levers closest to the bow of the belt does not exceed 0.6 nominal ametra pipeline.

В указанной схеме расположения датчиков температуры один из датчиков измеряет температуру датчиков угла поворота, при установке датчика, как указано выше, установившийся градиент между температурой датчика температуры и температурой датчиков угла поворота не превышает нескольких градусов и при характерном температурном коэффициенте магнитной чувствительности элемента Холла (не более 0,1%) достаточен для измерения углов поворота рычагов с точностью на уровне 1%. Второй датчик температуры позволяет измерять градиент температуры при резком изменении температуры, который может быть принят во внимание с учетом расположения второго датчика температуры при корректировке измеренных значений углов поворота чувствительных рычагов с учетом температурной зависимости датчиков угла поворота. In the indicated arrangement of temperature sensors, one of the sensors measures the temperature of the angle sensors, when installing the sensor, as described above, the steady-state gradient between the temperature of the temperature sensor and the temperature of the angle sensors does not exceed several degrees and with a characteristic temperature coefficient of the magnetic sensitivity of the Hall element (no more 0.1%) is sufficient to measure the angle of rotation of the levers with an accuracy of 1%. The second temperature sensor allows you to measure the temperature gradient with a sharp change in temperature, which can be taken into account taking into account the location of the second temperature sensor when adjusting the measured values of the rotation angles of the sensitive levers taking into account the temperature dependence of the angle sensors.

После пояса чувствительных рычагов в направлении от носовой части корпуса дефектоскопа установлена третья эластичная манжета, диаметр которой в сечении наибольшего диаметра в положении дефектоскопа вне трубопровода превышает номинальный диаметр контролируемого трубопровода. Область транспортируемой среды между второй и третьей манжетами в направлении от носовой части корпуса сообщается с областью транспортируемой среды после указанной третьей манжеты через сквозные отверстия в третьей манжете и/или через отверстия в корпусе дефектоскопа, суммарное проходное сечение указанных отверстий в манжете и/или в корпусе дефектоскопа составляет не менее 0,003 проходного сечения контролируемого трубопровода номинального диаметра. After the belt of sensitive levers in the direction from the nose of the flaw detector body, a third elastic cuff is installed, the diameter of which in the cross section of the largest diameter in the position of the flaw detector outside the pipeline exceeds the nominal diameter of the controlled pipeline. The area of the transported medium between the second and third cuffs in the direction from the nose of the case communicates with the area of the transported medium after the specified third cuff through the through holes in the third cuff and / or through the holes in the flaw detector casing, the total passage section of these holes in the cuff and / or in the casing the flaw detector is at least 0.003 of the bore of the controlled pipeline of nominal diameter.

В дальнейшее развитие заявленного изобретения с двумя поясами чувствительных рычагов два пояса разделены третьей эластичной манжетой, после второго от носовой части корпуса дефектоскопа пояса чувствительных рычагов установлена четвертая эластичная манжета, диаметр указанных манжет в сечении наибольшего диаметра в положении дефектоскопа вне трубопровода превышает номинальный диаметр контролируемого трубопровода. Область транспортируемой среды между второй и третьей манжетами в направлении от носовой части корпуса дефектоскопа сообщается с областью транспортируемой среды после указанной третьей и после указанной четвертой манжеты через сквозные отверстия в третьей и/или в четвертой манжете и/или через сквозные отверстия в корпусе дефектоскопа, суммарное проходное сечение указанных отверстий в манжетах и/или в корпусе дефектоскопа составляет не менее 0,003 проходного сечения контролируемого трубопровода номинального диаметра. Датчики угла поворота второго пояса рычагов и датчик температуры установлены на общей металлической части корпуса дефектоскопа, контактирующей с транспортируемой средой, в области после второй манжеты в направлении от носовой части корпуса дефектоскопа. Датчик температуры установлен после сечения наибольшего диаметра второй манжеты. In further development of the claimed invention with two belts of sensitive levers, two belts are separated by a third elastic cuff, after the second from the nose of the flaw detector housing of the belt of sensitive levers a fourth elastic cuff is installed, the diameter of these cuffs in the cross section of the largest diameter in the position of the flaw detector outside the pipeline exceeds the nominal diameter of the controlled pipeline. The region of the transported medium between the second and third cuffs in the direction from the nose of the flaw detector body communicates with the region of the transported medium after the specified third and after the specified fourth cuff through the through holes in the third and / or fourth cuff and / or through the through holes in the flaw detector casing the bore of the indicated holes in the cuffs and / or in the flaw detector housing is at least 0.003 of the bore of the monitored pipeline of nominal diameter. The angle sensors of the second lever belt and the temperature sensor are installed on the common metal part of the flaw detector housing in contact with the transported medium in the area after the second cuff in the direction from the bow of the flaw detector. The temperature sensor is installed after the cross section of the largest diameter of the second cuff.

Датчик температуры установлен в отверстии в указанной ранее общей металлической части корпуса дефектоскопа и залит компаундом. The temperature sensor is installed in the hole in the previously indicated common metal part of the flaw detector housing and is filled with a compound.

Металлическая часть чувствительного рычага кинематически связана с установленными на корпусе дефектоскопа датчиками угла поворота с помощью шатуна, соединяющего рычаг датчика угла поворота со звеном чувствительного рычага, противолежащим звену, образуемому свободным концом чувствительного рычага, напряжение на выходах элемента Холла прямо пропорционально углу поворота указанного чувствительного рычага, так что отклонение коэффициента пропорциональности от среднего значения не превышает 1%. The metal part of the sensing lever is kinematically connected with the angle sensors installed on the flaw detector housing using a connecting rod connecting the angle sensor sensor arm with the sensor link link, opposite the link formed by the free end of the sensor lever, the voltage at the outputs of the Hall element is directly proportional to the angle of rotation of the sensor sensor so that the deviation of the proportionality coefficient from the average does not exceed 1%.

Использование кинематической передачи позволяет конструктивно разносить рычаг и датчик угла поворота, что неизбежно для дефектоскопов, предназначенных для контроля трубопроводов малого диаметра, например, 12''. Кроме того, кинематическая передача позволяет варьировать коэффициент передачи угла поворота рычага к углу поворота датчика угла поворота в зависимости от конструктивных ограничений на длину и угол поворота рычага, с одной стороны, и ограничения на точность измерения угла датчиком угла поворота в автоматическом режиме при высоких давлениях эксплуатации до 80 атм. и действии агрессивной среды, с другой стороны. The use of kinematic transmission allows structurally distributing the lever and the angle sensor, which is inevitable for flaw detectors designed to control pipelines of small diameter, for example, 12 ''. In addition, the kinematic transmission allows you to vary the transmission coefficient of the angle of rotation of the lever to the angle of rotation of the sensor of the angle of rotation depending on design restrictions on the length and angle of rotation of the lever, on the one hand, and restrictions on the accuracy of measuring the angle of the sensor of the angle of rotation in automatic mode at high operating pressures up to 80 atm. and aggressive environments, on the other hand.

Предпочтительно исполнение заявленного изобретения, в котором источник питания включает в себя источник постоянного тока, подключенный к входам элемента Холла. Частота среза магнитного поля используемого элемента Холла не менее 500 Гц и не более 100 кГц. Указанные ранее магниты выполнены из сплава неодим-железо-бор, указанная ранее пара магнитов образована двумя постоянными магнитами с зазором между взаимно параллельными плоскостями магнитов. Магнитная индукция в зазоре не менее 0,7 Тл. Датчик угла поворота выполнен в металлическом корпусе, металлический корпус датчика включает в себя магнитную и немагнитную части, магнитная часть корпуса датчика выполнена из магнитно-мягкой стали, немагнитная часть корпуса датчика выполнена из латуни, бронзы или нержавеющей стали. Немагнитная часть жестко закреплена на корпусе дефектоскопа, в магнитной части установлены (закреплены) указанные магниты, магнитная часть корпуса датчика кинематически связана с чувствительным рычагом и способна вращаться вместе с указанными магнитами относительно немагнитной части корпуса датчика. Немагнитная часть корпуса датчика включает в себя металлический стакан, расположенный в зазоре между магнитами, чувствительный элемент Холла расположен внутри металлического стакана и залит эпоксидным компаундом либо виксинтом. Зазор между внешней поверхностью стакана и магнитами заполнен маслом, толщина стенки стакана 0,8-2,0 мм. Длина стакана от края магнитов до края элемента Холла не более 20 мм. Указанный стакан помещен в немагнитную металлическую втулку, так что зазор между внешней поверхностью стакана и внутренней поверхностью втулки составляет 0,2-0,4 мм, магниты опираются на внешнюю поверхность втулки, втулка выполнена из латуни или бронзы. Preferably, the embodiment of the claimed invention, in which the power source includes a direct current source connected to the inputs of the Hall element. The cutoff frequency of the magnetic field of the used Hall element is not less than 500 Hz and not more than 100 kHz. The previously mentioned magnets are made of a neodymium-iron-boron alloy, the previously indicated pair of magnets is formed by two permanent magnets with a gap between the mutually parallel planes of the magnets. Magnetic induction in the gap of at least 0.7 T. The rotation angle sensor is made in a metal case, the sensor’s metal case includes magnetic and non-magnetic parts, the magnetic part of the sensor case is made of soft magnetic steel, the non-magnetic part of the sensor case is made of brass, bronze or stainless steel. The non-magnetic part is rigidly fixed to the flaw detector housing, the indicated magnets are installed (fixed), the magnetic part of the sensor housing is kinematically connected with the sensitive lever and is able to rotate together with these magnets relative to the non-magnetic part of the sensor housing. The non-magnetic part of the sensor housing includes a metal cup located in the gap between the magnets, the Hall sensor is located inside the metal cup and is filled with epoxy compound or viscint. The gap between the outer surface of the glass and the magnets is filled with oil, the wall thickness of the glass is 0.8-2.0 mm. The length of the glass from the edge of the magnets to the edge of the Hall element is not more than 20 mm. The specified glass is placed in a non-magnetic metal sleeve, so that the gap between the external surface of the glass and the inner surface of the sleeve is 0.2-0.4 mm, the magnets are based on the external surface of the sleeve, the sleeve is made of brass or bronze.

Указанное исполнение датчика угла поворота обеспечивает линейную зависимость напряжения на выходах элемента Холла от угла поворота чувствительного рычага, достаточную для заявленного дефектоскопа тепловую инерционность элемента Холла, позволяющую ограничивать скорость изменения температуры элемента Холла, с одной стороны, и градиент температуры между элементами Холла датчиков угла поворота и датчиками температуры, установленными на корпусе заявленного дефектоскопа, как указано ранее, с другой стороны. Вместе с тем указанное исполнение позволяет минимизировать суммарное энергопотребление, связанное с элементом Холла, что особенно существенно для дефектоскопа при использовании значительного числа рычагов и датчиков угла поворота и нескольких поясов рычагов. The specified version of the angle sensor provides a linear dependence of the voltage at the outputs of the Hall element on the angle of rotation of the sensing lever, the thermal inertia of the Hall element sufficient for the flaw detector declared, which allows limiting the rate of change of the temperature of the Hall element, on the one hand, and the temperature gradient between the Hall elements of the angle sensors and temperature sensors mounted on the body of the claimed flaw detector, as indicated earlier, on the other hand. However, this design allows you to minimize the total energy consumption associated with the Hall element, which is especially important for a flaw detector using a significant number of levers and angle sensors and several lever belts.

Расстояние между ближайшей к поясу рычагов плоскостью манжеты, проходящей через точки контакта манжеты с внутренней поверхностью трубопровода, установленной перед поясом чувствительных рычагов в направлении от носовой части корпуса дефектоскопа, и плоскостью рычагов, перпендикулярной главной оси корпуса и проходящей через ближайшие к указанной манжете точки контакта чувствительных рычагов с внутренней поверхностью трубопровода, составляет 0,1-0,2 диаметра трубопровода. Свободные концы чувствительных рычагов выполнены из полимерного материала и способны скользить по внутренней поверхности трубопровода. Ширина рычага в месте контакта с внутренней поверхностью трубопровода в сечении трубопровода составляет 0,05-0,2 номинального диаметра трубопровода. The distance between the cuff plane closest to the lever belt passing through the cuff contact points with the inner surface of the pipe installed in front of the sensitive lever belt in the direction from the nose of the flaw detector and the lever plane perpendicular to the main axis of the casing and passing through the contact points of the sensors that are closest to the specified cuff leverage with the inner surface of the pipeline is 0.1-0.2 diameter of the pipeline. The free ends of the sensitive levers are made of polymer material and are able to slide along the inner surface of the pipeline. The width of the lever at the point of contact with the inner surface of the pipeline in the cross section of the pipeline is 0.05-0.2 of the nominal diameter of the pipeline.

Основной технический результат, получаемый в результате реализации заявленного изобретения, - повышение надежности измерений профиля трубопровода, особенно для измерений дефектов газопроводов, представляющих собой элементы инородных тел на внутренней поверхности контролируемого трубопровода. The main technical result obtained as a result of the implementation of the claimed invention is to increase the reliability of measurements of the pipeline profile, especially for measuring defects in gas pipelines, which are elements of foreign bodies on the inner surface of the controlled pipeline.

На фиг. 1 изображен внутритрубный дефектоскоп, общий вид;
на фиг. 2 - часть внутритрубного дефектоскопа в разрезе с установленными чувствительными рычагами, датчиками Холла и датчиком температуры;
на фиг. 3 - часть внутритрубного дефектоскопа в разрезе с установленными чувствительными рычагами, датчиками Холла и датчиком температуры, вид со стороны носовой части дефектоскопа;
на фиг. 4 изображена схема, иллюстрирующая результаты обработки данных, полученных в результате диагностического пропуска заявленного внутритрубного дефектоскопа.In FIG. 1 shows an in-line flaw detector, general view;
in FIG. 2 - a section of an in-line flaw detector in a section with installed sensitive levers, Hall sensors and a temperature sensor;
in FIG. 3 is a section of an in-line flaw detector in a section with installed sensitive levers, Hall sensors and a temperature sensor, a view from the front of the flaw detector;
in FIG. 4 is a diagram illustrating the results of processing data obtained as a result of a diagnostic pass of the claimed in-line flaw detector.

В процессе исследований, направленных на поиск решений, позволяющих повысить надежность работы внутритрубных дефектоскопов на сверхбольших дистанциях магистральных трубопроводов более 300 км, изготовлена серия внутритрубных дефектоскопов для обследования полости трубопроводов номинальным диаметром от 10'' до 56''. В результате исследований была найдена схема расположения и параметры датчиков угла поворота на основе элементов Холла, датчиков температуры и буферных манжет, установленных перед поясом чувствительных рычагов, при которых решается поставленная задача. Разработанные дефектоскопы выдерживают давление среды до 80 атм, имеют проходимость около 75% диаметра трубопровода, работают при температурах от -15^oC до +50^oC, минимальный проходимый радиус поворота около 1,5 диаметра трубопровода. В дефектоскопах реализованы виды взрывозащиты "Взрывонепроницаемая оболочка", "Искробезопасная электрическая цепь", "Специальный вид взрывозащиты". Погрешность измерения поперечного сечения трубопровода не более 1% номинального диаметра трубопровода, погрешность определения местоположения дефекта на трубопроводе не более 25 см, средний ток потребления аппаратуры дефектоскопов не более 500 мА.In the course of research aimed at finding solutions that can improve the reliability of in-line flaw detectors at ultra-long distances of trunk pipelines of more than 300 km, a series of in-line flaw detectors were made to examine the cavity of pipelines with a nominal diameter of 10 '' to 56 ''. As a result of the studies, the location scheme and parameters of the angle sensors based on the Hall elements, temperature sensors and buffer cuffs installed in front of the belt of sensitive levers, in which the task is solved, were found. The developed flaw detectors withstand medium pressure up to 80 atm, have a throughput of about 75% of the diameter of the pipeline, operate at temperatures from -15 ^o C to +50 ^o C, the minimum passable turning radius of about 1.5 of the diameter of the pipeline. In flaw detectors the types of explosion protection “Explosion-proof enclosure”, “Intrinsically safe electrical circuit”, and “Special type of explosion protection” are implemented. The error in measuring the cross section of the pipeline is not more than 1% of the nominal diameter of the pipeline, the error in determining the location of a defect in the pipeline is not more than 25 cm, the average current consumption of flaw detector equipment is not more than 500 mA.

Так, дефектоскоп для обследования трубопровода диаметром 48'' включает в себя корпус 1 (фиг. 1) для пропуска внутри трубопровода, позицией 2 на фиг. 1 показана носовая часть корпуса дефектоскопа (бампер), на корпусе установлены первый 3 и второй 4 пояс чувствительных рычагов, прижимаемых к внутренней поверхности трубопровода. Каждый пояс включает в себя 16 чувствительных рычагов. В процессе движения дефектоскопа внутри трубопровода рычаги скользят по внутренней поверхности трубопровода. На корпусе установлены одометр 5 для измерения длины пройденного внутри трубопровода пути и электромагнитный маркерный приемопередатчик 6 для уточнения положения дефектоскопа внутри трубопровода. На корпусе 1 дефектоскопа установлены полиуретановые манжеты (в направлении от носовой части 2 дефектоскопа): первая 7, вторая 8, третья 9, четвертая 10. Поверхность 11 манжет контактирует с внутренней поверхностью трубопровода и образует сплошную контактную площадку протяженностью 0,08 номинального диаметра трубопровода вдоль оси трубопровода. В положении дефектоскопа вне трубопровода диаметр 12 манжет в сечении 13 наибольшего диаметра составляет 1,022 номинального диаметра трубопровода. Манжеты обеспечивают центровку корпуса дефектоскопа в трубопроводе и продвижение дефектоскопа, создавая перепад давления транспортируемой среды перед корпусом и после корпуса дефектоскопа. На участке трубопровода номинального диаметра ось симметрии корпуса (главная ось корпуса дефектоскопа) совпадает с главной осью контролируемого трубопровода. Корпус включает в себя герметичные оболочки, в которых установлен источник питания, а также средства измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений на основе бортового компьютера, управляющего работой дефектоскопа в процессе его продвижения внутри трубопровода. В качестве источника питания устанавливаются аккумуляторные батареи или батареи гальванических элементов емкостью до 300 А·ч. Thus, a flaw detector for inspection of a pipeline with a diameter of 48 ″ includes a housing 1 (FIG. 1) for passage inside the pipeline, position 2 in FIG. 1 shows the bow of the flaw detector housing (bumper), the first 3 and second 4 belt of sensitive levers pressed to the inner surface of the pipeline are installed on the body. Each belt includes 16 sensitive levers. During the movement of the flaw detector inside the pipeline, the levers slide along the inner surface of the pipeline. An odometer 5 for measuring the length of the path traveled inside the pipeline and an electromagnetic marker transceiver 6 for determining the position of the flaw detector inside the pipeline are installed on the body. Polyurethane cuffs are installed on the flaw detector body 1 (in the direction from the bow of the flaw detector 2): first 7, second 8, third 9, fourth 10. The surface 11 of the cuffs contacts the inner surface of the pipeline and forms a continuous contact area with a length of 0.08 nominal diameter of the pipeline along axis of the pipeline. In the position of the flaw detector outside the pipeline, the diameter of the 12 cuffs in section 13 of the largest diameter is 1.022 of the nominal diameter of the pipeline. Cuffs provide centering of the flaw detector housing in the pipeline and the advancement of the flaw detector, creating a pressure drop of the transported medium in front of and after the flaw detector housing. In a section of a pipeline of nominal diameter, the axis of symmetry of the body (the main axis of the flaw detector body) coincides with the main axis of the pipeline being monitored. The housing includes airtight shells in which a power source is installed, as well as measuring, processing and storage means for the obtained measurement data based on the on-board computer that controls the flaw detector during its movement inside the pipeline. Rechargeable batteries or batteries of galvanic cells with a capacity of up to 300 Ah are installed as a power source.

Носовая часть корпуса дефектоскопа с установленной на нем первой от носовой части манжетой образует глухую стенку, область транспортируемой среды между первой и второй манжетами сообщается с областью транспортируемой среды после второй манжеты через сквозные отверстия во второй манжете. Во второй манжете выполнены 8 сквозных отверстий диаметром 20 мм каждое. Суммарное проходное сечение отверстий во второй манжете составляет 0,002 проходного сечения контролируемого трубопровода номинального диаметра. The nose of the flaw detector housing with the cuff installed on it first from the nose forms a blind wall, the region of the transported medium between the first and second cuffs communicates with the region of the transported medium after the second cuff through the through holes in the second cuff. The second cuff has 8 through holes with a diameter of 20 mm each. The total bore of the holes in the second cuff is 0.002 bore of the controlled pipeline of nominal diameter.

Область транспортируемой среды между второй и третьей манжетами сообщается с областью транспортируемой среды после третьей манжеты через сквозные отверстия в третьей манжете. В третьей манжете выполнены 4 сквозных отверстия диаметром 35 мм каждое, суммарное проходное сечение указанных отверстий в третьей манжете составляет 0,003 проходного сечения контролируемого трубопровода номинального диаметра. The region of the transported medium between the second and third cuffs communicates with the region of the transported medium after the third cuff through the through holes in the third cuff. In the third cuff, 4 through holes with a diameter of 35 mm each are made, the total bore of these holes in the third cuff is 0.003 bore of the monitored pipeline of nominal diameter.

Область транспортируемой среды между третьей и четвертой манжетами сообщается с областью транспортируемой среды после четвертой манжеты через сквозные отверстия в четвертой манжете. В четвертой манжете выполнены 8 сквозных отверстий диаметром 25 мм каждое, суммарное проходное сечение указанных отверстий в четвертой манжете составляет 0,003 проходного сечения контролируемого трубопровода номинального диаметра. The area of the transported medium between the third and fourth cuffs communicates with the area of the transported medium after the fourth cuff through the through holes in the fourth cuff. In the fourth cuff, there are 8 through holes with a diameter of 25 mm each, the total bore of the indicated holes in the fourth cuff is 0.003 of the bore of the monitored pipeline of nominal diameter.

Ближайшие одна от другой плоскости, проходящие через точки контакта первой и второй манжет с внутренней поверхностью трубопровода в сечении трубопровода, обозначены 13и 14. Расстояние между указанными плоскостями составляет 0,43 номинального диаметра трубопровода. The planes closest to one another, passing through the contact points of the first and second cuffs with the inner surface of the pipeline in the section of the pipeline, are designated 13 and 14. The distance between these planes is 0.43 of the nominal diameter of the pipeline.

На фиг. 2 позицией 21 показано направление движения дефектоскопа внутри трубопровода. Каждый из чувствительных рычагов 22 кинематически связан с соответствующим датчиком угла поворота 28. Чувствительный рычаг 22 укреплен на корпусе дефектоскопа на оси вращения 23 и прижимается к внутренней поверхности трубопровода пружиной 24. Звено чувствительного рычага 25, противолежащее свободному концу чувствительного рычага, кинематически связано через шатун 26 с рычагом 27 датчика угла поворота 28, установленного на корпусе дефектоскопа. Датчик угла поворота 28 подключен с помощью электрических кабелей 29 к источнику постоянного тока и к средствам измерения напряжения на элементе Холла, установленным в электронном модуле 210, выполненном в герметичной оболочке. Датчик угла поворота 28 преобразует угол поворота рычага 22 в напряжение. Датчик температуры 211 установлен в том же фланце 212 корпуса дефектоскопа, на котором установлены датчики угла поворота 28. Фланец 212 контактирует с транспортируемой средой в области между второй и третьей манжетами. Фланец второго пояса чувствительных рычагов контактирует с транспортируемой средой в области между третьей и четвертой манжетами. In FIG. 2, numeral 21 shows the direction of movement of the flaw detector inside the pipeline. Each of the sensing levers 22 is kinematically connected with a corresponding angle sensor 28. The sensing arm 22 is mounted on the flaw detector housing on the axis of rotation 23 and is pressed against the inner surface of the pipeline by a spring 24. The link of the sensing arm 25, opposite the free end of the sensing arm, is kinematically connected via a connecting rod 26 with a lever 27 of the angle sensor 28 mounted on the flaw detector housing. The rotation angle sensor 28 is connected using electric cables 29 to a direct current source and to voltage measuring devices on the Hall element installed in the electronic module 210, made in a sealed enclosure. The angle sensor 28 converts the angle of rotation of the lever 22 into voltage. The temperature sensor 211 is installed in the same flange 212 of the flaw detector housing on which the angle sensors 28 are mounted. The flange 212 is in contact with the transported medium in the region between the second and third cuffs. The flange of the second belt of sensitive levers is in contact with the transported medium in the region between the third and fourth cuffs.

Используется датчик температуры Analog Devices AD 22100 с диапазоном измеряемой температуры до 200^oC, погрешностью измерения температуры не более ±2% на всей шкале, линейностью не хуже ±1% на всей шкале, температурным коэффициентом 22,5 мВ/^oC. Входы датчика температуры подключены к источнику постоянного тока, выходы датчика температуры подключены к измерителю напряжения на датчике температуры, подключенному в свою очередь к бортовому компьютеру.An Analog Devices AD 22100 temperature sensor is used with a temperature range up to 200 ^o C, a temperature measurement error of not more than ± 2% on the whole scale, linearity not worse than ± 1% on the whole scale, with a temperature coefficient of 22.5 mV / ^o C. Sensor inputs the temperatures are connected to a direct current source, the outputs of the temperature sensor are connected to a voltage meter on the temperature sensor, which in turn is connected to the on-board computer.

На корпусе дефектоскопа установлены два датчика температуры, расстояние между указанными датчиками в проекции на главную ось корпуса дефектоскопа составляет 0,5 номинального диаметра трубопровода. Один из датчиков температуры установлен на корпусе дефектоскопа 1 вблизи пояса рычагов 3 между манжетами 8 и 9, другой датчик температуры установлен на корпусе 1 вблизи пояса рычагов 4 между манжетами 9 и 10. Каждый из датчиков температуры и датчики угла поворота соответствующего ему пояса чувствительных рычагов установлены на общем стальном фланце корпуса дефектоскопа, контактирующем с транспортируемой средой. Датчики температуры установлены в отверстиях в указанных фланцах и залиты компаундом. Two temperature sensors are installed on the flaw detector housing; the distance between the indicated sensors in the projection onto the main axis of the flaw detector housing is 0.5 of the nominal diameter of the pipeline. One of the temperature sensors is installed on the flaw detector housing 1 near the lever belt 3 between the cuffs 8 and 9, the other temperature sensor is installed on the housing 1 near the lever belt 4 between the cuffs 9 and 10. Each of the temperature sensors and angle sensors of the corresponding sensitive lever belt are installed on a common steel flange of the flaw detector housing in contact with the transported medium. Temperature sensors are installed in the holes in the indicated flanges and are filled with a compound.

Датчик угла поворота выполнен в герметичном металлическом корпусе и включает в себя пару постоянных магнитов и элемент Холла, расположенный в зазоре между магнитами. Герметичность корпуса обеспечивается полимерной прокладкой и мембраной. Пара магнитов кинематически связана с чувствительным рычагом и способна вращаться вокруг оси, проходящей через элемент Холла, источник постоянного тока подключен к входам элемента Холла, измеритель напряжения на элементе Холла подключен к выходам элемента Холла. The rotation angle sensor is made in a sealed metal case and includes a pair of permanent magnets and a Hall element located in the gap between the magnets. The tightness of the housing is ensured by a polymer gasket and a membrane. A pair of magnets is kinematically connected with a sensitive lever and is able to rotate around an axis passing through the Hall element, a constant current source is connected to the inputs of the Hall element, a voltage meter on the Hall element is connected to the outputs of the Hall element.

Частота среза магнитного поля используемого элемента Холла около 10 кГц. Магниты выполнены из сплава неодим-железо-бор, между взаимно параллельными плоскостями магнитов формируется однородное магнитное поле, магнитная индукция в зазоре составляет 0,9-1 Тл. Металлический корпус датчика включает в себя немагнитную и магнитную части, магнитная часть корпуса датчика выполнена из стали 10, немагнитная часть корпуса датчика выполнена из нержавеющей стали. Немагнитная часть жестко закреплена на корпусе дефектоскопа, в магнитной части закреплены магниты, магнитная часть корпуса датчика кинематически связана с чувствительным рычагом и способна вращаться вместе с указанными магнитами относительно немагнитной части корпуса датчика. Немагнитная часть корпуса датчика включает в себя металлический стакан, расположенный в зазоре между магнитами, чувствительный элемент Холла расположен внутри металлического стакана и залит эпоксидным компаундом. Зазор между внешней поверхностью стакана и магнитами заполнен маслом, толщина стенки стакана 1,5 мм. Указанный стакан помещен в бронзовую втулку, так что зазор между внешней поверхностью стакана и внутренней поверхностью втулки составляет 0,3 мм, магниты опираются на внешнюю поверхность втулки. Датчик угла поворота выдает на выходе напряжение, прямо пропорциональное углу поворота рычага датчика угла поворота, так что относительное отклонение от пропорциональности не превышает 1%. The cutoff frequency of the magnetic field of the used Hall element is about 10 kHz. The magnets are made of a neodymium-iron-boron alloy, a uniform magnetic field is formed between the mutually parallel planes of the magnets, the magnetic induction in the gap is 0.9-1 T. The metal housing of the sensor includes non-magnetic and magnetic parts, the magnetic part of the sensor body is made of steel 10, the non-magnetic part of the sensor body is made of stainless steel. The non-magnetic part is rigidly fixed to the flaw detector body, magnets are fixed in the magnetic part, the magnetic part of the sensor body is kinematically connected with the sensitive lever and is able to rotate with the indicated magnets relative to the non-magnetic part of the sensor body. The non-magnetic part of the sensor housing includes a metal cup located in the gap between the magnets, the Hall sensor is located inside the metal cup and is filled with epoxy compound. The gap between the outer surface of the glass and the magnets is filled with oil, the wall thickness of the glass is 1.5 mm. The specified glass is placed in a bronze sleeve, so that the gap between the outer surface of the glass and the inner surface of the sleeve is 0.3 mm, the magnets rely on the outer surface of the sleeve. The rotation angle sensor outputs a voltage directly proportional to the angle of rotation of the lever of the rotation angle sensor, so that the relative deviation from the proportionality does not exceed 1%.

Используется элемент Холла с магнитной чувствительностью 300-350 мкВ/мТл, напряжением неэквипотенциальности не более 30 мкВ, входным сопротивлением 10-15 Ом, рабочим температурным диапазоном 1,5-500 К, температурным коэффициентом магнитной чувствительности не более 0,05%/град, с размером чувствительной области не более 0,1мм на 0,1мм, номинальным током питания 30 мА. A Hall element with a magnetic sensitivity of 300-350 μV / mT, a nonequipotential voltage of not more than 30 μV, an input resistance of 10-15 Ohms, an operating temperature range of 1.5-500 K, a temperature coefficient of magnetic sensitivity of not more than 0.05% / deg is used, with the size of the sensitive area not more than 0.1 mm by 0.1 mm, with a rated supply current of 30 mA.

Промежутки 31 (фиг. 3) между рычагами составляют 0,9 ширины 32 рычагов 22 в месте контакта рычага с внутренней поверхностью трубопровода. Пояса ориентированы между собой со смещением по углу вокруг главной оси трубопровода на половину угла между соседними рычагами, так что рычаги двух поясов полностью перекрывают внутреннюю поверхность трубопровода, при этом каждый рычаг второго от носовой части пояса перекрывает соседние рычаги первого пояса на 0,05 ширины рычага второго пояса в сечении трубопровода. The gaps 31 (Fig. 3) between the levers are 0.9 widths 32 of the levers 22 at the point of contact of the lever with the inner surface of the pipeline. The belts are oriented to each other with an angle offset around the main axis of the pipeline by half the angle between adjacent levers, so that the levers of the two belts completely overlap the inner surface of the pipeline, with each lever of the second from the bow of the belt overlapping the adjacent levers of the first belt by 0.05 width of the lever second belt in the cross section of the pipeline.

Расстояние между ближайшей к поясу рычагов плоскостью манжеты, проходящей через точки контакта манжеты с внутренней поверхностью трубопровода, установленной перед поясом чувствительных рычагов в направлении от носовой части корпуса дефектоскопа, и плоскостью рычагов, перпендикулярной главной оси трубопровода и проходящей через ближайшие к указанной манжете точки контакта чувствительных рычагов с внутренней поверхностью трубопровода, составляет 0,1 диаметра трубопровода. Свободные концы чувствительных рычагов выполнены из полиуретана на основе 4,4-дифенилметандиизоционата и способны скользить по внутренней поверхности трубопровода. The distance between the cuff plane closest to the lever belt passing through the cuff contact points with the inner surface of the pipe installed in front of the sensitive lever belt in the direction from the nose of the flaw detector and the lever plane perpendicular to the main axis of the pipeline and passing through the contact points of the sensors that are closest to the specified cuff leverage with the inner surface of the pipeline is 0.1 diameter of the pipeline. The free ends of the sensitive levers are made of polyurethane based on 4,4-diphenylmethanediisocyanate and are able to slide along the inner surface of the pipeline.

Средства измерения длины пройденного внутри трубопровода пути выполнены в виде двух одометров, диаметрально противоположно установленных на корпусе, подключенных к счетчикам числа одометрических импульсов, число которых пропорционально измеренной одометрами длине пройденного пути. На корпусе дефектоскопа установлен маятниковый датчик угла поворота корпуса дефектоскопа вокруг главной оси трубопровода, подключенный к средствам измерения дефектоскопа. Means for measuring the length of the path traveled inside the pipeline are made in the form of two odometers diametrically opposed to the body, connected to the counters of the number of odometer pulses, the number of which is proportional to the length of the path traveled by the odometers. A pendulum sensor for the angle of rotation of the flaw detector housing around the main axis of the pipeline, connected to flaw detector measuring instruments, is installed on the flaw detector housing.

Выходы элемента Холла подключены к входам мультиплексора. Таймер подключен к управляющему входу мультиплексора. Выходы мультиплексора подключены к входам дифференциального усилителя, выходы которого подключены к входам аналого-цифрового преобразователя. Выходы аналого-цифрового преобразователя подключены к средствам обработки и хранения цифровых данных бортового компьютера. The outputs of the Hall element are connected to the inputs of the multiplexer. The timer is connected to the control input of the multiplexer. The outputs of the multiplexer are connected to the inputs of a differential amplifier, the outputs of which are connected to the inputs of an analog-to-digital converter. The outputs of the analog-to-digital converter are connected to the processing and storage of digital data of the on-board computer.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Дефектоскоп помещают в трубопровод и включают перекачку продукта (нефти, газа, нефтепродукта) по трубопроводу. При движении дефектоскопа по трубопроводу рычаги прижимаются к внутренней поверхности трубопровода, при наличии дефекта полости трубопровода соответствующий рычаг отклоняется от своего нормального положения. С помощью датчика угла поворота измеряется угол между рычагом и главной осью трубопровода. Данные измерений обрабатываются и записываются в накопитель бортового компьютера, выполненный на элементах твердотельной памяти. The flaw detector is placed in the pipeline and includes pumping the product (oil, gas, oil product) through the pipeline. When the flaw detector moves through the pipeline, the levers are pressed against the inner surface of the pipeline, in the presence of a defect in the cavity of the pipeline, the corresponding lever deviates from its normal position. Using the angle sensor, the angle between the lever and the main axis of the pipeline is measured. The measurement data are processed and recorded in the drive of the on-board computer, made on the elements of solid-state memory.

По завершении контроля заданного участка трубопровода дефектоскоп извлекают из трубопровода и переносят накопленные в процессе диагностического пропуска данные на компьютер вне дефектоскопа. В измеренные данные вносят коррективы с учетом температурных зависимостей датчиков угла поворота на основе элементов Холла. Upon completion of control of a given section of the pipeline, the flaw detector is removed from the pipeline and the data accumulated during the diagnostic pass is transferred to a computer outside the flaw detector. Adjustments are made to the measured data, taking into account the temperature dependences of the angle sensors based on Hall elements.

Последующий анализ записанных данных позволяет сделать вывод о наличии дефектов, идентифицировать их и определить их параметры. Subsequent analysis of the recorded data allows us to conclude that there are defects, identify them and determine their parameters.

На фиг. 4 изображены результаты обработки данных, полученных в результате диагностического пропуска внутритрубного дефектоскопа с типоразмером 48'', для некоторого участка магистрального трубопровода. По оси абсцисс L отложена длина трубопровода в метрах, по оси ординат Fi - угол в градусах вокруг главной оси трубопровода. В пределах одного измерительного канала по оси ординат отложено уменьшение расстояния dD от главной оси корпуса до внутренней поверхности трубопровода в плоскости пояса рычагов в масштабе 10 см на одно деление оси ординат. На отображенном участке идентифицируются поперечные сварные швы вблизи отметок 8 м, 10 м и 13 м, шиберная задвижка вблизи отметки 9 м, а также вмятина вблизи отметки 14 м. Швы характеризуются характерным локальным сужением по всему периметру в сечении трубопровода, шиберная задвижка - характерным расширением в сечении трубопровода по всему периметру, а вмятина - локальным сужением в сечении трубопровода. In FIG. 4 shows the results of processing the data obtained as a result of a diagnostic pass of an in-line flaw detector with a frame size of 48 '' for a certain section of the main pipeline. The abscissa axis L represents the length of the pipeline in meters, the ordinate axis Fi represents the angle in degrees around the main axis of the pipeline. Within one measuring channel along the ordinate axis, a decrease in the distance dD from the main axis of the housing to the inner surface of the pipeline in the plane of the lever belt at a scale of 10 cm by one division of the ordinate axis is postponed. In the displayed section, transverse welds are identified near the marks of 8 m, 10 m and 13 m, a slide gate valve near the mark of 9 m, as well as a dent near the mark of 14 m. The welds are characterized by a characteristic local narrowing around the entire perimeter in the pipeline section, the slide gate - by a characteristic extension in the cross section of the pipeline around the perimeter, and a dent - a local narrowing in the cross section of the pipeline.

На основании результатов контроля с помощью заявленного внутритрубного дефектоскопа делают заключение о состоянии полости трубопровода и возможности последующего контроля материала стенки трубопровода с помощью ультразвуковых или магнитных внутритрубных дефектоскопов. Based on the results of the control using the declared in-line flaw detector, a conclusion is made about the state of the cavity of the pipeline and the possibility of subsequent control of the material of the wall of the pipeline using ultrasonic or magnetic in-line flaw detectors.

Claims

1. An in-line flaw detector for monitoring the cavity of the pipeline, comprising a housing for passing inside the pipeline, at least one belt of sensitive levers axisymmetrically mounted on the housing along the perimeter in the cross section of the pipeline, pressed against the inner surface of the pipeline, with regular gaps between the sensitive arms, on the flaw detector installed many angle sensors, measuring instruments, processing and storage of the obtained measurement data, a power source connected to the means for measuring, processing and storing data, each of the sensitive levers is kinematically connected with a rotation angle sensor on the flaw detector body, two elastic cuffs are installed in front of the flange of the sensitive levers nearest the nose of the flaw detector body, the diameter of these cuffs in the cross section of the largest diameter in the position of the flaw detector outside the pipeline exceeds the diameter of the pipeline, the nose of the flaw detector housing with the first cuff installed on it from the nose at the point of contact with the inside the lower surface of the pipeline forms a continuous contact pad, characterized in that the length of the specified contact pad of the first cuff in the direction of the main axis of the flaw detector body is at least 0.05 of the diameter of the pipeline, the rotation angle sensor is made in a sealed housing and includes a pair of permanent magnets and a Hall element located in the gap between the magnets, the specified pair of magnets is kinematically connected with the sensitive lever and is able to rotate around an axis passing through the Hall element, the power supply is connected to the inputs of the Hall element, the measuring instruments include means for measuring the voltage on the Hall element, connected to the outputs of the Hall element, a temperature sensor is installed on the flaw detector body connected to the measuring instruments, a temperature sensor and angle sensors of the indicated belt of sensitive levers are installed on the common metal part of the flaw detector housing in contact with the transported medium in the area after the second cuff in the direction from the bow of the flaw detector housing, region the transport medium between the first and second cuffs is communicated with the transport medium after the second cuff through the through holes in the second cuff and / or through the holes in the flaw detector housing, the distance between the nearest planes of the first and second cuffs in the pipe sections passing through the contact points of the first and the second cuff, respectively, with the inner surface of the pipeline, is 0.4 to 1 diameter of the pipeline.

2. The flaw detector according to claim 1, characterized in that a second belt of sensitive levers is mounted on the flaw detector body, so that the belts are spaced along the main axis of the pipeline, at the point of contact of the levers with the inner surface of the pipeline, the gaps between the levers do not exceed the width of the levers in the plane of the pipeline section, the belts are oriented to each other with an offset around the main axis of the pipeline, so that the levers of the two belts completely overlap the inner surface of the pipeline.

3. The flaw detector according to claim 1, characterized in that the total flow area of the holes indicated in paragraph 1 of the holes in the cuff and / or the flaw detector housing is 0.001 - 0.01 of the flow area of the pipeline.

4. The flaw detector according to claim 1, characterized in that the diameter of the first cuff indicated in claim 1 in the cross section of the largest diameter in the position of the flaw detector outside the pipeline is 1.02 - 1.05 of the diameter of the pipeline, the length of the first cuff indicated in paragraph 1 of the contact area in the direction of the main axis of the pipeline is not more than 0.3 diameter of the pipeline.

5. The flaw detector according to claim 1, characterized in that two temperature sensors are installed on the flaw detector body after the cross section of the largest diameter of the second cuff specified in claim 1 in the direction from the bow of the flaw detector, the distance between these sensors in the projection onto the main axis of the pipeline is 0 , 2 - 1 of the diameter of the pipeline, the distance between one of the temperature sensors and any of the angle sensors of the sensing levers specified in paragraph 1 does not exceed 0.6 of the diameter of the pipeline.

6. The flaw detector according to claim 1, characterized in that the power source includes a direct current source connected to the inputs of the Hall element.

7. The flaw detector according to claim 1, characterized in that after the belt of sensitive levers in the direction from the nose of the flaw detector body, a third elastic cuff is installed, the diameter of the cuff in the cross section of the largest diameter in the position of the flaw detector outside the pipeline exceeds the diameter of the pipeline, the region of the transported medium between the second and the third cuffs in the direction from the nose of the flaw detector housing communicates with the transported medium after the specified third cuff through the through holes in the third cuff and / or through openings in the flaw detector housing, the total bore of said holes in the cuff and / or in the flaw detector housing is at least 0.003 of the bore of the pipeline.

8. The flaw detector according to claim 2, characterized in that the two sensitive levers belts indicated in clause 2 are separated by a third elastic cuff, after the second from the nose of the flaw detector housing of the sensitive levers belt a fourth elastic cuff is installed, the diameter of these cuffs in the cross section of the largest diameter in position the flaw detector outside the pipeline exceeds the diameter of the pipeline, the region of the transported medium between the second and third cuffs in the direction from the bow of the flaw detector communicates with the transported area medium after the specified third and after the specified fourth cuff through the through holes in the third cuff and / or in the fourth cuff and / or through the through holes in the flaw detector housing, the total passage section of these holes in the cuffs and / or in the flaw detector housing is not less than 0.003 passage section of the pipeline.

9. The flaw detector according to claim 2, characterized in that the angle sensors of the second according to claim 2 belt of sensitive levers and a temperature sensor are installed on the common metal part of the flaw detector housing in contact with the transported medium in the area after the second cuff in the direction from the nose of the case flaw detector.

10. The flaw detector according to claim 1 or 9, characterized in that the temperature sensor is installed in the hole in the metal part of the flaw detector housing indicated in claim 1 or 9 and is filled with a compound.