RU2700715C1 - Способ неразрушающего контроля трубопроводов и устройство для его реализации - Google Patents
Способ неразрушающего контроля трубопроводов и устройство для его реализации Download PDFInfo
- Publication number
- RU2700715C1 RU2700715C1 RU2018133535A RU2018133535A RU2700715C1 RU 2700715 C1 RU2700715 C1 RU 2700715C1 RU 2018133535 A RU2018133535 A RU 2018133535A RU 2018133535 A RU2018133535 A RU 2018133535A RU 2700715 C1 RU2700715 C1 RU 2700715C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipeline
- current
- sensors
- amplitude
- magnetic field
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000007689 inspection Methods 0.000 title 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 9
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 206010016717 Fistula Diseases 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 208000025865 Ulcer Diseases 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000003890 fistula Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
- G01N27/82—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
- G01N27/83—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws by investigating stray magnetic fields
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Abstract
Использование: для контроля трубопроводов. Сущность изобретения заключается в том, что через трубопровод пропускают ток с широкополосным равномерным спектром в диапазоне 200 Гц-1 кГц и перемещают в продольном внутри трубопровода датчики амплитуды магнитного поля, фиксируют в каждый текущий период измерений продольные и угловые координаты датчиков, анализируют спектры их выходных сигналов и определяют частоту максимальной по амплитуде гармоники, по которой судят о минимальной толщине стенки трубопровода в месте, соответствующем текущим продольным и угловым координатам датчика с максимальной по амплитуде гармоникой выходного сигнала. Устройство, реализующее предложенный способ, блок управления, генератор тока, блок обработки данных и диагностический робот с измерительным узлом, на котором размещены датчики амплитуды магнитного поля внутри трубопровода. Технический результат: повышение качества, достоверности и точности контроля. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может использоваться для проведения неразрушающего контроля трубопроводов, в том числе подземных, с целью поиска дефектов таких как площадные утонения, свищи, язвенная коррозия и определения остаточной толщины в местах найденных дефектов.
Известно техническое решение, являющееся наиболее близким к заявляемому техническому решению относительно устройства [RU 156827, U1, G01N 27/83, 20.11.2015], содержащее создающий магнитное поле узел, преобразователь изменения магнитного поля в электрическое напряжение, приводной механизм, а также блоки управления и обработки, причем, создающий магнитное поле узел выполнен в виде источника переменного тока, выходы которого подключены к концам проверяемого участка трубы, преобразователь изменения магнитного поля в электрическое напряжение включает в себя катушки индуктивности, соединенные с блоком обработки, и снабжен соединенными с блоками обработки и управления узлами вращения катушек вокруг оси трубы и поддержания постоянного зазора между ними и внутренней поверхностью трубы, а также связанной с монитором отображения контролируемой зоны трубы обзорной видеокамерой, при этом, приводной механизм оборудован соединенной с блоком управления системой аварийного извлечения из трубопровода помещенной в него части устройства и связан с преобразователем изменения магнитного поля в электрическое напряжение шарнирно-карданным соединением.
Недостатком этого технического решения является относительно низкое качество и точность контроля.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению относительно способа является способ контроля недоступного металлического трубопровода [RU 2596862, C1, G01N 27/83, G01B 7/06, 10.09.2016], согласно которому через металлический трубопровод пропускают в продольном направлении переменный электрический ток, измеряют создаваемое им магнитное поле на определенном расстоянии от стенки трубы, продвигаясь вдоль нее, при этом, изменение толщины стенки трубопровода устанавливают по отличию измеренных величин индукции магнитного поля оценкой их отношения, причем, создаваемое переменным током магнитное поле измеряют на неизменном расстоянии от внутренней стенки трубы во внутренней ее полости, продвигаясь вдоль нее с остановками на время полного оборота вокруг оси трубы, одновременно в нескольких точках, расположенных на продольных трубе отрезках при повороте вокруг ее оси, по данным измерения вычисляют среднее арифметическое значение индукции магнитного поля в каждом месте прерывания продольного движения, а изменение толщины стенки в точках цилиндрической поверхности трубы устанавливают как функцию прямой пропорциональности от отношения среднего значения индукции магнитного поля внутри трубопровода каждого места прерывания продольного движения к ее значению в точках измерения с коэффициентом пропорциональности, равным заранее определенной величине толщины бездефектного участка трубы.
Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно никое качество и точность контроля трубопроводов, вызванные следующими факторами:
- не учитывается, что сваренные трубы изготовлены из материалов с разными магнитными и электрическими характеристиками;
- не учитывается влияние переходов из трубы с большей толщиной стенки в трубу с меньшей толщиной стенки и наоборот;
- сквозное отверстие в трубе при использовании известного способа может восприниматься как площадное утонение;
- нечувствительность к утонению стенки трубы, размер которой превышает интервал усреднения индукции магнитного поля;
- возможность ложного срабатывания при наличии таких конструктивных элементов, как спиральные и продольные сварные соединения, опоры труб, приваренные металлические предметы и т.п.
Задачей заявляемого технического решения является создание способа и устройства для проведения достоверного неразрушающего контроля трубопроводов теплосетей при наличии разнотолщинности и при использовании труб, изготовленных из различных марок конструкционных и трубных сталей в составе трубопровода с целью повышения достоверности и качества контроля.
Требуемый технический результат относительно способа заключается в повышении качества, достоверности и точности контроля при одновременном расширении арсенала технических средств, используемых при контроле неравномерности толщины стенок трубопроводов и других их характеристик.
Поставленная задача относительно способа решается, а требуемый технический результат достигается тем, что, через трубопровод пропускают ток с широкополосным равномерным спектром в диапазоне 200 Гц-1 кГц и перемещают в продольном направлении внутри металлического трубопровода диагностический робот с измерительным узлом, на котором размещены датчики амплитуды магнитного поля внутри трубопровода, согласно изобретению, фиксируют в каждый текущий период измерений продольные и угловые координаты датчиков, анализируют спектры их выходных сигналов и определяют частоту максимальной по амплитуде гармоники, по которой судят о минимальной толщине стенки трубопровода в месте, соответствующем текущим продольным и угловым координатам датчика с максимальной по амплитуде гармоникой выходного сигнала в области действия измерительного узла, при этом, действующее значение тока в каждый текущий период измерений устанавливают исходя из равенства среднего значения амплитуд сигналов с датчиков магнитного поля их среднему значению за предыдущий период измерений.
Задачей создания устройства, реализующего предложенный способ, является расширение арсенала технических средств, используемых при контроле неравномерности толщины стенок трубопроводов и создание устройства, позволяющего повысить достоверность и качество контроля.
Требуемый технический результат относительно устройства заключается в повышении качества, достоверности и точности контроля при одновременном расширении арсенала технических средств, используемых при контроле неравномерности толщины стенок трубопроводов и других их характеристик.
Поставленная задача относительно устройства решается, а требуемый технический результат достигается тем, что, в устройство, содержащее блок управления, включающий генератор тока, соединенный с трубопроводом, и блок обработки данных, согласно изобретения, введен диагностический робот с измерительным узлом, на котором размещены датчики амплитуды магнитного поля внутри трубопровода, при этом, выход блока обработки данных соединен с управляющим входом генератора тока, а вход блока обработки соединен с выходами датчиков амплитуды магнитного поля измерительного узла и выполнен с возможностью фиксации текущих продольных и угловых координат датчиков, анализа спектров их выходных сигналов и определения частоты максимальной по амплитуде гармоники, по которой определяют минимальную толщину стенки трубопровода в месте, соответствующем текущим продольным и угловым координатам датчика с максимальной по амплитуде гармоникой выходного сигнала в области действия измерительного узла, а также регулировки величины тока, который пропускают через трубопровод, путем его регулировки исходя из постоянства среднего значения амплитуд магнитного поля датчиков при их перемещении в продольном направлении внутри металлического трубопровода.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, блок управления оснащен блоком отображения информации.
На чертеже представлен пример устройства, реализующий предложенный способ неразрушающего контроля трубопроводов, совместно с трубопроводом и блоком отображения информации.
На чертеже обозначены: 1 - блок отображения информации, 2 - блок управления, 3 - генератор тока, 4 - блок обработки данных, 5 - диагностический робот с измерительным узлом 6, на котором размещены датчики амплитуды магнитного поля внутри трубопровода, 7 - металлический трубопровод.
Устройство содержит блок 2 управления, включающий генератор 3 тока, соединенный с трубопроводом 7, а также блок 4 обработки данных.
Кроме того, устройство содержит диагностический робот 5 с измерительным узлом 6, на котором размещены датчики амплитуды магнитного поля внутри трубопровода.
В устройстве выход блока 4 обработки данных соединен с управляющим входом генератора 3 тока, а вход блока 4 обработки соединен с выходами датчиков амплитуды магнитного поля измерительного узла 6 и выполнен с возможностью фиксации текущих продольных и угловых координат датчиков, анализа спектров их выходных сигналов и определения частоты максимальной по амплитуде гармоники, по которой определяют минимальную толщину стенки трубопровода в месте, соответствующем текущим продольным и угловым координатам датчика с максимальной по амплитуде гармоникой выходного сигнала в области действия измерительного узла, а также регулировки величины тока, который пропускают через трубопровод, путем его регулировки исходя из постоянства среднего значения амплитуд сигналов с датчиков магнитного поля их среднему значению за предыдущий период измерений при их перемещении в продольном направлении внутри металлического трубопровода.
Работает устройство неразрушающего контроля трубопроводов, которое реализует предложенный способ, следующим образом.
При помощи генератора 3 тока, через трубопровод 7 пропускается ток с широкополосным спектром близким к равномерному, в диапазоне частот 200 Гц-1кГц. Диагностический робот 5, содержащий измерительный узел 6, на котором размещены датчики амплитуды магнитного поля внутри трубопровода 7, перемещают вдоль трубопровода 7 и датчики магнитного поля измерительного узла 6 непрерывно производят считывание амплитуды магнитного поля внутри трубопровода 7. В блоке 2 управления производится регулировка действующего значения тока проходящего через трубопровод путем подачи сигнала от блока 4 на управляющий вход генератора 3. Регулировка осуществляется таким образом, чтобы вычисленное среднее значение сигналов с датчиков магнитного поля измерительного узла 6 поддерживалось примерно постоянным. Таким образом компенсируется эффект изменения уровня сигналов с датчиков в трубопроводе при переходе между трубами с разной толщиной.
В блоке 4 фиксируются текущие продольные и угловые координаты датчиков, анализируют спектры их выходных сигналов и определяют частоту максимальной по амплитуде гармоники, по которой судят о минимальной толщине стенки трубопровода в месте, соответствующем текущим продольным и угловым координатам датчика с максимальной по амплитуде гармоникой выходного сигнала в области действия измерительного узла. При этом значение толщины может вычисляться при помощи калибровочной таблицы. Процесс измерений может быть отображен в блоке 1 отображения информации.
Таким образом, благодаря усовершенствованию известного способа и реализующего его устройства, достигается требуемый технический результат, который заключается в повышении качества, достоверности и точности контроля при одновременном расширении арсенала технических средств, используемых при неразрушающем контроле трубопроводов.
Claims (2)
1. Способ неразрушающего контроля трубопроводов, согласно которому через трубопровод пропускают ток с широкополосным равномерным спектром в диапазоне 200 Гц - 1 кГц и перемещают в продольном направлении внутри металлического трубопровода диагностический робот с измерительным узлом, на котором размещены датчики амплитуды магнитного поля внутри трубопровода, отличающийся тем, что, фиксируют в каждый текущий период измерений продольные и угловые координаты датчиков, анализируют спектры их выходных сигналов и определяют частоту максимальной по амплитуде гармоники, по которой судят о минимальной толщине стенки трубопровода в месте, соответствующем текущим продольным и угловым координатам датчика с максимальной по амплитуде гармоникой выходного сигнала в области действия измерительного узла, при этом, действующее значение тока в каждый текущий период измерений устанавливают исходя из равенства среднего значения амплитуд сигналов с датчиков магнитного поля в текущий период измерений их среднему значению за предыдущий период измерений.
2. Устройство для реализации способа по п. 1, содержащее блок управления, включающий генератор тока, соединенный с трубопроводом, и блок обработки данных, отличающийся тем, что введен диагностический робот с измерительным узлом, на котором размещены датчики амплитуды магнитного поля внутри трубопровода, при этом, выход блока обработки данных соединен с управляющим входом генератора тока, а вход блока обработки соединен с выходами датчиков амплитуды магнитного поля измерительного узла и выполнен с возможностью фиксации текущих продольных и угловых координат датчиков, анализа спектров их выходных сигналов и определения частоты максимальной по амплитуде гармоники, по которой определяют минимальную толщину стенки трубопровода в месте, соответствующем текущим продольным и угловым координатам датчика с максимальной по амплитуде гармоникой выходного сигнала в области действия измерительного узла, а также регулировки величины тока, который пропускают через трубопровод, путем его регулировки исходя из постоянства среднего значения амплитуд магнитного поля датчиков при их перемещении в продольном направлении внутри металлического трубопровода.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018133535A RU2700715C1 (ru) | 2018-09-21 | 2018-09-21 | Способ неразрушающего контроля трубопроводов и устройство для его реализации |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018133535A RU2700715C1 (ru) | 2018-09-21 | 2018-09-21 | Способ неразрушающего контроля трубопроводов и устройство для его реализации |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2700715C1 true RU2700715C1 (ru) | 2019-09-19 |
Family
ID=67989705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018133535A RU2700715C1 (ru) | 2018-09-21 | 2018-09-21 | Способ неразрушающего контроля трубопроводов и устройство для его реализации |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2700715C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112730598A (zh) * | 2020-12-27 | 2021-04-30 | 北京工业大学 | 一种埋地钢质管道非开挖谐波磁场聚焦检测探头制作方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA002668B1 (ru) * | 1998-04-29 | 2002-08-29 | Ф.И.Т. Месстехник Гмбх | Способ и устройство для определения неравномерности толщины стенок недоступных трубопроводов |
| US7038445B2 (en) * | 2002-08-28 | 2006-05-02 | Scan Systems, Corp. | Method, system and apparatus for ferromagnetic wall monitoring |
| US20060164091A1 (en) * | 2005-01-26 | 2006-07-27 | Battelle Memorial Institute | Rotating magnet-induced current pipeline inspection tool and method |
| CN102954998A (zh) * | 2011-08-26 | 2013-03-06 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种钢质管道壁厚异常变化的非接触检测方法 |
| RU2596862C1 (ru) * | 2015-07-01 | 2016-09-10 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" (Университет ИТМО) | Способ и устройство контроля неравномерности толщины стенок недоступных трубопроводов |
-
2018
- 2018-09-21 RU RU2018133535A patent/RU2700715C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA002668B1 (ru) * | 1998-04-29 | 2002-08-29 | Ф.И.Т. Месстехник Гмбх | Способ и устройство для определения неравномерности толщины стенок недоступных трубопроводов |
| US7038445B2 (en) * | 2002-08-28 | 2006-05-02 | Scan Systems, Corp. | Method, system and apparatus for ferromagnetic wall monitoring |
| US20060164091A1 (en) * | 2005-01-26 | 2006-07-27 | Battelle Memorial Institute | Rotating magnet-induced current pipeline inspection tool and method |
| CN102954998A (zh) * | 2011-08-26 | 2013-03-06 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种钢质管道壁厚异常变化的非接触检测方法 |
| RU2596862C1 (ru) * | 2015-07-01 | 2016-09-10 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" (Университет ИТМО) | Способ и устройство контроля неравномерности толщины стенок недоступных трубопроводов |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112730598A (zh) * | 2020-12-27 | 2021-04-30 | 北京工业大学 | 一种埋地钢质管道非开挖谐波磁场聚焦检测探头制作方法 |
| CN112730598B (zh) * | 2020-12-27 | 2024-02-02 | 北京工业大学 | 一种埋地钢质管道非开挖谐波磁场聚焦检测探头制作方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2835635B1 (en) | Method and apparatus for non-destructive testing | |
| US9030196B2 (en) | Apparatus and method for eddy current inspection of tubular components | |
| US20030164698A1 (en) | Electromagnetic analysis of concrete tensioning wires | |
| JP5383597B2 (ja) | 渦電流検査装置および検査方法 | |
| JP4756409B1 (ja) | 交番磁場を利用した非破壊検査装置および非破壊検査方法 | |
| JP2010048624A (ja) | 低周波電磁誘導式の欠陥測定装置 | |
| US10746698B2 (en) | Eddy current pipeline inspection using swept frequency | |
| JP4766472B1 (ja) | 非破壊検査装置及び非破壊検査方法 | |
| RU2700715C1 (ru) | Способ неразрушающего контроля трубопроводов и устройство для его реализации | |
| RU2688030C1 (ru) | Способ контроля неравномерности толщины стенок трубопроводов | |
| JP2012112868A (ja) | 内部欠陥計測方法及び内部欠陥計測装置 | |
| RU2587695C1 (ru) | Магнитный дефектоскоп для обнаружения дефектов в сварных швах | |
| RU2686866C1 (ru) | Способ магнитного контроля дефектов трубопроводов и устройство для его осуществления | |
| JP4526046B1 (ja) | ガイド波を用いた検査方法 | |
| RU2684949C1 (ru) | Способ и устройство для метода магнитного контроля | |
| SK18992001A3 (sk) | Spôsob a merací prístroj na zisťovanie zvarového šva pozdĺžne zvarovaných rúrok | |
| JP4475477B1 (ja) | ガイド波を用いた検査方法 | |
| Nikolaev et al. | Estimate of the Ratio of the Data and Background Signals in Detecting the Magnetic Fields of Surface Defects by Magnetic Measurement Transducers | |
| UA136351U (uk) | Спосіб безконтактного виявлення дефекту труби під покриттям | |
| JPH0726938B2 (ja) | 渦流探傷方法 | |
| EP4612473A1 (en) | A system and method detecting metallic structure deterioration in transition field | |
| KR101568127B1 (ko) | 보일러 튜브의 용접부위 검사장치 및 이를 이용한 검사방법 | |
| JP2025070553A (ja) | ８の字軌跡検出プログラムと渦電流探傷装置及び方法 | |
| UA124202C2 (uk) | Спосіб безконтактного виявлення дефекту металевого циліндра | |
| RU2529781C2 (ru) | Способ определения высоты внутренней выступающей части патрубка вантуза с помощью ультразвукового дефектоскопа |