Зонд для вихорострумового контролю та спосіб його виконання

1 Зонд для вихорострумового контролю, що має контролюючу головку та електричний з'єднувач, які примикають із протилежних сторін до порожнього гнучкого подовжувача у виді металевої циліндричної спіралі, усередині якої для зв'язку головки з електричним з'єднувачем розміщені кабелі, який відрізняється тим, що на кабелях додатково періодично по їхній довжині закріплені ущільнювачі із ЗОВНІШНІМ розміром щонайменше рівним внутрішньому діаметру оболонки, які служать фіксаторами, які перешкоджають у місцях їхнього розміщення зсуву кабелів відносно оболонки уздовж поздовжньої осі, при цьому кабелі поміж ущільнювачами розміщені з надлишком по довжині ВІДПОВІДНО опозитної довжини оболонки поміж ущільнювачами 4 Спосіб виконання зонда по п 3, який відрізняється тим, що при нагнітанні еластичного фіксатора спіраль оболонки в МІСЦІ запресовування розтягують у межах пружності і вводять у такому стані в зазори поміж витками спіралі порцію фіксатора, після чого спіраль повертають у первинний стан зімкнення витків Винахід стосується галузі неруйнівного контролю стану металу відповідальних та небезпечних споруд, зокрема, вихорострумового контролю теплообмінних труб парогенераторів атомних електростанцій ВІДОМІ конструкції зондів, що мають контролюючу головку та електричний з'єднувач, які примикають із протилежних сторін до порожнього гнучкого подовжувача у виді циліндричної спіралі, усередині якої розміщені електричні кабелі зв'язку головки з електричним з'єднувачем для підключення до контролюючого приладу (див, наприклад, Європатент № 0023163, Бюлетень 91/4, Опубл 28 0181) При цьому прості одножильні ізольовані проводи від головки, які приєднуються до коаксіальних кабелів, що за класичною схемою йдуть до електричного з'єднувача, повз оболонки мають прямолінійну по суті або злегка хвилясту форму Вважаючи на те, що при намотуванні подовжувача на барабан прямі кабелі рвуться за рахунок того, що довжина їх мусить бути більша довжини оболонки на різницю діаметрів намотування помножену на число тт, їх роблять хвилястими для запасу довжини кабелів Але це дає короткочасний тимчасовий ефект, тому ресурс роботи таких зондів дуже малий Відома також конструкція зонда аналогічного призначення (див Патент України UA № 19139 СІ, мвк G 01 N 27/90, Бюл № 6, 25 12 97), де прості одножильні ізольовані проводи, що виходять від ю 44159 головки, закручені в спіралі в частині своєї довжини від головки до місця пайки їх із коаксіальними кабелями Для запобігання наведенню електричних полів, що шкодять якості сигналу, зв'язок головки з електричним з'єднувачем виконується коаксіальними кабелями по всій довжині подовжувача окрім місця з'єднання з головкою, де це неможливо бо котушки головки мають прості тонкі ізольовані проводи На ДІЛЯНЦІ переходу до коаксіальних кабелів проводи вразливі, але з умов технологічного монтажу уникнути зовсім їх наявності неможливо Враховуючи те, що з указаних обставин довжина цих проводів мусить бути якомога меншою, то запас довжини їх для компенсації втягування при намотуванні на барабан обмежений, бо збільшення довжини впливає негативно на якість сигналу, хоч виробник і змушений з приводу нижче викладених обставин іти і на це Така конструкція має низький ресурс роботи, тому що технологія використання зонда передбачає багаторазове намотування та змотування подовжувача на барабан для переходу на контроль чергової трубки, яких на об'єкті контролю десятки тисяч При цьому має місце таке явище, коли при намотуванні на барабан прямолінійно розгорнутого зонда , в якому довжина кабелів близька до довжини оболонки, кабелі за рахунок того, що вони намотуються на діаметр, що дорівнює розміру діаметра барабана плюс, як мінімум, товщина оболонки, переміщуються відносно оболонки в сторону напрямку змотування При намотуванні внутрішні витки оболонки залишаються на барабані впритул одне до одного, а ЗОВНІШНІ розходяться радіально відносно центру барабана, завдяки чому середня довжина уздовж центральної осі спіралі теж збільшується Таким чином у зонда, наприклад, діаметром 13 мм і довжиною 20 м кабелі додатково затягуються всередину подовженої оболонки більш ніж на 0,5 м і мусять мати довжину не менш 20,5 м При розмотуванні має місце зворотній процес спіраль за рахунок пружності складає ЗОВНІШНІ (ВІДНОСНО ОСІ барабану) витки й повертає свою первинну довжину, яка тепер менша за довжину кабелів Кабелі, довші за оболонку, не можуть повернутися повністю у первинне положення бо їх вже закріпили з обох КІНЦІВ У процесі розмотування кабелі намагаються розміститися в скороченій оболонці й вигинаються в межах внутрішнього простору спіралі, стаючи хвилястими Тому що кабелі за рахунок опору від тертя не можуть повернутися повністю у первинне положення, їх хвилястість збільшується в напрямку до барабана При наступних намотуваннях на барабан із першими витками кабелі намотуються у хвилястому стані, а не в прямолінійному, як при першому намотуванні при їх монтажі, при цьому вже після другого оберту вони не мають змоги посуватися назад у напрямку головки і залишаються в такому стані Таким чином на наступні оберти знов не вистачає довжини кабелів і має місце пересування їх у напрямку від головки до барабана Це відбувається тому що опір від тертя намотаних на барабан кабелів значно більший ніж опір віт тертя в прямолінійній ДІЛЯНЦІ зонда, тому кабелі утягуються завжди в одну сторону Повторні розмотування та намотування при зводять до того, що кабелі ще більш мнуться та посуваються в напрямку від головки Резерву довжини спіралевидної ділянки проводів не вистачає і вони розриваються, що виводить зонд із ладу Статистика світового досвіду використання цієї досить розповсюдженої конструкції зондів свідчить, що середній показник ресурсу працездатності таких зондів обмежений контролем 300 - 400 трубок, після чого вони виходять із ладу з причин спотворення або зникнення сигналу Незважаючи на високу ціну (від $300 до $1500) їх викидають, бо забрудненість радіонуклідами після роботи в радювипромшюючому середовищі не дозволяє їх ремонт ВІДОМІ способи виготовлення зондів, які передбачають затягування кабелів у середину оболонки та їх закріплення з протилежних боків, а саме з боку головки і з боку електричного з'єднувача, що вочевидь витікає із самої конструкції зондів, (див патент України UA № 19139 СІ, мвк G 01N 27/90, Бюл № 6, 25 12 97, патент Германії № 2635537 G 01 N 27/90 та Європатент № 0023163, Бюлетень 91/4, Опубл 28 01 81) При цьому не передбачається рівномірне розміщення кабелів уздовж оболонки з урахуванням потрібного надлишку довжини кабелів, для компенсації різниці довжини кабелів відносно оболонки у прямому стані зонда порівняльно з довжиною у стані намотаному на барабан Опис недоліків цього наведений вище в критиці відомих конструкцій В основу винаходу поставлена задача підвищити ресурс роботи зондів Суть винаходу полягає в тому, що у зонда для вихорострумового контролю, що має контролюючу головку та електричний з'єднувач, які примикають із протилежних сторін до порожнього гнучкого подовжувача у виді металевої циліндричної спіралі, усередині якої для зв'язку головки з електричним з'єднувачем розміщені кабелі, ВІДПОВІДНО винаходу на кабелях додатково періодично по їхній довжині закріплені ущільнювачі із ЗОВНІШНІМ розміром щонайменше рівним внутрішньому діаметру оболонки, які служать, власно кажучи фіксаторами, які перешкоджають у місцях їхнього розміщення зсуву кабелів відносно оболонки уздовж подовжньої осі, при цьому кабелі поміж ущільнювачами розміщені з надлишком по довжині ВІДПОВІДНО ДОВЖИНИ обо лонки поміж ущільнювачами Другою ВІДМІТНОЮ ознакою є те, що ВІДПОВІДНО винаходу ущільнювачі виконані у виді еластичних пробок, наприклад, із герметика, які склеюють у місцях їхнього розміщення кабелі з оболонкою Суть винаходу полягає також у тому, що у способі виконання зонда, що включає затягування кабелів усередину оболонки з наступним закріпленням кабелів із двох торців оболонки, тобто з боку електричного з'єднувача і з боку головки, ВІДПОВІДНО винаходу після закріплення кабелів з одного торця, оболонку з вільно розміщеними в ній кабелями, що мають надлишок довжини відносно оболонки з боку незакріпленого кінця, намотують на барабан, починаючи намотування з кінця із закріпленими кабелями, при цьому періодично, наприклад, через один оборот барабану, безпосередньо в МІСЦІ заходу оболонки на барабан усередину оболонки зовні нагнітають порцію елас 44159 тичної речовини, наприклад, герметика для фіксації в цьому МІСЦІ кабелів щодо оболонки, а з другого торця кабелі закріплюють після повного намотування подовжувача на барабан Другою ВІДМІТНОЮ ознакою способу є те, що ВІДПОВІДНО винаходу при нагнітанні еластичного фіксатора спіраль оболонки в МІСЦІ запресовування розтягують у межах пружності і вводять у такому стані в зазори поміж витками спіралі порцію фіксатора, після чого спіраль повертають у первинний стан зімкнення витків Загальна принципова схема конструкції зонда подана на фігурі 1 Зонд має контролюючу головку 1та електричний з'єднувач 2, які примикають із протилежних сторін до порожнього гнучкого подовжувача 3 у виді циліндричної спіралі 4, усередині якої розміщені електричні кабелі 5 зв'язку головки 1 з електричним з'єднувачем 2 Усередині оболонки 3, як показано на фігурі 2 на кабелях додатково періодично по їхній довжині закріплені ущільнювачі 6 із ЗОВНІШНІМ розміром щонайменше рівним внутрішньому діаметру оболонки 3, які служать, власно кажучи фіксаторами, які перешкоджають у місцях їхнього розміщення зсуву кабелів відносно оболонки уздовж подовжньої осі, при цьому кабелі поміж ущільнювачами розміщені з надлишком по довжині ВІДПОВІДНО ОПОЗИТНОІ довжини оболонки поміж ущільнювачами На фігурі 3 показані ущільнювачі, виконані у виді еластичних пробок, наприклад, із герметика, які склеюють у місцях їхнього розміщення кабелі з оболонкою Схема реалізації способу виготовлення зонду з фіксаторами кабелів показана на фігурі 4 Після затягування кабелів 5 в оболонку подовжувача З, їх закріплюють з одного кінця оболонки таким чином, що з другого незакріпленого кінця оболонки залишається надлишок 8 довжини кабелів відносно оболонки Після ЦЬОГО оболонку з вільно розміщеними в ній кабелями намотують на барабан 9, починаючи намотування з кінця із закріпленими кабелями При цьому періодично, наприклад, через один оборот барабану, безпосередньо в МІСЦІ І заходу оболонки на барабан усередину оболонки зовні нагнітають порцію еластичної речовини, наприклад, герметика На виносці збільшеного масштабу місця І на фігурі 4 показано як при нагнітанні еластичного фіксатора спіраль оболонки в МІСЦІ запресовування розтягують у межах пружності і вводять у такому стані в зазори поміж витками спіралі порцію фіксатора, після чого спіраль повертають у первинний стан зімкнення витків (тобто и відпускають і вона сама завдяки пружності змикається) Для запобігання розповсюдженню герметика за межі оболонки місце запресування обмежують, наприклад, простою деталлю 10 з отвором для проходу оболонки і перпендикулярним йому отвором для запресування герметика Подання герметика через цей отвір показано схематично, бо до нього може приєднуватися будь який шприц із тих, що сьогодні продаються для використання в будівельних роботах при ущільненні герметиками тріщин та пазів Після ПОВНОГО намотування подовжувача 3 на барабан кабелі 5 закріплюють із другого торця оболонки, фіксуючи кабелі з утягнутим надлишком 8 всередині оболонки, після чого монтують до неї головку Електричний з'єднувач може бути приєднаний до першого закріпленого торця як до намотування так і після цього Після закінчення запресування й намотування на барабан, залежно від швидкості загустіння герметика, оболонку з кабелями утримують деякий час на барабані або ні У розмотаному з барабана стані, наприклад, у прямолінійно розпрямленому зонді надлишок кабелів у скороченій оболонці змушує прийняти кабелі хвилясту форму, рівномірно розподілену по всій довжині зонда поміж пробковим фіксаторам, що обмежують пересування кабелів Зонд працює так При проведенні контролю зонд багаторазово намотується та змотується з барабана для подачі головки в контрольовані труби При цьому кожного разу кабелі, що заходять на барабан у хвилястому стані, розпрямляються завдяки тому що спіраль збільшує свою середню довжину, а ущільнювач 6 або пробка 7 здатні в межах, наприклад, одного обороту, утримати й розпрямити хвилі кабелів, які починають із першою пробкою заходити на барабан у хвилястому стані і до заходу на барабан другої пробки вирівнюють свою довжину з розтягнутою оболонкою В межах одного обороту зусилля, потрібне на розпрямлення кабелів досить мале, воно значно менше за МІЦНІСТЬ пробки або зусилля розриву кабелю Тому від пробки до пробки кабелі розпрямляються по всій довжині зонда в межах кожного обороту окремо, не допускаючи намотування кабелів у хвилястому стані При розмотуванні має місце зворотний процес, коли кабелі займають у скорочених межах оболонки хвилясте положення також від пробки до пробки, рівномірно розподіляючись по всій довжині зонда Таким чином при повторних намотуванняхрозмотуваннях за рахунок ущільнювачів 6 або пробок 7 запобігається зсування кабелів в один бік до їх розриву, завдяки чому ресурс роботи зонда значно збільшується Доведено на виготовлених експериментальних зразках в умовах Запорізької АЕС під час контролю стану теплообмінних трубок парогенератора ПГВ-1000 збільшення середнього ресурсу роботи зондів запропонованої конструкції до 1000 і більш проходів, що значно перевершує СВІТОВІ показники 44159 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90