Зонд для контролю металевих труб

1 Зонд для контролю металевих труб, наприклад для вихорострумового контролю теплообмінних трубок парогенераторів АЕС, що має контролюючу головку та електричний з'єднувач, які примикають із протилежних боків до порожнього гнучкого подовжувача у вигляді трубчастої оболонки, наприклад металевої циліндричної спіралі, усередині якої для зв'язку головки з електричним з'єднувачем вільно розміщені кабелі, який відрізняється тим, що усередині оболонки коаксіально їй додатково розміщена щонайменше одна металева пружина розтягування таким чином, що один її кінець, звернений у бік головки, закріплений на оболонці, а другий вільний і має можливість пересуватися уздовж осі оболонки, при цьому кабелі пропущені усередині пружини та прикріплені до вільного кінця її таким чином, що розташовані на ДІЛЯНЦІ зонда між пружиною та електричним з'єднувачем кабелі розміщені по суті прямолінійно без надлишку довжини відносно цієї частини оболонки або з натягом за рахунок дії пружини, при цьому в прямолінійному стані зонда пружина стиснута до зіткнення витків чи злегка розтягнута з можливістю розтягуватися убік електричного з'єднувача, а в решті оболонки, тобто між головкою і пружиною, кабелі мають надлишок по довжині щодо відповідної опозитної ділянки оболонки, таким чином утворюючи запас кабелю по суті нагромаджувач з можливістю компенсації утягування кабелів при намотуванні на барабан і прийому кабелю назад при стиску пружини 2 Зонд по п 1, який відрізняється тим, що нагромаджувач виконаний у вигляді сувою кабелів у циліндричну спіраль типу соленоїда з прямолінійною ділянкою кабелів, яка введена в пружину і закріплена до її вільного кінця з можливістю переміщення усередині пружини при її розтягуванні, при цьому прямолінійна ділянка має довжину, яка від спіралі до місця закріплення пружини на оболонці дорівнює щонайменше величині розтягування пружини від зіткнення витків до межі пружності 3 Зонд по пп 1 і 2, який відрізняється тим, що оболонка розділена на дві або більше секцій, які з'єднані між собою втулкою, при цьому в секції, розташованій від втулки в бік головки розміщений нагромаджувач, а в секції розташованій від втулки в бік електричного з'єднувача розміщена пружина, при цьому усередині першої від головки секції пропущений трос, що проходить повз або скрізь спіраль кабелів нагромаджувана та з'єднує головку з втулкою, на яких закріплюються КІНЦІ троса Винахід стосується галузі неруйнівного контролю стану металу відповідальних та небезпечних споруд, зокрема, парогенераторів атомних електростанцій Насамперед він має відношення до вихорострумового контролю Рівень техніки ВІДОМІ конструкції зондів, що мають контролюючу головку та електричний з'єднувач, які примикають із протилежних сторін до порожнього гнучкого подовжувача у виді трубчастої оболонки чи 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 01 81) 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 на о о ю 50072 мотуванні подовжувача на барабан прямі кабелі рвуться за рахунок того, що довжина їх мусить бути більша довжини оболонки на різницю діаметрів намотування помножену на число ті, 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 С1, мвк G01N 27/90, Бюл № 6, 25 12 97), де прості одножильні ізольовані проводи, що виходять від 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 цьому внутрішні витки оболонки залишаються впритул одне до одного, а ЗОВНІШНІ розходяться радіальне відносно центру барабана, завдяки чому середня довжина уздовж центральної ВІСІ спіралі теж збільшується Таким чином у зонді, наприклад, діаметром 13мм і довжиною 20м кабелі додатково затягуються всередину подовженої оболонки більш як на 0,5м і мусять мати довжину не менш 20,5м При розмотуванні має місце зворотний 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 вони вже закріплені 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 барабану 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 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 Повторні розмотування та намотування призводять до того, що кабелі ще більш мнуться та посуваються в напрямку від головки Резерву довжини спіралевидної ділянки проводів не вистачає, 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 не дозволяє їх ремонт Суть винаходу В основу винаходу поставлена задача підвищити ресурс роботи зондів Суть винаходу полягає в тому, що у зонді для контролю металевих труб, наприклад, для вихорострумового контролю теплообмінних трубок парогенераторів АЕС, що має контролюючу головку та електричний з'єднувач, які примикають із протилежних сторін до порожнього гнучкого подовжувача у виді трубчастої оболонки, наприклад, металевої циліндричної спіралі, усередині якої для зв'язку головки з електричним з'єднувачем вільно розміщені кабелі, ВІДПОВІДНО винаходу усередині оболонки коаксіально їй додатково розміщена щонайменше одна металева пружина розтягування таким чином, що один її кінець, звернений у бік головки, закріплений на оболонці, а другий вільний і має можливість пересуватися уздовж осі оболонки, при цьому кабелі пропущені усередині пружини та прикріплені до вільного кінця її таким чином, що розташовані на ДІЛЯНЦІ зонда між пружиною та електричним з'єднувачем кабелі розміщені по суті прямолінійно без надлишку довжини відносно цієї частини оболонки або з натягом за рахунок дії пружини, при цьому в прямолінійному стані зонда пружина стиснута до зіткнення витків чи злегка розтягнута з можливістю розтягуватися убік електричного з'єднувача, а в решті оболонки, тобто між головкою і пружиною, кабелі мають надлишок по довжині щодо відповідної опозитної ділянки оболонки, таким чином утворюючи запас кабелю по суті нагромаджувач з можливістю компенсації пересування кабелів при намотуванні на барабан і прийому кабелю назад при стиску пружини Другою ВІДМІТНОЮ ознакою є те, що ВІДПОВІДНО винаходу нагромаджувач, виконаний у виді свитка кабелів у циліндричну спіраль типу соленоїда з прямолінійною ділянкою кабелів, яка введена в пружину і закріплена до її вільного кінця з можливістю переміщення усередині пружини при її розтягуванні, при цьому прямолінійна ділянка має довжину, яка від спіралі до місця закріплення пружини на оболонці дорівнює щонайменше величині розтягування пружини від зіткнення витків до межі пружності Ще одна ВІДМІННІСТЬ полягає в тому, що ВІДПОВІДНО винаходу оболонка розділена на дві або бі 50072 льше секцій, які з'єднані між собою втулкою, при цьому в секції, розташованій від втулки в бік головки розміщений нагромаджувач, а в секції розташованій від втулки в бік електричного з'єднувача розміщена пружина, при цьому усередині першої від головки секції пропущений трос, що проходить повз або скрізь спіраль кабелів нагромаджувача та з'єднує головку з втулкою, на яких закріплюються зок 14 довжиною L, яка від спіралі до місця закріплення пружини 6 на оболонці дорівнює щонайменше величині L розтягування пружини від зіткнення витків до межі пружності На фіг 4 показано яким чином оболонка 3 розділена на дві або більше секцій, які з'єднані між собою втулкою 15, при цьому в секції, наприклад, 16, розташованій від втулки 15 у бік головки 1 розміщений нагромаджувач 1 1 , а в секції 17, розташованій від втулки в бік електричного з'єднувача 2, розміщена пружина 6, при цьому усередині першої від головки секції пропущений трос 18, що проходить повз або скрізь спіраль кабелів нагромаджувача та з'єднує головку 1 із втулкою 15, на яких закріплюються КІНЦІ троса 18 КІНЦІ троса ВІДОМОСТІ, ЯКІ стверджують можливість здійснення винаходу Загальна принципова схема конструкції зонда подана на фіг 1 Зонд має контролюючу головку 1 та 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 Зонд працює так У початковому стані, коли зонд знаходиться в прямолінійному положенні, пружина 6 зжата по суті до примикання витків Кабелі 5, що розташовані від пружини в бік електричного з'єднувача 2 знаходяться по суті в прямолінійному стані, або злегка натягнуті за рахунок дії пружини При намотуванні подовжувача на барабан у межах кожного оберту барабана кабелі компенсують нестачу довжини за рахунок розтягування пружини, до якої вони закріплені Одночасно з пружиною в бік електричного з'єднувача посуваються кабелі з нагромаджувача 11 При розмотуванні зонда з барабана пружина 6 стягуються в межах пружності і зменшує свою довжину, повертаючи разом із цим надлишок кабелів 5 у нагромаджувач 11 При повторних намотуванняхрозмотуваннях за рахунок пружини 6 запобігається зсування кабелів в один бік до їх розриву, завдяки чому ресурс роботи зонда значно збільшується Усередині оболонки 3, як показано на фіг 2 коаксіальне їй додатково розміщена щонайменше одна металева пружина розтягування 6 таким чином, що один и кінець 7, звернений у бік головки 1, закріплений на оболонці, а другий 8 вільний і має можливість пересуватися уздовж ВІСІ 9 оболонки З, при цьому кабелі 5 пропущені усередині пружини 6 і прикріплені до и вільного кінця 8 таким чином, що розташовані на ДІЛЯНЦІ 10 зонда між пружиною 8 та електричним з'єднувачем 2 кабелі 5 розміщені по суті прямолінійно без надлишку довжини відносно цієї частини оболонки або з натягом за рахунок дії пружини, при цьому в прямолінійному стані зонда пружина 8 стиснута до зіткнення витків чи злегка розтягнута з можливістю розтягуватися убік електричного з'єднувача, а в решті оболонки, тобто між головкою й пружиною, кабелі мають надлишок ПО ДОВЖИНІ ЩОДО ВІДПОВІДНОЇ ОПОЗИТНОІ ДІЛЯНКИ Ефективність такої конструкції експериментальне перевірена на виготовлених дослідних зразках зондів в умовах Запорізької АЕС під час контролю стану теплообмінних трубок парогенератора ПГВ-1000 Випробування показали збільшення середнього ресурсу роботи зондів запропонованої конструкції в три і більш разів порівняно із світовими показниками Максимальне досягнення в ході випробування експериментальних зондів контроль 3300 трубок одним зондом Це майже в 10 разів перевершує плановий нормативний ресурс контролю на один зонд, який дорівнює сьогодні 350 трубок оболонки, таким чином утворюючи запас кабелю 11 по суті нагромаджувач із можливістю компенсації пересування кабелів при намотуванні на барабан і прийому кабелю назад при стиску пружини Нагромаджувач 1 1 , як показано на фіг 3, доцільно виконати у виді свитка кабелів у циліндричну спіраль 12 типу соленоїда з прямолінійною ділянкою кабелів 13, яка введена в пружину 6 і закріплена до її вільного кінця 8 із можливістю переміщення разом із пружиною при її розтягуванні, при цьому прямолінійна ділянка 13 кабелів має відрі ФІГ.1 Фіг.2 50072 б 8 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71