Магнитотелевизионный дефектоскоп

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для дефектоскопии и контроля структуры поверхности ферромагнитных объектов, в частности подземных магистральных трубопроводов. Цель изобретения - повышение достоверности дефектоскопии за счет получения информации о всех дефектах различной ориентации. Для этого в дефектоскопе использованы блоки 8 и 9 динамической памяти, блок 10 долговременной памяти и электронный блок 1

3 управления. Выход электронного блока управления подключен к входу намагничивающих систем 1 и 2. Каждая намагничивающая система 1 (2) содержит по три ряда полюсов, радиально расположенных по окружности на центральном тороидальном ярме, средний ряд содержит N полюсов, а два крайних ряда - по 2 N полюсов. Все полюсы сгруппированы в круговые контуры, в каждом из которых по сигналу от блока 13 управления формируется вращающееся магнитное поле. Благодаря этому выявляются разноориентированные по поверхности трубопровода дефекты, информация о которых после селекции в амплитудных селекторах 6 и 7 записывается в блоки 8 и 9 динамической и блок 10 долговременной памяти. Матричные преобразователи 4 и 5 выполнены в виде замкнутой ленты и установлены в зазоре между трубопроводом и полюсами намагничивающих систем 1 и 2. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

SU 161224

- (5))5 G 01 N 27/82

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг. 1

ГОСУД АРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ CCCP

1 (21) 4308228/25-28 (22) 22.06.87 (46) 07.12.90. Бюл . М - 45 (71) Уфимский нефтяной институт (72) А. А. Абакумов, К. M. Фаттахов и P. Н. Хамматов (53) 620. 179. 14 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1157443, кл. G О! N 27/82, 1983.

Авторское свидетельство СССР

9 1462173, zan. G 01 N 27/82, 1987. (54) МАГНИТОТЕЛЕВИЗИОННЬЙ ДЕФЕКТОСКОП (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для дефектоскопии и контроля структуры поверхности ферромагнитных объектов, в частности подземных магистральных трубопроводов. Цель изобретения - повышение достоверности дефектоскопии за счет получения информации о всех дефектах различной ориентации. . Для этого в дефектоскопе использованы блоки 8 и 9 динамической памяти, блок

10 долговременной памяти и электронный блок 13 управления. Выход электронного блока управления подключен к входу намагничивающих систем 1 и 2. Каждая намагничивающая система 1 (2) содержит по три ряда полюсов, радиально расположенных по окружности на центральном тороидальном ярме, средний ряд содержит и полюсов, а два крайних ряда — по 2 и полюсов. Все полюсы сгруппированы в круговые контуры, в каждом из которых по сигналу от блока 13 управления формируется вращающееся магнитное поле. Благодаря этому выявляются разноориентированные по поверхности трубопровода дефекты, информация о которых после селекции в амплитудных селекторах 6 и 7 записы вается в блоки 8 и 9 динамической и блок 10 долговременной памяти. Матричные преобразователи 4 и 5 выполнены в виде замкнутой ленты и установлены в зазоре между трубопроводом и полюса- ми намагничивающих систем 1 и 2. 4 ил.

1612249

Изобретение относится к неразрушагщему контролю и может быть использовано для дефектоскопии и контроля структуры поверхности ферромагнитных объектов, в частности подземных магистральных трубопроводов.

Цель изобретения — повышение достоверности дефектоскопии за счет получения информации о всех дефектах различ 10 ной ориентации.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого дефектоскопа; на фиг. 2— развертка намагничивающих систем, имеющих по три ряда полюсов (ряды полю 5 сов ориентированы по окружности трубы и расположены на центральном тороидальном ярме); на фиг. 3 — намагничивающая система, поперечный разрез

:по ее среднему ряду; на фиг. 4 - 20 электрическая схема соединений обмо. ток обеих намагничивающих систем сов- местно с электронным блоком управления.

Магнитотелевизионный дефектоскоп 25 содержит намагничивающие системы (НС)

1 и 2, взаимодействующие через объект

3 контроля (трубопровод) с матричными магнитрчувствительными преобразователями (МЧМП) 4 и 5, выходы которых 30

: через соответствующие амплитудные се;лекторы 6 и 7 подключены к информаци-, онным входам блоков 8 и 9 динамической памяти, выходы которых подключены раздельно к двум входам блока 10 долговременной памяти выход послед9 него связан с входом видеоконтрольного блока 11. Выход блока 12 раз, вертки соединен с управляющими входа. ;ми МЧМП 4 и 5, блоков 8 и 9 динами- 4р ческой памяти, блока 10 долговременной памяти и видеоконтрольного блока

11. Блок 13 управления подключен к входам намагничивающих систем 1 и 2 параллельно. 45

Электронный блок 13 управления может быть выполнен в виде носледовательно включенных генератора 14 тактовых импульсов, регистра 15 сдвига, а также из источника 16 тока и блока

17 коммутации. Выходы региетра 15 сдвига соединены с управляющими входами блока 17 коммутации, выходы которого подключены к входам намагничивающих систем 1 и 2 (фиг. 1).

НС 1 и 2, расположены на тороидаль55 ном ярме, находящимся внутри трубопровода (фиг. 3) . По окружности внешней боковой поверхности тороидального ярма полюсы намагничивающих систем 1 и 2 расположены рядами так, что каждая из них содержит по три ряда полюсов. При этом в каждой из намагничивающих систем средние ряды содержат по и полюсов, а крайние — по 2 и полюсов. Полюса обеих намагничивающих систем сгруппированы в круговые контуры так, что каждый из круговых контуров включает в себя по шесть полюсов, расположенных через 60© по отношению друг к другу. Радиус каждого кругового контура равен половине расстояния между полюсами средних рядов намагничивающих систем.

Каждый полюс, входящий в средние ряды, является общим для двух соседних круговых контуров какой-либо одной из намагничивающих систем. Чтобы не было пропусков дефектов в тех участках трубы, которые попадают под полюсы (НС 1), о отношению к этим полюсам полюса (НС2) установлены в направлении, перпендикулярном образующим тороидального ярма, с пространственным сдвигом, равным величине радиуса кругового контура. Вдоль ярма намагничивающие системы располагаются на расстоянии, исключающем . влияние магнитных полей полюсов обеих намагничивающих систем друг на друга..

Все полюсы .снабжены обмотками постоянного тока, причем число витков обмоток полюсов средних рядов в два раза больше, чисел витков полюсов крайних рядов. Обмотки диаметрально противоположных пар полюсов каждого контура включены последовательновстречно и соединены с блоком 13 управления так; что магнитные потоки, возбуждаемые .ими при подключении к блоку 13 управления, имеют в каждом четном и нечетном контурах полюсов каждой намагничивающей сис темы взаимно противоположные направления, а при переключениях пар полюеов каждого кругового контура в четных и нечетных контурах каждой намагничивающей системы магнитные потоки вращаются во взаимно противоположных направлениях. При этом соединения обмоток пар .полюсов обеих намагничивающих систем обеспечивают в каждый момент переключения пар полюсов взаимную ориентацию магнитных потоков, возбуждаемых в круговых контурах обеих намагничивающих систем, под углом в

5 !

О

5 lo

60 . Зто сделано для того, чтОбы участки трубы, пропускаемые HC 1 в процессе переключения пар ее полюсов сканировались магнитными потоками, возбуждаемыми в контурах полюсов НС 2

Схема соединения. обмоток намагничивающих систем 1 и 2, позволяющая выполнить эти условия (фиг. 4).

Обозначение обмоток (фиг, 2 и 4) одноименных полюсов всех круговых контуров принято одинаковым для каждой из НС, причем первый индекс (от до 6) î",íà÷àåò номер полюса кругового контура, а второй — номер намагничивающей системы (индексы 1 и 2).

Наряду с электрической схемой соединения обмоток (фиг. 4) показана подробная блок-схема электронного блока

13 управления.

Начала обмоток Ь . I.„ и концы (-собмоток L4 соединены с п<-рным выходом блока 17 коммутации (БК), начала обмоток Ьz,, L и концы обмоток

L — с вторым выходом блока 17 коммутации, начала обмоток L>I, Ь и концы обмоток Ь а (— с третьим выходом блока 17 коммутации ° Начала обмОтОк Ь4 g > I g f, Iag(I <-z>

Ь, L6-z и концы обмоток Lt (и Lz z соединены с общей шиной источника 16 тока. Концы обмоток L < z соединены с концами обмоток L4- концы обмоток

Ь Z — c концами ОбмотОк Ьб, концы обмоток Ь, — с концами обмо ок I, концы обмоток L з 1 — с концами обмоток Ь6 !.

Таким образом, электрическая цепь (фиг. 4)> образованная всеми обмотками полюсов, состоит из трех параллельных ветвей, каждая из которых подключена раздельно на три выхода коммутирующих элементов блока 17 коммутации. !

Блок 17 коммутации (фиг. 4) содержит три коммутирующих элемента, все три входа которых параллельно подклю-. чены к выходу источника 16 тока, а три выхода — раздельно к трем входам параллельных ветвей электрической цепи обмоток полюсов. Три выхода регистра 15 сдвига раздельно присоединены к управляющим входам коммутирующих элементов блока 17. В качестве коммутирующих элементов в блоке 17 использованы силовые тиристоры.

МЧМП 4 и 5 расположены в зазоре между трубой и HC 1 и 2. МЧМП 4 установлен над HC 1, а МЧМП 5 — над!

2249 6

НС 2. . Ca М((Р1П выполнены в виде замкнутых ленточных матриц.

Магнитотелевизионный дефектоскоп работает следунпцим ОЦразом.

Дефектоскоп движе гся внутри трубы.

Цикл измерений состоит из трех тактов, в каждом из которых блок 17 коммутации подключает выход источника 16 тока к соответствующим парам полюсных обмоток НС 1 и 2: в первом такте - к парам обмоток L < < — Ь4 „, Ь 1 z

I, ; во втором такте — к парам обмотре тьем такте — к парам обмоток Ь

Lg (, L gz — Eg Z В кажДОм такте векторы магнитного потока, возбуждаемые н каждом контуре НС 1 и 2, поворачиваются на угол p = 60 . За цикл измерений векторы магнитного потока по0 ворачиваются на угол 120, которого достаточно для выявления разноориентированных дефектов в области каждого кругового контура. При этом век25 торы магнитного потока одновременно поворачиваются во всех контурах полюсов обеих намагничивающих систем: в четных контурах в одном направлении, в нечетных — в противоположном.

Векторы магнитных потоков (фиг. 2), создаваемых в нечетных контурах намагничивающих систем, обозначены Р(, а в четных — обозначены (((, по величине(("(= Д . Направления вращения векторов потоков Р и Р показаны дуговыми стрелками (фиг. 2). При этом, если рассматривать взаимную ориентацию векторов магнитных потоков вдоль движения дефектоскопа, то векторы магнитных потоков, имеющих место в одной из намагничивающих систем, ориентированы под углом 60 по отношению к векторам магнитных потоков, создаваемых другой намагничивающей системой, а если рассматривать векторы магнитных потоков поперек движения дефектоскопа, то векторы обеих НС 1 и 2 смещены относительно друг друга на величину радиуса одного кругового контура. В результате всего этого происходит полное и одновременнбе сканирование всей боковой поверхности трубопровода, охватываемого обеими НС и 2, включая в том числе и те области боковой поверхности трубы, которые находятся непосредственно над полюсами, и те области ее (ве сьма незначительные), которые пропускаются в процессе переключения

1612249 обмоток полюсов движущейся впереди

НС (например, HC 1, фиг. 2, что исключает потери информации. Таким об >азом, по всей поверхности трубы, охватываемой НС 1 и 2, создается маг 1итный рельеф, содержащий полную информацию о дефектах. Магнитный рельеф воздействует на МЧМП 4 и 5, на выходе которых формируются электрические сигналы, пропорциональные напряженности магнитного поля в каждой точке сканируемой поверхности трубы.

Электрические сигналы с выходов

ЯЧМП 4 и 5 поступают ка входы амплитудных селекторов 6 и 7, в которых с1существляется амплитудная .селекция

Сигналов, соответствующих только дефектным точкам поверхности трубы.

Далее сигналы с выходов селекторов 6 20

7 поступают на входы блоков 8 и 9 динамической памяти. При заполнении объема динамической памяти информаг ия передается и записывается в блок

10 долговременной памяти. Блок 12 25 развертки осуществляет строчную развертку электропотенциального рельефа МЧМП 4 н 5, блоков динамической 8 и 9 и долговременной 10 памяти, а I àêæe электронного луча видеоконтрольного блока 11. Последний используется и включается в схему дефектоскопа только в наземных условиях—

Для воспроизведения изображения дефектов. Для этого после прохождения у!становленного расстояния дефектоскоп

Извлекается на поверхность.

Формулаизобретения

Магнитотелевизионный дефектоскоп, (одержащий намагничивающую систему, состоящую из тороидального магнитог1ровода с несколькими рядами выстуг1ающих полюсов с обмотками постоянного тока, последовательно соединенные матричный магниточувствительный преобразователь, амплитудный селектор, 45 блок динамической памяти, блок долговременной памяти и видеоконтрольный блок, блок развертки, выход которого подключен к управляющим входам магниточувствительного преобразователя, блоков динамической и долговременной памяти и видеоконтрольному блоку, и блок управления, подключенный к входу намагничивающей системы, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения достоверности дефектоскопии за счет получения информации о всех дефектах различной ориентации, оН снабжен второй намагничивающей системой, последовательно соединенньг ми вторыми матричным магниточувствг тельным преобразователем, амплитудным селектором и блоком динамической памяти, выход которого подключен к второму входу блока долговременной памяти, а его управляющий вход и управляющий вход второго матричного магниточувствительного преобразователя подключены к выходу блока развертки, каждая намагннчивающая система выполнена в виде трех рядов полюсов, расположенных по окружности тороидального ярма, с и полюсами в среднем и с 2" полюсами в крайних рядах, в. каждой намагничивающей системе полюса образуют круговые контуры, по шесть полюсов в каждом, размещенных равномерно по окружности попарно диаметрально, при этом полюса среднего ряда являются общими для смежных контуров, полюса среднего ряда одной намагничивающей системы смещены относительно полюсов среднего ряда другой намагничивающей системы на величину радиуса кругового контура, а обмотки диаметрально противоположных полюсов контуров каждой системы соединены последовательно и объединены в три параллельные ветви, подключенные к блоку управления. б12249

Фиг. 2

1612249

4и г.4.

Составитель И. Рекунова

Редактор И. Бланар Техред Л,Сердюкова Корректор Т. Колб ,Заказ 382В Тираж 511 Подписное

ВНИИПО Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101 о