RU2445613C1 - Method to diagnose technical condition of pipelines and device for its realisation - Google Patents
Method to diagnose technical condition of pipelines and device for its realisation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2445613C1 RU2445613C1 RU2010135716/28A RU2010135716A RU2445613C1 RU 2445613 C1 RU2445613 C1 RU 2445613C1 RU 2010135716/28 A RU2010135716/28 A RU 2010135716/28A RU 2010135716 A RU2010135716 A RU 2010135716A RU 2445613 C1 RU2445613 C1 RU 2445613C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipeline
- torus
- magnetic field
- magnetic
- source
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для диагностики технического состояния трубопроводов и других стальных пустотелых сооружений.The invention relates to the field of construction and can be used to diagnose the technical condition of pipelines and other steel hollow structures.
Известен способ и устройство для диагностики технического состояния трубопровода, заключающийся в том, что внутри трубопровода перемещают источник ультразвука и приемником принимают сигнал, по которому определяют дефекты трубопровода (Патент РФ №2149394 от 07.09.99).A known method and device for diagnosing the technical condition of the pipeline, which consists in the fact that the ultrasound source is moved inside the pipeline and a signal is received by the receiver, which determines the defects of the pipeline (RF Patent No. 2149394 from 09/07/99).
Недостатком способа и устройства является незначительная точность определения дефектов трубопровода.The disadvantage of this method and device is the low accuracy of determining defects in the pipeline.
Известен способ определения дефекта трубопровода и устройство для его осуществления. Способ заключается в том, что по трубопроводу потоком жидкости или газа перекатывают тор и за тором измеряют давление потока. По изменению давления в потоке определяют местонахождение свища. Устройство выполнено из тора, датчиков измерения давления в потоке и расстояния, которое прошел тор (Патент РФ №2164321 от 16.03.99).A known method for determining a defect in the pipeline and a device for its implementation. The method consists in the fact that a torus is rolled through a pipeline with a liquid or gas flow and the flow pressure is measured behind the torus. By changing the pressure in the stream, the location of the fistula is determined. The device is made of a torus, sensors for measuring pressure in the flow and the distance that the torus has passed (RF Patent No. 2164321 of March 16, 1999).
Недостатком этих способа и устройства является то, что их можно использовать только для определения местонахождения свищей.The disadvantage of these method and device is that they can only be used to determine the location of fistulas.
Известен способ и устройство для диагностики технического состояния трубопровода методом магнитной томографии, заключающийся в том, что на поверхности Земли параллельно трубопроводу перемещают источник магнитного поля с механизмом определения изменения магнитного поля, по которому определяют дефекты в стенке трубопровода. Устройство состоит из портативного источника магнитного поля и приемника сигнала (Патенты РФ №2132904, №2290765 от 27.12.2001 г., №2042946).A known method and device for diagnosing the technical condition of the pipeline by magnetic tomography, which consists in the fact that on the surface of the Earth parallel to the pipeline move the magnetic field source with a mechanism for determining changes in the magnetic field, which determine the defects in the wall of the pipeline. The device consists of a portable source of magnetic field and a signal receiver (Patents of the Russian Federation No. 2132904, No. 2290765 from 12/27/2001, No. 2042946).
Недостатком этих способа и устройства является недостаточная чувствительность.The disadvantage of this method and device is the lack of sensitivity.
Задачей изобретения является повышение чувствительности диагностирования трубопроводов.The objective of the invention is to increase the sensitivity of the diagnosis of pipelines.
Поставленная задача решается совокупным применением группы изобретений.The problem is solved by the combined use of a group of inventions.
Дополнительное перемещение внутри трубопровода источника магнитного поля с одновременным воздействием на стенку трубопровода механической силой позволяет повысить чувствительность и находить более мелкие дефекты.An additional movement of the magnetic field source inside the pipeline with simultaneous mechanical force acting on the pipe wall makes it possible to increase sensitivity and find smaller defects.
Перемещение источника магнитного поля и механизма воздействия на стенку трубопровода потоком жидкости или газа путем перекатывания тора упрощает способ и конструкцию устройства.The movement of the source of the magnetic field and the mechanism of action on the wall of the pipeline by the flow of liquid or gas by rolling the torus simplifies the method and design of the device.
Заполнение тора текучим агентом повышает чувствительность.Filling the torus with a fluid agent increases sensitivity.
Установка в трубопроводе источника магнитного поля с возможностью его перемещения повышает чувствительность.Installing a magnetic field source in the pipeline with the ability to move it increases the sensitivity.
Выполнение источника магнитного поля и механизма воздействия на стенку трубопровода в виде тора упрощает конструкцию.The implementation of the magnetic field source and the mechanism of action on the pipe wall in the form of a torus simplifies the design.
Выполнение источника магнитного поля из магнитной жидкости или постоянных магнитов повышает чувствительность.The implementation of the source of the magnetic field from a magnetic fluid or permanent magnets increases the sensitivity.
Выполнение диаметра тора большим, чем диаметр трубопровода, в котором он перекатывается, позволяет повысить чувствительность.Making the diameter of the torus larger than the diameter of the pipe in which it rolls, improves sensitivity.
На представленных чертежах изображено:The drawings show:
на фиг.1 - устройство в трубопроводе;figure 1 - device in the pipeline;
на фиг.2 - устройство тора, заполненного магнитной жидкостью;figure 2 - the device of the torus filled with magnetic fluid;
на фиг.3 - тор с магнитами;figure 3 - torus with magnets;
на фиг.4 - тор с магнитами, размещенными в магнитной жидкости;figure 4 - a torus with magnets placed in a magnetic fluid;
на фиг.5 - схема устройства.figure 5 - diagram of the device.
Устройство, изображенное на фиг.1, выполнено из трубопровода 1, в котором установлен тор 2, с источником 3 магнитного поля.The device depicted in figure 1, is made of a
Устройство, изображенное на фиг.2, выполнено из тора 2, который заполнен магнитной жидкостью 4. В данном случае источник 3 магнитного поля выполнен из магнитной жидкости 4.The device shown in FIG. 2 is made of a
Устройство, изображенное на фиг.3, выполнено из тора 2, в котором закреплены бесконечные ленты 5 с установленными на них постоянными магнитами 6. Top 2 заполнен текучим агентом 7 (жидкость, газ).The device shown in Fig. 3 is made of a
Устройство, изображенное на фиг.4, выполнено из тора 2, заполненного магнитной жидкостью 4. На внутренней поверхности тора 2 закреплены бесконечные ленты 5 с постоянными магнитами 6.The device depicted in figure 4 is made of a
Устройство, изображенное на фиг.5, выполнено из тора 2 с источником 3 магнитного поля. Тор 2 установлен в трубопроводе 1. Над трубопроводом 1 размещен автономный приемник 8 создания и приема магнитного поля, например механизм диагностирования трубопровода 1 методом магнитной томографии.The device depicted in figure 5, is made of a
Устройство, изображенное на фиг.1-5, работает следующим образом. Синхронно перемещают в трубопроводе 1 тор 2 с источником 3 магнитного поля, а над трубопроводом 1 перемещают автономный приемник 8 создания и приема магнитного поля.The device shown in figures 1-5, operates as follows. In the
Когда тор 2 перекатывается в трубопроводе, то источник магнитного поля 3 создает вращающееся магнитное поле, которое проходит через стальную стенку трубопровода 1. Дефекты в стенке трубопровода искажают магнитное поле.When the
Коллоидные частицы ферро или ферримагнетика обладают постоянным по величине магнитным моментом. Внешнее магнитное поле упорядочивает направление магнитных моментов, что ведет к появлению макроскопической намагниченности. Существуют два механизма дезориентации магнитных моментов коллоидных частиц. В твердой одноосной частице происходит тепловой «переброс» магнитного момента между двумя противоположными направлениями оси легкого намагничивания кристалла. Второй механизм обусловлен броуновским (тепловым) вращением частиц относительно жидкой основы.Colloidal particles of a ferro or ferrimagnet have a constant magnetic moment. An external magnetic field orders the direction of the magnetic moments, which leads to the appearance of macroscopic magnetization. There are two mechanisms for disorienting the magnetic moments of colloidal particles. In a solid uniaxial particle, a thermal “transfer” of the magnetic moment occurs between two opposite directions of the axis of easy magnetization of the crystal. The second mechanism is due to Brownian (thermal) rotation of particles relative to the liquid base.
В средних по величине магнитных полях тепловое движение препятствует выстраиванию магнитных моментов вдоль поля. В очень сильном поле все магнитные моменты ориентированы полем, и намагниченность достигает состояния насыщения. В равновесном состоянии намагниченность жидкости зависит от объемной концентрации магнитного материала, величины магнитного момента частицы, приложенного поля и энергии разупорядочивающего теплового движения.In medium-sized magnetic fields, thermal motion prevents the alignment of magnetic moments along the field. In a very strong field, all magnetic moments are oriented by the field, and the magnetization reaches a saturation state. In equilibrium, the magnetization of a liquid depends on the volume concentration of the magnetic material, the magnitude of the magnetic moment of the particle, the applied field, and the energy of the disordering thermal motion.
Установлено, что вращение тора практически ликвидирует энергию разупорядочивающего теплового движения.It is established that the rotation of the torus practically eliminates the energy of disordering thermal motion.
Концентрация твердой фазы вблизи оболочки тора возрастает почти на порядок. Эта концентрация зависит от скорости вращения тора.The concentration of the solid phase near the torus shell increases by almost an order of magnitude. This concentration depends on the speed of rotation of the torus.
В магнитных жидкостях существует определенная полидисперсность твердой фазы. Кривые намагничивания показывают сильное влияние размера частиц магнетита на магнитную восприимчивость и магнитный момент. В основе так называемого магнитогранулометрического метода определения размера малых магнитных частиц лежит сопоставление экспериментальных кривых.In magnetic fluids, there is a certain polydispersity of the solid phase. Magnetization curves show a strong influence of the particle size of magnetite on the magnetic susceptibility and magnetic moment. The so-called magnetogranulometric method for determining the size of small magnetic particles is based on a comparison of experimental curves.
С вращением тора это влияние практически исчезает, мелкие частицы располагаются между крупными частицами.With the rotation of the torus, this effect practically disappears; small particles are located between large particles.
Тем не менее, существует оптимальный размер магнитных частиц. Этот эффективный диаметр частицы магнетита составил 11,7 нм.However, there is an optimal size of magnetic particles. This effective magnetite particle diameter was 11.7 nm.
Отношение намагниченности и плотности содержания твердой фазы оказывает существенное влияние на магнитные свойства жидкости.The ratio of magnetization and density of the solid phase content has a significant effect on the magnetic properties of the liquid.
Магнитные частицы при вращении тора ориентируются так, что значительно повышают реальный момент частиц магнетита.During rotation of the torus, magnetic particles are oriented so that they significantly increase the real moment of magnetite particles.
Установлено, что резкое повышение концентрации частиц магнетита в области оболочки практически не меняет общую вязкость всего объема магнитной жидкости. Поэтому усилие, необходимое для перекатывания тора, практически не изменяется.It was found that a sharp increase in the concentration of magnetite particles in the region of the shell practically does not change the total viscosity of the entire volume of magnetic fluid. Therefore, the force required to roll the torus remains virtually unchanged.
Тор обеспечивает агрегатирование частиц магнетита, которые образуют дополнительную оболочку, построенную из агрегатированных частиц.The torus provides the aggregation of magnetite particles, which form an additional shell constructed of aggregated particles.
При вращении тора магнитная жидкость становится неизотропной: в ней происходит ориентация отдельных магнитных моментов и, следовательно, самих частиц, если существует связь между моментом частицы и ее кристаллографической осью. Эта связь вызвана собственной анизотропией частиц, которая обусловлена кристаллографической магнитной анизотропией и несферичностью частиц. Полагая первую причину основной, напомним, что энергия магнитной анизотропии характеризуется работой, которую необходимо затратить, чтобы изменить выделенное направление магнитного момента вдоль оси легкого намагничивания. Степень связи магнитного момента с осью, следовательно, определяется энергией магнитной анизотропии по сравнению с энергией теплового движения.When the torus rotates, the magnetic fluid becomes non-isotropic: the orientation of individual magnetic moments and, therefore, the particles themselves occurs if there is a connection between the moment of the particle and its crystallographic axis. This relationship is caused by intrinsic particle anisotropy, which is due to crystallographic magnetic anisotropy and particle non-sphericity. Assuming the first main reason, we recall that the energy of magnetic anisotropy is characterized by the work that must be expended in order to change the selected direction of the magnetic moment along the axis of easy magnetization. The degree of coupling of the magnetic moment with the axis, therefore, is determined by the energy of magnetic anisotropy in comparison with the energy of thermal motion.
Возникновение в жидкости упорядоченных агрегатов с возрастанием концентрации приводит к отклонению зависимости намагничивания от линейной.The appearance of ordered aggregates in a fluid with increasing concentration leads to a deviation of the linear dependence of magnetization.
Это обеспечивает то, что создается в стенке трубопровода более сильное магнитное поле, которое позволяет выявлять более мелкие дефекты.This ensures that a stronger magnetic field is created in the pipe wall, which allows smaller defects to be detected.
Выявлению дефектов также способствует давление тора на стенку трубопровода 1, так как деформация трубопровода от внутренней нагрузки сильнее искажает магнитное поле.The detection of defects is also facilitated by the pressure of the torus on the wall of the
Появление в магнитной жидкости агрегатов из магнитных частиц, как и увеличение диаметра монодисперсных частиц, должно качественно влиять на кривую намагничивания.The appearance of aggregates of magnetic particles in a magnetic fluid, as well as an increase in the diameter of monodisperse particles, should qualitatively affect the magnetization curve.
ПримерExample
Проводили диагностику стального трубопровода, подающего питьевую воду. Диаметр трубопровода 800 мм, толщина стенки 14 мм.Diagnostics of the steel pipeline supplying drinking water. The diameter of the pipeline is 800 mm, the wall thickness is 14 mm.
В трубопроводе образовались отложения толщиной 50-100 мм. Длина трубопровода равна 12 км. Первоначально очистили трубопровод от отложений очистными устройствами по патенту RU 2358186.Deposits of 50-100 mm thick formed in the pipeline. The length of the pipeline is 12 km. Initially, the pipeline was cleaned of deposits by treatment devices according to patent RU 2358186.
Во время очистки на поверхности трубопровода образовали химическое покрытие путем подачи в воду, идущую для очистки полифосфата натрия с дозой 100 мг/л по P2O5. После очистки в трубопровод 1 установили тор, диаметр которого был на 10 мм больше, чем внутренний диаметр трубопровода 1, длина тора 1500 мм. В тор 2 закачали магнитную жидкость под давлением 0,4 МПа.During cleaning, a chemical coating was formed on the surface of the pipeline by feeding it into water, which was used to purify sodium polyphosphate at a dose of 100 mg / L according to P 2 O 5 . After cleaning, a torus was installed in
Тор 2 установили в трубопровод 1. Давлением сжатого воздуха, равного 0,2 МПа, переместили до конца трубопровода со скоростью 4 километра в час.
Синхронно над трубопроводом перемещали томограф, выпущенный ООО Научно-Технический центр «Транскор-К». Перемещение томографа производили вручную.Simultaneously above the pipeline, a tomograph was produced by Scientific-Technical Center Transkor-K LLC. The tomograph was moved manually.
Были выявлены следующие дефекты трубопровода:The following pipeline defects were identified:
- два сквозных свища ⌀4 мм;- two through fistulas ⌀4 mm;
- по всей протяженности трубопровода были выявлены язвы глубиной 1-5 мм.- ulcers 1-5 mm deep were revealed along the entire length of the pipeline.
Решено было на внутреннюю поверхность трубопровода нанести слой фибробетона толщиной 4 мм по всей протяженности трубопровода.It was decided to apply a layer of fiber-reinforced
Использование изобретения позволяет повысить точность определения дефектов трубопровода.Using the invention improves the accuracy of determining pipeline defects.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010135716/28A RU2445613C1 (en) | 2010-08-26 | 2010-08-26 | Method to diagnose technical condition of pipelines and device for its realisation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010135716/28A RU2445613C1 (en) | 2010-08-26 | 2010-08-26 | Method to diagnose technical condition of pipelines and device for its realisation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2445613C1 true RU2445613C1 (en) | 2012-03-20 |
Family
ID=46030248
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010135716/28A RU2445613C1 (en) | 2010-08-26 | 2010-08-26 | Method to diagnose technical condition of pipelines and device for its realisation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2445613C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4063157A (en) * | 1976-01-26 | 1977-12-13 | Magnaflux Corporation | Magnetic testing device for internal surfaces of pipe using a magnetizing means and expandable magnetizable material within the pipe |
US5747998A (en) * | 1994-05-10 | 1998-05-05 | Gas Research Institute | Apparatus for detecting anomalies in pipes |
GB2376077A (en) * | 2000-12-26 | 2002-12-04 | Ngks Internat Corp | Pipeline inspection apparatus |
RU2295721C2 (en) * | 2005-03-09 | 2007-03-20 | ЗАО "Газприборавтоматикасервис" | Magnetic field flaw detector |
RU2308026C2 (en) * | 2005-04-20 | 2007-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Технические Идеи Новых Технологий" | Device for detecting local defects of conducting objects |
RU88453U1 (en) * | 2009-07-30 | 2009-11-10 | Закрытое акционерное общество Научно-Производственный Центр "Молния" | INSTRUMENT COMPLEX FOR NON-CONTACT DIAGNOSTICS OF THE TECHNICAL CONDITION OF UNDERGROUND PIPELINES M-1 |
-
2010
- 2010-08-26 RU RU2010135716/28A patent/RU2445613C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4063157A (en) * | 1976-01-26 | 1977-12-13 | Magnaflux Corporation | Magnetic testing device for internal surfaces of pipe using a magnetizing means and expandable magnetizable material within the pipe |
US5747998A (en) * | 1994-05-10 | 1998-05-05 | Gas Research Institute | Apparatus for detecting anomalies in pipes |
GB2376077A (en) * | 2000-12-26 | 2002-12-04 | Ngks Internat Corp | Pipeline inspection apparatus |
RU2295721C2 (en) * | 2005-03-09 | 2007-03-20 | ЗАО "Газприборавтоматикасервис" | Magnetic field flaw detector |
RU2308026C2 (en) * | 2005-04-20 | 2007-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Технические Идеи Новых Технологий" | Device for detecting local defects of conducting objects |
RU88453U1 (en) * | 2009-07-30 | 2009-11-10 | Закрытое акционерное общество Научно-Производственный Центр "Молния" | INSTRUMENT COMPLEX FOR NON-CONTACT DIAGNOSTICS OF THE TECHNICAL CONDITION OF UNDERGROUND PIPELINES M-1 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100533176C (en) | Magnetic non-destructive testing device for oxides inside austenitic stainless steel tubes | |
US20060248952A1 (en) | A method and apparatus for fluid density sensing | |
CN202471335U (en) | Concrete pump pipe pressure monitoring warning device | |
Maneval et al. | Effects of end wall friction in rotating cylinder granular flow experiments | |
CN104197205A (en) | Pipe network blocking detecting device | |
RU2445613C1 (en) | Method to diagnose technical condition of pipelines and device for its realisation | |
CN205215851U (en) | Peristaltic pump syringe | |
CN104215742B (en) | A kind of visualization wheel pipe device for evaluating hydrate inhibitor performance | |
CN106468720B (en) | The magnetic force thixotropy generating device and test method of flow observation are carefully seen between particle | |
CN201935900U (en) | Nondestructive detector for continuous pipe | |
TWI588451B (en) | Flowmeter non-contact and continuous sensing device and method | |
CN204514402U (en) | A kind of differential pressure mass flowmeter for vortex street | |
CN102879325B (en) | Solid surface absorption layer scouring resistance testing device | |
CN204065057U (en) | A kind of the visual of hydrate inhibitor performance of evaluating takes turns pipe device | |
CN110626469B (en) | GPS module and memory-carried floating navigation sealed cabin | |
CN117309685A (en) | Device and method for detecting performance of supercritical carbon dioxide thickener | |
CA2868978A1 (en) | Speed of sound and/or density measurement using acoustic impedance | |
Zuzunaga et al. | A survey of non-invasive and semiinvasive flow meters for mining applications: Understanding and selecting the right technology for the application | |
CN102914490A (en) | Solid-liquid contact angle measuring method in non-transparent or sealed space | |
CN109855693A (en) | Ultrasonic water meter apparatus with leak protection and prefilter | |
EP2539686B1 (en) | Non-radioactive density measurement in oilfield operations | |
CN107990956A (en) | A kind of multipurpose pipe | |
CN203534667U (en) | Non-contact liquid level detection apparatus | |
CN207636139U (en) | A kind of multipurpose pipe | |
CN212059750U (en) | A house seismic detection device for real estate evaluation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130827 |