WO2012008882A2 - Pipe inspection means, movable device for the use thereof and pipe inspection method - Google Patents

Pipe inspection means, movable device for the use thereof and pipe inspection method Download PDF

Info

Publication number
WO2012008882A2
WO2012008882A2 PCT/RU2011/000524 RU2011000524W WO2012008882A2 WO 2012008882 A2 WO2012008882 A2 WO 2012008882A2 RU 2011000524 W RU2011000524 W RU 2011000524W WO 2012008882 A2 WO2012008882 A2 WO 2012008882A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pipe
blocks
ultrasonic waves
possibility
transverse ultrasonic
Prior art date
Application number
PCT/RU2011/000524
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Other versions
WO2012008882A3 (en
Inventor
Дмитрий Евгеньевич АВИЛОВ
Михаил Владимирович СОКОЛОВ
Михаил Евгеньевич ФЕДОСОВСКИИ
Original Assignee
Зао "Ктпи "Газпроект"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Зао "Ктпи "Газпроект" filed Critical Зао "Ктпи "Газпроект"
Publication of WO2012008882A2 publication Critical patent/WO2012008882A2/en
Publication of WO2012008882A3 publication Critical patent/WO2012008882A3/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/221—Arrangements for directing or focusing the acoustical waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/225—Supports, positioning or alignment in moving situation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/24—Probes
    • G01N29/2487—Directing probes, e.g. angle probes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/26—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor
    • G01N29/265—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor by moving the sensor relative to a stationary material
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/26—Scanned objects
    • G01N2291/263—Surfaces
    • G01N2291/2636—Surfaces cylindrical from inside

Definitions

  • the invention relates to devices and methods for diagnosing the state of materials and structures and can be used in the examination of technological and trunk pipelines.
  • a large number of devices for monitoring pipelines are known, for example, diagnostic shells, self-propelled installations of a wheeled or tracked type, etc.
  • a diagnostic tool is known to be transported in a controlled pipeline by a stream of product being transported.
  • the diagnostic projectile comprises a measuring module having an acoustic receiving-emitting system containing at least one electromagnetic-acoustic transducer (EMAT) and configured to be installed at the required distance from the surface of the monitored object to ensure constant acoustic contact.
  • EMAT electromagnetic-acoustic transducer
  • this diagnostic projectile cannot be used to control complex piping.
  • this projectile is capable of detecting only crack-like defects oriented along the pipe.
  • US Patent Application 2006/0164091 describes a device for electromagnetic pipe inspection mounted rotatably on means of movement in the pipe, equipped with a rotation unit.
  • the device comprises a base, which is connected to the rotation unit of the means of movement in the pipe and on which the means for magnetizing the pipe wall are mounted, made in the form of magnetic poles located at the ends of the magnetically permeable rod fixed to the base.
  • the device contains an array of electromagnetic field transducers, also installed on the base of the device at a distance from the magnetization means along the longitudinal axis of the pipe.
  • Electromagnetic field converters are made in the form of Hall sensors.
  • the base of the device is made in the form of a shaft, which is connected to the node of rotation of the means of movement in the pipe and is located coaxially with the longitudinal axis of the pipe.
  • the rod is made telescopic, which allows inspection of pipes of various diameters.
  • the spacing of sensors and magnets along the axis of the pipe which is necessary for implementing the technology of electromagnetic diagnostics, does not allow creating a compact device that, when passing through the pipeline, can overcome sections with a large angle of rotation.
  • this device has a low sensitivity to defects.
  • the closest analogue of the proposed utility model is the RF patent for utility model Ns 66547.
  • This patent discloses pipe monitoring means that can be mounted rotatably on moving means configured to move in the pipe and containing receiving and emitting acoustic blocks, each of which is made with the possibility of excitation of transverse ultrasonic waves and their reception.
  • the said patent also discloses a corresponding movable pipe inspection device used in conjunction with said monitoring devices.
  • pipe defects in pipelines can be of various types, have different structures, shapes and sizes. Different types of defects have different causes and a different effect on the quality of pipes, therefore, the classification of defects when monitoring the condition of pipes is important.
  • the means of patent Ne 66547 it is difficult to determine the type of defect, which makes the analysis of the condition of the pipes limited.
  • some types of defects for example stress-corrosion cracks, cannot be detected by these means with sufficient reliability.
  • An object of the present invention is to provide a means and method for monitoring pipes that can accurately determine the presence of defects both on the outer surface of the pipe and in the body of the pipe, measure the thickness of the walls of the pipeline, and provide the ability to determine the type of defects. In this case, it is necessary to provide a mobile device with which the indicated means can be used.
  • the problem is solved due to the fact that in the means of pipe control, which can be mounted rotatably on the means of movement, made with the possibility of movement in the pipe, and which contain at least the first and second receiving and emitting acoustic blocks, each of which is made with the possibility of excitation of transverse ultrasonic waves in the pipe and their reception, at least the first of these blocks is made with the possibility of excitation and reception of transverse ultrasonic waves, propagated wandering in the direction perpendicular to the pipe surface, and at least the second of these blocks is made with the possibility of excitation and reception of transverse ultrasonic waves propagating in the direction, which is an acute angle with the normal to the pipe surface.
  • these channels use two channels, namely direct input channels, in which ultrasonic waves are excited in a direction perpendicular to the pipe surface, and an inclined input, in which ultrasonic waves are excited at an acute angle to the normal to the pipe surface.
  • the analysis of signals associated with each channel allows, firstly, to increase the reliability of the analysis by identifying defects that may not be detected using only one channel, and secondly, to determine the type of defects, for example, crack-like defect or ulcerative corrosion.
  • Said first and second blocks usually contain common means of magnetization of the pipe wall region, and each of these blocks contains an electromagnetic field transducer.
  • the pipe inspection means preferably comprise a base on which said units are mounted.
  • Said acute angle in a preferred embodiment is 30 °.
  • At least the first and / or second of these blocks are generally configured to excite and receive transverse linearly polarized ultrasonic waves.
  • the means of magnetization of the pipe wall region and the electromagnetic field transducers of each of the blocks during operation are preferably arranged in such a way that at least one transverse section of the pipe passes through them.
  • an electromagnetic field transducer comprises an inductor.
  • the pipe monitoring means may comprise at least one explosion protection device, which preferably comprises an optocoupler and a plasma a plate, which during operation is located between one of the indicated blocks and the corresponding region of the pipe wall and on which at least a part of the supply circuit of the optocoupler radiation source is applied in such a way that rupture of this circuit leads to the termination of operation of the corresponding electromagnetic field transducer.
  • explosion protection device which preferably comprises an optocoupler and a plasma a plate, which during operation is located between one of the indicated blocks and the corresponding region of the pipe wall and on which at least a part of the supply circuit of the optocoupler radiation source is applied in such a way that rupture of this circuit leads to the termination of operation of the corresponding electromagnetic field transducer.
  • the specified plate is usually made with the possibility of transmission of an electromagnetic field and, for example, the morgue can be made ceramic.
  • Pipe controls typically include means for visually inspecting the walls of the pipes.
  • the pipe monitoring means typically comprise at least one suspension unit of the receiving-emitting acoustic unit connected to the base by means of a manipulator, which is preferably made telescopic.
  • the suspension unit can be connected to the manipulator with the possibility of rotation around three perpendicular axes.
  • a movable device for monitoring pipes containing means of movement, made with the possibility of movement in the pipe, and means of control of pipes mounted with the possibility of rotation on the means of movement and containing at least the first and a second receiving and emitting acoustic blocks, each of which is made with the possibility of excitation of transverse ultrasonic waves in the tube and their reception, at least the first of these blocks is made with the possibility of excitation and receiving transverse ultrasonic waves propagating in a direction perpendicular to the pipe surface, and at least the second of said blocks is configured to excite and receive transverse ultrasonic waves propagating in a direction which is an acute angle with the normal to the pipe surface .
  • the excitation and reception of the indicated transverse ultrasonic waves include, respectively, the excitation and reception of the first transverse ultrasonic waves propagating in a direction perpendicular to the pipe surface, and the excitation and reception of the second transverse ultrasonic waves propagating in the direction normal to the pipe surface angle, and said determination of changes in amplitude and / or propagation time includes determining changes in amplitude of said first and second n nenii at their propagation through the pipe wall and / or the time of propagation through the pipe wall.
  • said acute angle is set to 30 °.
  • first and / or second waves are usually linearly polarized.
  • the excitation and reception of these first and second waves are usually carried out by means of at least the first and second receiving-emitting acoustic blocks, respectively, which are located with a working gap relative to the pipe wall and have common means of magnetizing the pipe wall region and each of which contains electromagnetic field converter.
  • the value of the specified working clearance may be from 0 to 0.5 mm.
  • the method may further include determining the duration of the reverberation-noise characteristic of the first waves, moreover, with an increase in the specified duration, an increase in the working gap is determined, and when it is reduced, a decrease in the working gap is determined.
  • FIG. 1 is a front view of pipe controls
  • FIG. 2 depicts a side view of a suspension of receiving and emitting acoustic blocks
  • FIG. 3 shows a bottom view of the suspension of the receiving-emitting acoustic blocks
  • FIG. 4 is a sectional side view of an electromagnetic acoustic transducer
  • FIG. 5 is a sectional side view of a television camera
  • FIG. 6 shows a plate with a part of the supply circuit of an optocoupler radiation source applied to it
  • FIG. 7 illustrates the principle of operation of an electromagnetic-acoustic transducer.
  • the proposed pipe monitoring means comprise an ultrasonic monitoring module 35 shown in FIG. 1, and the base (not shown) on which it is fixed.
  • the module 35 and the base are mounted rotatably on the means of movement in the pipe, made in the form of tracked means of movement.
  • the caterpillar moving means has two lower tracks connected to the platform and configured to fit the diameter of the pipeline, and an upper retractable track for spreading when moving along vertical sections.
  • Such a constructive implementation of the moving means allows for in-line diagnostics of horizontal, inclined and vertical sections of technological pipelines of various diameters.
  • the moving means has a rotation unit connected to the base and providing circular movement of the base and module 35 in the pipe.
  • Module 35 contains a sealed housing 1, on which two telescopic manipulators 2 are mounted on diametrically opposite sides.
  • a suspension 4 is mounted for rotation (Fig. 1 - 3), in which the first and second receiving and emitting acoustic blocks are mounted, made in the form of an electromagnetic-acoustic transducer (EMAT) 5.
  • EMAT electromagnetic-acoustic transducer
  • Manipulators 2 can be moved apart and folded using a common drive (not shown). Each manipulator 2 contains a spring 6, which allows you to compensate for the uneven distance from the housing 1 to the surface of the controlled object during the diagnostic examination. Due to this design of the manipulator 2 between the EMAT 5 and the surface of the pipeline, a working gap of 0 to 0.5 mm is provided.
  • the suspensions 4 comprise a trolley 7 with wheels 8.
  • the suspensions 4 are spring-loaded by means of the springs 6 of the manipulators 2, so that the wheels 8 are abutted on the inner surface of the pipe and allow the suspensions 4 to move along this surface in a direction perpendicular to the axis of the pipe.
  • the trolley 7 contains a bracket 9 with a hinge 10 and a frame 11.
  • the EMAT 5 is mounted on the frame 11 through the gasket 12, which allows you to adjust the size of the working gap between the EMAT 5 working surface and the surface of the controlled object.
  • the hole 28 of the hinge 10 is designed to install the rod of the manipulator 2.
  • the translational suspensions 4 are provided along the axis of these manipulators. Thanks to the hinge 10, to which the arm of the manipulator 2 is attached, it is possible to rotate the suspensions 4 around the point of their attachment to the manipulator 2 around three perpendicular axes to ensure rotation, tilt and swing. This design of the suspension 4 allows you to pass bumps in the pipe with a constant working clearance.
  • EMAT 5 contains a magnetic system including permanent magnets 15, for example, based on an Nd-Fe-B alloy, and two electromagnetic field transducers, which include two flat high-frequency inductors (not shown) located one above the other parallel to each other directly under the magnetic system.
  • One of the coils is spiral and provides for the excitation of transverse ultrasonic waves in the pipe in a direction perpendicular to the pipe surface, that is, in the direction normal to this surface, and the reception of these waves.
  • the second coil is a meander and provides excitation in the pipe of transverse ultrasonic waves propagating in a direction normal to the surface of the pipe with an acute angle, preferably 30 °, and receiving these waves.
  • an oblique entry channel is realized.
  • Magnets 15 are placed in the housing 16, and high-frequency coils are located on the substrate 17 one above the other and filled with a layer of polyurethane 21 with a thickness of 0.2 mm.
  • the first and second receiving-emitting acoustic blocks are formed, which have a common magnetic system and each of which contains a corresponding coil.
  • the housing 16 and the substrate 17 are interconnected by screws (not shown).
  • a sealing ring 20 is provided in the housing 16 to prevent moisture from entering the housing.
  • EMAT 5 also contains a cover 18 with a pressure lead 19 and cables 13 in a protective sheath with a pressure lead 14. The diameter of the EMAT working zone is 10 mm.
  • EMAP 5 performs both the functions of an emitter of ultrasonic waves and their receiver.
  • the above-described EMAT design in which two inductor coils are located one above the other with the formation of two receiving-emitting acoustic blocks with a common magnetic system, provides simultaneous excitation of the transverse ultrasonic waves by the indicated blocks at one point.
  • the magnetic system and coils of each of the blocks during operation are arranged in such a way that at least one cross section of the pipe passes through them. This ensures- This makes the device compact and allows the passage of bent sections of pipelines with large bending angles.
  • the substrate 17 comprises a window into which a plate 36 is glued as shown in FIG. 6.
  • the plate 36 is configured to transmit an electromagnetic field.
  • Plate 36 for example, may be made of ceramic.
  • part 37 of the power supply circuit of an optocoupler radiation source for example an LED
  • an optocoupler radiation source for example an LED
  • Each camera 3 contains a CCD module and a lens 25 mounted in a sealed explosion-proof housing 26, as shown in FIG. 5.
  • the CCD module converts the luminous flux from the monitored object into a television signal.
  • LED illuminators 27 are also installed in the housing 26, providing illumination of the controlled object.
  • the front of the housing 26 is closed by a removable cover 28, which provides light transmission to the input window of the lens and light from the illuminators 27.
  • the cover 28 is provided with a gasket 29, which ensures the tightness of the camera structure.
  • Connecting wires come out from the back of the housing 26, on which an output connector 30 for connecting the camera to power sources and a television signal receiver (not shown) is installed. Chambers 3 make it possible to control the guidance of EMAT 5 to the controlled area of the pipeline wall.
  • Pipe control tools work as follows. To carry out the control procedure, the module 35 is fixed on the base, which is installed on the means of movement, connecting it with a rotation unit, providing a circular movement of the module 35 on the inner surface of the pipeline.
  • the moving means with the module 35 for ultrasonic testing installed on them are loaded into the pipeline using standard devices through the loading points, the moving means are brought into working condition and placed in the control zone. Bringing these means into working condition includes turning the tracks under the required pipe diameter, raising the platform to the required height and pressing in the case of the upper track if necessary.
  • suspensions 4 are installed near the controlled object, setting the required gap between it and the EMAT 5 by extending the telescopic manipulators 2.
  • the air gap between the EMAT 5 and the controlled surface should be between 0 mm and 0.5 mm.
  • the moving means are first moved by a predetermined step along the axis of the pipeline, and then the module 35 is rotated one revolution along the surface of the pipeline in the direction perpendicular to the axis of the pipeline.
  • the module 35 is rotated one revolution along the surface of the pipeline in the direction perpendicular to the axis of the pipeline.
  • Step-by-step ring scanning is used for a more detailed study of areas with suspected defects that appeared during spiral scanning
  • the principle of operation of the EMAT 5 is illustrated in FIG. 7.
  • the drawing shows only the first, spiral, coil 33, but it should be noted that, in accordance with the present invention, EMAT 5 also contains a second, meander, coil located near the first coil in this way that these coils lie in parallel planes.
  • the EMAT 5 is fed to the controlled object 32, it is magnetized by the magnetic system 31.
  • An alternating current is supplied to the high-frequency spiral inductor 33 and it begins to generate oscillations, which leads to the excitation of elastic vibrations on the surface of the object 32 with a frequency equal to the current frequency, as well as the induction of high-frequency eddy currents in a controlled object 34. Since the interaction forces of eddy currents with a magnetic field are parallel to the surface, echnaya ultrasonic wave propagates (SH-wave) with linear polarization distributed in the direction of, a perpendicular wall of the pipe. The specified wave is reflected from the opposite wall of the pipe or from defects inside the wall.
  • the conversion of the reflected acoustic wave into a final electric signal occurs in the EMAT 5 coil due to the interaction of the permanent magnet field with a moving conductor, which is the surface of the test object.
  • alternating current is supplied to a second, meander, high-frequency inductor.
  • a transverse ultrasonic wave (SH wave) with linear polarization is propagated, propagating in the direction normal to the pipe wall, an acute angle, preferably 30 °.
  • the indicated wave is reflected from defects in the pipe wall, and the conversion of the reflected acoustic wave into a final electric signal is performed similarly to the corresponding transformation in the first coil.
  • the wave excited by the meander coil continues to propagate in the pipe, repeatedly reflected from its walls, and, accordingly, the coil does not fix it.
  • Ultrasonic waves propagating perpendicular to the pipe surface and at an angle to the normal to the pipe surface excite at the same time and at one point.
  • the nature the reflected signal is judged on the presence or absence of defects and their parameters.
  • changes in the amplitude of the waves during their propagation in the pipe wall and / or their propagation time in the pipe wall are determined, which allows monitoring the condition of the pipes and / or determining the thickness of the pipe walls,
  • the propagation time of the wave in the pipe body to the opposite pipe surface and vice versa is determined, which makes it possible to determine the pipe wall thickness and also the pipe surface state, that is, the presence of defects that reduce the pipe wall thickness.
  • the analysis of the signal in the channel of the inclined input along with the analysis of the signal in the channel of the direct input allows, firstly, to increase the reliability of determining defects in the pipe, and secondly, to obtain information about the type of detected defect.
  • the presence of a signal corresponding to the reflected wave in the inclined input channel in the absence of a signal corresponding to the wave reflected from the defect in the direct input channel may indicate the presence of stress-corrosion cracks.
  • a defect may not be detected.
  • the presence of both of these signals may indicate a volume defect in the pipe body.
  • the plate 36 acts as an explosion protection device.
  • the EMAT 5 is in tight contact with the pipe wall, mechanical damage to the chains of high-frequency inductors or rupture of these chains is possible. This can lead, in turn, to sparking and explosion if there is an explosive gas mixture in the pipeline.
  • the location of the plate 36 with the applied part 37 of the supply circuit The LED between the EMAT 5 and the magnetized region of the pipe, with this contact, first leads to a break in the specified supply circuit. In this case, the corresponding radiation ceases to arrive at the optocoupler photodetector, which in turn leads to the disconnection of the coil circuits, for example, the coil circuit 33, that is, to leading off their power supply in case of danger of mechanical circuit breakage.
  • This provides explosion protection of the proposed means for pipe control and the possibility of their safe use in explosive atmospheres.
  • the proposed means of pipe control allow you to measure the thickness of the pipes, as well as perform diagnostics of the technical condition of the material of the pipe body.
  • the device allows determining the loss of metal on the outer surface of the pipe, internal defects of the pipe body and measuring the decrease in the pipe wall thickness.

Abstract

Means for inspecting pipes are proposed which can be rotatably mounted on means of movement designed to be capable of traveling inside a pipe, and which comprise at least a first and a second acoustic receiving and emitting unit. The first of the aforesaid units is designed to be capable of exciting and receiving transverse ultrasonic waves propagated in a direction perpendicular to the surface of the pipe, and the second of the aforesaid units is designed to be capable of exciting and receiving transverse ultrasonic waves propagated in a direction that forms an acute angle with the normal to the surface of the pipe. The use of acoustic waves propagated in two directions to inspect pipes makes it possible to increase the reliability of detecting defects and also provides for the possibility of determining the type of defect detected.

Description

СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ ТРУБ, ПОДВИЖНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ И СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТРУБ  PIPE CONTROLS, MOBILE DEVICE FOR THEIR USE AND METHOD OF PIPE CONTROL
Область техники, к которой относится изобретение FIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к устройствам и способам для диагностики со стояния материалов и конструкций и может быть использовано при обследо вании технологических и магистральных трубопроводов. The invention relates to devices and methods for diagnosing the state of materials and structures and can be used in the examination of technological and trunk pipelines.
Уровень техники State of the art
Известно большое количество устройств для контроля трубопроводов, например диагностические снаряды, самоходные установки колесного или гусеничного типа и т.п. A large number of devices for monitoring pipelines are known, for example, diagnostic shells, self-propelled installations of a wheeled or tracked type, etc.
Из заявки на патент США 2005/0072237 известен диагностический сна- ряд, перемещаемый в контролируемом трубопроводе потоком транспорти- руемого продукта. Диагностический снаряд содержит измерительный модуль, имеющий акустическую приемно-излучающую систему, содержащую по меньшей мере один электромагнитно-акустический преобразователь (ЭМАП) и выполненную с возможностью установки на требуемом расстоянии от по- верхности контролируемого объекта для обеспечения постоянного акустиче- ского контакта.  From US patent application 2005/0072237, a diagnostic tool is known to be transported in a controlled pipeline by a stream of product being transported. The diagnostic projectile comprises a measuring module having an acoustic receiving-emitting system containing at least one electromagnetic-acoustic transducer (EMAT) and configured to be installed at the required distance from the surface of the monitored object to ensure constant acoustic contact.
Однако в силу ограниченной манёвренности этот диагностический снаряд не может быть использован для контроля сложных трубопроводных обвязок. Кроме того, для обеспечения достоверности и необходимой производитель- ности контроля труб большого диаметра требуется использовать большое количество электромагнитно-акустических преобразователей, что повышает стоимость данного устройства. Кроме того, данный снаряд способен выяв- лять только трещиноподобные дефекты, ориентированные вдоль трубы.  However, due to limited maneuverability, this diagnostic projectile cannot be used to control complex piping. In addition, to ensure the reliability and the required performance of control of large-diameter pipes, it is necessary to use a large number of electromagnetic-acoustic transducers, which increases the cost of this device. In addition, this projectile is capable of detecting only crack-like defects oriented along the pipe.
В заявке на патент США 2006/0164091 описано устройство для электро- магнитного контроля труб, устанавливаемое с возможностью вращения на средства перемещения в трубе, снабженные узлом вращения. Устройство содержит основание, которое соединено с узлом вращения средств переме- щения в трубе и на котором установлены средства намагничивания стенки трубы, выполненные в виде магнитных полюсов, расположенных на концах магнитопроницаемой штанги, закрепленной на основании. Кроме того, уст- ройство содержит массив преобразователей электромагнитного поля, также установленных на основании устройства на некотором расстоянии от средств намагничивания вдоль продольной оси трубы. Преобразователи электромаг- нитного поля выполнены в виде датчиков Холла. US Patent Application 2006/0164091 describes a device for electromagnetic pipe inspection mounted rotatably on means of movement in the pipe, equipped with a rotation unit. The device comprises a base, which is connected to the rotation unit of the means of movement in the pipe and on which the means for magnetizing the pipe wall are mounted, made in the form of magnetic poles located at the ends of the magnetically permeable rod fixed to the base. In addition, the device contains an array of electromagnetic field transducers, also installed on the base of the device at a distance from the magnetization means along the longitudinal axis of the pipe. Electromagnetic field converters are made in the form of Hall sensors.
Основание устройства выполнено в виде вала, который соединен с узлом вращения средств перемещения в трубе и расположен соосно с продольной осью трубы. Кроме того, штанга выполнена телескопической, что позволяет выполнять обследование труб различного диаметра. Однако разнесение датчиков и магнитов вдоль оси трубы, что необходимо для реализации тех- нологии электромагнитной диагностики, не позволяет создать компактное устройство, которое при прохождении по трубопроводу способно преодоле- вать участки, имеющие большой угол поворота. Кроме того, данное устрой- ство имеет низкую чувствительность к дефектам.  The base of the device is made in the form of a shaft, which is connected to the node of rotation of the means of movement in the pipe and is located coaxially with the longitudinal axis of the pipe. In addition, the rod is made telescopic, which allows inspection of pipes of various diameters. However, the spacing of sensors and magnets along the axis of the pipe, which is necessary for implementing the technology of electromagnetic diagnostics, does not allow creating a compact device that, when passing through the pipeline, can overcome sections with a large angle of rotation. In addition, this device has a low sensitivity to defects.
Наиболее близким аналогом предлагаемой полезной модели является патент РФ на полезную модель Ns 66547. В этом патенте раскрыты средства контроля труб, которые могут быть устанавлены с возможностью вращения на средствах перемещения, выполненных с возможностью перемещения в трубе, и содержащие приёмно-излучательные акустические блоки, каждый из которых выполнен с возможностью возбуждения поперечных ультразвуковых волн и их приёма.  The closest analogue of the proposed utility model is the RF patent for utility model Ns 66547. This patent discloses pipe monitoring means that can be mounted rotatably on moving means configured to move in the pipe and containing receiving and emitting acoustic blocks, each of which is made with the possibility of excitation of transverse ultrasonic waves and their reception.
В указанном патенте также раскрыто соответствующее подвижное уст- ройство для контроля труб, используемое совместно с упомянутыми средст- вами контроля.  The said patent also discloses a corresponding movable pipe inspection device used in conjunction with said monitoring devices.
В средствах контроля по патенту Ns 66547 для возбуждения и приёма акустической волны в исследуемом объекте применён электромагнитоаку- стический принцип, что позволяет, с одной стороны, увеличить достовер- ность контроля по сравнению с вышеописанными решениями, а с другой - благодаря единому прёмно-излучательному акустическому блоку - обеспе- чить необходимую компактность устройства и, следовательно, возможность контроля участков трубопроводов с большим углом поворота. In the monitoring tools according to patent Ns 66547, for the excitation and reception of an acoustic wave in the studied object, the electromagnetoacoustic principle is applied, which allows, on the one hand, to increase the reliability of the control in comparison with the solutions described above, and on the other - thanks to a single acoustic emission block - providing to read the necessary compactness of the device and, therefore, the ability to control sections of pipelines with a large angle of rotation.
Следует, однако, отметить, что дефекты труб в трубопроводах могут быть различных видов, иметь различную структуру, форму и размеры. Раз- личные виды дефектов имеют различные причины возникновения и различ- ное влияние на качество труб, поэтому классификация дефектов при контро- ле состояния труб имеет важное значение. С помощью средств по патенту Ne 66547 затруднительно определять вид дефекта, что делает проводимый анализ состояния труб ограниченным. Кроме того, некоторые виды дефек- тов, например стресс-корозийные трещины, не могут быть обнаружены этими средствами с достаточной надёжностью.  However, it should be noted that pipe defects in pipelines can be of various types, have different structures, shapes and sizes. Different types of defects have different causes and a different effect on the quality of pipes, therefore, the classification of defects when monitoring the condition of pipes is important. Using the means of patent Ne 66547, it is difficult to determine the type of defect, which makes the analysis of the condition of the pipes limited. In addition, some types of defects, for example stress-corrosion cracks, cannot be detected by these means with sufficient reliability.
Таким образом, очевидна потребность в дальнейшем совершенствова- нии средств контроля труб для увеличиения надёжности оценки состояния трубопроводов и обеспечения возможности определения вида дефектов. Следовательно, насущной задачей является разработка средств и способов контроля труб, которые бы могли решить обозначенные проблемы.  Thus, there is an obvious need for further improvement of pipe inspection tools to increase the reliability of assessing the condition of pipelines and to enable the determination of the type of defects. Therefore, the urgent task is to develop tools and methods for pipe control that could solve the problems identified.
Раскрытие изобретения Задачей настоящего изобретения является создание средств и способа контроля труб, которые позволяют с высокой точностью определять наличие дефектов как на наружной поверхности трубы, так в теле трубы, измерять тол- щину стенок трубопровода, а также обеспечивать возможность определения вида дефектов. При этом необходимо обеспечить подвижное устройство, с ко- торым могут быть использованы указанные средства. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a means and method for monitoring pipes that can accurately determine the presence of defects both on the outer surface of the pipe and in the body of the pipe, measure the thickness of the walls of the pipeline, and provide the ability to determine the type of defects. In this case, it is necessary to provide a mobile device with which the indicated means can be used.
Поставленная задача решена благодаря тому, что в средствах контро- ля труб, которые могут быть установлены с возможностью вращения на средствах перемещения, выполненных с возможностью перемещения в тру- бе, и которые содержат по меньшей мере первый и второй приёмно- излучательные акустические блоки, каждый из которых выполненен с воз- можностью возбуждения в трубе поперечных ультразвуковых волн и их приёма, по меньшей мере первый из указанных блоков выполнен с возмож- ностью возбуждения и приёма поперечных ультразвуковых волн, распро- страняемых в перпендикулярном к поверхности трубы направлении, а по меньшей мере второй из указанных блоков выполнен с возможностью возбу- ждения и приёма поперечных ультразвуковых волн, распространяемых в на- правлении, составляющим с нормалью к поверхности трубы острый угол. The problem is solved due to the fact that in the means of pipe control, which can be mounted rotatably on the means of movement, made with the possibility of movement in the pipe, and which contain at least the first and second receiving and emitting acoustic blocks, each of which is made with the possibility of excitation of transverse ultrasonic waves in the pipe and their reception, at least the first of these blocks is made with the possibility of excitation and reception of transverse ultrasonic waves, propagated wandering in the direction perpendicular to the pipe surface, and at least the second of these blocks is made with the possibility of excitation and reception of transverse ultrasonic waves propagating in the direction, which is an acute angle with the normal to the pipe surface.
Таким образом в указанных средствах используют два канала, а имен- но каналы прямого ввода, в котором возбуждают ультразвуковые волны в перпендикулярном к поверхности трубы направлении, и наклонного ввода, в котором возбуждают ультразвуковые волны по острым углом к нормали к поверхности трубы. Анализ сигналов, связанных с каждым из каналов, по- зволяет, во-первых увеличить достоверность анализа за счёт выявления дефектов, которые могут не быть обнаружены при использовании только од- ного канала, а во-вторых, определить тип дефектов, например трещинопо- добный дефект или язвенная коррозия.  Thus, these channels use two channels, namely direct input channels, in which ultrasonic waves are excited in a direction perpendicular to the pipe surface, and an inclined input, in which ultrasonic waves are excited at an acute angle to the normal to the pipe surface. The analysis of signals associated with each channel allows, firstly, to increase the reliability of the analysis by identifying defects that may not be detected using only one channel, and secondly, to determine the type of defects, for example, crack-like defect or ulcerative corrosion.
Указанные первый и второй блоки обычно содержат общие средства намагничивания области стенки трубы, а каждый из указанных блоков со- держит преобразователь электромагнитного поля.  Said first and second blocks usually contain common means of magnetization of the pipe wall region, and each of these blocks contains an electromagnetic field transducer.
Средства контроля труб предпочтительно содержат основание, на ко- тором установлены указанные блоки.  The pipe inspection means preferably comprise a base on which said units are mounted.
Указанные блоки целесообразно выполнить с возможностью одновре- менного возбуждения поперечных ультразвуковых волн в одной точке.  It is advisable to carry out these blocks with the possibility of simultaneous excitation of transverse ultrasonic waves at one point.
Указанный острый угол в предпочтительном варианте реализации со- ставляет 30°.  Said acute angle in a preferred embodiment is 30 °.
По меньшей мере первый и/или второй из указанных блоков как пра- вило выполнен с возможностью возбуждения и приёма поперечных ультра- звуковых волн с линейной поляризацией.  At least the first and / or second of these blocks are generally configured to excite and receive transverse linearly polarized ultrasonic waves.
Средства намагничивания области стенки трубы и преобразователи электромагнитного поля каждого из блоков при работе предпочтительно рас- положены таким образом, что через них проходит по меньшей мере одно по- перечное сечение трубы.  The means of magnetization of the pipe wall region and the electromagnetic field transducers of each of the blocks during operation are preferably arranged in such a way that at least one transverse section of the pipe passes through them.
Обычно преобразователь электромагнитного поля содержит катушку индуктивности.  Typically, an electromagnetic field transducer comprises an inductor.
Средства контроля труб могут содержать по меньшей мере одно уст- ройство взрывозащиты, которое предпочтительно содержит оптопару и пла- стину, которая при работе расположена между одним из указанных блоков и соответствующей областью стенки трубы и на которую нанесена по меньшей мере часть питающей цепи источника излучения оптопары таким образом, что разрыв указанной цепи приводит к прекращению работы соответствую- щего преобразователя электромагнитного поля. The pipe monitoring means may comprise at least one explosion protection device, which preferably comprises an optocoupler and a plasma a plate, which during operation is located between one of the indicated blocks and the corresponding region of the pipe wall and on which at least a part of the supply circuit of the optocoupler radiation source is applied in such a way that rupture of this circuit leads to the termination of operation of the corresponding electromagnetic field transducer.
Указанная пластина обычно выполнена с возможностью пропускания электромагнитного поля и, например, моржет быть выполнена керамической.  The specified plate is usually made with the possibility of transmission of an electromagnetic field and, for example, the morgue can be made ceramic.
Средства контроля труб обычно содержат средства визуального кон- троля стенок труб.  Pipe controls typically include means for visually inspecting the walls of the pipes.
Средства контроля труб как правило содержат по меньшей мере один узел подвеса приёмно-излучательного акустического блока, соединенный с основанием посредством манипулятора, который предпочтительно выполнен телескоп ическим .  The pipe monitoring means typically comprise at least one suspension unit of the receiving-emitting acoustic unit connected to the base by means of a manipulator, which is preferably made telescopic.
Узел подвеса может быть соединен с манипулятором с возможностью вращения вокруг трех перпендикулярных осей.  The suspension unit can be connected to the manipulator with the possibility of rotation around three perpendicular axes.
Указанная задача также решена посредством того, что в подвижном устройстве для контроля труб, содержащем средства перемещения, выпол- ненные с возможностью перемещения в трубе, и средства контроля труб, ус- тановленные с возможностью вращения на средствах перемещения и со- держащие по меньшей мере первый и второй приёмно-излучательные аку- стические блоки, каждый из которых выполнен с возможностью возбуждения в трубе поперечных ультразвуковых волн и их приёма, по меньшей мере первый из указанных блоков выполнен с возможностью возбуждения и приё- ма поперечных ультразвуковых волн, распространяемых в перпендикуляр- ном к поверхности трубы направлении, а по меньшей мере второй из указан- ных блоков выполнен с возможностью возбуждения и приёма поперечных ультразвуковых волн, распространяемых в направлении, составляющим с нормалью к поверхности трубы острый угол.  This problem is also solved by the fact that in a movable device for monitoring pipes containing means of movement, made with the possibility of movement in the pipe, and means of control of pipes mounted with the possibility of rotation on the means of movement and containing at least the first and a second receiving and emitting acoustic blocks, each of which is made with the possibility of excitation of transverse ultrasonic waves in the tube and their reception, at least the first of these blocks is made with the possibility of excitation and receiving transverse ultrasonic waves propagating in a direction perpendicular to the pipe surface, and at least the second of said blocks is configured to excite and receive transverse ultrasonic waves propagating in a direction which is an acute angle with the normal to the pipe surface .
Поставленная задача также решена благодаря тому, что в способе контроля труб, включающем возбуждение в стенке трубы поперечных ульт- развуковых волн; приём указанных волн; определение изменений амплитуды указанных волн при их распространении в стенке трубы и/или времени их распространения в стенке трубы для контроля состояния труб и/или опреде- ления толщины стенок труб, возбуждение и приём указанных поперечных ультразвуковых волн включают соответственно возбуждение и приём первых поперечных ультразвуковых волн, распространяемых в перпендикулярном к поверхности трубы направлении, и возбуждение и приём вторых поперечных ультразвуковых волн, распространяемых в направлении, составляющим с нормалью к поверхности трубы острый угол, а указанное определение изме- нений амплитуды и/или времени распространения включает определение изменений амплитуды указанных первых и вторых волн при их распростра- нении в стенке трубы и/или времени их распространения в стенке трубы. The problem is also solved due to the fact that in the method of pipe control, including the excitation of transverse ultrasonic waves in the pipe wall; reception of these waves; determination of changes in the amplitude of these waves during their propagation in the pipe wall and / or their propagation time in the pipe wall to monitor the condition of the pipes and / or determine the thicknesses of the walls of the pipes, the excitation and reception of the indicated transverse ultrasonic waves include, respectively, the excitation and reception of the first transverse ultrasonic waves propagating in a direction perpendicular to the pipe surface, and the excitation and reception of the second transverse ultrasonic waves propagating in the direction normal to the pipe surface angle, and said determination of changes in amplitude and / or propagation time includes determining changes in amplitude of said first and second n nenii at their propagation through the pipe wall and / or the time of propagation through the pipe wall.
Предпочтительно указанный острый угол устанавливают равным 30°. Preferably, said acute angle is set to 30 °.
Указанные первые и/или вторые волны обычно линейно поляризуют.These first and / or second waves are usually linearly polarized.
Возбуждение и приём указанных первых и вторых волн как правило осуществляют посредством по меньшей мере первого и второго приёмно- излучательных акустических блоков соответственно, которые расположены с рабочим зазором по отношению к стенке трубы и имеют общие средства на- магничивания области стенки трубы и каждый из которых содержит преобра- зователь электромагнитного поля. The excitation and reception of these first and second waves are usually carried out by means of at least the first and second receiving-emitting acoustic blocks, respectively, which are located with a working gap relative to the pipe wall and have common means of magnetizing the pipe wall region and each of which contains electromagnetic field converter.
Величина указанного рабочего зазора может составлять от 0 до 0,5 мм.  The value of the specified working clearance may be from 0 to 0.5 mm.
Способ может дополнительно включать определение длительности реверберационно-шумовой характеристики первых волн, причём при увели- чении указанной длительности определяют увеличение рабочего зазора, а при её уменьшении определяют уменьшение рабочего зазора.  The method may further include determining the duration of the reverberation-noise characteristic of the first waves, moreover, with an increase in the specified duration, an increase in the working gap is determined, and when it is reduced, a decrease in the working gap is determined.
Краткое описание чертежей Brief Description of the Drawings
Ниже приведено подробное описание варианта осуществления изобре- тения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых: The following is a detailed description of an embodiment of the invention with reference to the accompanying drawings, in which:
фиг. 1 изображает вид спереди средств контроля труб;  FIG. 1 is a front view of pipe controls;
фиг. 2 изображает вид сбоку подвеса приёмно-излучательных акустиче- ских блоков; фиг. 3 изображает вид снизу подвеса приёмно-излучательных акустиче- ских блоков; FIG. 2 depicts a side view of a suspension of receiving and emitting acoustic blocks; FIG. 3 shows a bottom view of the suspension of the receiving-emitting acoustic blocks;
фиг. 4 изображает вид сбоку в разрезе электромагнитно-акустического преобразователя;  FIG. 4 is a sectional side view of an electromagnetic acoustic transducer;
фиг. 5 изображает вид сбоку в разрезе телевизионной камеры;  FIG. 5 is a sectional side view of a television camera;
фиг. 6 изображает пластину с нанесённой на неё частью питающей цепи источника излучения оптопары;  FIG. 6 shows a plate with a part of the supply circuit of an optocoupler radiation source applied to it;
фиг. 7 иллюстрирует принцип работы электромагнитно-акустического преобразователя.  FIG. 7 illustrates the principle of operation of an electromagnetic-acoustic transducer.
Осуществление изобретения The implementation of the invention
Предлагаемые средства контроля труб содержат модуль 35 ультразвуко- вого контроля, представленный на фиг. 1 , и основание (не показано), на ко- тором он закреплён. Модуль 35 и основание установлены с возможностью вращения на средствах перемещения в трубе, выполненных в виде гусенич- ных средств перемещения. The proposed pipe monitoring means comprise an ultrasonic monitoring module 35 shown in FIG. 1, and the base (not shown) on which it is fixed. The module 35 and the base are mounted rotatably on the means of movement in the pipe, made in the form of tracked means of movement.
Гусеничное средство перемещения имеет два нижних трака, присоеди- нённых к платформе и выполненных с возможностью настройки под диаметр трубопровода, и верхний выдвижной трак для распора при движении по вер- тикальным участкам. Такое конструктивное выполнение средства перемеще- ния позволяет осуществлять внутритрубную диагностику горизонтальных, наклонных и вертикальных участков технологических трубопроводов различ- ного диаметра. Кроме того, средство перемещения имеет узел вращения, соединенный с основанием и обеспечивающий круговое перемещение осно- вания и модуля 35 в трубе.  The caterpillar moving means has two lower tracks connected to the platform and configured to fit the diameter of the pipeline, and an upper retractable track for spreading when moving along vertical sections. Such a constructive implementation of the moving means allows for in-line diagnostics of horizontal, inclined and vertical sections of technological pipelines of various diameters. In addition, the moving means has a rotation unit connected to the base and providing circular movement of the base and module 35 in the pipe.
Модуль 35 содержит герметичный корпус 1 , на котором с диаметрально противоположных сторон установлены два телескопических манипулятора 2.  Module 35 contains a sealed housing 1, on which two telescopic manipulators 2 are mounted on diametrically opposite sides.
На конце каждого манипулятора 2 установлен с возможностью вращения подвес 4 (фиг. 1 - 3), в котором закреплены первый и второй приёмно- излучательные акустические блоки, выполненные в виде электромагнитно- акустического преобразователя (ЭМАП) 5. Выполнение манипуляторов 2 те- лескопическими позволяет устанавливать подвесы 4 на поверхность контро- лируемого трубопровода и обеспечивать постоянный акустический контакт ЭМАП и поверхности трубы при диагностики труб разного диаметра, а также в случае овальности контролируемого трубопровода. At the end of each manipulator 2, a suspension 4 is mounted for rotation (Fig. 1 - 3), in which the first and second receiving and emitting acoustic blocks are mounted, made in the form of an electromagnetic-acoustic transducer (EMAT) 5. The implementation of the 2 telescopic manipulators allows install 4 suspensions on the surface of the lining the pipeline and ensure constant acoustic contact of the EMAT and the pipe surface during the diagnosis of pipes of different diameters, as well as in the case of ovality of the controlled pipeline.
Манипуляторы 2 можно раздвигать и складывать при помощи общего при- вода (не показан). Каждый манипулятор 2 содержит пружину 6, позволяющую компенсировать неравномерность расстояния от корпуса 1 до поверхности контролируемого объекта при проведении диагностического обследования. Благодаря такой конструкции манипулятора 2 между ЭМАП 5 и поверхностью трубопровода обеспечен рабочий зазор от 0 до 0,5 мм.  Manipulators 2 can be moved apart and folded using a common drive (not shown). Each manipulator 2 contains a spring 6, which allows you to compensate for the uneven distance from the housing 1 to the surface of the controlled object during the diagnostic examination. Due to this design of the manipulator 2 between the EMAT 5 and the surface of the pipeline, a working gap of 0 to 0.5 mm is provided.
Подвесы 4 содержат тележку 7 с колесами 8. Подвесы 4 подпружинены посредством пружин 6 манипуляторов 2, так что колеса 8 упёрты во внутрен- нюю поверхность трубы и обеспечивают перемещение подвесов 4 по этой поверхности в направлении, перпендикулярном оси трубы.  The suspensions 4 comprise a trolley 7 with wheels 8. The suspensions 4 are spring-loaded by means of the springs 6 of the manipulators 2, so that the wheels 8 are abutted on the inner surface of the pipe and allow the suspensions 4 to move along this surface in a direction perpendicular to the axis of the pipe.
Тележка 7 содержит кронштейн 9 с шарниром 10 и раму 11. ЭМАП 5 за- креплён на раме 11 через прокладку 12, что позволяет регулировать величи- ну рабочего зазора между рабочей поверхностью ЭМАП 5 и поверхностью контролируемого объекта. Отверстие 28 шарнира 10 предназначено для ус- тановки штанги манипулятора 2.  The trolley 7 contains a bracket 9 with a hinge 10 and a frame 11. The EMAT 5 is mounted on the frame 11 through the gasket 12, which allows you to adjust the size of the working gap between the EMAT 5 working surface and the surface of the controlled object. The hole 28 of the hinge 10 is designed to install the rod of the manipulator 2.
Благодаря тому, что манипуляторы 2 выполнены телескопическими, обеспечено поступательное перемещение подвесов 4 вдоль оси этих мани- пуляторов. Благодаря шарниру 10, к которому прикреплена штанга манипу- лятора 2, обеспечена возможность вращения подвесов 4 вокруг точки их кре- пления к манипулятору 2 вокруг трёх перпендикулярных осей с обеспечени- ем поворота, наклона и качания. Такая конструкция подвеса 4 позволяет проходить неровности в трубе при постоянном рабочем зазоре. Кабели 13 каждого подвеса 4, показанные на фиг. 1 , проведены в корпус 1 через гер- мовводы 14 и подключены к электронным узлам (не показаны), расположен- ным в корпусе 1 и обеспечивающим работу ЭМАП 5, управление приводом выдвижения манипуляторов 2 и обзорными камерами 3, установленными в корпусе 1 и предназначенными для осуществления контроля за наведением ЭМАП 5 на контролируемую область стенки трубопровода, как более под- робно описано ниже. Как показано на фиг. 4, ЭМАП 5 содержит магнитную систему, включаю- щую постоянные магниты 15, например на основе сплава Nd-Fe-B, и два преобразователя электромагнитного поля, которые включают две плоские высокочастотные катушки индуктивности (не показаны), расположенные одна над другой параллельно друг другу непосредственно под магнитной систе- мой. Одна из катушек является спиральной и обеспечивает возбуждение в трубе поперечных ультразвуковых волн в направлении, перпендикулярном к поверхности трубы, то есть в направлении по нормали к этой поверхности, и приём указанных волн. Таким образом, посредством спиральной катушки реализован канал прямого ввода. Вторая катушка является меандровой и обеспечивает возбуждение в трубе поперечных ультразвуковых волн, рас- пространяемых в направлении, составляющим с нормалью к поверхности трубы острый угол, предпочтительно 30°, и приём указанных волн. Таким об- разом, посредством меандровой катушки реализован канал наклонного вво- да. Магниты 15 размещены в корпусе 16, а высокочастотные катушки распо- ложены на подложке 17 одна над другой и залиты слоем 21 полиуретана толщиной 0,2 мм. Таким образом сформированы первый и второй приёмно- излучательные акустические блоки, которые имеют общую магнитную систе- му и каждый из которых содержит соответствующую катушку. Корпус 16 и подложка 17 соединены между собой посредством винтов (не показаны). В корпусе 16 предусмотрено уплотнительное кольцо 20, предотвращающее попадание в этот корпус влаги. ЭМАП 5 также содержит крышку 18 с гермов- водом 19 и кабели 13 в защитной оболочке с гермовводом 14. Диаметр рабо- чей зоны ЭМАП составляет 10 мм. Due to the fact that the manipulators 2 are made telescopic, the translational suspensions 4 are provided along the axis of these manipulators. Thanks to the hinge 10, to which the arm of the manipulator 2 is attached, it is possible to rotate the suspensions 4 around the point of their attachment to the manipulator 2 around three perpendicular axes to ensure rotation, tilt and swing. This design of the suspension 4 allows you to pass bumps in the pipe with a constant working clearance. The cables 13 of each suspension 4 shown in FIG. 1, are led into the housing 1 through the pressure glands 14 and connected to electronic components (not shown) located in the housing 1 and providing EMAP 5 operation, control of the extension drive of the manipulators 2 and survey cameras 3 installed in the housing 1 and designed for monitoring the guidance of EMAT 5 on the controlled area of the pipeline wall, as described in more detail below. As shown in FIG. 4, EMAT 5 contains a magnetic system including permanent magnets 15, for example, based on an Nd-Fe-B alloy, and two electromagnetic field transducers, which include two flat high-frequency inductors (not shown) located one above the other parallel to each other directly under the magnetic system. One of the coils is spiral and provides for the excitation of transverse ultrasonic waves in the pipe in a direction perpendicular to the pipe surface, that is, in the direction normal to this surface, and the reception of these waves. Thus, by means of a spiral coil, a direct input channel is realized. The second coil is a meander and provides excitation in the pipe of transverse ultrasonic waves propagating in a direction normal to the surface of the pipe with an acute angle, preferably 30 °, and receiving these waves. Thus, by means of a meander coil, an oblique entry channel is realized. Magnets 15 are placed in the housing 16, and high-frequency coils are located on the substrate 17 one above the other and filled with a layer of polyurethane 21 with a thickness of 0.2 mm. Thus, the first and second receiving-emitting acoustic blocks are formed, which have a common magnetic system and each of which contains a corresponding coil. The housing 16 and the substrate 17 are interconnected by screws (not shown). A sealing ring 20 is provided in the housing 16 to prevent moisture from entering the housing. EMAT 5 also contains a cover 18 with a pressure lead 19 and cables 13 in a protective sheath with a pressure lead 14. The diameter of the EMAT working zone is 10 mm.
ЭМАП 5 выполняет как функции излучателя ультразвуковых волн, так и их приемника. При этом вышеописанная конструкция ЭМАП, в которой две катушки индуктивности расположены друг над другом с образованием двух приёмно-излучательных акустических блоков с общей магнитной системой, обеспечивает одновременное возбуждение указанными блоками поперечных ультразвуковых волн в одной точке. Кроме того, магнитная система и катуш- ки каждого из блоков при работе расположены таким образом, что через них проходит по меньшей мере одно поперечное сечение трубы. Это обеспечи- вает компактность устройства и возможность прохождения изогнутых участ- ков трубопроводов с большими углами изгиба. EMAP 5 performs both the functions of an emitter of ultrasonic waves and their receiver. Moreover, the above-described EMAT design, in which two inductor coils are located one above the other with the formation of two receiving-emitting acoustic blocks with a common magnetic system, provides simultaneous excitation of the transverse ultrasonic waves by the indicated blocks at one point. In addition, the magnetic system and coils of each of the blocks during operation are arranged in such a way that at least one cross section of the pipe passes through them. This ensures- This makes the device compact and allows the passage of bent sections of pipelines with large bending angles.
Подложка 17 содержит окно, в которое вклеена пластина 36, изображён- ная на фиг. 6. Пластина 36 выполнена с возможностью пропускания элек- тромагнитного поля. Пластина 36, например, может быть выполнена из ке- рамики.  The substrate 17 comprises a window into which a plate 36 is glued as shown in FIG. 6. The plate 36 is configured to transmit an electromagnetic field. Plate 36, for example, may be made of ceramic.
На пластину 36 в виде змейки напылена или нанесена иным способом часть 37 питающей цепи источника излучения оптопары, например свето- диода. При разрыве указанной цепи на фотоприёмник оптопары перестаёт поступать соответствующее излучение со светодиода, что в свою очередь приводит к прекращению подачи импульсов на высокочастотные катушки ин- дуктивности ЭМАП 5.  On the plate 36 in the form of a snake, part 37 of the power supply circuit of an optocoupler radiation source, for example an LED, is sprayed or otherwise applied. When this circuit breaks, the corresponding radiation from the LED ceases to arrive at the optocoupler photodetector, which in turn leads to the termination of the supply of pulses to the high-frequency inductance coils of the EMAT 5.
В гнёздах 23 корпуса 1 установлены две обзорные камеры 3, закреплён- ные при помощи уплотнительных прокладок 24 (фиг. 1). Каждая камера 3 со- держит ПЗС-модуль и объектив 25, установленный в герметичном взрывоза- щищённом корпусе 26, как показано на фиг. 5. ПЗС-модуль обеспечивает преобразование светового потока от контролируемого объекта в телевизион- ный сигнал. В корпусе 26 также установлены светодиодные осветители 27, обеспечивающие освещение контролируемого объекта. Передняя часть кор- пуса 26 закрыта съёмной крышкой 28, которая обеспечивает пропускание света к входному окну объектива и света от осветителей 27. Крышка 28 снабжена прокладкой 29, которая обеспечивает герметичность конструкции камеры. Из задней части корпуса 26 выходят соединительные провода, на которых устанавлен выходной разъём 30 для подключения камеры к источ- никам питания и приёмнику телевизионного сигнала (не показаны). Камеры 3 позволяют осуществлять контроль за наведением ЭМАП 5 на контролируе- мую область стенки трубопровода.  Two viewing chambers 3 are mounted in slots 23 of the housing 1, fixed by means of sealing gaskets 24 (Fig. 1). Each camera 3 contains a CCD module and a lens 25 mounted in a sealed explosion-proof housing 26, as shown in FIG. 5. The CCD module converts the luminous flux from the monitored object into a television signal. LED illuminators 27 are also installed in the housing 26, providing illumination of the controlled object. The front of the housing 26 is closed by a removable cover 28, which provides light transmission to the input window of the lens and light from the illuminators 27. The cover 28 is provided with a gasket 29, which ensures the tightness of the camera structure. Connecting wires come out from the back of the housing 26, on which an output connector 30 for connecting the camera to power sources and a television signal receiver (not shown) is installed. Chambers 3 make it possible to control the guidance of EMAT 5 to the controlled area of the pipeline wall.
Средства контроля труб работают следующим образом. Для проведения процедуры контроля модуль 35 закрепляют на основании, которое устанав- ливают на средствах перемещения, соединяя его с узлом вращения, обеспе- чивающим круговое перемещение модуля 35 по внутренней поверхности трубопровода.  Pipe control tools work as follows. To carry out the control procedure, the module 35 is fixed on the base, which is installed on the means of movement, connecting it with a rotation unit, providing a circular movement of the module 35 on the inner surface of the pipeline.
Возможны два варианта проведения контроля состояния трубы: - сплошное спиральное сканирование с заданным шагом, обеспечиваемое равномерным передвижением средств перемещения в трубопроводе и одно- временным круговым перемещением Э АП 5 по внутренней поверхности тру- бопровода в направлении, перпендикулярном его оси; There are two options for monitoring the condition of the pipe: - continuous spiral scanning with a given step, provided by uniform movement of the means of movement in the pipeline and simultaneous circular movement of the EA 5 on the inner surface of the pipeline in a direction perpendicular to its axis;
- поэтапное кольцевое сканирование сечения трубопровода с периоди- ческим перемещением средств перемещения на заданный шаг и последую- щим круговым перемещением ЭМАП 5 по внутренней поверхности трубопро- вода в направлении, перпендикулярном его оси.  - stage-by-stage ring scanning of the pipeline section with the periodic movement of the means of transportation by a given step and the subsequent circular movement of the EMAT 5 along the inner surface of the pipeline in the direction perpendicular to its axis.
До начала процедуры контроля средства перемещения с установленным на них модулем 35 для ультразвукового контроля загружают в трубопровод с помощью штатных приспособлений через места загрузки, приводят средства перемещения в рабочее состояние и располагают его в зоне контроля. При- ведение указанных средств в рабочее состояние включает разворот траков под требуемый диаметр трубы, подъем платформы до требуемой высоты и прижим в случае необходимости верхнего трака.  Prior to the control procedure, the moving means with the module 35 for ultrasonic testing installed on them are loaded into the pipeline using standard devices through the loading points, the moving means are brought into working condition and placed in the control zone. Bringing these means into working condition includes turning the tracks under the required pipe diameter, raising the platform to the required height and pressing in the case of the upper track if necessary.
После этого проводят визуальный осмотр места контроля с помощью об- зорных камер 3. Далее устанавливают подвесы 4 вблизи контролируемого объекта, выставляя требуемый зазор между ним и ЭМАП 5 путем выдвиже- ния телескопических манипуляторов 2. Для обеспечения устойчивой работы ЭМАП 5 величина воздушного зазора между ЭМАП 5 и контролируемой по- верхностью должна составлять от 0 мм до 0,5 мм.  After that, a visual inspection of the control place is carried out using the viewing cameras 3. Next, suspensions 4 are installed near the controlled object, setting the required gap between it and the EMAT 5 by extending the telescopic manipulators 2. To ensure stable operation of the EMAT 5, the air gap between the EMAT 5 and the controlled surface should be between 0 mm and 0.5 mm.
В случае спирального сканирования тела трубы производят поступатель- ное перемещения средств перемещения вдоль продольной оси трубы и вра- щение модуля 35. Во время такого перемещения ЭМАП 5 осуществляют воз- буждение и прием ультразвуковых колебаний.  In the case of a spiral scan of the pipe body, translational movement of the means of movement along the longitudinal axis of the pipe and rotation of the module 35 are performed. During such a movement, the EMAT 5 excites and receives ultrasonic vibrations.
При кольцевом сканировании сначала перемещают средства перемеще- ния на заданный шаг вдоль оси трубопровода, после чего поворачивают мо- дуль 35 на один оборот по поверхности трубопровода в направлении, пере- пендикулярном оси трубопровода. При повороте ЭМАП 5 возбуждает и при- нимает ультразвуковые колебания.  In a circular scan, the moving means are first moved by a predetermined step along the axis of the pipeline, and then the module 35 is rotated one revolution along the surface of the pipeline in the direction perpendicular to the axis of the pipeline. When turning EMAT 5 excites and receives ultrasonic vibrations.
Поэтапное кольцевое сканирование используют для более детального исследования участков с подозрением на дефекты, появившемся при спи- ральном сканировании Принцип работы ЭМАП 5 проиллюстрирован на фиг. 7. Для наглядно- сти на чертеже показана только первая, спиральная, катушка 33, но следует отметить, что, в соответствии с настоящим изобретением, ЭМАП 5 также со- держит вторую, меандровую, катушку, расположенную вблизи первой катуш- ки таким образом, что указанные катушки лежат в параллельных плоскостях. Когда ЭМАП 5 подводят к контролируемому объекту 32, происходит его на- магничивание под действием магнитной системы 31. На высокочастотную спиральную катушку 33 индуктивности подают переменный ток, и она начи- нает вырабатывать колебания, что приводит к возбуждению упругих колеба- ний на поверхности объекта 32 с частотой, равной частоте тока, а также ин- дуцированию в контролируемом объекте высокочастотных вихревых токов 34. Так как силы взаимодействия вихревых токов с магнитным полем парал- лельны поверхности, в стенке трубы возбуждается поперечная ультразвуко- вая волна (SH-волна) с линейной поляризацией, распространяемая в на- правлении, перепендикулярном стенке трубы. Указанная волна отражается от противоположной стенки трубы или от дефектов внутри стенки. Преобра- зование отражённой акустической волны в конечный электрический сигнал происходит в катушке ЭМАП 5 за счет взаимодействия поля постоянного магнита с движущимся проводником, которым является поверхность объекта контроля. Аналогично, подают переменный ток на вторую, меандровую, вы- сокочастотную катушку индуктивности. Здесь имеют место те же процессы, что и в случае спиральной катушки, но благодаря меандровой конфигурации этой катушки обеспечено возбуждение поперечной ультразвуковой волны (SH-волны) с линейной поляризацией, распространяемой в направлении, со- ставляющем с нормалью к стенке трубы острый угол, предпочтительно 30°. Указанная волна отражается от дефектов в стенке трубы, а преобразование отражённой акустической волны в конечный электрический сигнал выполня- ют аналогично соответствующему преобразованию в первой катушке. При отсутствии дефектов волна, возбуждённая с помощью меандровой катушки, продолжает распространение в трубе, многократно отражаясь от её стенок, и, соответственно, катушка её не фиксирует. Ультразвуковые волны, распро- страняемые перпендикулярно к поверхности трубы и под углом к нормали к поверхности трубы, возбуждают одновременно и в одной точке. По характеру отраженного сигнала судят о наличии или отсутствии дефектов и их пара- метрах. В частности, определяют изменения амплитуды волн при их распро- странении в стенке трубы и/или времени их распространения в стенке трубы, что позволяет проводить контроль состояния труб и/или определять толщину стенок труб, Step-by-step ring scanning is used for a more detailed study of areas with suspected defects that appeared during spiral scanning The principle of operation of the EMAT 5 is illustrated in FIG. 7. For clarity, the drawing shows only the first, spiral, coil 33, but it should be noted that, in accordance with the present invention, EMAT 5 also contains a second, meander, coil located near the first coil in this way that these coils lie in parallel planes. When the EMAT 5 is fed to the controlled object 32, it is magnetized by the magnetic system 31. An alternating current is supplied to the high-frequency spiral inductor 33 and it begins to generate oscillations, which leads to the excitation of elastic vibrations on the surface of the object 32 with a frequency equal to the current frequency, as well as the induction of high-frequency eddy currents in a controlled object 34. Since the interaction forces of eddy currents with a magnetic field are parallel to the surface, echnaya ultrasonic wave propagates (SH-wave) with linear polarization distributed in the direction of, a perpendicular wall of the pipe. The specified wave is reflected from the opposite wall of the pipe or from defects inside the wall. The conversion of the reflected acoustic wave into a final electric signal occurs in the EMAT 5 coil due to the interaction of the permanent magnet field with a moving conductor, which is the surface of the test object. Similarly, alternating current is supplied to a second, meander, high-frequency inductor. Here the same processes as in the case of a spiral coil take place, but due to the meander configuration of this coil, a transverse ultrasonic wave (SH wave) with linear polarization is propagated, propagating in the direction normal to the pipe wall, an acute angle, preferably 30 °. The indicated wave is reflected from defects in the pipe wall, and the conversion of the reflected acoustic wave into a final electric signal is performed similarly to the corresponding transformation in the first coil. In the absence of defects, the wave excited by the meander coil continues to propagate in the pipe, repeatedly reflected from its walls, and, accordingly, the coil does not fix it. Ultrasonic waves propagating perpendicular to the pipe surface and at an angle to the normal to the pipe surface excite at the same time and at one point. The nature the reflected signal is judged on the presence or absence of defects and their parameters. In particular, changes in the amplitude of the waves during their propagation in the pipe wall and / or their propagation time in the pipe wall are determined, which allows monitoring the condition of the pipes and / or determining the thickness of the pipe walls,
Так, в канале прямого ввода определяют время распространения волны в теле трубы до противоположной поверхности трубы и обратно, что позво- ляет определить толщину стенки трубы, а также состояние поверхности тру- бы, то есть наличие дефектов, уменьшающих толщину стенки трубы. Также посредством анализа сигнала в канале прямого ввода можно контролировать величину рабочего зазора. Для этого определяют длительность ревербера- ционно-шумовой характеристики волн в этом канале, при этом увеличение указанной длительности свидетельствует об увеличении рабочего зазора, а её уменьшение свидетельствует об уменьшении рабочего зазора.  So, in the direct input channel, the propagation time of the wave in the pipe body to the opposite pipe surface and vice versa is determined, which makes it possible to determine the pipe wall thickness and also the pipe surface state, that is, the presence of defects that reduce the pipe wall thickness. Also, by analyzing the signal in the direct input channel, you can control the size of the working gap. For this, the duration of the reverberation-noise characteristic of the waves in this channel is determined, while an increase in the indicated duration indicates an increase in the working gap, and its decrease indicates a decrease in the working gap.
Анализ сигнала в канале наклонного ввода наряду с анализом сигнала в канале прямого ввода позволяет, во-первых, увеличить надёжность опреде- ления дефектов в трубе, а во-вторых, получить информацию о виде обнару- женного дефекта.  The analysis of the signal in the channel of the inclined input along with the analysis of the signal in the channel of the direct input allows, firstly, to increase the reliability of determining defects in the pipe, and secondly, to obtain information about the type of detected defect.
Например, наличие сигнала, соответствующего отражённой волне, в ка- нале наклонного ввода при отсутствии сигнала, соответствующего отражён- ной от дефекта волне, в канале прямого ввода может свидетельствовать о присутствии стресс-коррозийных трещин. При этом при использовании толь- ко канала прямого ввода такой дефект может не быть обнаружен. С другой стороны, наличие обоих указанных сигналов может свидетельствовать об объёмном дефекте в теле трубы.  For example, the presence of a signal corresponding to the reflected wave in the inclined input channel in the absence of a signal corresponding to the wave reflected from the defect in the direct input channel may indicate the presence of stress-corrosion cracks. Moreover, when using only the direct input channel, such a defect may not be detected. On the other hand, the presence of both of these signals may indicate a volume defect in the pipe body.
Оценка изменений амплитуды волны при её распространениии в трубе также позволяет оценить выраженность дефектов.  Evaluation of changes in the amplitude of the wave during its propagation in the pipe also allows us to assess the severity of defects.
При работе пластина 36 действует как устройство взрывозащиты. На- пример, при плотном контакте ЭМАП 5 со стенкой трубопровода возможно механическое повреждение цепей высокочастотных катушек индуктивности или разрыв этих цепей. Это может привести, в свою очередь, к искрообразо- ванию и взрыву при наличии в трубопроводе взрывоопасной газовой смеси. Расположение пластины 36 с нанесённой на неё частью 37 питающей цепи светодиода между ЭМАП 5 и намагничиваемой областью трубы приводит при таком контакте сначала к разрыву указанной питающей цепи. В этом слу- чае на фотоприёмник оптопары перестаёт поступать соответствующее излу- чение, что в свою очередь приводит к отключению цепей катушек, например цепи катушки 33, то есть к опережающему отключению их питания при опас- ности механического разрыва цепи. Это обеспечивает взрывозащиту предла- гаемых средств для контроля труб и возможность их безопасного использо- вания во взрывоопасных средах. In operation, the plate 36 acts as an explosion protection device. For example, if the EMAT 5 is in tight contact with the pipe wall, mechanical damage to the chains of high-frequency inductors or rupture of these chains is possible. This can lead, in turn, to sparking and explosion if there is an explosive gas mixture in the pipeline. The location of the plate 36 with the applied part 37 of the supply circuit The LED between the EMAT 5 and the magnetized region of the pipe, with this contact, first leads to a break in the specified supply circuit. In this case, the corresponding radiation ceases to arrive at the optocoupler photodetector, which in turn leads to the disconnection of the coil circuits, for example, the coil circuit 33, that is, to leading off their power supply in case of danger of mechanical circuit breakage. This provides explosion protection of the proposed means for pipe control and the possibility of their safe use in explosive atmospheres.
Предлагаемые средства контроля труб позволяют измерять толщину труб, а также выполнять диагностику технического состояния материала тела трубы. В частности устройство позволяет определять потерю металла на на- ружной поверхности трубы, внутренние дефекты тела трубы и измерять уменьшение толщины стенки трубы.  The proposed means of pipe control allow you to measure the thickness of the pipes, as well as perform diagnostics of the technical condition of the material of the pipe body. In particular, the device allows determining the loss of metal on the outer surface of the pipe, internal defects of the pipe body and measuring the decrease in the pipe wall thickness.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ CLAIM
1. Средства контроля труб, которые могут быть установлены с возможностью вращения на средствах перемещения, выполненных с возможностью пере- мещения в трубе, и которые содержат по меньшей мере первый и второй приёмно-излучательные акустические блоки, каждый из которых выполненен с возможностью возбуждения в трубе поперечных ультразвуковых волн и их приёма, отличающиеся тем, что по меньшей мере первый из указанных бло- ков выполнен с возможностью возбуждения и приёма поперечных ультразву- ковых волн, распространяемых в перпендикулярном к поверхности трубы на- правлении, а по меньшей мере второй из указанных блоков выполнен с воз- можностью возбуждения и приёма поперечных ультразвуковых волн, рас- пространяемых в направлении, составляющим с нормалью к поверхности трубы острый угол. 1. Controls of pipes, which can be mounted rotatably on means of movement, made with the possibility of movement in the pipe, and which contain at least the first and second receiving-emitting acoustic blocks, each of which is made with the possibility of excitation in the pipe transverse ultrasonic waves and their reception, characterized in that at least the first of these units is made with the possibility of excitation and reception of transverse ultrasonic waves propagating in a perpendicular to the direction of the pipe surface, and at least the second of these blocks is made with the possibility of excitation and reception of transverse ultrasonic waves propagated in a direction that makes an acute angle with the normal to the pipe surface.
2. Средства по п. 1 , отличающиеся тем, что указанные первый и второй бло- ки содержат общие средства намагничивания области стенки трубы, а каж- дый из указанных блоков содержит преобразователь электромагнитного по- ля. 2. Means according to claim 1, characterized in that said first and second blocks contain common means of magnetizing a region of a pipe wall, and each of said blocks contains an electromagnetic field converter.
3. Средства по п. 2, отличающиеся тем, что они содержат основание, на ко- тором установлены указанные блоки. 3. Means according to claim 2, characterized in that they contain a base on which said blocks are installed.
4. Средства по п. 1 , отличающиеся тем, что указанные блоки выполнены с возможностью одновременного возбуждения поперечных ультразвуковых волн. 4. Means according to claim 1, characterized in that said blocks are arranged to simultaneously excite transverse ultrasonic waves.
5. Средства по п. 1 , отличающиеся тем, что указанные блоки выполнены с возможностью возбуждения поперечных ультразвуковых волн в одной точке. 5. Means according to claim 1, characterized in that said blocks are arranged to excite transverse ultrasonic waves at one point.
6. Средства по п. 1 , отличающиеся тем, что указанный острый угол составля- ет 30°. 6. Means according to claim 1, characterized in that said sharp angle is 30 °.
7. Средства по п. 1 , отличающиеся тем, что по меньшей мере первый и/или второй из указанных блоков выполнен с возможностью возбуждения и приё- ма поперечных ультразвуковых волн с линейной поляризацией. 7. Means according to claim 1, characterized in that at least the first and / or second of these blocks are configured to excite and receive transverse ultrasound waves with linear polarization.
8. Средства по п. 2, отличающиеся тем, что средства намагничивания облас- ти стенки трубы и преобразователи электромагнитного поля каждого из бло- ков при работе расположены таким образом, что через них проходит по меньшей мере одно поперечное сечение трубы. 8. Means according to claim 2, characterized in that the means for magnetizing the region of the pipe wall and the electromagnetic field transducers of each of the units are arranged in such a way that at least one pipe cross section passes through them.
9. Средства по п. 1 , отличающиеся тем, что преобразователь электромагнит- ного поля содержит катушку индуктивности. 9. Means according to claim 1, characterized in that the electromagnetic field transducer comprises an inductor.
10. Средства по п. 1 , отличающиеся тем, что они содержат по меньшей мере одно устройство взрывозащиты. 10. Tools according to claim 1, characterized in that they contain at least one explosion protection device.
11. Средства по п. 10, отличающиеся тем, что устройство взрывозащиты со- держит оптопару и пластину, которая при работе расположена между одним из указанных блоков и соответствующей областью стенки трубы и на которую нанесена по меньшей мере часть питающей цепи источника излучения опто- пары таким образом, что разрыв указанной цепи приводит к прекращению работы соответствующего преобразователя электромагнитного поля. 11. Tools according to claim 10, characterized in that the explosion protection device comprises an optocoupler and a plate, which during operation is located between one of these blocks and the corresponding region of the pipe wall and on which at least part of the supply circuit of the optocoupler radiation source is applied in such a way that breaking said circuit leads to cessation of operation of the corresponding electromagnetic field transducer.
12. Средства по п. 11 , отличающиеся тем, что пластина выполнена с воз- можностью пропускания электромагнитного поля. 12. Tools according to claim 11, characterized in that the plate is made with the possibility of transmission of an electromagnetic field.
13. Средства по п. 12, отличающиеся тем, что пластина выполнена керами- ческой. 13. Means according to claim 12, characterized in that the plate is made of ceramic.
14. Средства по любому из пп. 1-13, отличающиеся тем, что они содержат средства визуального контроля стенок труб. 14. Tools according to any one of paragraphs. 1-13, characterized in that they contain a means of visual inspection of the walls of the pipes.
15. Средства по п. 14, отличающиеся тем, что они содержат по меньшей ме- ре один узел подвеса приёмно-излучательного акустического блока, соеди- ненный с основанием посредством манипулятора. 15. Means according to claim 14, characterized in that they contain at least one suspension unit of the receiving-emitting acoustic unit, connected to the base by means of a manipulator.
16. Средства по п. 15, отличающиеся тем, что манипулятор выполнен теле- скопическим. 16. Means according to claim 15, characterized in that the manipulator is made telescopic.
17. Средства по п. 5 или 16, отличающиеся тем, что узел подвеса соединен с манипулятором с возможностью вращения вокруг трех перпендикулярных осей. 17. Means according to claim 5 or 16, characterized in that the suspension unit is connected to the manipulator with the possibility of rotation around three perpendicular axes.
18. Подвижное устройство для контроля труб, содержащее средства пере- мещения, выполненные с возможностью перемещения в трубе, и средства контроля труб, установленные с возможностью вращения на средствах пе- ремещения и содержащие по меньшей мере первый и второй приёмно- излучательные акустические блоки, каждый из которых выполнен с возмож- ностью возбуждения в трубе поперечных ультразвуковых волн и их приёма, отличающееся тем, что по меньшей мере первый из указанных блоков вы- полнен с возможностью возбуждения и приёма поперечных ультразвуковых волн, распространяемых в перпендикулярном к поверхности трубы направ- лении, а по меньшей мере второй из указанных блоков выполнен с возмож- ностью возбуждения и приёма поперечных ультразвуковых волн, распро- страняемых в направлении, составляющим с нормалью к поверхности трубы острый угол. 18. A movable device for monitoring pipes, containing means of movement, made with the possibility of movement in the pipe, and means of control of pipes, installed with the possibility of rotation on the means of movement and containing at least the first and second receiving-emitting acoustic blocks, each of which it is made with the possibility of excitation of transverse ultrasonic waves in the tube and their reception, characterized in that at least the first of these blocks is configured to excite and receive transverse ultrasound ukovyh waves propagated in the perpendicular direction to the surface of the tube, and at least a second of said blocks is made with the possibility of excitation and reception of the transverse ultrasonic waves propagates in a direction normal to the constituent surface of the tube an acute angle.
19. Устройство по п. 18, отличающееся тем, что указанные первый и второй блоки содержат общие средства намагничевания области стенки трубы, а каждый из указанных блоков содержит преобразователь электромагнитного поля. 19. The device according to p. 18, characterized in that the said first and second blocks contain common means of magnetization of the pipe wall region, and each of these blocks contains an electromagnetic field transducer.
20. Устройство по п. 19, отличающееся тем, что оно содержат основание, на котором установлены указанные. 20. The device according to p. 19, characterized in that it contains a base on which are installed.
21. Устройство по п. 18, отличающееся тем, что указанные блоки выполнены с возможностью одновременного возбуждения поперечных ультразвуковых волн. 21. The device according to p. 18, characterized in that the said blocks are arranged to simultaneously excite transverse ultrasonic waves.
22. Устройтство по п. 18, отличающееся тем, что указанные блоки выполне- ны с возможностью возбуждения поперечных ультразвуковых волн в одной точке. 22. The device according to claim 18, characterized in that said blocks are arranged to excite transverse ultrasonic waves at one point.
23. Устройство по п. 18, отличающееся тем, что указанный острый угол со- ставляет 30°. 23. The device according to claim 18, characterized in that said acute angle is 30 °.
24. Устройство по п. 18, отличающееся тем, что по меньший мере первый и/или второй из указанных блоков выполнен с возможностью возбуждения и приёма поперечных ультразвуковых волн с линейной поляризацией. 24. The device according to p. 18, characterized in that at least the first and / or second of these blocks are made with the possibility of excitation and reception of transverse ultrasonic waves with linear polarization.
25. Устройство по п. 18, отличающееся тем, что средства намагничивания области стенки трубы и преобразователи электромагнитного поля каждого из блоков при работе расположены таким образом, что через них проходит по меньшей мере одно поперечное сечение трубы. 25. The device according to p. 18, characterized in that the means of magnetization of the pipe wall region and the electromagnetic field converters of each of the blocks during operation are located in such a way that at least one cross section of the pipe passes through them.
26. Устройство по п. 18, отличающееся тем, что преобразователь электро- магнитного поля содержит катушку индуктивности. 26. The device according to p. 18, characterized in that the transducer of the electromagnetic field contains an inductor.
27. Устройство по п. 18, отличающееся тем, что оно содержит по меньшей мере одно устройство взрывозащиты. 27. The device according to p. 18, characterized in that it contains at least one explosion protection device.
28. Устройство по п. 27, отличающееся тем, что устройство взрывозащиты содержит оптопару и пластину, которая при работе расположена между од- ним из указанных блоков и соответствующей областью стенки трубы и на ко- торую нанесена по меньшей мере часть питающей цепи источника излучения оптопары таким образом, что разрыв указанной цепи приводит к прекраще- нию работы соответствующего преобразователя электромагнитного поля. 28. The device according to p. 27, characterized in that the explosion protection device comprises an optocoupler and a plate, which during operation is located between one of these blocks and the corresponding region of the pipe wall and to which at least a part of the supply circuit of the optocoupler radiation source is applied in such a way that breaking said circuit leads to cessation of operation of the corresponding electromagnetic field transducer.
29. Устройство по п. 28, отличающееся тем, что пластина выполнена с воз- можностью пропускания электромагнитного поля. 29. The device according to p. 28, characterized in that the plate is made with the possibility of transmission of an electromagnetic field.
30. Устройство по п. 29, отличающееся тем, что пластина выполнена керами- ческой. 30. The device according to p. 29, characterized in that the plate is made of ceramic.
31. Устройство по любому из пп. 18-30, отличающееся тем, что средства кон- троля труб содержат средства визуального контроля стенок труб. 31. The device according to any one of paragraphs. 18-30, characterized in that the means for monitoring the pipes contain means for visual inspection of the walls of the pipes.
32. Устройство по п. 31 , отличающееся тем, что средства контроля труб со- держат по меньшей мере один узел подвеса приёмно-излучательного аку- стического блока, соединенный с основанием посредством манипулятора. 32. The device according to claim 31, characterized in that the pipe monitoring means comprise at least one suspension unit of the receiving-emitting acoustic unit connected to the base by means of a manipulator.
33. Устройство по п. 32, отличающееся тем, что манипулятор выполнен теле- скопическим. 33. The device according to p. 32, characterized in that the manipulator is made telescopic.
34. Устройство по п. 32 или 33, отличающееся тем, что узел подвеса соеди- нен с манипулятором с возможностью вращения вокруг трех перпендикуляр- ных осей. 34. The device according to claim 32 or 33, characterized in that the suspension unit is connected to the manipulator with the possibility of rotation around three perpendicular axes.
35. Способ контроля труб, включающий возбуждение в стенке трубы поперечных ультразвуковых волн; 35. A method for controlling pipes, comprising exciting transverse ultrasonic waves in a pipe wall;
приём указанных волн; reception of these waves;
определение изменений амплитуды указанных волн при их распространении в стенке трубы и/или времени их распространения в стенке трубы для кон- троля состояния труб и/или определения толщины стенок труб, отличающийся тем, что возбуждение и приём указанных поперечных ультразвуковых волн включают соответственно возбуждение и приём посредством средств контроля труб первых поперечных ультразвуковых волн, распространяемых в перпендику- лярном к поверхности трубы направлении, и возбуждение и приём посредст- вом указанных средств контроля труб вторых поперечных ультразвуковых волн, распространяемых в направлении, составляющем с нормалью к по- верхности трубы острый угол, а указанное определение изменений амплиту- ды и/или времени распространения включает определение изменений ам- плитуды указанных первых и вторых волн при их распространении в стенке трубы и/или времени их распространения в стенке трубы. determining changes in the amplitude of these waves during their propagation in the pipe wall and / or their propagation time in the pipe wall to monitor the condition of the pipes and / or determine the thickness of the pipe walls, characterized in that the excitation and reception of these transverse ultrasonic waves include, respectively, excitation and reception by means of control pipes of the first transverse ultrasonic waves propagating in perpendicular - direction to the pipe surface, and the excitation and reception of the second transverse ultrasonic waves propagating in the direction normal to the pipe surface by means of the indicated pipe inspection means, and the indicated definition of changes in the amplitude and / or propagation time includes determination of changes in the amplitude of the indicated first and second waves during their propagation in the pipe wall and / or their propagation time in the pipe wall.
36. Способ по п. 35, отличающийся тем, что указанный острый угол устанав- ливают равным 30°. 36. The method according to claim 35, characterized in that said acute angle is set equal to 30 °.
37. Способ по п. 35, отличающийся тем, что указанные первые и/или вторые волны линейно поляризуют. 37. The method according to p. 35, characterized in that the said first and / or second waves are linearly polarized.
38. Способ по п. 35, отличающийся тем, что возбуждение и приём указанных первых и вторых волн осуществляют посредством по меньшей мере первого и второго приёмно-излучательных акустических блоков соответственно, ко- торые расположены с рабочим зазором по отношению к стенке трубы и име- ют общие средства намагничивания области стенки трубы и каждый из кото- рых содержит преобразователь электромагнитного поля. 38. The method according to p. 35, characterized in that the excitation and reception of these first and second waves is carried out by means of at least the first and second receiving-emitting acoustic blocks, respectively, which are located with a working gap relative to the pipe wall and have There are general means of magnetizing the region of the pipe wall and each of which contains an electromagnetic field transducer.
39. Способ по п. 38, отличающийся тем, что величина рабочего зазора со- ставляет от 0 до 0,5 мм. 39. The method according to p. 38, characterized in that the size of the working gap is from 0 to 0.5 mm.
40. Способ по п. 38 или 39, отличающийся тем, что он дополнительно вклю- чает определение длительности реверберационно-шумовой характеристики первых волн, причём при увеличении указанной длительности определяют увеличение рабочего зазора, а при её уменьшении определяют уменьшение рабочего зазора. 40. The method according to claim 38 or 39, characterized in that it further includes determining the duration of the reverberation-noise characteristics of the first waves, and with an increase in the specified duration, an increase in the working gap is determined, and when it is reduced, a decrease in the working gap is determined.
PCT/RU2011/000524 2010-07-15 2011-07-15 Pipe inspection means, movable device for the use thereof and pipe inspection method WO2012008882A2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA201001209 2010-07-15
EA201001209A EA017013B1 (en) 2010-07-15 2010-07-15 Means for pipe control, displacement device for use thereof and method therefor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2012008882A2 true WO2012008882A2 (en) 2012-01-19
WO2012008882A3 WO2012008882A3 (en) 2012-03-29

Family

ID=43778136

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2011/000524 WO2012008882A2 (en) 2010-07-15 2011-07-15 Pipe inspection means, movable device for the use thereof and pipe inspection method

Country Status (2)

Country Link
EA (1) EA017013B1 (en)
WO (1) WO2012008882A2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU204122U1 (en) * 2020-11-18 2021-05-07 Акционерное общество «Диаконт» DEVICE FOR ULTRASONIC INSPECTION OF PIPELINE WELDED CONNECTIONS
WO2022108492A1 (en) * 2020-11-18 2022-05-27 Акционерное общество "Диаконт" Device for ultrasonic monitoring of welded pipeline joints

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA201400133A1 (en) * 2013-12-24 2015-06-30 Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпроект-Диагностика" METHOD AND MEASURING DEVICE FOR MEASURING THE THICKNESS OF A FERROMAGNETIC METAL OBJECT

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050072237A1 (en) 2001-09-05 2005-04-07 David Paige Pipeline inspection pigs
US20060164091A1 (en) 2005-01-26 2006-07-27 Battelle Memorial Institute Rotating magnet-induced current pipeline inspection tool and method
RU66547U1 (en) 2007-04-13 2007-09-10 Зао "Диаконт" DEVICE FOR ULTRASONIC CONTROL OF PIPES AND MEANS OF ULTRASONIC CONTROL FOR USE IN THIS DEVICE

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4022055A (en) * 1974-12-02 1977-05-10 Texaco Inc. Pulse-echo method and system for testing wall thicknesses
US4412315A (en) * 1981-07-27 1983-10-25 Texaco Inc. Acoustic pulse-echo wall thickness method and apparatus
US4641529A (en) * 1984-04-12 1987-02-10 Magnaflux Pipeline Services, Inc. Pipeline inspection device using ultrasonic apparatus for corrosion pit detection
US4619143A (en) * 1984-08-24 1986-10-28 Dow Chemical (Nederl) B.V. Apparatus and method for the non-destructive inspection of solid bodies
US4856337A (en) * 1987-07-30 1989-08-15 Westinghouse Electric Corp. Apparatus and method for providing a combined ultrasonic and eddy current inspection of a tube
SU1682910A1 (en) * 1989-01-27 1991-10-07 Киевский Государственный Университет Им.Т.Г.Шевченко Elastic constant medium ultrasonic test method
RU2042946C1 (en) * 1992-06-30 1995-08-27 Чургель Анатолий Олегович Ultrasonic device for automatic quality inspection of metal of pipe-lines
RU2121105C1 (en) * 1996-08-07 1998-10-27 Научно-исследовательский институт измерительных систем Method of locating defects in walls of oil and gas pipe lines and checking external insulation for condition
JP3653984B2 (en) * 1998-05-27 2005-06-02 日本精工株式会社 Ultrasonic flaw detection method for bearing rings
US6904818B2 (en) * 2002-04-05 2005-06-14 Vetco Gray Inc. Internal riser inspection device
RU2224247C1 (en) * 2003-03-27 2004-02-20 ЗАО "Нефтегазкомплектсервис" Ultrasonic flaw detector ( variants )
RU89710U1 (en) * 2009-09-03 2009-12-10 ООО "Газпром трансгаз Санкт-Петербург" PIPE CONTROLS AND MOBILE DEVICE FOR THEIR USE

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050072237A1 (en) 2001-09-05 2005-04-07 David Paige Pipeline inspection pigs
US20060164091A1 (en) 2005-01-26 2006-07-27 Battelle Memorial Institute Rotating magnet-induced current pipeline inspection tool and method
RU66547U1 (en) 2007-04-13 2007-09-10 Зао "Диаконт" DEVICE FOR ULTRASONIC CONTROL OF PIPES AND MEANS OF ULTRASONIC CONTROL FOR USE IN THIS DEVICE

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU204122U1 (en) * 2020-11-18 2021-05-07 Акционерное общество «Диаконт» DEVICE FOR ULTRASONIC INSPECTION OF PIPELINE WELDED CONNECTIONS
WO2022108492A1 (en) * 2020-11-18 2022-05-27 Акционерное общество "Диаконт" Device for ultrasonic monitoring of welded pipeline joints

Also Published As

Publication number Publication date
EA201001209A1 (en) 2011-02-28
EA017013B1 (en) 2012-09-28
WO2012008882A3 (en) 2012-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11421986B2 (en) Method, apparatus, system and sensor for detecting multi-mode electromagnetic acoustic and magnetic flux leakage
KR101716717B1 (en) Robot for welidng defect inspection of oil storage tank using EMAT
EP0813680B1 (en) Non-destructive evaluation of pipes and tubes using magnetostrictive sensors
US6404189B2 (en) Method and apparatus for inspecting pipelines from an in-line inspection vehicle using magnetostrictive probes
WO1996018884A1 (en) Electromagnetic inspection of elements of piping
RU66547U1 (en) DEVICE FOR ULTRASONIC CONTROL OF PIPES AND MEANS OF ULTRASONIC CONTROL FOR USE IN THIS DEVICE
CN101666783A (en) Ultrasonic guided wave combined type nondestructive testing method and ultrasonic guided wave combined type nondestructive testing device
UA80557C2 (en) Method for inspecting welds by means of electromagnetic acoustic transducers
JP2002539449A (en) Method and apparatus for long range inspection of plate type ferromagnetic structures
US20180106762A1 (en) In-line inspection tool
CN112014465A (en) Ultrasonic detection device and detection method for in-service pipeline or pressure vessel
KR20150100173A (en) Robot for welding defect inspection of oil storage tank
CA2977449C (en) An apparatus and method for inspecting a pipeline
WO2012008882A2 (en) Pipe inspection means, movable device for the use thereof and pipe inspection method
RU177945U1 (en) Device for ultrasonic inspection of the pipeline
RU187205U1 (en) Device for ultrasonic inspection of the pipeline
JP5893889B2 (en) L-mode and T-mode combined inspection method for guide waves
JP2012098226A (en) Pipe inspection method, pipe inspection device and electromagnetic ultrasonic sensor
RU89710U1 (en) PIPE CONTROLS AND MOBILE DEVICE FOR THEIR USE
KR101740907B1 (en) EMAT sensor And Robot for welding defect inspection of oil storage tank using the same
KR20180094339A (en) Ultrasonic probe inspection apparatus
RU2149367C1 (en) Device for diagnosis of pipe-lines
US20220221429A1 (en) Apparatus and method for pipeline inspection using emat generated shear waves
RU2121105C1 (en) Method of locating defects in walls of oil and gas pipe lines and checking external insulation for condition
CN210166346U (en) Ultrasonic detection device for in-service pipeline or pressure vessel

Legal Events

Date Code Title Description
NENP Non-entry into the national phase in:

Ref country code: DE

122 Ep: pct app. not ent. europ. phase

Ref document number: 11797164

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2