CC BY
19
22 КИПИА
1/Н (13) февраль 2011 г. ЭКСПОЗИЦИЯ НЕФТЬ ГАЗ
ЭМА ДИАГНОСТИКА
ТРУБОПРОВОДНОЙ АРМАТУРЫ
Н.А. ВЛАСОВА
Большая часть действующей инфраструктуры магистральных газо- и трубопроводов во всем мире довольно быстро приближается к окончанию своего срока эксплуатации. Это означает, что продление этого срока, а также постоянный мониторинг трубопроводов становится все более критичным, по сравнению с тем как это было всего лишь несколько лет назад. Поэтому, традиционные методики инспектирования, которые использовались ранее, представляют собой лишь статистический подход к поиску потенциальных проблем.
Наиболее распространенными проблемами для трубопроводов являются трещины, коррозии и расслоения. Расслоения металлов, как правило, образуются при движении магистральной трещины, и значения толщин расслоений варьируются. Трещины, как правило, зарождаются на практически бездефектной поверхности металла. Случаи коррозии имеют место только на магистральных газопроводах и не наблюдаются на магистральных трубопроводах, построенных из таких же труб для транспорта жидких углеводородов, даже если они проложены в одном технологическом коридоре. Это, очевидно, связано с разным характером нагружения этих трубопроводных систем.
В данной статье мы намерены изложить свой подход к решению вопроса диагностики вышеназванных дефектов методами неразрушающего контроля на примере универсального дефектоскопа УД4-Т «Томо-график». Этот дефектоскоп - собственная разработка компании. Сделаем небольшое отступление и расскажем коротко о себе. Компания «Вотум» - разработчик и производитель оборудования дефектоскопии, входит в перечень передовых отечественных разработчиков, заслужила признание на международных уровнях, является постоянным партнером крупнейших государственных и негосударственных производственных компаний и отраслевых программ в различных отраслях отечественной промышленности. Исключительная разработка компании, в плане технического решения -универсальный дефектоскоп УД4-Т, который по своим техническим и функциональным характеристикам не уступает оборудованию известных мировых лидеров в области дефектоскопии и неразрушающего контроля.
директор по маркетингу ООО «Вотум»
А в данном случае, мы с уверенностью говорим: особенность и уникальность УД4-Т в том, что один прибор способен реализо-вывать одновременно, во-первых, многие методы контроля - ультразвуковой, вихре-токовый, резонансный, а во-вторых, быть одновременно и Дефектоскопом, и Толщиномером и Тензометром. В «Томографик» УД4-Т также предусмотрен режим «многозадачности», когда несколько УЗ приложений могут работать одновременно (фоново), скажем оператору, работающему с дефектоскопией доступны все режимы толщи-нометрии и наоборот. Но в данной статье рассматривается дефектоскоп/толщиномер, для контроля трубопроводов, с функциональными возможностями ЭМА (электромаг-нитоакустического) и УЗ (ультразвукового) прецизионного толщиномера, которые реализованы в УД4-Т в полном объеме. Прибор сертифицирован, внесен в отраслевые реестры и допущен к применению в нефтегазовой промышленности.
До 2002 года для обнаружения трещин в трубопроводах использовались обычные ультразвуковые контактные методы контроля в заполненных трубопроводах. Интенсивное развитие производства и промышленный скачок во всем мире привел к появлению новых материалов, новых технологий, специфики монтажа, а также к необходимости ускорить и удешевить процесс дефектоскопии, не потеряв при этом в качестве и соответственно сделать механизм развития дефектов более предсказуемым.
УД4-Т, как говорилось выше, реализует весь набор функций ультразвукового дефектоскопа, что позволяет:
- определять наличие дефектов типа нарушение сплошности и однородности материалов, полуфабрикатов, готовых изделий и сварных соединений;
- измерять глубины дефектов и координаты их залегания;
- определять толщину, скорость распространения и затухания ультразвуковых колебаний (УЗК) в материале.
По аналогии с ультразвуком, ЭМА способом в металлах успешно возбуждаются и регистрируются импульсы всех известных типов упругих колебаний. Метод является бесконтактным, и следовательно, хорошо зарекомендовал себя при диагностики трубопроводов в различных климатических условиях, также эффективен при работе с загрязненными и корродированными поверхностями т.е. не нуждаться в предварительной очистке зоны контроля. Сканирование в ЭМА режиме проходит на высоких скоростях, так как угол ввода сигнала преобразователя - прямой.
Устойчивая работа ЭМА датчика в УД4-Т «Томографик 1.2.» обеспечивается при воздушном зазоре с контролируемой поверхностью (0...1.5 мм), в зависимости
Москва
от электропроводности контролируемого материала.
Для измерения толщины в УД4-Т «Томографик 1.2.» используется несколько типов преобразователей: ЭМАП - совмещенный ЭМАП - интеллектуальный (с более высокой чувствительностью) ПЭП - совмещенный ПЭП - раздельно-совмещенный
ЭМА/УЗ Толщиномер использует три метода контроля: резонансный, корреляционный и импульсный.
Измерения резонансным методом используются для особо тонких изделий, где необходим высокий класс точности:
Усиление 114:40:54
17.0 мк
0,563-!
X = 1 у= 1
от 0,2 мм до 1 мм (ПЭП) от 0,3 мм до 0,7 мм (ЭМАП)
Измерения корреляционным методом осуществляются при наличии не менее двух донных эхо сигналов (погрешность
Метод 1 | Кореляцион,
1 оЩб'Гзз 1
Диапазон
Диапазон
1 5 мм - 20 мм
Частота
05.0 МГц
Тип датчика
дР
55.1 _
1
0.0 Л II -ь р» чЧ + 1
55.1 1 1
&1.1 1
7.0 мкс 16. МНС 29.5 МП
■а!пг 12
58 7
55.1 1
п
49.1
лЛ< и 4
0.0 0.0 мм 17 ! ММ зъ." мм
Время = 5.4470
J
уменьшается с увеличением количества эхо сигналов).
Метод рассчитан на работу в средних диапазонах: от 1 мм до 60 мм (ПЭП) от 0.7 мм до 60 мм (ЭМАП)
Метод 1
17.0 мкс_29.0 мкс
20.56511
Время = 12.7338
ЭКСПОЗИЦИЯ НЕФТЬ ГАЗ 1/Н (13) февраль 2011 г.
КИПИА 23
Измерения импульсным методом
осуществляются по одному донному сигналу, и используется для оценочных замеров толщины в диапазонах: от 10 мм до 4800 мм (ПЭП) от 5 мм до 650 мм (ЭМАП)
Как мы видим дефект? В УД4-Т используется томографический сканер для построения разверток и определения положения ПЭП. На экране прибора мы получаем спектр сигнала, видим не только сам дефект, но определяем его форму, координаты залегания (не только X; X но и глубину) расстояние до дефекта. В режиме толщинометрии мы видим также карту толщин, где наряду с табличным представлением результатов реализована карта толщин, позволяющая оценить весь объект контроля в целом, его графическое представление наглядно отображает зоны недопустимых отклонений.
|02i59il6|fri )
Координата X Имя сессии: "2"
Карта высот
Верхняя граница
Нижняя граница
Для поиска и оценки характера расслоений , трещин и корродированных зон в трубной арматуре, «Томографик» УД4-Т с ЭМА датчиками в настоящее время является наиболее эффективным отечественным средством диагностики.
Среди зарекомендовавших себя особенностей (из опыта эксплуатации) можно выделить следующие:
Автоматическое определение контакта преобразователя (ПЭП или ЭМАП) с контролируемой поверхностью, а также возможность включения и выключения данной функции;
В корреляционном и импульсном методах предусмотрена полуавтоматическая (ручная подстройка) и автоматическая настройки, что позволяет приступить к контролю объектов, не прибегая к предварительной настройке прибора. В импульсном методе, среди прочих, реализована функция автоматического определения положения 1-го эхо-импульса. Данная функциональная возможность также оснащена средствами активации и деактивации; А-скан + В-скан позволяет в достаточной
«Робоскоп 3000»- роботизированный комплекс неразрушающего контроля и лазерного обмера геометрических параметров
степени наглядно следить за отклонением от допустимой толщины, при недопустимом отклонении прибор сигнализирует с помощью индикатора АСД;
- Автоматическая регулировка усиления исключает необходимость постоянной установки необходимой величины при смене объекта контроля, для удобства пользования сохранена и ручная регулировка;
В результате промышленной эксплуатации «Томографик» УД4-Т в режиме ЭМА толщинометрии наработаны следующие результаты:
- эффективность обнаружения дефекта расслоения в диагностируемом объекте 96%. Т.е. на основании практического опыта диагностики объектов было установлено, что расслоения, как правило, не обнаруживаются ультразвуком. Мы не говорим о торцах и местах стыков сварных швов в трубопроводах, для которых ультразвук и вихреток прописаны в методике по контролю. Мы говорим о методе, который является единственно точным на сегодняшний день и, по сути, вообще единственным для обнаружения дефектов такого рода. А вот дать качественную полную оценку ситуации в самом объекте контроля, охарактеризовать внутренний дефект «со всех сторон» становится возможным только с УД4-Т в режиме ЭМА толщинометрии.
ЭМА дефектоскопы и толщиномеры являются экономически высокоэффективными средствами, которые дополняют группу традиционных установок, приборов и устройств, использующих контактный вариант контроля.
И ещё раз хотелось бы вернуться к началу статьи. Более 90% всех трубопроводов находится под землей. Методы контроля и диагностики постоянно совершенствуются. Поэтому следующим шагом для развития ЭМА дефектоскопии будет повышение качества отношения сигнал/шум, увеличение протяженности контролируемого участка, разработка новых алгоритмов анализа получаемой информации. А наша компания сделала ещё один шаг вперед к реализации на практике ЭМА метода, но уже в виде промышленной установки «Робоскоп 3000» - роботизированного комплекса неразрушающего контроля и лазерного обмера геометрических параметров. Более подробно с технологическими новинками Вы сможете ознакомиться на сайте www.votum.ru. ■
ui Votum
Москва,
Кронштадтский бульвар 7, т. +7 (495) 225 99 60 www.votum.ru e-mail: [email protected]
