Способ контроля формы сечения трубы

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля формы сечения трубопровода. Способ заключается в определении величины отклонения точек контролируемого сечения от соответствующей окружности нулевых моментов. На контролируемую трубу надевают П-образную скобу. Скоба имеет одну подвижную и одну неподвижную ножки, к концам которых прикреплены гибкая лента длиной приблизительно в половину периметра трубы. На середине основания скобы закреплен микроиндикатор. Измеряют расстояние от середины основания скобы до поверхности исследуемой трубы в n точках периметра. Количество точек должно быть не менее 16. Затем по среднему значению определяют величину отклонения точек контролируемого сечения трубы от соответствующей окружности нулевых моментов. Предлагаемый способ позволяет повысить точность измерения. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля формы сечения трубопроводов.

Известен способ контроля формы сечения трубопроводов, при котором исследуемое сечение фиксируется неподвижной направляющей, на трубопроводе закреплен отрезок гибкой ленты с помощью охватывающего приспособления, при этом ножки измерительной скобы прижимаются к ленте, а само устройство перемещается по периметру с помощью привода. На гибкой ленте фиксируют длины дуг между проекцией на ленту центра шарнира ножки и сторонами упоров указателей, по которым определяют конкретные значения радиусов кривизны поверхности [1] Недостатком данного технического решения является то, что оно позволяет определять только радиус кривизны и его распределение по всему периметру реального профиля трубы, но не позволяет определять отклонения профиля от окружности нулевых моментов.

Известен способ контроля формы сечения трубы, выбранный в качестве прототипа, заключающийся в определении величины отклонения точек контролируемого сечения от соответствующей окружности нулевых моментов, при котором на контролируемую и эталонную трубы последовательно надевают базовое разъемное кольцо с отсчетной линией и упругими опорными элементами и измеряют расстояния Z_i и Z_i^э от отсчетной линии базового кольца до поверхности соответственно контролируемой и эталонной радиусом r_э труб, с учетом которых определяют отклонение точек сечения от соответствующей окружности нулевых моментов [2] Недостатком данного технического решения является наличие трения в упругих элементах, что снижает точность измерения, кроме того, способ предполагает использование достаточно сложной конструкции устройства, применяемого для реализации способа.

Цель изобретения повышение точности измерения.

Для достижения цели предлагается способ контроля формы сечения трубы, заключающийся в определении величины отклонения точек контролируемого сечения от соответствующей окружности нулевых моментов, при котором на контролируемую трубу надевают П-образную скобу с опорными элементами, один из которых закреплен шарнирно, к концам которых прикреплена гибкая лента или струна, имеющая длину в половину периметра, измеряют расстояние Z_i от середины основания скобы до поверхности контролируемой трубы в n равноотстоящих точках периметра, определяют по полученным данным среднее значение Z_i, соответствующее радиусу окружности нулевых моментов, а величину W_i отклонения точек контролируемого сечения трубы от соответствующей окружности нулевых моментов определяют по формуле W_i=Z_i- Z_i На чертеже изображено устройство для осуществления способа.

Устройство содержит скобу 1 с одной подвижной 2 и одной неподвижной 3 ножками, на концах ножек закреплены концы ленты или струны 5, длина которой равна половине периметра трубы. Для измерения отклонения реального профиля от правильного круга служит микроиндикатор 6, закрепленный в середине основания скобы. На чертеже условно показана окружность нулевых моментов 7 радиусом r _н.м, соответствующая наружной линии контролируемого сечения трубы 4; W_i величина отклонения контролируемого сечения трубы от соответствующей ему окружности нулевых моментов в точке i; _i угловая координата i-й точки; угол между радиусами двух соседних точек.

Реализуется способ следующим образом.

При измерении устройство устанавливают на трубу 4 так, чтобы лента 5 облегала трубу на половину периметра. Длина основания скобы 1 выбирается с учетом того, чтобы при установке ее на трубу подвижная ножка 2 составляла с основанием прямой угол, а ножка измерительного индикатора 6 упиралась в поверхность трубы в интересующей нас точке. Измерения проводят во всех точках деления периметра исследуемой трубы 4 и по полученным данным находят среднее значение от замеров, полученных во всех точках деления периметра исследуемой трубы.

При этом, чем больше точек замера, тем точнее результаты. Минимальное количество точек 16.

Искомой величиной является W_i величина отклонения контролируемого сечения трубы 4 от соответствующей ему окружности нулевых моментов 7 в точке i.

Известно, что математическим условием для окружности нулевых моментов является система уравнения: W_i=(r_i-r_н.м)=0 W_isin_i=(r_i-r_н.м)sin_i=0 W_icos_i=(r_i-r_н.м)cos_i=0 (1) где _i угловая координата i-й точки контролируемого сечения трубы; i номер точки деления периметра (I-n);
r_i радиус, проведенный из центра О.Н.М. в i-й точке;
r_н.м. радиус окружности нулевых моментов.

Из равенства (1) можно получить:
r_isin_i=0
r_icos_i=0
(2) откуда следует, что сумма проекций радиусов на оси координат от 1 до n/2 равна от n/2 до n. Отсюда можно записать:
r_i=r_i
(3) умножив обе части на sin получим
l_i=l_i
(4)
Это равенство означает, что, если периметр разделить пополам, то диаметр, проходящий через точки деления, должен пройти через центр окружности нулевых моментов. Это свойство используется для определения отклонений реального профиля трубы от окружности нулевых моментов.

Таким образом, если Z₁, Z₂.Z_n показания измерительного индикатора при обмере исследуемой трубы, то для величины отклонения профиля от окружности нулевых моментов в точке i получим:
W_i=Z_i Z_i
Предлагаемый способ контроля формы сечения трубы применяется при эксплуатационном контроле гибов паропроводов острого пара электростанций. Результаты измерения отклонений от окружности нулевых моментов используются при расчете напряжений в гибах, находящихся под воздействием внутренних давлений, и определении величины их остаточного ресурса.

Формула изобретения

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ФОРМЫ СЕЧЕНИЯ ТРУБЫ, заключающийся в определении величины отклонения точек контролируемого сечения от соответствующей окружности нулевых моментов, отличающийся тем, что на контролируемую трубу надевают П-образную скобу с опорными элементами, к концам которых прикреплена гибкая лента, имеющая длину в половину периметра трубы, измеряют расстояние z_i от середины основания скобы до поверхности исследуемой трубы в n равностоящих точках периметра, определяют среднее значение z_i, соответствующее радиусу окружности нулевых моментов, а величину w_i отклонения точек контролируемого сечения трубы от соответствующей окружности нулевых моментов определяют по формуле

РИСУНКИ

Рисунок 1