Интерфейс связи с оператором на основе носимого персонального компьютера (ноутбука) и канала связи обеспечивает возможность управления режимами работы дефектоскопа, программирования основных параметров прогона, получения оперативной информации, накопленной системой управления в течение всего прогона [9].

4.3 Технические характеристики ультразвукового дефектоскопа CD

Среда перекачки:нефть, нефтепродукты, вода

Диапазон температуры среды эксплуатации:0 - 50 °C

Допустимая скорость перекачиваемой среды без потери продольного разрешения:0.1 - 2.0 м/сек

Рекомендуемый диапазон рабочего давления:0.5 - 8.0 МПа

Минимальный радиус поворота:3D x 90°

Диапазон толщин стенки:4 - 30 мм

5. Ультразвуковой внутритрубный дефектоскоп для прямого высокоточного измерения толщины стенки трубы

Рисунок 12. Ультразвуковой Дефектоскоп WM

Ультразвуковой дефектоскоп предназначен для внутритрубного ультразвукового обследования магистральных трубопроводов с целью выявления дефектов толщины стенки типа потери металла металлургического, механического и коррозионного происхождения, а также расслоений и включений.

В дефектоскопах используется принцип ультразвуковой толщинометрии, основанном на акустическом эхо-импульсном зондировании стенки трубопровода с использованием ультразвуковых иммерсионных преобразователей совмещенного типа.

5.1 Принцип действия

Рисунок 12.1. принцип работы дефектоскопа

Принцип работы дефектоскопа в варианте ультразвукового толщиномера состоит в измерении временных интервалов между зондирующим импульсом и импульсами, отраженными от внутренней и внешней поверхностей стенки трубопровода. Временной интервал между зондирующим импульсом и первым отраженным импульсом соответствует расстоянию (отступу) между датчиком и внутренней поверхностью стенки трубы. Временной интервал между первым и вторым отраженными импульсами соответствует толщине стенки.

Кроме обнаружения внутренней и внешней потерь металла, данный метод позволяет обнаружить и измерить другие типы дефектов, такие как расслоения, включения, царапины, надрезы, задиры и вмятины, а также их комбинации.

5.2 Системы дефектоскопа

Система управления и контроля обеспечивает: управление сбором и накоплением диагностической информации; регистрацию данных от ультразвуковых датчиков; регистрацию пройденного пути; регистрацию времени работы; передачу информации на внешние накопители после извлечения дефектоскопа из трубопровода для дальнейшей обработки и интерпретации полученных данных; автоматическую настройку и калибровку систем дефектоскопа.

Измерение пройденного дефектоскопом расстояния и привязка аномалий трубопровода к дистанции основывается на одометрической системе, состоящей из нескольких одометрических колес, полный оборот которых сопровождается выработкой определенного количества импульсов. Расстояние автоматически определяется дефектоскопом при известном диаметре одометрического колеса.

Для коррекции дистанции с целью более точного определения места расположения аномалий, а также для обнаружения местоположения дефектоскопа в трубопроводе дефектоскоп оснащен временнoй маркерной системой приема-передачи низкочастотных электромагнитных сигналов.

Для привязки к угловому положению относительно продольной оси трубопровода дефектоскоп имеет в своем составе маятниковую систему, позволяющую учесть вращение дефектоскопа при движении.

Система регистрации параметров внутренней и внешней среды измеряет давление внешней среды, температуру внутри секций дефектоскопа, контролирует состояние напряжений питания дефектоскопа [9].

Рисунок 13. Система дефектоскопа

Система записи данных выполнена на основе Flash-памяти. Накопители на её основе не имеют механического привода, что позволяет обеспечить надёжную работу, устойчивость к вибрациям и ударам.

Интерфейс связи с оператором на основе носимого персонального компьютера (ноутбука) и канала связи обеспечивает возможность управления режимами работы дефектоскопа, программирования основных параметров прогона, получения оперативной информации, накопленной системой управления в течение всего прогона [10].

5.3 Подтверждение полученных данных

Рисунок 14. Потеря металла

Рисунок 15. Потеря металла(продолжение)

5.4 Технические характеристики ультразвукового дефектоскопа (WM)

Среда перекачки: нефть, нефтепродукты, вода

Диапазон температуры среды эксплуатации:0 - 50 °C

Допустимая скорость перекачиваемой среды без потери продольного разрешения:0.1 - 2.0 м/сек

Рекомендуемый диапазон рабочего давления:0.5 - 8.0 МПа

Минимальный радиус поворота:1.5D x 90°

Диапазон толщин стенки:3.5 - 30 мм

6. Ультразвуковой внутритрубный комбинированный (WM&CD) дефектоскоп для прямого высокоточного измерения толщины стенки трубы и обнаружения трещин на ранней стадии

Рисунок 16. Ультразвуковой комбинированный дефектоскоп

Ультразвуковой комбинированный дефектоскоп предназначен для внутритрубного ультразвукового обследования магистральных трубопроводов с целью измерения остаточной толщины стенки и обнаружения продольных или поперечных трещин, в том числе в поперечных и продольных сварных швах.

Дефектоскоп позволяет осуществлять, как комбинированное (одновременное), так и раздельное обследование трубопроводов, при котором проводится только измерение остаточной толщины стенки (вариант толщиномера) или только выявление трещин, продольных или поперечных (вариант детектора трещин).

В дефектоскопах используется метод, основанный на акустическом эхо-импульсном зондировании стенки трубопровода с использованием ультразвуковых иммерсионных преобразователей совмещенного типа с перпендикулярным (толщиномер) и наклонным (детектор трещин) вводом луча в стенку трубопровода.

6.1 Принцип действия

Принцип работы дефектоскопа в варианте ультразвукового толщиномера состоит в измерении временных интервалов между зондирующим импульсом и импульсами, отраженными от внутренней и внешней поверхностей стенки трубопровода. Временной интервал между зондирующим импульсом и первым отраженным импульсом соответствует расстоянию (отступу) между датчиком и внутренней поверхностью стенки трубы.

Временной интервал между первым и вторым отраженными импульсами соответствует толщине стенки. Отличительной чертой дефектоскопов этого типа является многократное измерение толщины стенки в каждой точке поверхности трубопровода, что повышает качество получаемых измерений.

Рисунок 17. Принцип действия дефектоскопа

Принцип работы дефектоскопа в варианте детектора трещин состоит в регистрации и измерении амплитуды отраженных от трещин сигналов и временных интервалов между зондирующим импульсом, импульсом, отраженным от внутренней стенки трубопровода и импульсом от трещины. Излученная датчиком ультразвуковая волна входит в металл под углом 17° к перпендикуляру к поверхности и распространяется в металле под углом 45°, при этом обеспечивается наилучшее отражение сигнала от трещины. Отраженные сигналы от трещины принимаются этим же датчиком. Для повышения вероятности обнаружения дефектов, облучение производится с двух сторон. В связи с тем, что преобразователи расположены по окружности с шагом ~ 11 мм, сигнал от дефекта может быть принят 2-мя или 3-мя датчиками с каждой стороны. В процессе интерпретации такие сигналы от разных датчиков совмещаются, а по характеристикам принятых сигналов, вырабатывается заключение о свойствах дефекта.

6.2 Системы дефектоскопа

Система управления и контроля дефектоскопа обеспечивает: управление сбором и накоплением диагностической информации; регистрацию данных от ультразвуковых датчиков, расположенных с шагом в 11 мм по окружности трубы, через каждые 3 мм дистанции; регистрацию пройденного пути; регистрацию времени работы; передачу информации на внешние накопители после извлечения дефектоскопа из трубопровода для дальнейшей обработки и интерпретации полученных данных; автоматическую настройку и калибровку систем дефектоскопа.

Измерение пройденного дефектоскопом расстояния и привязка аномалий трубопровода к дистанции основывается на одометрической системе, состоящей из нескольких одометрических колес, полный оборот которых сопровождается выработкой определенного количества импульсов. Расстояние автоматически определяется дефектоскопом при известном диаметре одометрического колеса.

Для коррекции дистанции с целью более точного определения места расположения аномалий, а также для обнаружения местоположения дефектоскопа в трубопроводе дефектоскоп оснащен временной маркерной системой приема-передачи низкочастотных электромагнитных сигналов.

Для привязки к угловому положению относительно продольной оси трубопровода дефектоскоп имеет в своем составе маятниковую систему, позволяющую учесть вращение дефектоскопа при движении [9].

Система регистрации параметров внутренней и внешней среды измеряет давление внешней среды, температуру внутри секций дефектоскопа, контролирует состояние напряжений питания дефектоскопа.

Рисунок 18. Система дефектоскопа

Система записи данных выполнена на основе Flash-памяти. Накопители на её основе не имеют механического привода, что позволяет обеспечить надёжную работу, устойчивость к вибрациям и ударам.

Интерфейс связи с оператором на основе носимого персонального компьютера (ноутбука) и канала связи обеспечивает возможность управления режимами работы дефектоскопа, программирования основных параметров прогона, получения оперативной информации, накопленной системой управления в течение всего прогона.

6.3 Подтверждение полученных данных

Рисунок 19. Продольная трещина

6.4 Технические характеристики ультразвукового комбинированного дефектоскопа (WM &CD)

Среда перекачки: нефть, нефтепродукты, вода

Диапазон температуры среды эксплуатации:0 - 50°C

Допустимая скорость перекачиваемой среды без потери продольного разрешения:0.1 - 2.0 м/сек

Рекомендуемый диапазон рабочего давления: 0.5 - 8.0 МПа

Минимальный радиус поворота:1,5D x 90є

Диапазон толщин стенки:3,5 - 30 мм

6.5 Анализ данных

Специалисты Аналитического Центра НГКС по интерпретации данных обрабатывают данные, полученные во время ультразвуковой диагностики, и создают Финальный Отчет, который обычно включает:

- Раскладку трубопровода, включая раскладку секций трубопровода.

- Список особенностей трубопровода.

- Расчет дефектов на статическую прочность, с использованием различных методик (по усмотрению Заказчика).

- Классификацию обнаруженных дефектов по степени опасности на основе API 1104, CAN Z 184-M86, 49 CFR, ASME B31.4 (8), BS 7910 и т.д.

- Рекомендации по объемам капитального (заменой участка) и выборочного ремонта (установкой различных муфт), а также по очередности ремонта дефектов.

- Анализ качества изготовления труб различными трубными заводами с целью выбора поставщика труб.

- Оценки качества проведения капитального и выборочного ремонта.

- Расчета скорости коррозии на трубопроводе.

Сервисная программа позволяет:

- Работать с комплексной базой данных.

- Редактировать их, автоматически выбирать необходимую информацию с помощью механизма фильтров и индексов.

- Позиционироваться на дефекты и особенности.

- Осуществлять привязку дефектов и особенностей к точкам ориентиров (выпускать сертификаты и листы детализации).

- Генерировать отчеты в форме, задаваемой пользователем.

- Систематизировать информацию о проведенном ремонте [11].

Заключение

ультразвуковой дефектоскоп труба трещина

Диагностика линейной части магистральных трубопроводов может осуществляться различными способами, индивидуальная программа диагностирования может включать в себя тепловизионный контроль, акустико-эмиссионный контроль наиболее опасных участков трубопровода, приборный контроль с поверхности и т.д., но для магистральных газонефтепроводов, имеющих большую протяженность наиболее технологичным является проведение диагностики с помощью внутритрубных инспекционных приборов.

Работы по внутритрубной диагностике в общем случае включают в себя: пропуск скребка-калибра, пропуск шаблона-профилемера, пропуск профилемера, пропуск очистных скребков, пропуск дефектоскопа.

Необходимо отметить, что отрасль внутритрубной диагностики чрезвычайно востребована в настоящее время, поэтому темпы ее развития достаточно высоки. Современные внутритрубные дефектоскопы сочетают в себе передовые разработки и новейшие технологии.

Внутритрубная диагностика позволяет обнаружить дефекты геометрии и особенности трубопровода (вмятины, гофры, овальности поперечного сечения, выступающие внутрь трубы элементы арматуры трубопровода), дефектов типа потери металла, уменьшающих толщину стенки трубопровода (коррозионных язв, царапин, вырывов металла и т.п.), а также расслоений, поперечных трещин и дефектов в кольцевых сварных швах; продольных трещин в теле трубы, продольных трещин и дефектов в продольных сварных швах.

Таким образом, внутритрубная диагностика - это универсальный метод обследования магистральных трубопроводов, который предотвращает внезапные отказы в их работе, повышает их надежность, эффективность и безопасность при эксплуатации.

Список литературы

1. Богданов Е.А. «Основы технической диагностики нефтегазового оборудования». - М.: Высшая школа 2006 г.

2. В.П. Калявин «Основы теории надежности и диагностики». Санкт - Петербург: Элмор, 1998.

3. Трубопроводный транспорт нефти и газа: Учебник для вузов / Р.А. Алиев, В.Д. Белоусов, А.Г. Немудров и др. - М.: Недра, 1988.

4. СНиП 2.05.06-85*. Магистральные трубопроводы / Минстрой России. - М.: ГУПЦ ПП, 1997.

5. Харионовский В.В. Надежность и ресурс конструкций газопроводов. М.: Недра 2000 г.

6. Кретов Е.Ф. Ультразвуковая дефектоскопия в энергомашиностроении / Е.Ф. Кретов. - СПб.: Радиоавионика, 1995. - 327 с.

7. Выборнов Б.И. Ультразвуковая дефектоскопия / Б.И. Выборнов - М.: Метал-я, 1985. - 257 с.

8. Алешин Н.П. Радиационная, ультразвуковая и магнитная дефектоскопия / Н.П. Алешин, В.Г. Щербинский. - М.: Высшая школа, 1991. - 272 с.

9. Неразрушающий контроль и диагностика: справочник / В.В. Клюев [и др.]; под ред. В.В. Клюева. - М.: Машиностроение, 2005. - 656 с.

Размещено на Allbest.ru