Спосіб неруйнівного контролю сталевих канатів

Винахід відноситься до неруйнівного контролю і може бути використано для виміру площі поперечного перерізу сталевого каната та якісної оцінки локалізованих дефектів типу обривів дротів. Відомий пристрій для контролю перерізу сталеви х канатів, що має два П-подібних магніти, які направлені друг до друга однойменними полюсами, що утворюють зазор для розміщення контрольованого каната, а також магніточутливого елемента. Підвищення точності виміру перерізу сталевих канатів у пристрої досягається тим, що магнітний потік намагнічувального елемента розділений на потік, що проходить через сталевий канат, і потік через чутливий елемент. Відносно мала зміна магнітного потоку через канат приводить до значної зміни потоку через магніточутливий елемент [1]. До недоліку пристрою варто віднести неможливість виявлення обривів дротів як на поверхні, так і всередині каната, а, отже, і вирішити питання про технічний стан каната. Відомий дефектоскоп “ИНТРОС” за допомогою якого реалізується спосіб неруйнівного контролю сталевих канатів, який полягає в тому, що створюється магнітний потік, що доводить матеріал каната до стану, близького до насичення. Вимірюючи зменшення магнітного поля уздовж каната, визначають втрату площі перерізу металу в канаті і кількість обривів дротів на кроці звивки - Н [2]. Недоліком способу є те, що відлік відрізків довжиною n×Н починається від місця запанцирування канатів, при цьому не враховується зосередження обривів дротів на границі двох відрізків довжиною Н, де n - кількість відрізків Н на всій довжині каната, що перевіряється. Зазначені недоліки знижують вірогідність результатів контролю, у зв'язку з чим можливі помилки при визначенні терміну експлуатації сталевого каната. В основу винаходу поставлена задача вдосконалення способу неруйнівного контролю сталевих канатів за рахунок підвищення вірогідності вимірів шляхом фіксації кожного пориву дроту як початок відліку відрізка довжиною Н і роздільного підрахунку для кожного зареєстрованого відрізка кількості обривів дротів. Крім того, спосіб, що заявляється, дозволяє здійснити контроль кількості обривів дротів усередині і на поверхні каната. Поставлена задача вирішується тим, що під час реалізації способу неруйнівного контролю сталевих канатів здійснюють локальний вплив магнітним полем на контрольований канат, переміщаючи його уздовж каната, реєструють магніточутливими елементами зміну магнітного потоку, визначають втрату перерізу металу в канаті та кількість обривів дротів на відрізку довжиною Н, здійснюють відлік відрізків із точки реєстрації обриву дроту і фіксують відрізки з найбільшою кількістю обривів дротів, відповідно до винаходу вибирають початок відрізків від кожної з наступних точок ушкодження в напрямку контролю каната. За відсутністю обриву дротів на відрізку, що перевищує Н, за початок наступного відліку приймають перше ушкодження під час проведення контролю і фіксують відрізки з найбільшою кількістю ушкоджень. Доцільно здійснювати спосіб неруйнівного контролю сталевих канатів шляхом фіксації зміни магнітного поля під час проходження відрізка з обірваним дротом через поперечний переріз металу в канаті, посилення виміряного сигналу з поділом сигналів, що відповідають обриву дроту всередині каната і на поверхні каната, по порогу чутливості підсилювача. Спосіб, що заявляється, реалізується таким чином. Здійснюють локальний вплив магнітним полем на контрольований сталевий канат, що доводить сталь каната до стану, близького до магнітного насичення. Локальний вплив, який приводить до магнітного насичення сталевого каната, створюється електромагнітом або постійним магнітом. Подовжній магнітний потік у контрольованому канаті створюється за допомогою коаксіальної магнітної системи. Зміна магнітного потоку, пропорційна поперечному перерізу металу в канаті, вимірюється за допомогою пари магніточутливих да тчиків і визначається втрата площі перерізу металу в канаті у відсотках від номінального значення на всьому контрольованому відрізку. Переміщають локальний вплив, сформований магнітним полем, уздовж відрізка каната, що перевіряється, і за допомогою іншої пари магніточутливи х датчиків, розташованих на орбіті меншого діаметра, ніж перша пара, фіксують проходження відрізка з обірваним дротом шляхом реєстрації локальних магнітних потоків, які утворюються в зазорах порваних дротів. Таке локальне намагнічування зазорів рваних дротів досягається попереднім намагнічуванням контрольованого каната за допомогою магнітної системи. Реєстрація наявності та характеру розривів дротів здійснюється шляхом наступного після намагнічування протягання контрольованого каната через магнітну систему з дотриманням тієї ж її орієнтації й напрямку руху каната, що й у процесі намагнічування. Сигнал з кожного магніточутливого датчика другої пари підсилюється відповідною парою підсилювачів з різними порогами чутливості. Перший підсилювач має високий поріг чутливості й забезпечує виявлення обривів дротів усередині каната, а другий має чутливість нижче і забезпечує виявлення обривів дроту на поверхні каната. За наявності обриву в точці L починають підрахунок кількості ушкоджень дротів на відрізку Н. Якщо на відрізку довжиною Н фіксується k ушкоджень типу обриву дроту, то одночасно починають відлік k відрізків довжиною Н кожен, але за початок відліку беруть відповідну точк у з Lк . Якщо на наступному відрізку, що перевищує Н, відсутній обрив дротів, то за початок наступного відліку приймають перше ушкодження під час проведення контролю каната і фіксують відрізки Н з найбільшою кількістю ушкоджень. Процес контролю сталевого каната закінчують при проходженні всієї довжини контрольованого відрізка каната. За результатами контролю визначають відрізки, у яких втрата металевого перерізу і кількість обривів дротів є максимальною або перевищує допустиме значення. На фігурі приведена схема пристрою, за допомогою якого реалізується спосіб неруйнівного контролю сталевих канатів. Пристрій має сталевий канат 1, постійні магніти 2, 3, блок 4 обробки інформації, датчики 5-8 Хола, підсилювачі 9-15, датчик 16 путі комутатор 17, мікроконтролер 18, концентратори 19, 20, наконечники 21-24. Робота пристрою, за допомогою якого реалізується даний спосіб, описана нижче. У випробуваному сталевому канаті 1 за допомогою постійних магнітів 2 і 3 створюється локальний вплив магнітним полем, що доводить феромагнітний матеріал каната (сталь) до стану, близького до магнітного насичення. Зміну магнітного потоку, пропорційну поперечному перерізу металу в канаті, вимірюють за допомогою пари магніточутливи х датчиків, наприклад, датчиків Хола. Датчики 5, 6 Хола встановлені в щілинному зазорі магнітних концентраторів 19, 20 діаметрально протилежно. У концентраторах напроти кристалів датчиків запресовані конусні наконечники 21, 22, що забезпечують додаткове фокусування магнітного потоку. Електричний сигнал датчиків 5, 6 Хола, пропорційний площі поперечного перерізу сталі в канаті, через підсилювачі 13, 14 надходить на комутатор 17. Друга пара датчиків 7, 8 Хола встановлена аналогічно датчикам 5, 6 Холу, але на орбіті меншого діаметра і зі зсувом датчиків відповідно першої пари на кут, приблизно рівний 45°. Датчики 7, 8 Хола забезпечують контроль наявності обривів дротів у поперечному перерізі каната за рахунок реєстрації локальних магнітних потоків, які утворюються у зазорах між торцями порваних дротів. Таке локальне намагнічування зазорів дротів, що урвалися, досягається попереднім намагнічуванням контрольованого сталевого каната 1 за допомогою магнітної системи, наприклад, П-подібних магнітів 2, 3, які направлені друг до друга однойменними полюсами, що утворюють зазор для розміщення контрольованого каната 1. Реєстрація наявності і характеру поривів дротів здійснюється шляхом наступного після намагнічування протягання досліджуваного каната з дотриманням тієї ж орієнтації і напрямку руху каната, що й у процесі намагнічування. При проходженні відрізка каната з обірваним дротом на виході датчика 7 (8) виникає електричний імпульс. Сигнал з виходу датчика 7 (8) надходить на підсилювачі 9, 10 (11, 12), що підсилюють сигнал, причому в підсилювачі 9 (11) коефіцієнт підсилення на порядок вище, ніж у підсилювачі 10 (12). Таким методом за допомогою підсилювача 10 (12) можна знайти обрив дроту на поверхні каната, а за допомогою підсилювача 9 (11) - не тільки на поверхні, але й усередині каната. Сигнали від внутрішніх обривів дротів підсилювачами 10, 12 не приймаються, тому що поріг чутливості цих підсилювачів нижче рівня сигналу. З виходу підсилювачів 9-12 сигнал через комутатор 17 надходить на мікроконтролер 18. На мікроконтролер 18 надходить також сигнал через підсилювач 15 з датчика 16 путі. Датчик 16 путі призначений для постачання електричних імпульсів через визначені путьові кванти руху і формує сигнал напрямку руху каната. У мікроконтролері 18 обробляються дані, що стосуються зміни перерізу металу контрольованого каната і кількості обривів дротів. Блок 4 використовується для представлення даних під час контролю в реальному масштабі часу в польових умовах. Цей же блок може бути використаний для передачі інформації в ПЕОМ, де створюється база даних що до досліджуваних канатів. Пристрій дозволяє вчасно виявити зношені канати, продовжити термін служби тих, котрі визнані придатними до експлуатації за результатами контролю. Пристрій, за допомогою якого реалізується спосіб неруйнівного контролю, підвищує експлуатаційну безпеку сталевого каната, застосовуваного на небезпечних виробничих об'єктах, що досягається за рахунок підвищення вірогідності виміру, відтворюваності, порівнювання результатів неруйнівного контролю і прийняття своєчасних адекватних рішень щодо забезпечення промислової безпеки. Джерела інформації: 1. Устройство для контроля сечения стальных канатов: А. С . №1532806 СССР, MKИ G01B7/12. 2. Зубрилов А.Н. Опыт применения дефектоскопа «ИНТРОС». // Безопасность труда в промышленности. 1999. -№7. -С.11.