PL210042B1 - Głowica do nieniszczących badań diagnostycznych lin stalowych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest głowica do nie niszczących badań diagnostycznych lin stalowych, mająca dzieloną budowę z magnetycznymi czujnikami.

Znane są głowice do nie niszczących badań diagnostycznych lin stalowych wyposażone w magnetyczny czujnik indukcyjny wewnętrzny do wykrywania miejscowych ubytków, spowodowanych na przykład pękniętymi drutami i wżerami korozyjnymi, magnetyczny czujnik indukcyjny zewnętrzny do szacowania głębokości, na której znajduje się uszkodzenie oraz czujnik hallotronowy do wykrywania dłuższych ubytków metalicznego przekroju poprzecznego, spowodowanych korozją i starciami. Zastosowanie tych głowic wymaga sztucznego magnesowania liny za pomocą źródeł zewnętrznych polem magnetycznym stałym lub zmiennym, do stanu bliskiego nasyceniu magnetycznemu. Badania magnetyczne stanu liny rejestrowane są analogowo na taśmie termicznej i cyfrowo na karcie PCMCIA.

Wielkością mierzoną przez znane głowice jest wartość indukcji magnetycznej w przestrzeni otaczającej linę lub strumień rozproszenia wokół liny. Zmiany tych parametrów obrazują sumaryczne osłabienie przekroju całej liny, nie określając ich rozkładu na poszczególne splotki. Utrudnia to identyfikację uszkodzeń i ocenę stanu bezpieczeństwa pracujących lin.

Głowica do nie niszczących badań diagnostycznych lin stalowych, mająca dzieloną budowę z magnetycznymi czujnikami, wedł ug wynalazku ma magnetyczne czujniki zmiany wartoś ci skł adowej pionowej natężenia pola i gradientu, których liczba jest równa liczbie splotek zewnętrznych liny oraz ma prowadnicę, która przy ruchu względnym liny lub głowicy wywołuje ruch obrotowy głowicy względem liny.

Prowadnicę korzystnie tworzą uformowane wewnątrz głowicy śrubowe rowki o kształcie i wymiarach splotki zewnętrznej oraz skoku równym skokowi zwicia splotek w linę.

Głowica według wynalazku nie wymaga sztucznego magnesowania liny, ponieważ wykorzystuje efekt magnetycznej pamięci metalu i naturalnego namagnesowania w magnetycznym polu Ziemi, co znacznie usprawnia prowadzenie badań diagnostycznych w różnego rodzaju urządzeniach transportu linowego. Ponadto zmiany osłabienia rejestrowane są wzdłuż poszczególnych splotek, co ułatwia identyfikację uszkodzeń i ocenę stanu bezpieczeństwa pracujących lin.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładowym wykonaniu na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat głowicy wraz z fragmentem liny stalowej i układem do badań, fig. 2 - widok głowicy od góry, fig. 3 - jej przekrój wzdłużny, a fig. 4 - magnetogram przebiegu zmian uzyskany podczas przesuwania magnetycznego czujnika wzdłuż jednej splotki liny.

Głowica 1 do nie niszczących badań diagnostycznych lin stalowych 2 ma dzieloną budowę, ukształtowaną wewnątrz, odpowiednio do konstrukcji i średnicy liny. Dolną część głowicy 1 stanowi dzielone łożysko 3 wraz z płytą 4, służącą do mocowania głowicy w miejscu badania liny. Na górnej części głowicy znajdują się magnetyczne czujniki 5 zmiany wartości składowej pionowej natężenia pola H_p i gradientu K_in, których liczba jest równa liczbie splotek zewnętrznych 6 liny oraz rejestrator 7 długości przesuwanej splotki. Magnetyczne czujniki 5 są połączone kablami 8 z dołączonym do głowicy 1 magnetometrem 9, wyposażonym w monitor i blok pamięci. W górnej i dolnej wewnętrznej części głowicy 1 znajduje się prowadnica 10, która przy ruchu względnym liny lub głowicy 1 wywołuje ruch obrotowy głowicy 1 względem liny. Prowadnicę 10 tworzą rowki śrubowe o kształcie i wymiarach splotki zewnętrznej 6 oraz skoku równym skokowi zwicia splotek w linę.

Pomiar wielkości osłabienia odbywa się, gdy układ magnetycznych czujników 5 przesuwa się nad powierzchnią splotek ruchem śrubowym rejestrując zmiany wartości składowej pionowej pola Hp wzdłuż długości liny. Wyniki pomiaru prezentowane są w postaci rozkładów wartości pola Hp i gradientu Kin według zależności:

= ^[ΔΡΐ ^] = ^[HPl ^{- H}P2 ^] = 2I₀ = 2Ιο obrazującej intensywność zmiany składowej pionowej pola H_p wzdłuż drogi przesuwu czujników 5, gdzie | ΔΗρ | to bezwzględna wartość różnicy pola H_p między dwoma punktami położonymi na prostopadłej do linii koncentracji naprężeń Kn z zerową wartością pola Hp w równej odległości Io po przeciwnych stronach Kn.

PL 210 042 B1

Warunkiem prowadzenia badań stanu liny według wynalazku jest ruch złożony postępowo-obrotowy głowicy 1 o skoku równym skokowi zwicia splotek w linę. Uzyskać to można albo przy ruchu liny i utrzymaniu głowicy 1 w stałym położeniu, albo przy nieruchomej linie i ruchu względnym głowicy 1 wzdłuż liny. Podczas przesuwania magnetycznych czujników 5 nad powierzchnią splotek rejestrowane są zmiany znaku i wartości pola Hp wskazujące na zaistniałe już oznaki osłabienia, jak pęknięcia drutów, wżery korozyjne, starcia drutów i tym podobne. Ponadto, w odróżnieniu od znanej metody magnetycznej wykrywane są również tak zwane obszary koncentracji naprężenia, w których podczas dalszej eksploatacji mogą wystąpić dalsze dodatkowe osłabienia liny.

Z magnetometru 9 zarejestrowane dane przenoszone są do stacjonarnego komputera klasy PC lub laptopa, gdzie wykonuje się obliczenia i wykresy. Następnie, analizuje się najbardziej osłabione miejsca badanej liny wykazane w metodzie magnetycznej pamięci metalu i w magnetycznym polu Ziemi. Wyznaczane i analizowane okresowo parametry są podstawą oceny aktualnego stanu bezpieczeństwa pracujących lin. Im większe są wartości natężenia pola Hp i gradientu Kin, tym bardziej stan liny podatny jest na pęknięcia i uszkodzenia.

Na magnetogramie, uwidocznionym na fig. 4 rysunku, górna część wykresu i lewa oś rzędnych przedstawiają wartości składowej pionowej pola Hp, a jego dolna część i prawa oś rzędnych wartości gradientu Kin, będącego głównym kryterium oceny stanu naprężeń. Największe zmiany wartości natężenia pola Hp, wynoszące od około -120 A/m do około +25 A/m, występują w obszarze między 90 a 110 mm długości Lx badanej próbki. W tym obszarze występuje również maksymalna wartość gradientu Kin = około 30 (A/m)/mm, co świadczy o występowaniu największego spiętrzenia naprężeń, które podczas dalszej pracy mogą wywołać uszkodzenie splotki.

Claims (2)

1. Głowica do nie niszczących badań diagnostycznych lin stalowych, mająca dzieloną budowę z magnetycznymi czujnikami, znamienna tym, że ma magnetyczne czujniki (5) zmiany wartości składowej pionowej natężenia pola i gradientu, których liczba jest równa liczbie splotek zewnętrznych (6) liny oraz ma prowadnicę (10), która przy ruchu względnym liny lub głowicy (1) wywołuje ruch obrotowy głowicy (1) względem liny.

2. Głowica według zastrz. 1, znamienna tym, że prowadnicę (10) tworzą uformowane wewnątrz głowicy śrubowe rowki o kształcie i wymiarach splotki zewnętrznej (10) oraz skoku równym skokowi zwicia splotek w linę.