Магнитный дефектоскоп

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 4(511 С 01 И 27/82 ЕТЕН 22 усев,оярковфизики А.П, П.Н.ладнои 8.8)У 341969 466,Б.Н.,новкаформтя24. Смирнов В.ИРадиан",жмаш,Ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ИСАНИЕ ИЗ ТОРСИОМУ СВИДЕТ.(71.) Институт приАН БССР(54)(57) МАГНИТНЫЙ ДЕФЕКТОСКОП дляконтроля цилиндрических объектов,содержащий намагничивающую систему,измерительные преобразователи, блокрегистрации и тележку, выполненнуюв виде самоходного шасси, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения производительности контроля, левые колеса тележки установлены под острым углом одного знака,правые - под острым углом другого,знака относительно направления движения тележки и соединены с тележкос возможностью установки и жесткойфиксации каждого колеса на заданнойвысоте.1 1161859Изобретение относится к испытаниям материалов и изделий магнитным методом и предназначено для использования в металлургии. для контроля качества внутренней и наружной поверхности ферромагнитных. труб и цилиндров среднего и большого диаметра, а также может быть использовано в энергетической и химической промыпденности для контроля резервуаров, кот лов, трубопроводов большого диаметра.Известно устройство магнитного контроля внутренней поверхности стальных труб магистральных нефтеи газопроводов, содержащее намагничивающую систему, измерительные преобразователи, записывающую аппаратуру и автономный источник электроэнергии. Намагничивающая система выполнена в виде двух цилиндрических 2 О полюсов, располагаемых соосно контролируемой трубе, а измерительные преобразователи расположены межпу полюсами. Все устройство выполнено в виде одного или нескольких соеди ненных соосно между собой цилиндрических снарядов, устанавливаемых в контролируемую трубу. При перемещении внутри трубы стенки трубы намагничиваются, а магнитное поле рассекания дефектов регистрируется с помощью измерительных преобразователей 1.Недостатки устройства - его громоздкость, невозможность контроля35 наружной поверхности толстостенных труб, а также невозможность контроля коротких цилиндров, котлов, цистерн,Наиболее близким к изобретению по технической сущности является магнит-ный дефектоскоп для контроля цилиндрических объектов., содержащий намагничивающую систему, измерительные преобразователи, блок регистрации и тележку, которая может выполнятьгц в виде самоходного шасси. Намагничивающая система установлена на,тележке, приводимой в движение оператором, и соединена кабелем с 50 блоком питания. 3 процессе контроля . устройство перемещается под наблюдением оператора по внутренней. стенке контролируемого изделия. При этом стенка изделия намагничивается пере менным полем электромагнита, а магнитное .поле рассеяния над дефектами регистрируется с помощью измерительных 2преобразователей (например, феррозондов) 2 .Недостаток данного устройства обусловлен низкой производительностью контроля. цилиндрических объектов и объектов с винтовой поверхностью, что обусловлено необходимостью управления оператором движением тележки по заданной траектории.Цель изобретения - повышение производительности контроля.Поставленная цель достигается тем, что в магнитном дефектоскопе для контроля цилиндрических объектов, содержащем.намагничивающую систему, измерительные преобразователи, блок регистрации и тележку, выполненную в виде самоходного шасси, левые колеса тележки установлены под острым углом одного знака, правые - под острым углом другого знака относительно направления движения тележки и соединены с тележкой с возможностью уста, новки и жесткой фиксации каждого колеса на заданной высоте. На Фиг,. 1 показан магнитный дефектоскоп; на фиг.2 - расположение магнитного дефектоскопа в трубе, вид сверху; на фиг.З - схема сил, действующих на дефектоскоп при отклонении его от заданного направления движения; на фиг,4 - то же, в положении его на вертикальной стенке и на потолке. Магнитный дефектоскоп (фиг.1) содержит намагничивающую систему 1, измерительные преобразователи 2, блок 3 регистрации, .самоходное шасси 4 и источник 5 электрического тока, Намагничивающая система 1 выполнена в виде П-образного магнита, установленного на шасси 4 полюсами к контролируемой стенке трубы б так, что силовые линии 7 магнитного поля замы-. каются через стенку трубы б, благодаря чему дефектоскоп притягивается 1к стенке. Левые колеса 8 и 9 (фиг.2) и правые колеса 10 и 11 повернуты попарно под острым угломо(Юл/4) в противоположные стороны относительно направления 12 движения дефектоскопа. Для контроля внутренней поверхности цилиндрических изделий угол Ы левых колес 8 и 9 относительно направления 12 движения положителен, а правых - отрицателен. Для контроля цилиндрического изделия со сто3 11618 роны внешней поверхности угол а левых колес 8 и 9 должен быть отрицательным, а правых 10 и 11 - положительным.Магнитный дефектоскоп работает следующим образом.Дефектоскоп устанавливают на контролируемую поверхность, например, во внутреннюю полость цилиндрического изделия (фиг.2), имеющего 10 ось 14 симметрии. Ориентируют дефектоскоп направлением 12 его движения вдоль заданного направления 13, являющегося, например, винтовой линией на цилиндрической поверхности трубы. Устанавливают высоту колес 8 - 11 такой, чтобы зазор между полюсом намагничивающей системы 1 (фиг.1) и стенкой трубы 6 возле каждого колеса имел заданное значение. В этом 20 положении колеса жестко фиксируют по высоте, В зависимости от шага винтовой линии высота колес может быть различной, в связи с чем в дефектоскопе предусмотрена возможность 25 йзменения высоты колес.Затем включают электропитание источника 5; и дефектоскоп начинает двигаться с некоторой скоростью по стенке трубы. Дефекты типа нарушения сплошности, встречающиеся на пути движения деектоскопа, попадают в намагничиваемую зону между магнитными полюсами и образуют магнитное поле рассеяния, которое регистрируется блоком 3 с помощью измери 35 тельных преобразователей 2,При движении дефектоскопа.по на- . правлению .12 (фиг,2) сила тяги Р каждого колеса.8 - 11, например колеса 9 (Р ), может быть разложена на две СОСтавляющ е: на РФк = Рк созЫ параллельную направлению движения 12 и на Р = Р зп с- перпендикулярную направлению 12 движения.45 Составляющие Р каждого колеса создают вращательный момент, действующий на дефектоскоп. Однако, так как эти составляющие у передних (8 и 11) и задних (9 и 10) колес направлены в противоположные стороны (Рв = -Р ,ц и Р 9 . - -Г ) ю то сум марный вращательный момент равен нулю. Таким образом, дефектоскоп движется по заданному направлению 13. В действительности сделать одинаковую силу тяги Р у всех колес прак 59 4 тически невозможно. Невозможно также установить одинаковый для всех колес угол о. Кроме того, на пути движения дефектоскопа могут встретиться различные препятствия - опилки, коррозия, выступы, другие нарушения качества поверхности, загрязнения, смазкаи т.д. Все эти причины приводят котклонениям направления 12 движениядефектосквпа от заданного направления 13, даже в том случае, если стремиться установить угол Ф= О, как это делают в обычных тележках. Следствием этого является .нарушение процесса контроля.В нашем случае при случайном отклонении направления 12 (фиг,3) движения дефектоскопа .от.заданного направления 13, например влево, оказывается,что вследствие жесткой фиксации колес по высоте, основной опорой дефектоскопа о стенку трубы являются дваколеса 9 и 11, а колеса. 8 и 10 некасаются стенки трубы 6. В этомслучае на. движущийся дефектоскоп отколес 9 и 11 действует момент силР и Р , разворачивающий дефекуо 111 1скоп вправо до соприкосновения колес8 и 10 с поверхностью. трубы 6Приэтом направления 12 и 13 становятсяпараллельными. Вследствие неустойчивости опоры дефектоскопа на дваколеса наиболее вероятным оказывается при отклонении направления 12 движения от заданного направления 13опора на три колеса. Так, в рассмотренном случае по фиг. 3 при отклонении дефектоскопа влево от заданного направления 13 третьим опорным коле-ф сом может оказаться колесо 8 или 10,Предположим, что этим колесом является колесо 8, так ято.опорой дефектоскопа являются колеса 8, 9 и11В этом случае составляющие Рви Р силы тяги колес 8 и 11 комйен"сируются, или их нескомпенсированнаяразность существенно меньше составляющей Р. Таким образом,. составляющая РЗ является. преобладающей и.создает вращательный момент, приложенный к дефектоскопу в направлении, обратном отклонению от заданного направления 13. Под действием этого моментадефектоскоп:поворачивается вправодо совпадения направлений 12 и 13когда четвертое колесо 10 придет всоприкосновение с поверхностью трубы.В этот момент на дефектоскоп начи11 кает действовать составляющая Р 1 : силы тягк колеса 10, компенсирующая действие силы Р, так что дефектоскоп продолжает движение по заданному направлению 13.Перемещаясь внутри. трубы по винтовой линии, дефектоскоп проходит последовательно следующие стадии: горизонтальное положение внизу, вертикальное положение на боковой стенке,. горизонтальное положение на "потолкеч и вертикальное на другой боковой стенке. Для обеспечения работоспособности дефектоскопа во всех перечисленных положениях параметры намагничивающей системы выбраны из условия превышения силы 15 (ф иг.4) трения между колесами и стенкой13/ 61859трубы 6 и силы 16 притяжения к стен 6 ад весом 17 дефектоскопа. Прес 17вышение силы 15 трения над весомсоздает возможность движения дефекто скопа по вертикальной стенке, а превьппение силы 16 притяжения над весом17 предотвращает отрыв дефектоскопаот потолка О Таким образом, предлагаемый дефектоскоп обеспечивает автоматический контроль наружной и внутреннейповерхности труб среднего и большогодиаметров без участия оператора в 15 процеессе контроля за счет изменениянаправления движения магнитного дефектоскопа в соответствии с заданнойчтраекторией, например, винтовои.Филиал ППП "ПатеЫ", г. Укгород, ул. Проектная, 4 аз 3964/46 ТирВНИИПИ ГоПО делам113035, Ио аи 897.. ПодлиннодарствеИаого комитета СССРизобретеюй и открытийква, З.3 Рауаккая наб., д.