Устройство для измерения длины дефектов прямошовных труб

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) ( ) А 1 5 6 01)ч 29/04. //6 27/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Управление приволжскими магистральными нефтепроводами и Научно-технический центр НТТМ "Магистраль"(56) Авторское свидетельство СССР ., ЬЬ 1059505, кл. 6 01 )ч 29/04, 1981.Авторское свидетельство СССР .М 838554, кл. 0 О 1 М 29/04 // 6 01 й 27/90 1976.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИНЫ ДЕФЕКТОВ ПРЯМОШОВНЫХ ТРУБ (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано при автоматической проверке труб нефте- и газопроводов. Целью изобреЙзобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано при автоматической проверке труб нефте- и газопроводов.Известно устройство 1, содержащее последовательно соединенные измерительный преобразователь, дефектоскоп и исполнительное устройство, механизм сканирования и блок управления и автоматического регулирования скорости сканирования, вход которого соединен выходом дефектоскопа, а выход - с входом механизма сканирования. Кроме того устройство снабжено вторым измерительным преобразователем. установленным на механизме сканирования с возможностью перемещетения является повышение точности измерения, которая достигается эа счет исключения систематических погрешностей, обусловленных неравномерным движением контролируемых труб в процессе контроля. В процессе работы данного устройства осуществляется вращение контролируемой трубы 6 вокруг своей оси, при этом продольный шов последовательно проходит зону контроля, выполненную в виде трех вихретокцвых преобразователей (ВТП) 7, 8, 9 и измерительного преобразователя 1. ВТП 7, 8, 9 чувствительны только к изменению зазора между их катушками и трубой 6. Появление сварногошва в зоне контроля приводит к изменению зазора между ВТП 7, 8, 9 и к формированию интервалов времени в блоке 10 обработки сигналов. Измеренные интервалы времени позволяют с помощью вычислительного блока 11 рассчитать длину дефекта, 2 ил. ния относительно первого измерительного преобразователя и подключенным к второму входу дефектоскопа, а выход блока управления и автоматического регулирования скорости сканирования соединен с входом управления исполнительного устройства.Предлагаемое устройство работает следующим образом.Механизм сканирования обеспечивает сканирование изделия преобразователями по траектории, общей для обоих преобразователей. При обнаружении дефекта первым измерительным преобразователем сигнал с дефектоскопа поступает в блок управления и автоматического регулирования скорости сканирования. Скорость сканирования приэтом принимает значение, при котором дефекты надежно выявляются вторым измерительным преобразователем. Наличие двух преобразователей позволяет разделить во времени режимы поиска и регистрации дефекта, что повышает надежность контроля,Недостатком известного устройства является принципиальная невозможность измерения длины дефектов.Наиболее близким по технической сущности является устройство, описанное в (2). Устройство содержит соединенные между собой измерительный преобразователь и дефектоскоп, схему совпадения, генератор, подключенный к первому входу схемы совпадения, и счетчик, входом подключенный к выходу схемы совпадения, Кроме того устройство снабжено первой схемой задержки, соединенной с выходом дефектоскопа и выходом генератора, последовательно соединенными второй схемой совпадения, первый вход которой подключен к выходу дефектоскопа, второй - к выходу первой схемы задержки, а выход - к второму входу триггера и управляющему входу шифратора, и второй схемой задержки, выход которой подключен к выходу сброса счетчика. К входу дефектоскопа подключен измерительный преобразователь.Предлагаемое устройство работает следующим образом.Контроль качества иэделий осуществляют путем их сканирования измерительным преобразователем. Появление дефекта в зоне контроля преобразователя приводит к возникновению электрического импульса на выходе дефектоскопа, С помощью генератора стабильной частоты, схемы совпадения и счетчика осуществляется измерение длительности импульса, появляющегося на выходе дефектоскопа, Число, записанное в счетчик, характеризует протяженность дефекта и скорость сканирования. При постоянных скоростях сканирования информация, записанная в счетчике, может характеризовать длину дефекта. Однако при различных скоростях сканирования или при изменении скорости сканирования в процессе контроля неизбежно возникают погрешности в оценке геометрических характеристик дефектов, что является недостатком данного устройства,Целью изобретения является повышение точности измерения, которая достигается за счет исключения систематических погрешностей, обусловленных неравномерным движением контролируемых труб.На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - временные диаграммы.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Устройство содержит соединенные между собой измерительный преобразователь 1 и дефектоскоп 2, схему 3 совпадения, генератор 4, подключенный к первому входу схемы 3 совпадения, счетчик 5, входом подключенный к выходу схемы 3 совпадения, каретку (на фиг. 1, 2 не изображена) с опорой качения, предназначенной для взаимодействия с контролируемой трубой б, при этом на каретке закреплен измерительный преобразователь 1, три накладных вихретоковых преобразователя (ВТП) 7, 8, 9, которые расположены в зоне контроля по дуге окружности, блок 10 обработки сигналов, три входа которого соединены с соответствующими вихретоковыми преобразователями 7, 8, 9, вычислительный блок 11, к первому входу которого подключен выход блока 10 обработки сигналов, к второму входу подключен выход счетчика 5. и исполнительный узел 12, подключенный к выходу вычислительного блока 11, выход дефектоскопа 2 соединен с вторым входом схемы 3 совпадения, а второй выход блока 10 обработки сигналов соединен с входом установки исходного состояния счетчика 5,Устройство работает следующим образом.При вращении трубы 6 вокруг своей оси продольный сварной шов последовательно проходит в зонах контроля трех ВТП 7, 8. 9, Приближение сварного шва к преобразователям вызывает изменение комплексного сопротивления, вносимого в цепь ВТП. В данном случае ВТП 7, 8, 9 чувствительны лишь к изменению зазора между катушками и трубой б. Появление продольного сварного шва под ВТП приводит к уменьшению зазора. В блоке 10 обработки сигналов формируются три импульса, появление которых совпадает с временем вхождения сварного шва в зону контроля каждого БТП (см. фиг, 2). В блоке 10 обработки сигналов происходит измерение двух интервалов времени т 1 и 2, Информация о величине этих интервалов времени в цифровом виде вводится в вычислительный блок 11, В процессе вращения трубы б дефектоскоп 2 формирует импульс во время нахождения дефекта под измерительным йреобразователем 1, Двоичный код, характеризующий величину (время нахождения дефекта в зоне измерительного преобразователя), также вводится в вычислительный блок 11. Длительность интервалов времени т 1, и, тз зави. сит от взаимного расположения ВТП 7, 8, 9 угловой скорости вращения трубы б (и угло. вого ускорения), длины дефекта (например коррозионное поражение, вмятина, рвани на и др,). При закреплении ВТП 7, 8, 9 н;определенном, фиксированном расстоянии друг от друга длитиельность указанных интервалов времени зависит лищь от параметров движения трубы б (скорости и ускорения) и длины дефекта, Перечислен ные величины связаны между собой системой линейных уравнений Н 1=Чот 1+ат 21/2Н 2 Чот 2+ф 2/2Ь-Чоа+а 1 з(2 10 в которой неизвестными величинами являются начальная скорость Чо, ускорение а и длина дефекта 1, Известными величинами 15 являются расстояние Н 1 и Н 2, интервалы времени т 1, с 2, тз. Решение этой системы линейных уравнений позволяет вычислить длину дефекта по формуле 20(1)В формуле (1) приняты следующие обоз начения;11 - время от момента вхождения продольного сварного шва в зону контроля первого ВТП 7 до момента вхождения продольного сварного шва в зону контроля второго ВТП 8;2 - время от момента вхождения про-дольного сварного шва в зону контроля первого ВТП 7 до момента вхождения продольного сварного шва в зону контроля третьего ВТП 9;тз - время прохождения дефекта в зонеизмерительного преобразователя 1,В соответствии с проведенной формулой в вычислительном блоке 11 производится расчет длины дефекта, который начинается по заднему фронту импульса 1 з.Результаты вычислений выводятся на дисплей или принтер. Кроме того, по сигналувычислительного блока 11 срабатывает исполнительный узел 12, например дефектоотметчи к.Для устранения сильного изнашивания(истирания) измерительного преобразователя 1 последний устанавливается на карет ке, которая с помощью опоры качения приподнимает измерительный преобразователь 1 в момент прохождения продольного сварного шва. Принцип действия измерительного преобразователя 1 и дефектоскопа 2 может базироваться на электромагнитном, акустическом, электромагнитоакустическом, радиографическом, оптическом и др, методах неразрушающего контроля.Данное техническое решение позволяет повысить точность измерения длины дефектов эа счет исключения систематической погрешности, обусловленной вариацией скорости вращения трубы в процессе контроля, повысить производительность контроля благодаря измерени г в момент "разгона" и "торможения" вращающейся трубы, повысить достоверность контроля путем введения количественных критериев при разбраковке продукции.Формула изобретения Устройство для измерения длины дефектов прямошовных труб, содержащее соединенные между собой измерительный преобразователь и дефек 1 оскоп, схему совпадения, генератор, подключенный к первому входу схемы совпадения, и счетчик входом подключенный к выходу схемы совпадения, о т л и ч з ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено кареткой с опорой качения для взаимодействия с контролируемой трубой, на которой закреплен измерительный преобразователь, тремя накладными вихретоковыми преобразователями, расположенными в зоне контроля по дуге окружности, блоком обработки сигналов, три входа которого соединены с соответствующими вихретоковыми преобразователями, вычислительным блоком, к первому входу которого подключен выход блока обработки сигналов, к второму входу подключен выход счетчика, и исполнительным узлом, подключенным к выходу вычи"лительного блока, выход дефектссарпа соединен с вторым входом схемы совпадения. а второй выход блока обработки сигналов соединен с входом установки исходного состояния счетчика.1704063 и,:н,н цг 2 ны рректор Э. Лончако едактор С. Кулак Прои аказ 59 ВНИИПИ Г ставитель А. Ч хред М.Морген Тираж Подписноерственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 нно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101