Беспленочная автоматизированная рентгенометрическая система

Использование: для радиографического контроля качества сварных соединений различных металлоконструкций, в частности труб. Сущность изобретения заключается в том, что беспленочная автоматизированная рентгенометрическая система включает источник рентгеновского излучения, детекторный модуль, установленный на каретке автоматизированного перемещения и позиционирования, блок управления и питания. Для управления кареткой, получения и обработки результатов контроля сварных соединений в системе предусмотрен переносной компьютер. В случае панорамного способа просвечивания источник рентгеновского излучения размещается внутри металлоконструкции. В случае фронтального способа просвечивания источник рентгеновского излучения размещается на второй каретке либо снаружи металлоконструкции, либо на ее внутренней поверхности. Каретка автоматизированного перемещения и позиционирования содержит магнитные колеса, стационарную ручку, подвижную отрывную ручку, отрывные ролики, направляющие для крепления детекторного модуля, а также шаговые двигатели. Каждое из магнитных колес каретки состоит из двух дисков, между которыми расположен диск-магнит. На поверхности дисков выполнены насечки параллельно оси вращения колес. С помощью кабеля блок управления и питания подключается к детекторному модулю каретки. Технический результат: обеспечение возможности сокращения времени монтажа и демонтажа, получение возможности производить контроль как поперечных, так и продольных сварных соединений металлоконструкций, имеющих различную форму сечения, а также расширение арсенала технических средств цифровой дефектоскопии. 5 з.п. ф-лы, 4 илл.

 

Заявляемое изобретение относится к оборудованию цифровой дефектоскопии и может быть использовано для радиографического контроля качества сварных соединений различных металлоконструкций, в частности, труб.

На современном этапе одновременно с развитием технологий сварки металлоконструкций развиваются технологии неразрушающего контроля качества сварных соединений. Одним из наиболее перспективных методов неразрушающего контроля является радиографический метод с применением цифровых детекторов.

Известна портативная система для цифровой радиографии кольцевых сварных швов на магистральных трубопроводах, содержащая систему позиционирования и перемещения, установленную соосно с трубопроводом и охватывающая трубопровод, рентгеновский источник излучения и детектор излучения, установленные на диаметрально-противоположных сторонах системы позиционирования и перемещения, при этом система позиционирования и перемещения включает направляющий пояс, выполненный из металлической полосы и опирающийся на поверхность трубы через опоры, ведущую каретку с установленным на ней, по меньшей мере, одним детектором излучения, закрепленную на направляющем поясе с помощью роликов, промежуточную каретку, передающую усилие с ведущей каретки на ведомую каретку, на которой установлен, по меньшей мере, один источник рентгеновского излучения, жесткую сцепку, состоящую из двух или более частей и последовательно соединяющую между собой ведущую, промежуточную и ведомую каретки (патент РФ №142341, 2014 г.).

Недостатком указанной системы является сложный и затратный по времени монтаж и демонтаж системы, а также невозможность осуществления контроля сварных соединений труб малого диаметра.

Также известна система радиографического контроля швов трубопроводов, включающая источник рентгеновского излучения и плоскопанельный рентгеновский детектор с автономным источником питания. При этом источник рентгеновского излучения может располагаться как внутри трубы, так и снаружи трубы, а плоскопанельный рентгеновский детектор располагается на трубе и движется вокруг сварного шва посредством системы позиционирования и перемещения, включающей направляющую, по которой с помощью каретки перемещается детектор (патент РФ №2648973, 2018 г.). Данная система принята за ближайший аналог.

Недостатком указанной системы является наличие направляющей, которую необходимо приспосабливать под трубы разных диаметров, что увеличивает время на монтаж и демонтаж системы. Кроме того, указанная система не позволяет производить контроль продольных сварных соединений у труб, а также контроль сварных соединений любых других металлоконструкций, не имеющих круглого поперечного сечения.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в сокращении времени монтажа и демонтажа системы, в получении возможности производить контроль как поперечных, так и продольных сварных соединений металлоконструкций, имеющих различную форму сечения, а также в расширении арсенала технических средств цифровой дефектоскопии.

Указанный технический результат достигается тем, что в беспленочной автоматизированной рентгенометрической системе, включающей источник рентгеновского излучения, детекторный модуль, установленный на каретке автоматизированного перемещения и позиционирования, блок управления и питания, каретка выполнена с магнитными колесами, состоящими из двух дисков, между которыми расположен диск-магнит, причем на колесах выполнены насечки.

Кроме того, беспленочная автоматизированная рентгенометрическая система может включать вторую каретку, на которой устанавливается источник рентгеновского излучения.

При этом вторая каретка может быть выполнена с магнитными колесами, состоящими из двух дисков, между которыми расположен диск-магнит, причем на колесах выполнены насечки.

Также беспленочная автоматизированная рентгенометрическая система может содержать бандажные ручки.

Кроме того, детекторный модуль может быть съемно закреплен на каретке автоматизированного перемещения и позиционирования.

Также детекторный модуль может быть выполнен с термоэлектрическим элементом.

Изобретение иллюстрируется чертежами, на которых изображено:

- на Фиг. 1 - общий вид беспленочной автоматизированной рентгенометрической системы, размещенной на трубопроводе, при фронтальном способе просвечивания;

- на Фиг. 2 - общий вид беспленочной автоматизированной рентгенометрической системы, размещенной на трубопроводе, при панорамном способе просвечивания;

- на Фиг. 3 - общий вид беспленочной автоматизированной рентгенометрической системы, размещенной на емкости (баке), при фронтальном способе просвечивания;

- на Фиг. 4 - вид магнитных колес каретки автоматизированного перемещения и позиционирования.

Согласно Фиг. 1-4, беспленочная автоматизированная рентгенометрическая система включает источник рентгеновского излучения 1, детекторный модуль 2, установленный на каретке 3 автоматизированного перемещения и позиционирования, блок управления и питания 4. Для управления кареткой 3, получения и обработки результатов контроля сварных соединений в системе предусмотрен переносной компьютер 5.

Источник рентгеновского излучения 1 представляет собой рентгеновский аппарат с анодным напряжением до 350 кВ, который позволяет просвечивать объект контроля - сварные соединения металлоконструкций с ферромагнитными свойствами толщиной до 60 мм. В случае панорамного способа просвечивания источник рентгеновского излучения 1 размещается внутри металлоконструкции 6 в ее центре по оси, при этом рентгеновское излучение происходит равномерно в поперечной плоскости относительно объекта контроля. В случае фронтального способа просвечивания источник рентгеновского излучения 1 размещается на второй каретке 7 либо снаружи металлоконструкции 6 либо на ее внутренней поверхности.

Детекторный модуль 2 содержит плоскопанельный детектор со сцинтилляционным экраном и кремниевой фотодиодной матрицей, а также элементы управления детектором и шаговыми двигателями каретки 3. Детектор имеет разрешающую способность (по эталону Duplex) не менее 130 мкм, разрядность аналого-цифрового преобразователя 14 бит, динамический диапазон 86 дБ, послесвечение сцинтиллятора через 100 мс от 0,7 до 1,5%. Детекторный модуль 2 регистрирует остаточное рентгеновское излучение, прошедшее через объект контроля, формирует цифровое изображение рентгеновского снимка объекта контроля и передает его в блок управления и питания 4. Боковые части корпуса детекторного модуля 2 выполнены с выступающими проушинами, которые одеваются на направляющие 8, являющиеся частью каретки 3. В проушинах и направляющих 8 имеются отверстия, в которые вставляются соединительные штыри (на чертеже не показаны) для крепления детекторного модуля 2 к каретке 3. Съемное крепление детекторного модуля 2 на каретке 3 позволяет размещать детекторный модуль 2 в выносное (консольное) положение.

Каретка 3 автоматизированного перемещения и позиционирования содержит магнитные колеса 9, стационарную ручку 10, подвижную отрывную ручку 11, отрывные ролики 12, направляющие 8 для крепления детекторного модуля 2, а также шаговые двигатели (на чертеже не показаны). Каждое из магнитных колес 9 каретки 3 состоит из двух дисков 13, выполненных из стали, например, марки 45, между которыми расположен диск-магнит 14. Диски 13 и диск-магнит 14 монтируются на колесной оси, при этом внешний (наружный) из дисков 13 крепится к оси с помощью крепежных элементов, например, винтов. Диск-магнит 14 представляет собой постоянный магнит, например, неодимовый. На поверхности дисков 13 выполнены насечки 15 параллельно оси вращения колес с шагом и глубиной 1,8-2,2 мм. Магнитные колеса 9 создают притягивающую силу в 156-164 кгс, которая обеспечивает притяжение каретки 3 к объекту контроля и неотрывное перемещение каретки 3 с детекторным модулем 2 по поверхности объекта контроля. Выполненные на дисках 13 насечки 15 улучшают сцепление с металлической поверхностью, что позволяет каретке 3 перемещаться по поверхности объекта контроля без проскальзывания. Отрыв каретки 3 от объекта контроля осуществляется при помощи подвижной отрывной ручки 11 по принципу рычага. Демонтируют каретку 3 с объекта контроля с помощью стационарной ручки 10, при этом отрывные ролики 12 выполняют роль опоры и позволяют исключить силу трения при смещении подвижной отрывной ручки 11 при демонтаже.

Блок управления и питания 4 содержит аккумуляторную батарею на 20-40 А/ч и беспроводную точку доступа Wi-Fi стандарта ШЕЕ 802.11, посредством которой осуществляется информационный обмен между блоком управления и питания 4 и переносным компьютером 5. С помощью кабеля 16 блок управления и питания 4 подключается к детекторному модулю 2 каретки 3.

Для контроля качества сварных соединений емкостей (баков) при фронтальном способе просвечивания каретка 7 выполняется с магнитными колесами, аналогичными по конструкции магнитным колесам 9 каретки 3. При этом каретка 3 устанавливается на поверхности объекта контроля снаружи в зоне сварного соединения, а каретка 7 устанавливается на внутреннюю поверхность объекта контроля (Фиг. 3). Кроме того, с помощью второго кабеля 16 блок управления и питания 4 подключается к шаговым двигателям каретки 7. Каретки 3 и 7 приводятся в движение шаговыми двигателями и синхронно перемещаются вдоль сварного соединения объекта контроля.

Если беспленочная автоматизированная рентгенометрическая система осуществляет контроль сварных соединений трубы при фронтальном способе просвечивания, то каретка 3 и каретка 7 соединяются бандажными ручками 17, закрепляемыми на каретке 3 с помощью кронштейнов с проушинами и штыревых соединений. При этом каретка 7 размещается на диаметрально противоположной стенке трубы относительно каретки 3. Кроме того, обеспечивается весовой баланс в системе - общая масса детекторного модуля 2 и каретки 3 должна быть приблизительно равна обшей массе источника рентгеновского излучения 1 и каретки 7. В результате источник рентгеновского излучения 1 и детекторный модуль 2 синхронно перемещаются по поверхности объекта контроля.

Детекторный модуль может быть выполнен с термоэлектрическим элементом, содержащим полупроводниковые элементы, например, элементы Пельтье и термореле, предназначенные для предотвращения перегрева детектора в условиях эксплуатации при повышенных температурах окружающей среды, что положительно влияет на качество получаемых цифровых изображений.

Беспленочная автоматизированная рентгенометрическая система работает следующим образом.

До начала работы на сварном соединении объекта контроля устанавливают свинцовые знаки и эталоны чувствительности соответственно для привязки выявленных дефектов на цифровых снимках к объекту контроля и для калибровки системы. Затем на объект контроля устанавливают каретку 3 таким образом, чтобы все ее четыре колеса соприкасались с объектом контроля. На каретке 3 закрепляют детекторный модуль 2. С помощью кабеля 16 соединяют детекторный модуль 2 с блоком управления и питания 4. При необходимости используют второй кабель 16. В случае панорамного способа просвечивания источник рентгеновского излучения 1 размещают внутри объекта контроля в центре, а в случае фронтального способа просвечивания источник рентгеновского излучения 1 размещают на каретке 7. После этого включают питание на блоке управления и питания 4, а затем, отойдя на безопасное расстояние, источник рентгеновского излучения 1. Далее включают переносной компьютер 5 и с помощью установленной на нем программы запускают шаговые двигатели и осуществляют последовательное сканирование сварного соединения объекта контроля. По завершении процесса сканирования источник рентгеновского излучения выключают. Демонтаж каретки 3 с объекта контроля производят вручную путем смещения подвижной ручки 11 в сторону объекта контроля до момента отрыва пары магнитных колес 9 по принципу рычага. Вторую пару колес 9 отрывают по тому же принципу, смещая каретку 3 за подвижную ручку 11 в противоположную сторону от объекта контроля. Если каретка 3 и каретка 7 соединены бандажными ручками 17, то вначале отсоединяют бандажные ручки, а потом производят демонтаж кареток.

Таким образом, беспленочная автоматизированная рентгенометрическая система позволяет сократить время монтажа и демонтажа, получить возможность производить контроль как поперечных, так и продольных сварных соединений металлоконструкций, имеющих различную форму сечения, а также расширить арсенал технических средств цифровой дефектоскопии.

1. Беспленочная автоматизированная рентгенометрическая система, включающая источник рентгеновского излучения, детекторный модуль, установленный на каретке автоматизированного перемещения и позиционирования, блок управления и питания, отличающаяся тем, что каретка выполнена с магнитными колесами, состоящими из двух дисков, между которыми расположен диск-магнит, причем на колесах выполнены насечки.

2. Беспленочная автоматизированная рентгенометрическая система по п. 1, отличающаяся тем, что включает вторую каретку, на которой устанавливается источник рентгеновского излучения.

3. Беспленочная автоматизированная рентгенометрическая система по п. 2, отличающаяся тем, что вторая каретка выполнена с магнитными колесами, состоящими из двух дисков, между которыми расположен диск-магнит, причем на колесах выполнены насечки.

4. Беспленочная автоматизированная рентгенометрическая система по п. 2, отличающаяся тем, что содержит бандажные ручки.

5. Беспленочная автоматизированная рентгенометрическая система по п. 1, отличающаяся тем, что детекторный модуль съемно закреплен на каретке автоматизированного перемещения и позиционирования.

6. Беспленочная автоматизированная рентгенометрическая система по п. 1, отличающаяся тем, что детекторный модуль выполнен с термоэлектрическим элементом.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к области лучевого воздействия. Способ сканирования содержит этапы, на которых осуществляют получение данных детектирования подлежащего досмотру объекта при радиационном сканировании с использованием детектора; регулировку выходной мощности дозы излучения пучка ускорителя и/или уровня выходной энергии пучка электронов устройства радиационного излучения в соответствии с данными детектирования, содержащую определение идеальной выходной мощности дозы излучения пучка и/или идеального уровня выходной энергии пучка электронов согласно алгоритму преобразования для преобразования данных детектирования в идеальную выходную мощность дозы излучения пучка ускорителя и/или идеальный уровень выходной энергии пучка электронов; настройку выходной мощности дозы излучения пучка ускорителя и/или уровня выходной энергии пучка электронов на идеальную выходную мощность дозы излучения пучка и/или идеальный уровень выходной энергии пучка электронов.

Группа изобретений относится к области лучевого воздействия. Способ сканирования содержит этапы, на которых осуществляют получение данных детектирования подлежащего досмотру объекта при радиационном сканировании с использованием детектора; регулировку выходной мощности дозы излучения пучка ускорителя и/или уровня выходной энергии пучка электронов устройства радиационного излучения в соответствии с данными детектирования, содержащую определение идеальной выходной мощности дозы излучения пучка и/или идеального уровня выходной энергии пучка электронов согласно алгоритму преобразования для преобразования данных детектирования в идеальную выходную мощность дозы излучения пучка ускорителя и/или идеальный уровень выходной энергии пучка электронов; настройку выходной мощности дозы излучения пучка ускорителя и/или уровня выходной энергии пучка электронов на идеальную выходную мощность дозы излучения пучка и/или идеальный уровень выходной энергии пучка электронов.

Изобретение относится к конструкции досмотровых рамок, предназначенных для обнаружения взрывчатых веществ (ВВ) и других запрещенных предметов на теле человека в местах большого скопления людей в аэропортах, морских и речных вокзалах, театрах, стадионах и пр.
Использование: для выявления дефектов трубопровода по данным ультразвукового внутритрубного дефектоскопа. Сущность изобретения заключается в том, что для анализа отраженных от стенки трубопровода ультразвуковых сигналов формируют частотную карту откликов отраженных от внутренней стенки трубопровода ультразвуковых сигналов, исключают шумовую составляющую отраженного от внутренней стенки трубопровода ультразвукового сигнала, устанавливают пороговые значения отраженного от внутренней стенки трубопровода ультразвукового сигнала, определяют области трубопровода с низкой частотой отраженных от внутренней стенки трубопровода ультразвуковых сигналов либо с отсутствием отраженных от внутренней стенки трубопровода ультразвуковых сигналов, производят сглаживание подготовленных отраженных от внутренней стенки трубопровода ультразвуковых сигналов, используют фильтр скользящего среднего с целью уменьшения уровня и частоты выбросов отраженных от внутренней стенки трубопровода ультразвуковых сигналов с низким отношением сигнал/шум, формируют энергетические линии отраженных от внутренней стенки трубопровода ультразвуковых сигналов, полученные энергетические линии отраженных от внутренней стенки трубопровода ультразвуковых сигналов считают зоной начала внутренней поверхности трубопровода.

Использование: для измерения внутреннего объема объекта. Сущность изобретения заключается в том, что при измерении внутреннего объема неметаллического объекта, содержащего металлические элементы, выполняют следующие операции: внутренний объем объекта заполняют наполнителем многократного использования, объект бесконтактно сканируют с использованием компьютерного томографа, результаты сканирования используют для автоматизированного построения трехмерной модели внутреннего объема объекта, внутренний объем объекта измеряют с использованием компьютерной обработки полученной трехмерной модели, при этом рентгеновская плотность наполнителя отлична от рентгеновской плотности объекта и в качестве наполнителя используют кварцевый песок для избежания артефактов от металлических элементов на изображении объекта.

Устройство рентгеновского излучения содержит: вакуумную камеру (3), уплотненную по периферии и содержащую внутри высокий вакуум; несколько блоков (1) эмиссии электронов, индивидуально независимых друг от друга и расположенных в линейном ряду, чтобы быть установленными на одном конце вакуумной камеры (3); анод (2), установленный на другом конце в вакуумной камере (3), в направлении длины параллельный плоскости, в которой находятся сетки (103) блоков (1) эмиссии электронов, а в направлении ширины образующий с этой плоскостью угол заданной величины; систему (7) питания и управления, содержащую высоковольтный источник (702) питания, источник (704) питания нитей накала, устройство (703) управления сетками и систему (701) управления, причем каждый блок (1) эмиссии электронов содержит: нить (101) накала, катод (102), соединенный с нитью (101) накала, вывод (105) нити накала, выходящий от двух концов нити (101) накала, сетку (103), предусмотренную над катодом (102) и напротив него, изолирующий опорный элемент (104), имеющий отверстие и окружающий катод (102) и нить (101) накала, и соединительный и фиксирующий элемент (109), присоединенный на наружном крае нижнего конца изолирующего опорного элемента (104); и источник (704) питания нитей накала, соединенный с выводом (105) нити накала.

Использование: для бесконтактного рентгеновского досмотра крупногабаритных объектов. Сущность изобретения заключается в том, что мобильный инспекционно-досмотровый комплекс содержит оборудование комплекса, установленное на автомобильном шасси, источник рентгеновского излучения (ИРИ), стрелу с детекторной линейкой, образующие в рабочем положении комплекса П-образные «ворота», в створе которых располагается крупногабаритный объект контроля, поворотный механизм ИРИ и «ворот», пневматические рессоры и амортизаторы автомобильного шасси по количеству колес в автомобильном тягаче, а также стабилизирующий механизм, состоящий из неподвижной и подвижной (качающейся) платформ, причем неподвижная платформа жестко связана с автомобильным шасси, с подвижной платформой жестко связан поворотный механизм ИРИ и «ворот», а между платформами по их периметру установлены дополнительные пневматические стойки, количество которых зависит от формы платформ, причем подвижная платформа при необходимости может фиксироваться от вращения с помощью специальных фиксаторов, при этом платформы стабилизирующего механизма между собой соединяются по типу сферического (шарового) шарнира.

Изобретение относится к области нефтяной геологии и может использоваться для определения смачиваемости нефтенасыщенных горных пород. Способ определения смачиваемости горных пород методом рентгеновской томографии керна включает изготовление из керна горных пород стандартных цилиндрических образцов, экстрагирование их от нефти и высушивание до стабилизации массы, последующее томографирование полученных сухих образцов с получением 2D-срезов, насыщение сухих образцов раствором йодида натрия и проведение повторного томографирования насыщенных образцов керна с получением 2D-срезов, затем, используя полученные при томографировании 2D-срезы, производят 3D-реконструкцию образцов путем сравнения указанных 3D-реконструкций для сухих и насыщенных образцов, определяя при этом поровые объемы указанных образцов, и определяют смачиваемость горной породы с использованием установленных поровых объемов образцов, в качестве раствора йодида натрия для насыщения сухих образцов используют раствор концентрацией 300 г/л и насыщение проводят под вакуумом в течение не менее 3 часов, при этом при проведении 3D-реконструкции образцов определяют поровый объем не всего образца, а только сердцевины образца на расстоянии 3-5 мм от верхнего и нижнего торцов образца и 5-6 мм от боковых сторон образца с использованием определенных при проведении 3D-реконструкции образцов их поровых объемов, далее рассчитывают показатель пропитки - К пропитки - как отношение разности объема пор между сухим V1 и насыщенным образцом V2 к объему пор в сухом образце V1 по следующей формуле: и по полученному значению показателя пропитки К пропитки судят о смачиваемости керна посредством установления категории его гидрофильности или гидрофобности.

Использование: для калибровки системы фазоконтрастной визуализации. Сущность изобретения заключается в том, что фантомное тело (PB) включает в себя по меньшей мере три взаимно различимые части (P1, P2, P3), выполненные с возможностью совместно вызывать множество искажений относительно пучка рентгеновских лучей (XB), когда упомянутый пучок рентгеновских лучей проходит через фантомное тело (PB), причем упомянутое множество искажений включает в себя i) фазовый сдвиг, ii) поглощение и iii) декогеренцию, причем любое из искажений i), ii) и iii) вызвано именно одной частью из упомянутых по меньшей мере трех взаимно различимых частей (P1, P2, P3) в большей степени, чем другие степени, с которыми упомянутое любое из искажений вызвано соответствующими двумя другими частями из упомянутых по меньшей мере трех взаимно различимых частей (P1, P2, P3), и причем по меньшей мере одна часть из упомянутых по меньшей мере трех взаимно различимых частей (P1, P2, P3) включает в себя по меньшей мере три различимые подчасти (SP1, SP2, SP3), выполненные с возможностью подразделения соответствующей степени искажения, вызванной упомянутой по меньшей мере одной частью, на три разные подстепени.

Изобретение относится к области изучения свойств смачивания. Для определения равновесной смачиваемости поверхности раздела пустотного пространства и твердой фазы образца горной породы получают трехмерное изображение внутренней структуры образца.

Использование: для радиографического контроля качества сварных соединений различных металлоконструкций, в частности труб. Сущность изобретения заключается в том, что беспленочная автоматизированная рентгенометрическая система включает источник рентгеновского излучения, детекторный модуль, установленный на каретке автоматизированного перемещения и позиционирования, блок управления и питания. Для управления кареткой, получения и обработки результатов контроля сварных соединений в системе предусмотрен переносной компьютер. В случае панорамного способа просвечивания источник рентгеновского излучения размещается внутри металлоконструкции. В случае фронтального способа просвечивания источник рентгеновского излучения размещается на второй каретке либо снаружи металлоконструкции, либо на ее внутренней поверхности. Каретка автоматизированного перемещения и позиционирования содержит магнитные колеса, стационарную ручку, подвижную отрывную ручку, отрывные ролики, направляющие для крепления детекторного модуля, а также шаговые двигатели. Каждое из магнитных колес каретки состоит из двух дисков, между которыми расположен диск-магнит. На поверхности дисков выполнены насечки параллельно оси вращения колес. С помощью кабеля блок управления и питания подключается к детекторному модулю каретки. Технический результат: обеспечение возможности сокращения времени монтажа и демонтажа, получение возможности производить контроль как поперечных, так и продольных сварных соединений металлоконструкций, имеющих различную форму сечения, а также расширение арсенала технических средств цифровой дефектоскопии. 5 з.п. ф-лы, 4 илл.

Наверх