Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Пристрій для ультразвукового контролю товщини стінок труб, що містить заповнений імерсійною рідиною корпус та розміщені в ньому п'єзоперетворювачі, який відрізняється тим, що пристрій виконано у вигляді конструкції, що складається з трьох валиків - вимірювального та двох напрямних, які змонтовані на рамі, на якій також змонтовані трубки для подачі води у напрямні валики, перемикач, штуцер рами, напрямна, в якій рухається підпружинений поршень з фіксуючим гвинтом, кабель, роз'єм та ручка.

2. Пристрій за п.1, який відрізняється тим, що вимірювальний валик містить підпружинені бічні кришки зі штуцерами та еластичну плівку, яка, за допомогою кільцевих затискачів, фіксується в бічних кришках, а кришки обертаються навколо осі на встановлених в них підшипниках і сальниках, блок п'єзоперетворювачів та корпус, що містить плату електричної комутації п'єзоперетворювачів з зовнішнім реєструючим приладом, і жорстко з'єднаний з віссю, навколо якої обертається вимірювальний валик.

Текст

1 Пристрій для ультразвукового контролю товщини стінок труб, що містить заповнений імерсійною рідиною корпус та розміщені в ньому п'єзоперетворювачі, який відрізняється тим, що пристрій виконано у вигляді конструкції, що складається з трьох валиків - вимірювального та двох напрямних, які змонтовані на рамі, на якій також змонтовані трубки для подачі води у напрямні валики, перемикач, штуцер рами, напрямна, в якій рухається підпружинений поршень з фіксуючим гвинтом, кабель, роз'єм та ручка 2 Пристрій за п 1 , який відрізняється тим, що вимірювальний валик містить підпружинені бічні кришки зі штуцерами та еластичну плівку, яка, за допомогою кільцевих затискачів, фіксується в бічних кришках, а кришки обертаються навколо осі на встановлених в них підшипниках і сальниках, блок п'єзоперетворювачів та корпус, що містить плату електричної комутації п'єзоперетворювачів з ЗОВНІШНІМ реєструючим приладом, і жорстко з'єднаний з віссю, навколо якої обертається вимірювальний валик Винахід стосується галузі неруйнівних методів контролю виробів і може бути використаний для ультразвукового контролю товщини стінок труб Відомий спосіб ультразвукового контролю товщини стінок труб, при якому шукач, вміщений всередину труби, випромінює в кількох напрямках ультразвукові імпульси і за часом між приходом імпульсів, відбитих від внутрішньої і зовнішньої поверхонь труби судять про товщину стінки труби (АС СССР № 679794 М Кл 2 G01 В 17/02,1979) За даним способом не можливо проводити контроль товщини стінок труб в умовах експлуатації, коли немає можливості доступу в середину труби шукача і імерсійної рідини Це має місце, коли труби зварені у вітки і експлуатуються у складі трубопроводів Відомий ультразвуковий товщиномір УТ-93П, який використовується для визначення товщини стінок труб при будівництві і експлуатації трубопроводів Контроль проводиться точковим способом з використанням луноімпульсного методу ультразвукового контролю Прилад оснащений суміщенороздільним ультразвуковим п'єзоелектричним перетворювачем, який прикладається до поверхні труби в точці, де необхідно виміряти то вщину Попередньо на поверхню труби у точці контролю повинна бути нанесена контактна рідина Про товщину стінки труби судять по часу між випромшенням зондуючого імпульсу та приходом донного луноімпульсу Вимірюють товщину у кількох точках на поверхні труби і вважають, що товщина стінки труби є не меншою від мінімального її виміряного значення (Толщиномер ультразвуковой УТ-93П Руководство по эксплуатации ЩО2 787 011РЭ) Даний прилад для контролю товщини стінки труби не забезпечує високої точності контролю, оскільки п'єзоперетворювач має обмежені геометричні розміри і при точковому вимірюванні товщини стінки труби діаграма направленості поширення ультразвукових хвиль не охоплює всієї поверхні труби і між точками прикладання п'єзоперетворювача до товщина фактично не вимірюється Даний метод також не забезпечує високої продуктивності контролю, оскільки вимагає нанесення контактної рідини на поверхню труби у кожній точці контролю, це особливо суттєво при вертикальному положенні об'єкту контролю, коли рідина буде постійно стікати з його поверхні Відомий акустичний пристрій, найбільш близь (О (О ю ю 55616 кии до винаходу за сукупністю ознак, що містить корпус-ванну для імерсійної рідини, через яку переміщується контрольована труба, та п'єзоелектричний перетворювач, що випромінює та приймає відбиті від зовнішньої та внутрішньої поверхні труби імпульси ультразвукових хвиль, по часу між їх приходом судять про товщину стінки труби (А С 3 СССР № 920374 М Кл G 01 В 17/02,1982) Даний пристрій не можна використовувати для контролю товщини стінок труб, що експлуатуються, тобто труб, які зварені у вітки В експлуатаційних умовах окремі труби зварюються у вітки, які знаходяться в наземному і підземному положеннях, що у польових умовах унеможливлює їх контроль з використанням ванни для імерсійної рідини, через яку переміщуються контрольовані труби Це, зокрема, відноситься до магістральних нафтогазопроводів, які знаходяться в експлуатаційних умовах В основу запропонованого винаходу покладено завдання розробити такий пристрій, в якому встановлення п'єзоперетворювачів у вимірювальному валику спеціальної конструкції дозволить безперервно переміщувати їх по поверхні труби без порушення акустичного контакту, тобто проводити неперервний контроль товщини стінок труб, що зварені у вітку і знаходяться в експлуатації і за рахунок цього підвищити точність та продуктивність контролю товщини їх стінок Запропонований пристрій, що містить раму, на якій змонтовано один вимірювальний валик та два направляючі валики, штуцер рами, перемикач та трубки для подачі води у направляючі валики, пружину та поршень, який, рухаючись у направляючій, притискає вимірювальний валик до поверхні труби, електричний кабель та роз'єм для підключення пристрою до зовнішнього реєструючого приладу, а також ручку для переміщення пристрою вздовж труби, що дає змогу, завдяки конструкції вимірювального валика, зовнішня поверхня якого утворена двома бічними кришками, з штуцерами для заливання рідини, що підпружинені пружинами, в яких встановлено підшипники і сальники, та еластичною плівкою, що ними натягується, а всередині вимірювального валика встановлено блок п'єзоперетворювачів, що жорстко закріплені в з'єднаному з віссю валика корпусі, який також містить плату електричної комутації блоку п'єзоперетворювачів з ЗОВНІШНІМ реєструючим приладом та з'єднаний з нею кабель, переміщати вміщені у вимірювальному валику п'єзоперетворювачі по поверхні труби без порушення акустичного контакту між п'езоперетворювачами та поверхнею труби, завдяки чому можливе постійне випромінювання та приймання п'езоперетворювачами ультразвукових сигналів, що забезпечує неперервний контроль товщини стінки труби На фіг 1 показано конструкцію вимірювального валика 26 пристрою На фіг 2 показано конструкцію пристрою для контролю товщини стінок труб, складовою частиною 26 якого є зображений на фіг 1 вимірювальний валик Вимірювальний валик містить блок п'єзоперетворювачів 15 жорстко закріплений в корпусі 13, який з'єднаний з віссю 7 Зовнішня поверхня вимірювального валика утворена бічними кришками З, 4 що підпружинені пружинами 11, та еластичною плівкою 2, яка натягується кришками 3, форма плівки є такою, що вона прилягає до контрольованої поверхні труби Плівка 2 кріпиться до бічних кришок за допомогою кільцевих зажимів 16 Бічна кришка 3 представляє собою металічну пластину круглої форми в центрі якої кріпиться циліндрична обойма 4, в якій за допомогою кришок 5 та 6 встановлюються підшипник 9 та сальник 10, що забезпечує герметичність утвореного кришками 3 та плівкою 2 внутрішнього об'єму валика і дозволяє йому обертатись навколо ВІСІ 7 Внутрішній об'єм вимірювального валика повністю заповнюється рідиною 12 через штуцери 1 В герметичному корпусі 13 встановлено плату електричної комутації 14 блоку п'єзоперетворювачів 15, що з'єднана з кабелем 8 Пристрій для контролю товщини стінок труб, складовою частиною 26 якого є вимірювальний валик, складається з рами 28, на якій змонтовано направляючі валики 24 та 27 Направляючі валики 24 та 27 мають форму поверхні таку, що прилягають до поверхні труби Вісь направляючого валика 26 за допомогою гвинта 25 фіксується в поршні 33, який, рухаючись у направляючій 22, обмеженій зверху і знизу кришками 32, і пружиною 23 притискається до нижньої частини направляючої 22 При цьому вимірювальний валик 26 притискається до поверхні труби 31 Акустичний контакт між перетворювачами і поверхнею трубою забезпечується шаром рідини ЗО Шар контактної рідини ЗО утворюється першим по напрямку руху пристрою вздовж труби направляючим валиком 24 або 27 Стінки направляючих валиків 24 і 27 мають перфорацію у вигляді циліндричних отворів, в середину валиків подається рідина через трубку 29 Перемикач 20 служить для спрямування рідини в один з направляючих валиків 24 або 27, штуцер рами 18 служить для під'єднання пристрою до зовнішнього джерела рідини (насоса) Електрична комутація пристрою з реєструючим приладом здійснюється за допомогою кабеля 21 та роз'єму 19 Для переміщення пристрою вздовж труби 31 служить ручка 17 Пристрій працює наступним чином Після встановлення пристрою на поверхню труби до штуцера рами 18 поєднується зовнішнє джерело рідини (насос),яке, через перемикач 20 (що спрямовує рідину в один з валиків 24 або 27), подає рідину через трубки 29 в перший по напрямку руху пристрою направляючий валик, чим створюється шар контактної рідини ЗО Вимірювальний валик 26, що притискається до поверхні труби пружиною 23, рухається по змоченій поверхні труби 31, що забезпечує акустичний контакт між зовнішньою еластичною поверхнею вимірювального валика 26 та поверхнею труби Сталість контакту забезпечується еластичними властивостями плівки 2, яка локально деформується, якщо на поверхні труби є нерівності (наприклад, краплі застиглого металу), але при цьому не впливає на рух блоку п'єзоперетворювачів 15 Акустичний контакт між п'езоперетворювачами блоку 15 та еластичною стінкою вимірювального валика забезпечується рідиною 12, якою заповнено вимірювальний валик П'єзоперетворювачі випромінюють ультразвукові сигнали, напрям поширення яких постійно перпендикуляр ний до поверхні труби за рахунок жорсткого закріплення вала вимірювального валика в поршні 33 Під час руху пристрою вздовж труби П'єзоперетворювачі блоку 15 почергово випромінюють та приймають відбиті від зовнішньої та внутрішньої поверхонь труби ультразвукові сигнали Сигнал від п'єзоперетворювача через плату електричної комутації 14, кабель 21, роз'єм 19 поступає на ЗОВНІШНІЙ реєструючий прилад (котрий необхідно підключити до роз'єму 19 перед початком роботи), що вимірює товщину стінки труби, яка пропорційна часу між приходом сигналів, відбитих від зовнішньої та внутрішньої поверхонь труби Коли потрібно переміщати пристрій у зворотньому напрямку по поверхні труби, перемикачем 20 спрямовують 55616 контактну рідину в інший направляючий валик Вимірювання товщини проводиться у межах певної смуги стінки труби, ширина якої визначається КІЛЬКІСТЮ та геометричними розмірами п'єзоперетворювачів блоку 15 Для вимірювання товщини стінки труби по всій м поверхні пристрій потрібно після контролю товщини в межах смуги сканування змістити тангенціально по поверхні труби на ширину смуги сканування Таким чином пропонований пристрій дозволяє значно підвищити точність та продуктивність контролю товщини стінок труб за рахунок неперервного контролю товщини стінки в межах певної смуги поверхні труби в експлуатаційних умовах /З Фіг.1 55616 Підписано до друку 05.05.2003 p. Тираж 39 прим. ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул. Артема, 77, м. Київ, 04050, Україна (044)236-47-24

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Device for ultrasonic test of pipe wall thickness

Автори англійською

Liutak Zinovii Petrovych, Nikolaiev Oleksandr Viktorovych

Назва патенту російською

Устройство для ультразвукового контроля толщины стенки трубы

Автори російською

Лютак Зиновий Петрович, Николаев Александр Викторович

МПК / Мітки

МПК: G01B 17/02

Мітки: ультразвукового, товщини, стінок, труб, контролю, пристрій

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/4-55616-pristrijj-dlya-ultrazvukovogo-kontrolyu-tovshhini-stinok-trub.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Пристрій для ультразвукового контролю товщини стінок труб</a>

Подібні патенти