Устройство для контроля формы сечения трубопровода

 

Использование: в измерительной технике, а именно в средствах измерения формы сечения цилиндрических изделий, например трубопроводов, в процессе изготовления и эксплуатации, и может быть использовано для оценки их работоспособности, эксплуатационной надежности и остаточного ресурса. Сущность: устройство содержит измерительный узел, выполненный в виде отрезка гибкой ленты с приводом для ее обкатывания по периметру исследуемого сечения и измерительной скобы, одна ножка которой при помощи шарнира закреплена на гибкой ленте, а другая ножка одним концом прижата к ней, узел отсчета, приспособлен для фиксации измерительного узла на контролируемой поверхности и направляющую для ограничения исследуемого сечения трубопровода. Измерительная скоба выполнена из двух стержней и расположенного на них с возможностью перемещения ползуна, на котором закреплен другой конец второй ножки. Узел отсчета выполнен в виде закрепленных на второй ножке скобы стрелки и штифта, контактирующего с ограничителем, установленным на ленте, и шкалы, закрепленной на ползунке. Кроме того, на стержне измерительной скобы расположен дополнительный ползунок, на котором размещен индуктивный датчик, а на шарнире ножки скобы помещена пластина-изолятор с металлическим вкладышем и токопроводом электрической цепи датчика. Устройство снабжено дополнительным приспособлением для фиксации измерительного узла на контролируемой поверхности с закрепленными на нем реперами, а на отрезке гибкой ленты размещены тензодатчики. 2 з. п. ф. , 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам измерения формы сечения цилиндрических изделий, например трубопроводов, в процессе их изготовления и после эксплуатации при повышенных температурах в условиях воздействия коррозионно-активных сред, и может быть использовано для оценки их работоспособности, эксплуатационной надежности и остаточного ресурса в химической, нефтехимической, энергетических и других отраслях промышленности. Контроль цилиндрических изделий заключается в определении номинальных отклонений их поперечных сечений от правильного круга и зависящих от этих отклонений местных радиусов кривизны, накопленной пластической деформации или деформаций ползучести, дополнительных напряжений и коэффициентов интенсивности напряжений для дефектов с известными геометрическими параметрами, а также расчетного срока эксплуатации изделий.

Известно устройство для контроля формы сечения паропроводов, содержащее шарнирно соединенные полукольца с винтовой стяжкой с упором и каретку с измерительной линейкой для определения расстояний от полуколец до поверхности паропровода [1] .

Недостатком этого устройства является невозможность прямого определения местных радиусов кривизны и локальных накопленных деформаций.

Известно также устройство для контроля формы сечения паропроводов, выполненное в виде гибкой цепи из шарнирно соединенных звеньев с разъемной винтовой стяжкой с упором и содержащее планки для фиксации звеньев после охвата устройством контролируемого сечения [2] .

Недостатками этого устройства являются сложность его конструкции и трудоемкость изготовления.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для контроля формы поперечного сечения трубопровода, содержащее отрезок гибкой ленты, размещенный на контролируемом сечении, с приводом для его обкатывания по периметру исследуемого сечения, измерительную скобу, первая стойка которой шарнирно закреплена на гибкой ленте, а вторая концевая стойка прижата к ней, узел для фиксации гибкой ленты на контролируемом сечении, направляющую для фиксации заданного сечения трубопровода и узел отсчета [3] . При этом узел отсчета выполнен в виде магнитных упоров-указателей, расположенных на отрезке гибкой ленты с возможностью перемещения вдоль нее при взаимодействии с второй стойкой скобы, или в виде круговой диаграммы с вырезами или выступами по ее периметру, закрепленной на отрезке гибкой ленты с возможностью поворота и взаимодействия с реперами направляющей, и маркера, закрепленного на стойке скобы.

Недостатками этого устройства являются ограниченный диапазон использования устройства, связанный с отсутствием возможности контроля формы сечения трубопроводов разного диаметра одним устройством, высокая точность измерения, обусловленная прямым определением малых перемещений без их дополнительного преобразования механическим или электрическим способом, а также невозможность измерения локальных радиусов кривизны поперечного сечения трубопроводов малых диаметров из-за присущего известному устройству большой базы измерений.

Целью изобретения является расширение диапазона контролируемых сечений трубопроводов, повышение точности измерения, а также повышение информативности измерений локальных радиусов кривизны поперечного сечения трубопроводов малых диаметров.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее отрезок гибкой ленты с приводом для ее обкатывания по периметру исследуемого сечения, измерительную скобу, первая стойка которой при помощи шарнира закреплена на гибкой ленте, а вторая стойка одним концом прижата к ней, узел фиксации гибкой ленты на контролируемой поверхности и направляющую для ограничения исследуемого сечения трубопровода, снабжено ограничителем, размещенным на гибкой ленте, узел отсчета устройства выполнен в виде закрепленной на ползунке дуговой шкалы со стрелкой, установленной на второй стойке с возможностью поворота относительно шкалы и снабженной штифтом, прижатым к ограничителю. При этом полка измерительной шкалы выполнена в виде двух стержней с установленным на них с возможностью перемещения ползунком, первая стойка скобы жестко закреплена на одних концах стержня, а вторая стойка жестко размещена на ползунке.

Устройство также снабжено дополнительным узлом фиксации гибкой ленты с закрепленными на нем реперами, вторым ползунком с размещенным на нем индуктивным датчиком, электрически соединенным с металлическим вкладышем на пластине-изоляторе, установленном на оси шарнира первой стойки, предназначенной для взаимодействия с реперами.

Устройство также снабжено тензодатчиками, размещенными на отрезке гибкой ленты.

На фиг. 1 показано устройство для контроля формы сечения трубопроводов, общий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - то же, что на фиг. 1, вид сверху.

Устройство состоит из отрезка гибкой стальной ленты 1 с приводом 2 и измерительной скобы с полкой 3, первая стойка 4 которой шарнирно закреплена на ленте 1, а вторая стойка 5 одним концом прижата к ленте 1 посредством пружины 6. На стойке закреплена ось 7 узла отсчета с пружиной 8, прижимающей расположенный в прорезях ножки штифт 9 к ограничителю 10, вмонтированному в отверстие ленты 1. На оси 7 помещена стрелка 11, прижатая к дуговой шкале 12, закрепленной на ползунке 13 винтами 14, при помощи которых на нем закреплен другой конец второй стойки 5. Через отверстия ползунка 13 пропущены параллельные одинаковые стержни 15, составляющие полку 3 измерительной скобы, одними концами соединенные планкой 16, а другими концами закрепленные с помощью винтов 17 на стойке 4. На стержнях 15 между стойками 4 и 5 предусмотрено размещение дополнительного ползунка 18 с винтами 19 для его фиксации на стержнях и индуктивным датчиком 20 с токоподводами 21, фиксируемым на ползунке винтами 22.

На шарнирной оси стойки 4 смонтированы пластины 23 из изолятора с металлическим вкладышем 24 и токопроводом 25, размещенные на изоляторе 26.

На ленте 1 предусмотрено размещение тензодатчиков 27.

Измерительный узел фиксируется на контролируемой поверхности аналогичным прототипу приспособлением в виде гибкой цепи, в состав которой, например, могут входить ролики с приводом 2, соединенные между собой тросиками с пружиной и замком на конце.

Для выделения исследуемого сечения трубопровода устройство снабжено направляющей, выполненной в виде ленты 28 с масштабной сеткой, на одном с прорезями конце которой помещена пластина 29 из магнитного материала с винтом 30, прижимающим второй конец ленты к поверхности трубопровода. Другой конец ленты снабжен магнитом 31, фиксирующим его положение.

Для выделения точек исследуемого сечения устройство снабжено дополнительным приспособлением для фиксации измерительного узла на контролируемой поверхности с реперами 32 с отверстиями, через которые пропущен тросик 33, фиксируемый в отверстиях винтами 34.

Устройство работает следующим образом.

Контролируемое сечение трубопровода фиксируется направляющей лентой 28 с помощью магнита 31, винта 30 и пластины 29 и по масштабной сетке ленты производится замер периметра сечения. Перемещением ползунка 13 по стержням 15 измерительного узла устанавливается расстояние между стойками 4 и 5. Отрезок гибкой ленты 1 с помощью приспособления для фиксации узла размещается вдоль направляющей ленты, при этом штифт 9 оси 7 стойки 5 прижимается к ограничителям 10 с помощью пружин 6 и 8. Затем с помощью привода 2 измерительный узел перемещается вдоль направляющей ленты 28 и в каждой из заданных с помощью масштабной сетки направляющей точек контролируемого сечения трубопровода по положению стрелки 11 относительно шкалы 12 определяется величина контролируемого параметра. При проведении замеров с помощью индуктивного датчика 20 его положение предварительно фиксируется винтом 19 ползунка 18, а сам датчик закрепляется в ползунке винтом 22. При этом один из токоподводов 21 датчика соединяется с токопроводами 25 пластины. При использовании тензодатчиков 27 производится их наклейка на заданной базе измерения, при этом число наклонных тензодатчиков и их взаимное расположение (например, на концах и посередине заданной базы) определяются требованиями к точности измерений и точностью применяемой регистрирующей аппаратуры. При проведении замеров с помощью индуктивных датчиков 20 или тензодатчиков 27 предварительно положение заданных точек контролируемого сечения фиксируется реперами 32 вдоль тросика 33 с помощью винтов 34. После этого смонтированный измерительный узел перемещается приводом 2 вдоль направляющей ленты 1. При этом при контакте пластины 23 с репером 32 происходит ее поворот и замыкание или разрыв электрической цепи датчиков 20 и 27 в зависимости от предварительно установленного положения металлического вкладыша 24 и токопроводов 25 датчиков. При этом положение контролируемой точки определяется порядковым номером, например, включения или выключения записывающих или регистрирующих устройств соответствующих измерительных приборов, а величина контролируемых в этой точке параметров определяется показаниями приборов дистанционно без снятия показаний непосредственно с измерительного узла, например, в случае проведения замеров на недоступных для визуального наблюдения участках трубопровода. Повышение точности замеров параметров формы сечения контролируемых цилиндрических объектов при их механической регистрации обусловлено тем, что измерение длины дуги гибкой ленты 1 между стойками 4 и 5 измерительной скобы определяется с помощью рычага, плечи которого определяются расстоянием между осью 7, концом стрелки 11 и штифтом 9. Повышение точности замеров с помощью заявляемого устройства при определении с помощью индуктивного датчика или тензодатчиков достигается за счет преобразования механических перемещений или деформаций в электрический сигнал, при этом одновременно достигается возможность автоматической регистрации замеров с использованием стандартных измерительных приборов, а также проведение дистанционных замеров в недоступных для визуального контроля точках контролируемых сечений.

При замерах с помощью дуговой шкалы повышение точности обеспечивается за счет выполнения стрелки в виде рычага, увеличивающего многократно изменение длины гибкой ленты между стойками скобы. Использование в устройстве тензодатчиков, а также ползунков позволяет расширить диапазон базы измерения и контролируемых сечений трубопроводов. (56) 1. Соломаха М. А. и др. Повреждение гибов паропроводов высокого давления. - Электрические станции, 1976, N 4, с. 30, рис. 5а.

2. Авторское свидетельство СССР N 832310, кл. G 01 B 5/20, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР N 1566195, кл. G 01 B 5/20, 1988.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ФОРМЫ СЕЧЕНИЯ ТРУБОПРОВОДА, содержащее отрезок гибкой ленты, предназначенной для размещения на контролируемом сечении и обкатывания по его периметру, измерительную скобу, одна стойка которой шарнирно закреплена на гибкой ленте, а вторая стойка прижата к ней, узел фиксации гибкой ленты на контролируемом сечении, направляющую для ограничения контролируемого сечения трубопровода и узел отсчета, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона контролируемых сечений трубопроводов и повышения точности контроля, оно снабжено ограничителем, размещенным на гибкой ленте, узел отсчета выполнен в виде дуговой шкалы, закрепленной на ползунке, стрелки, установленной на второй стойке с возможностью поворота относительно дуговой шкалы, и штифта, соединенного со стрелкой и предназначенного для взаимодействия с ограничителем, полка измерительной скобы выполнена в виде двух одинаковых параллельных стержней и ползунка, установленного на стержнях с возможностью продольного перемещения, первая стойка скобы жестко закреплена на одних концах стержней перпендикулярно им, а вторая стойка жестко закреплена на ползунке.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительным узлом фиксации гибкой ленты с закрепленными на нем реперами, установленным аналогично первому вторым ползунком с закрепленным на нем индуктивным датчиком и установленной на оси шарнира первой стойки и предназначенной для взаимодействия с реперами пластиной-изолятором с металлическим вкладышем, электрически соединенным с индуктивным датчиком.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что, с целью повышения информативности путем контроля локальных радиусов кривизны поперечного сечения трубопроводов малых диаметров, оно снабжено тензодатчиками, размещенными на отрезке гибкой ленты.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3