Устройство для установки электромагнитно-акустических преобразователей на объект контроля
Предлагаемое изобретение относится к ультразвуковому контролю с помощью электромагнитно-акустических преобразователей (ЭМАП) изделий трубопрокатного производства и может быть использовано как при производстве труб, так и в процессе их эксплуатации. Изобретение позволяет создать устройство для установки ЭМАП, обеспечивающего плавающую подвеску ЭМАП, что повышает качество и достоверность контроля, независимо от отклонений геометрических параметров объекта контроля и состояния его поверхности. Для этого устройство для установки электромагнитно-акустических преобразователей (ЭМАП) снабжено несущей рамкой, на концах которой размещены с возможностью ориентации блоки ЭМАП, осевыми шарнирами, установленными с возможностью их фиксации, при этом корпус магнитной системы, подложка и колеса расположены на одном осевом шарнире. 1 с.п. ф-лы, 1 з.п. ф-лы, 3 фиг.
Предлагаемое изобретение относится к ультразвуковому контролю с помощью электромагнитно-акустических преобразователей (ЭМАП) изделий трубопрокатного производства и может быть использовано как при производстве труб, так и в процессе их эксплуатации.
Достоверность контроля зависит не только от применяемых методов и дефектоскопического оборудования, но и от качества поверхности изделия -наличие окалины, закатов, технологической грязи и пр., - отрицательно влияющих на стабильный контакт преобразователя с объектом контроля.
Для обеспечения необходимого контакта с объектом контроля используют различные устройства, обеспечивающие независимую плавающую подвеску преобразователя.
Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является создание устройства для установки ЭМАП, обеспечивающего плавающую подвеску ЭМАП, что повышает качество и достоверность контроля, независимо от отклонений геометрических параметров объекта контроля и состояния его поверхности.
Известно устройство для ультразвукового контроля, содержащее ультразвуковой преобразователь, опоры, подложку и систему регулирования положения ультразвукового преобразователя относительно поверхности объекта контроля, выполненную в виде механизма подвода и прижима подложки к объекту контроля и механизма центрирования и независимого прижима ультразвукового преобразователя к объекту контроля (патент РФ 
2313785 Кл. G01N 29/04, 2006г.)
Данная конструкция обеспечивает фиксированную установку блока ЭМАП на объект контроля, что снижает качества контроля, т.к. не учитывается отклонение геометрических параметров изделия и состояния его поверхности.
Известен измерительный модуль, содержащий электромагнитно-акустический преобразователь, подложку, систему рычагов и приводов, механизм перемещения электромагнитно-акустического преобразователя, обеспечивающий его постоянное поджатие с выставленным зазором к объекту контроля только за счет магнитного притяжения и независящий от механизма перемещения подложки (патент РФ 2315294 Кл. G01N 29/04, 2006 г.).
Недостатком устройства является недостаточная надежность защиты подложки от повреждений из-за недостаточно упругой подвески подложки относительно магнитной системы ЭМАП.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому при использовании результату к заявляемому изобретению является устройство для установки электромагнитно-акустических преобразователей на объект контроля, содержащее опоры, магнитную систему и подложку с катушками индуктивности и подвеской (патент РФ 2390013 Кл. G01N 29/04, 2008 г.)
Недостатком данного устройства является то, что при прохождении подложки по неровностям объекта контроля значительно изменяется расстояние между магнитом и подложкой, что не обеспечивает стабильность сигнала, кроме того требуется сложная перенастройка на различные типоразмеры объектов контроля, зависящая от степени неровности поверхности объекта контроля.
Сущность изобретения заключается в том, что предложенная конструкция обеспечивает плавающую подвеску ЭМАП относительно объекта и как результат возможность управление перемещением подложки в случае возникновения штатных и нештатных критических для подложки ситуаций.
Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом устройстве для установки ЭМАП на объект контроля, опоры, магнитная система и подложка с катушками индуктивности расположены на одной подвеске, обеспечивая незначительное изменение расстояния между магнитом и подложкой.
Это достигается тем, что устройство для установки электромагнитно-акустических преобразователей на объект контроля, содержащее опоры, магнитную систему и подложку с катушками индуктивности и подвеской, снабжено несущей рамкой, на концах которой размещены с возможностью ориентации блоки электромагнитно-акустических преобразователей, осевыми шарнирами, установленными с возможностью их фиксации, при этом осевые шарниры установлены на несущей рамке, опоры выполнены в виде колес, установленных на осевом шарнире, подвеска подложки выполнена в виде пневмоцилиндров, корпуса которых шарнирно связаны с корпусом магнитной системы, а штоки пневмоцилиндров шарнирно связаны с подложкой, установленной на линейных направляющих с возможностью перемещения относительно корпуса магнитной системы, при этом корпус магнитной системы, подложка и колеса расположены на одном осевом шарнире. Кроме того, для ориентации электромагнитно-акустического преобразователя введен дополнительный механизм, выполненный в виде винта, установленного в подшипниковых опорах, закрепленных на рамке, и несущего ползун, при этом последний выполнен с возможностью качания электромагнитно-акустического преобразователя.
Таким образом, предложенная конструкция обеспечивает незначительное изменение расстояния между магнитом и подложкой при прохождении последней по неровностям объекта контроля, перенастройки на различные типоразмеры объекта контроля значительно упрощена. Кроме того, конструкция обеспечивает управление перемещением подложки в случае возникновения штатных и нештатных критических для подложки ситуаций, что обеспечивает защиту подложки от разрушения.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, содержащим сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволил установить, что аналоги, характеризующиеся признаками заявляемого изобретения, не обнаружены, а из перечня выявленных аналогов подобран прототип, как наиболее близкий по совокупности признаков, что позволило определить отличительные признаки заявляемого технического решения. По мнению заявителя, заявляемое изобретение соответствует критерию «новизна» по действующему законодательству.
Предлагаемое техническое решение не следует явным образом из известного уровня техники, поэтому оно соответствуют критерию «изобретательский уровень».
Для подтверждения промышленной применимости изобретения приводятся чертежи заявляемого устройства и описание его работы.
На фиг.1 показана кинематическая схема устройства, на фиг.2 показана кинематическая схема устройства с механизмом ориентации ЭМАП, на фиг.3 - вид сбоку фиг.2.
Устройство для установки электромагнитно-акустических преобразователей на объект контроля содержит несущую рамку 1, на концах которой размещены с возможностью ориентации блоки ЭМАП, состоящие из магнитной системы 2 и подложки 3 с катушками индуктивности (не показаны), осевые шарниры 4, установленные на несущей рамке 1. Опоры устройства выполнены в виде колес 5, установленных на осевом шарнире 4. Подвеска подложки 3 выполнена в виде пневмоцилиндров 6, корпуса которых 7 которых через шарнир 8 связаны с магнитной системой 2. Штоки 9 пневмоцилиндров 6 через шарнир 10 связаны с подложкой 3, установленной на линейных направляющих 11, с возможностью перемещения относительно корпуса магнитной системы 2. Подложка 3, корпус магнитной системы 2 и колеса 5 расположены на одном осевом шарнире 4. Для ориентации ЭМАП введен дополнительный механизм, выполненный в виде винта 12 установленного в подшипниковых опорах 13, закрепленных на рамке 1, и несущего ползун 14, выполненный с возможностью качания ЭМАП, устанавливаемых на объект контроля 15.
Устройство для установки электромагнитно-акустических преобразователей работает следующим образом. Перед началом работы штоки 9 пневмоцилиндров 6 втянуты и контактная поверхность подложки 3 находится выше уровня колес 5, осевые шарниры 4 расфиксированы. Несущая рамка 1 устанавливается колесами 5 на объект контроля 15с плоской или цилиндрической поверхностью. Магнитная система 2 посредством магнитных сил настраивается по нормали к поверхности объекта контроля 15, тем самым позиционирую ЭМАП на объект контроля 15, после чего осевой шарнир 4 фиксируют одним из известных в технике способом. Затем пневмоцилиндры 6 выталкивают шток 9 и поджимают подложку 3 к объекту контроля 15, с настраиваемым незначительным усилием, выполняя роль пневмопружин. Объект контроля 15 начинает движение. При попадании под подложку 3 выступающих посторонних включений (плены, задиры и пр.) подложка 3 легко отжимается от объекта 15, тем самым, избегая разрушения. При штатных переходах через объективные неровности (сварные швы) пневмоцилиндры 6 втягивают штоки 9, через шарнир 10 связанные с подложкой 3 и отводят подложку 3 от объекта контроля. Поскольку магнитная система, подложка и колесо расположены на одном осевом шарнире 4, расстояние между магнитной системой 2 и подложкой 3 при прохождении по неровностям объекта контроля 15 расстояние изменяется незначительно, тем самым обеспечивается постоянство сигнала. Кроме того, в этом случае не требуется перенастройка на различные типоразмеры объекта контроля в зависимости от кривизны поверхности последнего.
В описанном выше варианте работы устройства ориентация ЭМАП относительно объекта контроля 15 осуществляется за счет магнитных сил, т.е. автоматически. Конструкция заявляемого устройства предполагает использование для ориентации ЭМАП относительно объекта контроля дополнительного механизма ручной регулировки. В этом случае при вращении винта 12 несущий ползун 14 перемещается и благодаря его шарнирному соединению с корпусом магнитной системы 2, блок ЭМАП вместе с колесами 5 ориентируется относительно объекта контроля 15.
Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает плавающую установку электромагнитно-акустического преобразователя на объект контроля, повышенный ресурс эксплуатации подложки и незначительное изменение расстояния между магнитной системой и подложкой, что обеспечивает стабильный акустический сигнал во время контроля.
1. Устройство для установки электромагнитно-акустических преобразователей на объект контроля, содержащее опоры, магнитную систему и подложку с катушками индуктивности и подвеской, отличающееся тем, что оно снабжено несущей рамкой, на концах которой размещены с возможностью ориентации блоки электромагнитно-акустических преобразователей, осевыми шарнирами, установленными с возможностью их фиксации, при этом осевые шарниры установлены на несущей рамке, опоры выполнены в виде колес, установленных на осевом шарнире, подвеска подложки выполнена в виде пневмоцилиндров, корпуса которых шарнирно связаны с корпусом магнитной системы, а штоки пневмоцилиндров шарнирно связаны с подложкой, установленной на линейных направляющих с возможностью перемещения относительно корпуса магнитной системы, при этом корпус магнитной системы, подложка и колеса расположены на одном осевом шарнире.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что для ориентации электромагнитно-акустического преобразователя введен дополнительный механизм, выполненный в виде винта, установленного в подшипниковых опорах, закрепленных на рамке, и несущего ползун, при этом последний выполнен с возможностью качания электромагнитно-акустического преобразователя.
