Комбинированный магнитно-ультразвуковой дефектоскоп-сканер для внутритрубной диагностики магистральных трубопроводов и нефтепроводов
Полезная модель относится к диагностическому оборудованию и может быть использована для исследования состояния трубопроводов. Дефектоскоп для диагностики состояния трубопроводов состоит из трех секций. Одна из секций установлена в герметичном корпусе и содержит блок питания с системой его подключения и управления работой устройства, маркерный приемопередатчик с антенной, датчики внешнего и внутреннего давления, температуры и одометрические датчики, установленные на подпружиненных рычагах снаружи корпуса секции. Вторая секция содержит установленные в герметичном корпусе систему ультразвуковой диагностики толщины стенок и систему ультразвуковой диагностики трещин трубопроводов, включающие блоки обработки и записи ультразвуковой диагностической информации от установленных снаружи корпуса на гибких полозах двух групп ультразвуковых датчиков, одна из которых выполнена с возможностью измерения толщины стенок, а другая - с возможностью обнаружения трещин. Третья секция содержит магнитную систему диагностики с продольным намагничиванием, блоки обработки и записи данных. Магнитная система диагностики включает несущий магнитопровод, на котором установлены две кольцевые группы магнитов таким образом, что магниты в одной группе установлены на магнитопроводе одноименными полюсами, а магниты в различных группах установлены на магнитопроводе противоположными полюсами. На свободных полюсах магнитов обеих групп установлены металлические щетки для передачи магнитного потока на стенку диагностируемой трубы. Во внутреннем пространстве между щетками установлены на подпружиненных рычагах датчики для измерения остаточного поля намагничивания стенки трубы и установленные на поверхности магнитопровода в герметичных корпусах мультиплексоры для сбора информации с датчиков. Блоки обработки и записи данных расположены в герметичной колбе внутри магнитопровода. Датчики магнитной системы диагностики выполнены трех типов, два из которых - датчики Холла для измерения продольной и поперечной составляющих магнитного поля, а третий тип датчиков - вихретоковые датчики для обнаружения и регистрации дефектов, расположенных на внутренней поверхности стенки трубопровода. Полезная модель позволит повысить эффективность и достоверность диагностики.
Полезная модель относится к диагностическому оборудованию и может быть использована для внутритрубного обследования трубопроводов, преимущественно магистральных нефте-, газо-, продуктопроводов путем пропуска внутри контролируемого трубопровода устройства, состоящего из одного или нескольких транспортных модулей, продвигающихся внутри трубопровода за счет давления потока продукта, транспортируемого по трубопроводу.
Известно устройство аналогичного назначения для внутритрубного обследования магистральных трубопроводов, состоящее из секций и содержащее систему подключения и управления работой всего дефектоскопа, систему ультразвуковой диагностики толщины стенок, систему ультразвуковой диагностики трещин трубопроводов и магнитную систему диагностики. (RU 56553 U1, 10.09.2006).
Недостатком известного устройства является низкая эффективность и достоверность диагностики, как за счет использования в конструкции неэффективных методов диагностки, так и потому, что для выявления различных трещин и дефектов требуется выполнить отдельные пропуски дефектоскопа по трубопроводу с опросом датчиков различного типа.
Техническим результатом предложенной полезной модели является повышение эффективности и достоверности диагностики за счет конструктивного выполнения и включения в процесс диагностики магнитного метода диагностики с продольным намагничиванием и вихретокового метода контроля, реализованных в единой с ультразвуковыми методами системе временных и пространственных координат и обеспечивающих дополнительное обследование остаточной толщины стенки трубопровода и обнаружение трещин в поперечных сварных швах и околошовных зонах.
Указанный технический результат достигается в дефектоскопе для диагностики состояния трубопроводов, состоящей из секций и содержащей систему подключения и управления работой всего дефектоскопа, систему ультразвуковой диагностики толщины стенок, систему ультразвуковой диагностики трещин трубопроводов и магнитную систему диагностики, он состоит из трех секций, одна из которых содержит установленные в герметичном корпусе комплект батарей с системой их подключения и управления работой всего дефектоскопа, маркерный приемопередатчик с антенной, датчики внешнего и внутреннего давления, температуры и одометрические датчики, установленные на подпружиненных рычагах снаружи корпуса секции, вторая секция содержит установленные в герметичном корпусе систему ультразвуковой диагностики толщины стенок и систему ультразвуковой диагностики трещин трубопроводов, включающие блоки обработки и записи ультразвуковой диагностической информации от установленных снаружи корпуса на гибких полозах двух групп ультразвуковых датчиков, одна из которых выполнена с возможностью измерения толщины стенок, а другая - с возможностью обнаружения трещин, а третья секция содержит магнитную систему диагностики с продольным намагничиванием, блоки обработки и записи данных, магнитная система диагностики с продольным намагничиванием включает несущий магнитопровод, на котором установлены две кольцевые группы магнитов таким образом, что магниты в одной группе установлены на магнитопровод одноименными полюсами, а магниты в различных группах установлены на магнитопровод противоположными полюсами, на свободных полюсах магнитов обеих групп установлены металлические щетки для передачи магнитного потока на стенку диагностируемой трубы, во внутреннем пространстве между щетками установлены на подпружиненных рычагах блоки комбинированных датчиков для измерения остаточного поля намагничивания стенки трубы, установленные на поверхности магнитопровода в герметичных корпусах мультиплексоры для сбора информации с блоков комбинированных датчиков, блоки обработки и записи данных расположены в герметичной колбе внутри магнитопровода, блоки комбинированных датчиков магнитной системы диагностики содержат датчики трех типов, два из которых - датчики Холла для измерения продольной и поперечной составляющих магнитного поля, а третий тип датчиков - вихретоковые - для обнаружения и регистрации дефектов, расположенных на внутренней поверхности стенки трубопровода.
Дефектоскоп для диагностики состояния трубопроводов состоит из трех секций.
Первая секция содержит установленные в герметичном корпусе комплект батарей с системой их подключения и управления работой всего дефектоскопа, маркерный приемопередатчик с антенной, датчики внешнего и внутреннего давления, температуры и одометрические датчики, установленные на подпружиненных рычагах снаружи корпуса секции.
Вторая секция содержит установленные в герметичном корпусе систему ультразвуковой диагностики толщины стенок и систему ультразвуковой диагностики трещин трубопроводов, включающие блоки обработки и записи ультразвуковой диагностической информации от установленных снаружи корпуса на гибких полозах двух групп ультразвуковых датчиков, одна из которых выполнена с возможностью измерения толщины стенок и выявляет дефекты типа «потеря металла», «расслоение» и т.п., а другая - с возможностью обнаружения трещиноподобных дефектов, ориентированных вдоль направления движения дефектоскопа в трубопроводе. Ультразвуковые датчики подключаются к электронной аппаратуре через отдельные герметичные разъемы посредством отдельных кабелей.
Третья секция содержит магнитную систему диагностики с продольным намагниванием, комплект блоков комбинированных датчиков, блоки обработки и записи данных.
Магнитная система диагностики с продольным намагничиванием включает несущий магнитопровод, на котором установлены две кольцевые группы магнитов таким образом, что магниты в одной группе установлены на магнитопроводе одноименными полюсами, а магниты в различных группах установлены на магнитопроводе противоположными полюсами. На свободных полюсах магнитов обеих групп установлены металлические щетки для передачи магнитного потока на стенку диагностируемой трубы. Во внутреннем пространстве между щетками установлены на подпружиненных рычагах блоки комбинированных датчиков для измерения остаточного поля намагничивания стенки трубы и установленные на поверхности магнитопровода в герметичных корпусах мультиплексоры для сбора информации с блоков комбинированных датчиков.
Мультиплексоры посредством кабелей подсоединены к аппаратуре обработки и записи данных.
Блоки обработки и записи данных расположены в герметичной колбе внутри магнитопровода.
Блоки комбинированных датчиков магнитной системы диагностики содержат датчики трех типов, два из которых - датчики Холла для измерения продольной и поперечной составляющих магнитного поля, а третий тип датчиков - вихретоковые - для обнаружения и регистрации дефектов, расположенных на внутренней поверхности стенки трубопровода.
В третьей секции реализована схема продольного намагничивания стенки трубопровода, что позволяет проводить измерение остаточной толщины стенки трубопровода и обеспечивать обнаружение трещин в поперечных сварных швах и околошовных зонах.
В магнитной секции дополнительно размещена вихретоковая система контроля, которая осуществляет измерение отступа магнитных датчиков от стенки трубопровода и производит обнаружение и регистрацию дефектов, расположенных на внутренней поверхности стенки трубы. Вихретоковый контроль используется совместно с магнитной системой диагностики, что обеспечивает надежное обнаружение дефектов и их более точное образмеривание.
В дефектоскопе объединены четыре диагностические системы: система измерения толщины стенки (WM - wall measurement), система обнаружения трещиноподобных дефектов (CD - crack detection), система магнитной диагностики с продольным намагничиванием (MFL - magnetic flux leakage) и система вихретокового контроля (EDT - eddy current testing).
Полезная модель позволит повысить эффективность и достоверность диагностики трубопроводов в единой системе временных и пространственных координат.
Объединение в одном дефектоскопе разных методов существенно расширяет возможности внутритрубной диагностики, так как дефекты могут обнаруживаться как одним из вышеперечисленных методов, так и в совокупности несколькими методами одновременно. Эффективность диагностики в данном устройстве выше суммарной эффективности применения различных методов. При этом повышается достоверность обнаружения и классификации дефектов. Кроме того, все диагностические данные снимаются в одной системе временных и пространственных координат, что при интерпретации диагностических данных обеспечивает хорошую совместимость изображений разверток трубы, полученных при разных способах диагностирования.
Использование комбинированного дефектоскопа обеспечивает большую экономическую выгоду за счет получения за один пропуск дефектоскопа достаточно полной информации о состоянии инспектируемого трубопровода. За один пропуск можно обнаружить дефекты, связанные с потерей металла, выявить различные виды расслоений, обнаружить трещиноподобные дефекты, ориентированные как в продольном, так и в поперечном направлениях, находящиеся в сварных швах и в теле трубы.
Дефектоскоп для диагностики состояния трубопроводов, состоящий из секций и содержащий систему подключения и управления работой всего дефектоскопа, систему ультразвуковой диагностики толщины стенок, систему ультразвуковой диагностики трещин трубопроводов и магнитную систему диагностики, отличающийся тем, что он состоит из трех секций, одна из которых содержит установленные в герметичном корпусе комплект батарей с системой их подключения и управления работой всего дефектоскопа, маркерный приемопередатчик с антенной, датчики внешнего и внутреннего давления, температуры и одометрические датчики, установленные на подпружиненных рычагах снаружи корпуса секции, вторая секция содержит установленные в герметичном корпусе систему ультразвуковой диагностики толщины стенок и систему ультразвуковой диагностики трещин трубопроводов, включающие блоки обработки и записи ультразвуковой диагностической информации от установленных снаружи корпуса на гибких полозах двух групп ультразвуковых датчиков, одна из которых выполнена с возможностью измерения толщины стенок, а другая - с возможностью обнаружения трещин, а третья секция содержит магнитную систему диагностики с продольным намагничиванием, блоки обработки и записи данных, магнитная система диагностики включает несущий магнитопровод, на котором установлены две кольцевые группы магнитов таким образом, что магниты в одной группе установлены на магнитопроводе одноименными полюсами, а магниты в различных группах установлены на магнитопроводе противоположными полюсами, на свободных полюсах магнитов обеих групп установлены металлические щетки для передачи магнитного потока на стенку диагностируемой трубы, во внутреннем пространстве между щетками установлены на подпружиненных рычагах блоки комбинированных датчиков для измерения остаточного поля намагничивания стенки трубы и установленные на поверхности магнитопровода в герметичных корпусах мультиплексоры для сбора информации с блоков комбинированных датчиков, блоки обработки и записи данных расположены в герметичной колбе внутри магнитопровода, датчики магнитной системы диагностики выполнены трех типов, два из которых - датчики Холла для измерения продольной и поперечной составляющих магнитного поля, а третий тип датчиков - вихретоковые датчики для обнаружения и регистрации дефектов, расположенных на внутренней поверхности стенки трубопровода.
