V súčasnosti sa pri štúdiu technického stavu tepelnej siete s rôznou úspešnosťou používa množstvo technických a fyzikálnych diagnostických metód (akustické metódy, metódy využitia magnetickej pamäte kovu a pod.). Technické údaje získané pri diagnostike tepelných sietí rôznymi metódami podliehajú kvalitatívnej interpretácii a kvantitatívnej analýze, v dôsledku čoho by sa mala klasifikovať celá škála potenciálne nebezpečných oblastí zistených v skúmanom objekte podľa stupňa ich nebezpečenstva pre ďalšej bezpečnej prevádzky tepelných sietí.

JSC "Teploset Petrohrad" spolu s výskumnými ústavmi a ďalšími vedeckými organizáciami pracujú na experimentálnej aplikácii známych a vývoji nových technických metód diagnostiky pre praktické uplatnenie pri kontrole potrubí tepelných sietí.

akustická metóda. V rokoch 2005 až 2009 Viac ako 50 km tepelných sietí bolo preskúmaných diagnostickou organizáciou pomocou zariadenia od NPK Vector (teraz túto technológiu implementuje LLC NPK KURS-OT) pomocou analyzátora korelácie šumu (obr. 2).

Táto diagnostická metóda nevyžaduje odstavenie potrubia. Je možné diagnostikovať prívodné a spätné potrubia v krátkom čase. Výkazy vizuálne prezentujú informácie o úsekoch s podkritickým a kritickým stenčením steny a po dohode s našou spoločnosťou boli chápané ako hodnoty 40-60%, respektíve menej ako 40% nominálnej hrúbky steny potrubia. kov, ktorý sa výrazne líši od tých, ktoré sú povolené pre ďalšiu prevádzku.hodnoty uvedené v RD 153-34.0-20.522-99. Kritické úseky spolu predstavovali v priemere asi 12 % celej dĺžky prívodného aj vratného potrubia. Podkritické úseky spolu predstavovali v priemere asi 47 % celej dĺžky prívodného aj vratného potrubia. Napríklad v úseku 100 m boli podľa výsledkov diagnostiky identifikované kritické úseky v priemere s celkovou dĺžkou 12 m a podkritické - 47 m Vo vyhovujúcom stave - 41 m. mzdové náklady, efektívnosť túto metódu diagnostiku možno považovať za vysokú, pretože bez porušenia technologického režimu, bez otvárania vykurovacích potrubí, s malými objemami prípravné práce boli diagnostikované desiatky kilometrov úsekov potrubí tepelných sietí. Treba poznamenať, že podľa výsledkov analýzy diagnostických údajov získaných pri vyšetrení a pri následnom otvorení rozvodov kúrenia sa potvrdilo, že táto metóda lepšie odhaľuje rozšírené korózne oblasti a metóda je málo použiteľná na detekciu lokálnych jamkové poškodenie kovu. V prípade poškodenia (stenčenie stien) s dĺžkou 1 m je podľa autorov pravdepodobnosť jeho odhalenia 80% a pri dĺžke 0,2 m - 60%. Presnejšie povedané, pomocou tejto akustickej diagnostickej metódy sa identifikujú miesta mechanického nadmerného namáhania konštrukcie potrubia, ktoré v niektorých prípadoch nemusí byť spôsobené zoslabením steny potrubia (čo je jeden z dôležitých faktorov pri rozhodovaní o oprave), ale na iné faktory, napríklad deštrukciu posuvných podpier, tepelné deformácie a napätia. Na potvrdenie výsledkov získaných podľa správy by sa museli prinajmenšom v kritických úsekoch otvoriť kilometre rozvodov kúrenia. Takéto práce sa reálne realizujú len v prípade havarijného odstraňovania škôd a pri plánovaných rekonštrukciách. Na základe štatistickej vzorky je poradie spoľahlivosti tejto diagnostickej metódy asi 40 % podľa zovšeobecnených údajov špecialistov diagnostickej služby OAO Teploset Petrohrad a dodávateľa. Podľa nášho názoru táto metóda neposkytuje informácie o hrúbke kovovej steny potrubia, ktorá je potrebná na rozhodnutie o oprave a predpovedanie podmienok ďalšej prevádzky.

Ultrazvuková metóda. V rokoch 2005 až 2009 Diagnostická organizácia pomocou ultrazvukového systému Wavemaker vykonala práce na diagnostike tepelných sietí, preskúmaných bolo viac ako 5 km tepelných sietí (obr. 3).

Táto diagnostická metóda nevyžaduje odstavenie potrubia. Nafukovací kruh s meničmi sa položí na vopred pripravený povrch bez tepelnej izolácie. Špirálová akustická vlna sa šíri v oboch smeroch z prstenca a jej odraz od nehomogenít možno použiť na posúdenie zmeny plochy prierezu kovu. V procese diagnostiky sa identifikujú miesta so zmenou plochy prierezu o 5 % alebo viac menovitej hrúbky steny potrubia. Akustická vlna generovaná generátorom má obmedzený výkon, jej útlm je určený prítomnosťou zvarov, uhla natočenia, prechodov priemerov. Pred nami sa táto metóda nikdy nepoužila na diagnostiku potrubí vykurovacích sietí. Pri pokládke pod zem je teda možné použiť metódu Wavemaker iba na diagnostiku úsekov potrubí susediacich s tepelnými komorami, ako aj počas pitingu (plánovaného a núdzového). Najväčšou výhodou metódy je porovnávacia rýchlosť získania diagnostického výsledku, čo v niektorých prípadoch umožňuje získať informácie o stave kovu priamo na mieste havarijných prác. Aplikácia tejto metódy na vykurovacie siete si vyžaduje značné úsilie na prípravu pracoviska a hlavne odstránenie tepelnej izolácie s plochou 300x300 mm s následným odizolovaním potrubia a obnovením zničenej izolácie. Výsledkom diagnostiky je, že v dôsledku útlmu akustickej vlny vytvorenej generátorom sa neskúmajú veľké úseky potrubí pozdĺž dĺžky. Po vŕtaní a kontrole potrubí sa dospelo k záveru, že spoľahlivosť metódy nie je väčšia ako 50% a neposkytuje úplné informácie o stave potrubia a také informácie, ako je hrúbka steny kovu potrubia, potrebné na zhotovenie rozhodnutie o oprave a predpovedanie podmienok ďalšej prevádzky.

Metóda akustickej emisie. V období rokov 2005-2008. metódou akustickej emisie vykonala špecializovaná organizácia práce na diagnostike tepelných sietí. Zameraných bolo viac ako 2 km tepelných sietí (obr. 4).

Metóda je založená na princípe generovania (vyžarovania) akustických signálov v miestach porušenia kovovej konštrukcie s postupným stupňovitým zvyšovaním tlaku pracovného média. Pri jednom zvýšení tlaku dokáže táto metóda diagnostikovať asi 1000 m potrubia.

Ako ukázali skúsenosti z praxe, na kontrolu časti vykurovacej siete je potrebná starostlivá príprava pracoviska. Snímače sa inštalujú na potrubie pozdĺžne po dĺžke úseku, vzdialenosť medzi susednými snímačmi by mala byť cca 30 m. V miestach montáže snímačov je potrebné kov dôkladne očistiť do zrkadlového lesku so „škvrnami“ s priemer asi 7 cm.Pre vykonanie diagnostických prác je potrebné zvýšiť tlak chladiacej kvapaliny minimálne o 10% prevádzkovej hodnoty a následne zaznamenať akustické signály po dobu 10 minút. Po počítačovom spracovaní prijatých informácií správa poskytuje súradnice defektov kovu s uvedením stupňa ich nebezpečenstva (od 1. do 4. triedy). Jedna sada vybavenia obsahuje 16 senzorov.

Vzhľadom na náročnosť prípravných prác na prieskum podzemného potrubia touto metódou sa javí ako vhodnejšie použiť ju v priestoroch nadzemného uloženia. Účinnosť metódy kontroly akustickej emisie možno podmienečne hodnotiť ako priemernú. Spoľahlivosť výsledkov v diagnostike metódou akustickej emisie plôch bola podľa nášho odhadu na úrovni 40 %. Táto metóda neposkytuje informácie o hrúbke kovovej steny potrubia, ktorá je potrebná na rozhodnutie o jej oprave a predpovedanie podmienok ďalšej prevádzky.

Vyššie popísané metódy technickej diagnostiky neumožňujú v plnom rozsahu vykonať technickú diagnostiku stavu podzemných teplovodov a identifikovať všetky oblasti vyžadujúce opravu, t.j. neumožňujú v plnom rozsahu získať požadované informácie o skutočnom stave potrubí, čo si vyžaduje zdokonaľovanie týchto metód, ako aj vývoj nových prístrojových metód založených na modernom vývoji technických prostriedkov.

Jedným z príkladov zlepšenia existujúcich metód je práca vykonaná JSC "Teploset St. Petersburg" spolu so špecializovanými diagnostickými organizáciami na posúdenie stavu zón s nebezpečenstvom korózie pomocou softvérových systémov na analýzu štatistických informácií a výsledkov termovízneho zobrazovania. , ako aj zariadenia pohybujúce sa vo vnútri potrubia.ktoré sú vybavené televíznym a ultrazvukovým zariadením.

Ale predtým, ako hovoríme o vyvinutých moduloch určených na vykonávanie in-line diagnostiky, pozrime sa na princípy tvorby programov na vykonávanie tohto typu diagnostiky.

Tvorba diagnostických programov a kritérií pre výber miesta pre in-line diagnostiku (ITD). Výber miest na kontrolu metódou VTD vykonávajú špecialisti diagnostickej služby pomocou geografického informačného a analytického systému "Teploset" (GIAS "Teploset") a výsledkov prieskumu infračervenej termovíznej leteckej fotografie, načítanej do GIAS "Teploset" (obr. 5).

Zadávanie pasových informácií o potrubiach, ako aj informácií získaných v dôsledku kontrol defektov, diagnostiky, koróznych meraní, sa vykonáva podľa určitého algoritmu v elektronickom okruhu tepelnej siete. V našom prípade je monitorovací systém v skutočnosti softvérový plášť založený na digitálnom priestorovom modeli, ktorý umožňuje pracovať s informáciami zo všetkých databáz súvisiacich s tepelnou sieťou a prezentovať ich vo forme, ktorá je vhodná na prezeranie a vnímanie. Pracovný názov tohto systému je GIAS "Teploset" (podrobnosti pozri v článku I.Yu. Nikolského na str. 19-24 - ed.). Monitorovací systém v súčasnosti umožňuje racionálne zostavovať programy rekonštrukcie aj selektívnej generálnej opravy s cieľom predĺžiť životnosť potrubia pred jeho uvedením do rekonštrukcie a určiť oblasti pre diagnostiku.

Kritériá pre výber miesta pre diagnostiku v GIAS "Teploset":

■ koeficient špecifického poškodenia;

■ prítomnosť akcelerujúcich vonkajších faktorov korozívne opotrebovanie;

■ technologický význam tohto úseku tepelnej siete, ktorý priamo súvisí s veľkosťou predpokladaného nedostatku tepelnej energie v prípade havarijného odstraňovania škôd v r. zimné obdobie;

■ spoločenský význam určený závažnosťou možných sociálno-ekonomických dôsledkov v prípade škody;

■ výsledky termovízneho prieskumu a teplotného gradientu v lokalite.

Areálové letecké snímkovanie v IR rozsahu (obr. 6) sa vykonáva pomocou termokamery, ako dopravný prostriedok je použitý vrtuľník Mi-8.

Materiály podávania správ sú prezentované vo forme katalógu teplotných anomálií. Vo forme vhodnej na porovnanie sú uvedené fragmenty mapy umiestnenia tepelných sietí, prieskumy v optických a infračervených vlnových dĺžkach. Metóda je veľmi účinná pri plánovaní opráv, diagnostike a identifikácii oblastí so zvýšenými tepelnými stratami. Streľba sa vykonáva na jar (marec - apríl) a jeseň (október - november), keď funguje vykurovací systém, ale na zemi nie je sneh. Vyšetrenie a získanie výsledkov v celom meste Petrohrad trvá len dva týždne. Táto metóda umožňuje nielen určiť miesta zničenia izolácie a odtlakovania potrubí, ale aj sledovať vývoj takýchto zmien v čase. Špecialisti diagnostickej služby na základe výsledkov termovízie vykonajú nadzemný prieskum pomocou korelačných a akustických diagnostických prístrojov s cieľom zistiť príčinu anomálie (miesta zvýšených tepelných strát).

Diagnostický modul pre in-line diagnostiku Du700-1400. V roku 2009 naša spoločnosť spolu s diagnostickou organizáciou experimentálne zaviedla nová metóda diagnostika - in-line diagnostika (ITD) pomocou diaľkovo ovládaného diagnostického komplexu (TDK) (obr. 7).

Diaľkovo ovládaný diagnostický komplex určený pre in-line diagnostiku zahŕňa nevýbušné doručovacie vozidlo (in-line defektoskop), na ktoré je možné inštalovať rôzne vymeniteľné moduly nedeštruktívneho testovania: vizuálne a meracie testovanie (modul VIK), as ako aj bezkontaktné („suché“) ultrazvukové testovanie s použitím elektromagneticko-akustických prevodníkov (EMAT) na priame a šikmé zadávanie ultrazvukového impulzu (EMA-modul).

Nabíjanie in-line defektoskopu s inštalovanými diagnostickými modulmi sa vykonáva cez existujúce hrdlá vykurovacích komôr a šachiet (šachty Du600), v prípade potreby aj na opravárenských miestach. Na prípravu miesta pre spustenie in-line defektoskopu vo vnútri potrubia sa vyreže vrchlík s rozmerom 800x800 mm (obr. 8), v priľahlých komorách sa urobí rez 200x200 mm na odvetranie diagnostikovaného úseku potrubia. potrubia. In-line defektoskop sa môže pohybovať ako pozdĺž horizontálnych potrubí DN700-1400 rýchlosťou 50 mm/s, tak pozdĺž naklonených a vertikálne umiestnených úsekov DN700-1000 rýchlosťou 25 mm/s, ako aj prechádzať strmými zákrutami a rovnaké tričká. In-line defektoskop sa môže pohybovať dovnútra technologické potrubia vo vzdialenosti do 240 m od miest nakládky. Diagnostické a pomocné zariadenia sú umiestnené v mobilnom autolaboratóriu založenom na aute Gazelle.

Použitie EMAT umožňuje diagnostiku potrubí vrátane diagnostiky predmetov s kontaminovaným povrchom (hrdza, korózia a pod.), bez použitia kontaktnej kvapaliny, na neupravenom povrchu, cez vzduchovú medzeru do 1,5 mm. Rozsah dostupných hrúbok stien na ovládanie je v rozmedzí 6-30 mm. Na vykonanie kontroly sú EMAT umiestnené diametrálne oproti v module EMA inštalovanom na rotačnej jednotke in-line defektoskopu. Rotačná jednotka zabezpečuje otáčanie prevodníkov po obvode potrubia a teleskopické manipulátory - vysunutie prevodníkov na povrch potrubia pre zabezpečenie konštantnej vzduchovej medzery medzi ovládanou plochou a prevodníkmi. In-line defektoskop zabezpečuje translačný a špirálový pohyb modulu vo vnútri potrubia, vďaka čomu sú implementované dynamické režimy riadenia - kontinuálne skenovanie telesa potrubia alebo skenovanie s určeným krokom od 10 do 200 mm.

Kontinuálna a kroková EMA kontrola sa vykonáva na rovných úsekoch potrubia a vo vnútri ohybov sa meria zvyšková hrúbka steny. Výsledky in-line skenovania pomocou modulov VIC a EMA sú zobrazované na obrazovkách monitorov prijímacích a riadiacich počítačov (obr. 9) inštalovaných v autolaboratóriu za účelom vyhodnotenia zistených defektov v telese potrubia inšpektorom.

Pre získanie informácií o zvyškovej hrúbke steny potrubia v potenciálne nebezpečných priestoroch bolo rozhodnuté vybaviť diaľkovo ovládaný diagnostický komplex modulom riadenia vírivých prúdov, ktorý umožní určiť stenčenie steny v rozsahu 0,5-6 mm na skorodovaných povrchoch.

Zabezpečiť plnú kontrolu technického stavu teplovodov v rokoch 2010-2011. Boli vykonané nasledujúce inovácie:

■ konštrukcia bola vylepšená tak, aby zabezpečila prevádzku TDK v podmienkach vysokej vlhkosti (až 100%), ako aj v stave čiastočne ponoreného do vody;

■ vybavený testovacím modulom TDK vírivými prúdmi na určenie zvyškovej hrúbky v oblastiach korózneho poškodenia potrubí v rozsahu 0,5-6,0 mm;

■ bol vyvinutý nový skener na pohyb EMAT pozdĺž osi potrubia s kontrolným výkonom najmenej 10 m/h;

■ EMAP bol upravený na zabezpečenie kontroly v podmienkach stavu vnútorných povrchov, špecifických pre potrubia tepelných sietí;

■ špecializovaný softvér, ktorý zabezpečuje archiváciu a zobrazenie výsledkov kontroly v reálnom čase.

Hlavným kritériom pri rozhodovaní o výmene potrubia bola informácia o skutočnej hrúbke kovovej steny potrubia, ktorá je potrebná pre pevnostnú analýzu a MTBF potrubia tepelnej siete. Program okamžitej havarijnej opravy zahŕňal profily so stenčením hrúbky kovu od 40 % a viac, v nasledujúcich obdobiach sa plánuje výmena dielov so stenčením kovu od 20 do 40 %.

V roku 2009 bola vykonaná diagnostika 800 hod., objavených 24 potenciálne nebezpečných priestorov, výmena 23 hod. prívodného potrubia.

V roku 2010 bola ukončená diagnostika 1 400 h, bolo objavených 33 potenciálne nebezpečných priestorov a bolo vymenených 23 h prívodného potrubia.

V roku 2011 bola vykonaná diagnostika 2700 hod., objavených 52 potenciálne nebezpečných úsekov a vymenených 240 hod. prívodného potrubia.

Diagnostický modul pre in-line diagnostiku DN 300-600. S prihliadnutím na technologickú potrebu diagnostiky potrubí s priemerom 300 až 600 mm, St.

V roku 2011 bol prvýkrát použitý diagnostický modul, ktorý umožňuje diagnostikovať potrubia s priemerom DN300-600, ktorý bol vyvinutý dodávateľom v úzkom kontakte so St. Petersburg Heating Grid OJSC (obr. 10).

Tento modul je elektromechanický vozík s pohonom zadných kolies. Maximálna vzdialenosť dodávky video a ultrazvukového zariadenia je obmedzená ťažnou silou motora vozíka a je 130 m v elektromechanickom pohonnom robote (obr. 11). Pneumatické brúsky majú okvetné lístky, ktoré sa používajú na čistenie vnútorného povrchu potrubia pred koróziou. Vzduch je do pneumatického náradia privádzaný cez pneumatické poistky cez vysokotlakové pneumatické rúrky z autonómneho benzínového kompresora. Meranie hrúbky sa vykonáva pomocou dvoch hrúbkomerov inštalovaných v tele vozíka robota. Hrúbkomerné senzory sú umiestnené na hlave robota a sú umiestnené na rovnakej osi ako čistiace pneumobrúsky. Ako kontaktná kvapalina medzi snímačmi a kovovým povrchom sa používa voda, ktorá je privádzaná cez elektroventil cez pneumatickú rúrku pomocou vodného čerpadla. Rozšírenie pneumatických brúsok a tesné uchytenie hrúbkomerných snímačov na ovládanú časť steny potrubia sa vykonáva pomocou pneumatických valcov.

Zaťaženie in-line defektoskopu s inštalovanými diagnostickými modulmi sa vykonáva cez jamy (obr. 12), rozmery zariadenie v súčasnosti neumožňuje jeho nakladanie cez šachtu Du600. Na prípravu miesta pre spustenie in-line defektoskopu vo vnútri potrubia sa kov potrubia v hornej časti nareže v mieste jamkovej jamy s dĺžkou min. 1,2 m a šírkou potrubia 0,5 DN, a v priľahlých komorách sa urobí rez 200x200 mm na vykonanie vetrania diagnostikovaného úseku potrubia. In-line prístroj sa môže pohybovať len horizontálne, rýchlosť ovládania je viac ako 100 mm/s.

Diagnostické a pomocné zariadenia sú umiestnené v mobilnom autolaboratóriu založenom na aute Gazelle. In-line defektoskop sa ovláda cez notebook pomocou špecializovaného programu. Kontrola sa vykonáva s daným krokom 100 mm. Výsledky in-line skenovania pomocou vizuálnej kontroly merania a ultrazvukového merania hrúbky sú zobrazované na obrazovkách monitorov prijímacieho a riadiaceho počítača za účelom posúdenia poškodenia zisteného inšpektorom v dôsledku kontroly (obr. 13).

Za účelom prispôsobenia existujúceho defektoskopu a zabezpečenia plnej kontroly technického stavu potrubí tepelnej siete bola v roku 2011 vykonaná nasledovná modernizácia:

■ na ultrazvukovom snímači je nainštalovaný tlmiaci vankúš, ktorý zabezpečuje rovnomernejší kontakt medzi povrchom kovovej steny potrubia a ultrazvukovým snímačom;

■ pre zlepšenie spoľahlivosti prenosu dát o hrúbke steny kovu kontrolovaného potrubia bola technológia prenosu informácií cez protokol Ethernet medzi in-line defektoskopom a operátorom nahradená protokolom Com.

V roku 2011 bola celková dĺžka diagnostikovaných úsekov 1665 bm, bolo vymenených 132 bm prívodného potrubia. Viac ako 30 potenciálne nebezpečných úsekov tepelných sietí a dve nesúososti kompenzátorov vlnovcov, zistené výsledkami TEC, boli urýchlene odstránené ešte pred vznikom škody.

Výhody in-line diagnostiky pomocou diaľkovo ovládaného diagnostického komplexu sú nasledovné.

1. Zobrazovanie výsledkov diagnostiky (predovšetkým skutočnej hrúbky steny) v reálnom čase a zabezpečenie ich archivácie.

2. Získanie spoľahlivých informácií o skutočnej geometrii potrubia, skutočnom umiestnení zvarových spojov, ako aj o stave vnútorného priestoru potrubia.

3. Výrazné zníženie objemu výkopových a prípravných prác na kontrolu potrubia z vonkajšej strany v porovnaní s jamkami.

4. Použitie rôznych modulov nedeštruktívneho testovania počas ITD vám umožňuje identifikovať:

■ povrchové chyby zvarových spojov (nedostatok prieniku, podrezanie, vpady atď.);

■ preliačiny, cudzie predmety, kontaminácia v priestore trubice;

■ vnútorné chyby telesa potrubia (laminácie, nekovové inklúzie);

■ pozemky vonkajší povrch potrubie s pevným a jamková korózia, nicky atď.;

■ defekty podobné trhlinám orientované pozdĺž osi potrubia;

■ hrúbka steny potrubia.

Obmedzenia in-line diagnostiky. Pracovné skúsenosti ukázali množstvo významných rozdielov vo vnútornom stave potrubí tepelných sietí od plynovodov, ktoré vykonali vlastné úpravy zavedenej metodiky monitorovania potrubí tepelných sietí, sú nasledovné.

1. Prítomnosť pevných koróznych usadenín (obr. 14), nerozobraté náväzce dočasného potrubia (obr. 15), deformácie vlnovcových kompenzátorov (obr. 16), ktoré neumožňujú EMA a ultrazvukové skúšanie v dynamickom režime (rovnako ako MKP obvodových zvarov) .

2. Obojstranné korózne poškodenie telesa potrubia (vonkajší a vnútorný povrch), ktoré spôsobuje nestabilný akustický kontakt.

3. Značná teplota a vlhkosť vo vnútri potrubia, čo si vyžaduje seriózne prípravné práce pred začatím diagnostiky.

V tejto súvislosti bola vykonaná líniová kontrola potrubí s identifikáciou výtlkov, cudzie predmety, kontamináciu v priestore vnútri potrubia, ako aj ultrazvukové testovanie a meranie hrúbky EMA v statickom režime. V rovine potrubného úseku sa po obvode a s krokom 100 mm po osi potrubia vykonávalo meranie hrúbky každých 60 O (2 hodiny), na základe výsledkov merania bola pre každú testovanú rúru zostavená tabuľka hrúbok.

1. Vykonávanie VTD a dirigovanie opravárenské práce podľa výsledkov diagnostiky umožnili výrazne zvýšiť prevádzkovú spoľahlivosť potrubí OAO Heating Grid Petrohrad.

2. Použitie VTD zabezpečuje detekciu miest korózneho poškodenia bez predbežnej prípravy povrchu v rozsahu 3 mm a viac.

3. Pre zlepšenie in-line diagnostiky a jej široké uplatnenie je potrebná nasledujúca úprava zariadenia VTD:

■ vylepšenie existujúcich modelov in-line defektoskopov za účelom ich prispôsobenia na monitorovanie potrubí tepelných sietí s vysokou vlhkosťou vo vnútri potrubia a vysokými teplotami do 60 °C;

■ vývoj dodatočných metód čistenia, ako je hydrodynamické čistenie potrubí atď.;

■ zmenšenie rozmerov modulov a umožnenie prechodu cez niekoľko uhlov natočenia potrubia (viac ako 2 v jednom úseku vykurovacej siete);

■ zvýšenie vzdialenosti pohybu od miesta nakládky až na 500 m.

Záver

Stručne povedané, je potrebné poznamenať, že dnes existujúce metódy in-line diagnostiky nie sú schopné poskytnúť 100% predstavu o skutočnom stave potrubia a jeho životnosti. Je potrebné vykonať súbor diagnostických opatrení s využitím množstva ďalších typov nedeštruktívneho testovania (infračervená diagnostika, akustická a korelačná diagnostika atď.). Spoľahlivosť dostupných metód in-line diagnostiky je na úrovni - 75 - 80%, čo je 1,5-2 krát vyššia ako spoľahlivosť iných nedeštruktívnych testovacích metód, ktoré poskytujú informácie o stave kovového potrubia a boli predtým používané v St. Petersburg Heating Network OJSC. Vďaka zdokonaleniu metódy in-line diagnostiky a modulov nedeštruktívneho testovania, ako aj vývoju nových prístrojových metód monitorovania potrubí založených na modernom vývoji technických prostriedkov bude možné nahradiť hydraulické skúšky na diagnostiku potrubí tepelnej siete nedeštruktívnymi metódami riadenia.

V tejto súvislosti je potrebné pokračovať v práci na zlepšovaní používaných metód in-line diagnostiky, modernizácii zariadení, znižovaní nákladov a zvyšovaní objemu diagnostických prác.

In-line ultrazvuková diagnostika plynovodov a ropovodov

2. In-line diagnostika plynovodov a ropovodov

In-line detekcia chýb sa etablovala ako najinformatívnejšia metóda a v skutočnosti je hlavnou metódou diagnostiky lineárnej časti plynovodov. Dlhoročné skúsenosti s in-line detekciou chýb na potrubiach umožnili formulovať hlavné kritériá pre výber spôsobu in-line kontroly pre rôzne potrubia.

Rozhodnutie o kontrole poľných potrubí pomocou in-line zariadení na detekciu chýb robí zákazník. Prieskum by sa mal vykonávať na základe technickej a ekonomickej realizovateľnosti av súlade s požiadavkami súčasných regulačných a technických dokumentov.

In-line kontrola sa vykonáva po dokončení prípravy staveniska hlavný ropovod na diagnostiku podnikom prevádzkujúcim úsek ropovodu a zaslanie do podniku vykonávajúceho diagnostické práce dokumentáciu potvrdzujúcu túto pripravenosť. Za vykonávanie diagnostických prác na úseku hlavného ropovodu sú zodpovední hlavní inžinieri podnikov prevádzkujúcich úseky ropovodov. Pripravenosť na diagnostiku je zabezpečená kontrolou prevádzkyschopnosti štartovo-prijímacej komory a uzatváracích ventilov, čistením vnútornej dutiny potrubia, vytváraním potrebných zásob ropy na zabezpečenie čerpaných objemov v súlade s režimami. Pri využívaní zásob ropy z nádrží by sa malo zabrániť tomu, aby sa sediment z nádrže dostal do prepravovanej ropy.

Potrebná úplnosť kontroly úseku hlavného ropovodu je dosiahnutá na základe implementácie 4-úrovňového integrovaného diagnostického systému, ktorý zabezpečuje určenie parametrov nasledujúcich porúch a vlastností ropovodu, ktoré idú nad prípustné hodnoty uvedené v schválených metódach určovania rizika chýb:

chyby v geometrii a vlastnostiach potrubia (preliačiny, zvlnenia, oválnosti prierezu vyčnievajúce do potrubia prvkov potrubných armatúr), čo vedie k zníženiu jeho prietokovej plochy;

chyby, ako je strata kovu, ktorá znižuje hrúbku steny potrubia (korózne jamy, škrabance, trhliny kovu atď.), Ako aj delaminácie, inklúzie v stene potrubia;

priečne trhliny a trhliny podobné defekty v obvodových zvaroch;

pozdĺžne trhliny v telese rúry, pozdĺžne trhliny a trhliny podobné defekty v pozdĺžnych zvaroch.

In-line inšpekčné práce vo všeobecnosti zahŕňajú:

Priechod prasaťa kalibru vybaveného kalibračnými kotúčmi vybavenými tenkými meracími doskami na určenie minimálnej prietokovej plochy potrubia pred prechodom profilovača. Priemer kalibračných kotúčov by mal byť 70 % a 85 % vonkajšieho priemeru potrubia. Podľa stavu dosiek po chode (prítomnosť alebo neprítomnosť ich ohybu) sa vykoná predbežné určenie minimálneho prietokového úseku úseku ropovodu. Minimálna prietoková plocha lineárnej časti ropovodu, bezpečná pre prechod štandardného profilovača, je 70% vonkajšieho priemeru potrubia;

Vynechanie šablóny profilovača pre oblasti primárneho prieskumu s opornými krúžkami, aby sa zabránilo zaseknutiu a poškodeniu profilovača deformovanými opornými krúžkami;

Priechod profilovača, ktorý určuje chyby geometrie: priehlbiny, zvlnenia, ako aj prítomnosť prvkov: zvary, oporné krúžky a ďalšie prvky potrubných armatúr vyčnievajúce dovnútra. Pri prvom prejazde profilovača sú v intervaloch 5-7 km inštalované značkovacie vysielače. Počas druhého a nasledujúcich prechodov profilovača sa značky inštalujú iba na tie miesta, kde sa podľa výsledkov prvého prechodu zistili zúženia, ktoré znižujú prietokovú plochu potrubia od dohodnutej maximálnej úrovne vonkajšieho priemeru. , prezentované v tabuľkách technickej správy na základe výsledkov behu profilovača. Podľa výsledkov profilometrie prevádzkové úseky ropovodu spoločnosti eliminujú zúženia, ktoré zmenšujú prietokovú plochu o menej ako 85% vonkajšieho priemeru potrubia, aby nedochádzalo k zasekávaniu a poškodeniu defektoskopu;

Priechod čistiacich ošípaných na čistenie vnútorného povrchu potrubia od usadenín parafínovej živice, hlinených tampónov, ako aj odstraňovanie cudzích predmetov;

Prejde detektorom chýb. Inštalácia značiek pri prvom prechode projektilov-defektoskopov sa vykonáva v intervale 1,5-2 km. Pri druhom prechode defektilných projektilov sa inštalácia markerov vykonáva na tých miestach, kde došlo k vynechaniu markerových bodov pri prvom prechode a kde podľa údajov prvého prechodu defektoskopického projektilu dochádza k strate informácií. . Pred spustením inšpekčného projektilu je personál podniku, ktorý vykonáva diagnostické práce, povinný skontrolovať prevádzkyschopnosť in-line ošípaných prípravou zákona v stanovenej forme.

In-line ultrazvuková diagnostika plynovodov a ropovodov

Technická diagnostika potrubia - zisťovanie technického stavu potrubia, vyhľadávanie miest a zisťovanie príčin porúch (poruchy), ako aj prognózovanie jeho technického stavu ...

Vrtový tyčový dynamometer čerpacia jednotka

Softvér "DinamoGraph" používa nasledujúce algoritmy (vyvinuté spoločnosťou LLC NPP "GRANT"): - výpočet periódy a začiatku grafu dynamometra, ktorý umožňuje automatizovať spracovanie údajov ...

Generálna oprava lineárnej časti hlavného plynovodu Urengoj-Pomary-Užhorod s výmenou potrubia

Pre každý plynovod na základe výsledkov analýzy technická dokumentácia vyvíja sa individuálny diagnostický program, ktorý obsahuje: Obrázok 1...

Diagnostické metódy trakčný motor(TED)

Metódy hodnotenia technického stavu plynových kompresorových jednotiek

Pri úplne vyhovujúcom technickom stave agregátu a jeho nosných jednotiek je potrebné mať informácie o intenzite a charaktere opotrebovania trecích plôch ...

Modelovanie porúch valivých guľôčkových ložísk na príklade dvojradového kĺbového ložiska

Valivé ložisko je najbežnejším a najzraniteľnejším prvkom akéhokoľvek rotačného mechanizmu...

Hlavné etapy inštalácie automatických regulačných a riadiacich zariadení

Pohony cestovných strojov

Test sa vykonáva v prevádzkovom režime pre každý okruh. Na elektromagnetoch rozdeľovača P a ventilu prevodovky je napätie. Prút C je úplne vysunutý...

Pohony cestovných strojov

Test sa vykonáva v režime nečinnosti pre každé čerpadlo. Prevodovka je v režime prepĺňania. Na elektromagnetoch rozdeľovačov a ventilov nie je žiadne napätie. Sekundárna ochrana je vypnutá. GT je inštalovaný v tlakovom potrubí čerpadla pred prevodovkou...

Pohony cestovných strojov

HZ test sa vykonáva v prevádzkovom režime. P1 alebo P2 sa prepne do všetkých pracovných polôh a tyče valcov sa zasunú / vysunú do plného zdvihu. Sekundárna ochrana vypnutá...

Pohony cestovných strojov

Hydraulický motor sa testuje v prevádzkovom režime inštaláciou hydraulického testera do linky za rozvádzačom. Rozdeľovač sa presunie do pracovnej polohy. Prevodovka primárnej ochrany pracuje v bezpečnostnom režime, sekundárna ochrana je vypnutá...

Dizajn obchodu s valčekovými ložiskami

Veľký počet valivých ložísk v prevádzke kladie zvýšené požiadavky na spoľahlivosť ich prevádzky v nápravových skriniach dvojkolesí...

Rozvoj teoretických princípov technickej diagnostiky

Od začiatku 70. rokov 20. storočia sa problematike diagnostiky a izolácie porúch v dynamických procesoch venuje čoraz väčšia pozornosť. Bolo študované a vyvinuté veľké množstvo metodík založených na fyzickej a analytickej redundancii...

Systémy detekcie netesností v potrubiach ropy a ropných produktov

Metóda je založená na zvukovom efekte (v ultrazvukovom frekvenčnom rozsahu), ktorý vzniká, keď kvapalina preteká cez priechodný otvor v stene potrubia. Ultrazvukové vlny vytvárajú zvukové pole vo vnútri potrubia...

Moderné technológie opravy výrobných zariadení na báze outsourcingu

Diagnostika sa vykonáva pomocou špeciálnych monitorovacích systémov a diagnostických prístrojov...

Ani jeden z modernými spôsobmi in-line diagnostika potrubí s využitím inteligentných piestov pomocou magnetických a ultrazvukových metód vyšetrenia neumožňuje odhaliť 100% defektov pri jednom chode strely. Vysvetľuje to predovšetkým skutočnosť, že každá z použitých metód má určité obmedzenia pri identifikácii defektov určitého typu. Vážnou nevýhodou ultrazvukovej vyšetrovacej metódy je najmä potreba kontaktnej kvapaliny alebo gélu, čo ju robí prakticky neprijateľnou na diagnostiku plynovodov.

Jednou z metód bez takejto nevýhody je metóda elektromagneticko-akustickej konverzie (EMAP).

Princípom fungovania metódy EMAT je transformácia elektromagnetické vlny do elastickej akustiky. Rovnako ako pri kontaktných ultrazvukových testovacích metódach, aj pri detekcii chýb pomocou EMAT sa využívajú najmä dva spôsoby generovania a záznamu ultrazvukových vĺn – pulzné a rezonančné. Na implementáciu pulznej metódy, ktorá sa najčastejšie používa na diagnostické účely, sa používajú najmä rovnaké elektronické jednotky ako v tradičných ultrazvukových zariadeniach, v ktorých sa ultrazvuk budí a prijíma pomocou piezoelektrických meničov. Rozdiel je v tom, že namiesto piezoelektrického prvku je použitá tlmivka a je tu zariadenie na budenie polarizačného magnetického poľa. V dôsledku interakcie Lorentzovej sily a magnetostrikcie (magnetostrikcia je jav zmeny tvaru a veľkosti telesa počas magnetizácie; je charakteristická pre feromagnetické látky a meria sa relatívnou hodnotou predĺženia feromagnetika pri magnetizácii) s kovový povrch v stene potrubia sa šíri akustická vlna. V tomto prípade je samotný skúmaný materiál prevodníkom.

Predpokladá sa, že na spoľahlivú prevádzku detektora chýb EMA sú potrebné magnetické polia so silou asi 106 A/m. Moderné defektoskopy s využitím deleného magnetického obvodu v prevedení s riadeným pritláčaním permanentných magnetov na vnútornú stenu potrubia umožňujú vytvárať silu magnetického poľa v oblasti pôsobenia EMA prevodníkov (EMAT) až do 30 kA/m.

Trhliny a praskanie koróziou pod napätím narúšajú vedenú ultrazvukovú vlnu, čo spôsobuje odrazenú ozvenu. Na základe analýzy odrazeného echo signálu sa vyvodia závery o stave steny potrubia.

Jednou z hlavných výhod defektoskopu s využitím EMAT je teda jeho jedinečná schopnosť detekovať defekty spôsobené interakciou kovu v napnutom stave a korozívneho prostredia – stresovo-korózne praskanie, ako aj praskanie v dôsledku nasýtenia vodíkom.

Je potrebné poznamenať, že stresovo-korózne lézie sú typické pre vysokotlakové plynovody a sú mimoriadne nebezpečnými poruchami, ktorých identifikácia a lokalizácia je veľmi náročná úloha.

Vedľajším účinkom vývoja in-line kontrolných ošípaných pomocou EMAT bola ich schopnosť zistiť stav izolačného povlaku. Zároveň je možné podľa charakteru zaznamenaných signálov rozdeliť stav izolačného povlaku potrubia do kategórií:

• oddelenie bez porušenia integrity;
• porušenie celistvosti (absencia) izolačného povlaku;

čo je veľmi dôležité pri implementácii programu pre izoláciu potrubí, ktoré sú dlhodobo v prevádzke.

Technické možnosti najmodernejších spoločností, ktoré sa podieľajú na vývoji in-line kontrolných ošípaných, umožňujú vybaviť defektoskopy inerciálnymi meracími systémami na báze optických gyroskopov. Tento systém vykonáva mapovanie potrubí, t.j. určuje svoju priestorovú polohu v súradniciach DGPS. Neskôr, pri spracovaní údajov z prieskumu, sa pre každú zistenú závadu zistia súradnice DGPS, ktoré sa vložia do spoločnej elektronickej databázy prieskumu, ktorá sa odovzdá prevádzkovateľovi potrubia.

Pomocou databázy prieskumu môže prevádzkovateľ potrubia nezávisle vyvinúť program opráv. Zároveň, ak skôr, keď prevádzkovateľom potrubí neboli k dispozícii komplexné informácie o stave izolácie potrubí, t.j. jeho stav sa posudzoval podľa nepriamych znakov (výsledky detekcie defektov na stratu kovu, selektívny pitting, vyšetrenie stavu systému ECP a pod.), potom, keď sa technológia EMAT objaví na trhu in-line diagnostiky, nie je potrebné na globálnu opätovnú izoláciu potrubí. To umožňuje prevádzkovateľom potrubí ušetriť obrovské množstvo peňazí. A vzhľadom na to tento druh inšpekčné škrupiny dáva Ďalšie informácie pri defektoch podobných trhlinám je ekonomický efekt ich použitia ešte väčší.

Inšpekčný projektil EMAT pozostáva z nasledujúcich komponentov systému:

• batérie;
• Zariadenia na zaznamenávanie a ukladanie informácií;
• jednotka na detekciu trhlín;
• jednotka na detekciu delaminácie izolácie;
• blok počítadla kilometrov;
• jednotka riadenia rýchlosti (voliteľné)

Testy projektilov EMAT v teréne potvrdzujú, že zariadenie deteguje ploché trhliny a rôzne stupne porušenie izolácie:

Izolácia aplikovaná v teréne a súvisiace údaje z prieskumu

Medzi hlavné výhody projektilu EMAP patria:

• snímače nevyžadujú kontaktnú kvapalinu, čo umožňuje použiť projektil na kontrolu kvapalinových aj plynových potrubí;
• signály EMAT nie sú ovplyvnené médiom, v dôsledku čoho sa dosahuje vysoká presnosť merania;
• špeciálna schopnosť odhaliť korózne praskanie pod napätím; kolónie trhlín a rôzne typy jednotlivých trhlín (sieť trhlín, vonkajšie pozdĺžne trhliny na hranici zvaru, únavové trhliny), ako aj trhliny v pozdĺžnych švoch alebo v oblasti priľahlej k nim;
• toto je jediný in-line kontrolný nástroj, ktorý zisťuje vonkajšie odlupovanie izolácie;
• schopnosť kombinovať s inými kontrolnými technológiami na vytvorenie vysoko účinného kontrolného projektilu; možná je napríklad kombinácia s mapovacou jednotkou a jednotkou riadenia rýchlosti (rýchlosť strely do 5 m/s pri rýchlosti prúdenia čerpaného média do 12 m/s - neklesá priepustnosť potrubie).

Odoslať žiadosť o túto službu

Metódy in-line diagnostiky sú zamerané na zisťovanie veľkosti a lokalizácie defektov v stenách potrubí, ako aj na zisťovanie a vyhodnocovanie faktorov ovplyvňujúcich vznik a rozvoj koróznych procesov.

radiačná metóda

Radiačná metóda je založená na ionizujúcom žiarení vo forme röntgenových a gama lúčov. Na jednej strane objektu je inštalovaný zdroj žiarenia - röntgenová trubica, na druhej strane detektor, ktorý zaznamenáva výsledky transiluminácie (röntgenové filmy).

Diagnostika potrubí ultrazvukom

Metóda ultrazvukového riadenia je založená na schopnosti energie ultrazvukových vibrácií šíriť sa s malými stratami v homogénnom elastickom prostredí a odrážať sa od vonkajšieho dohľadu tohto média. Intenzita a čas odrazu určujú veľkosť a lokalizáciu defektu.

Zvukové vlny nemenia trajektóriu pohybu v homogénnom materiáli. K odrazu akustických vĺn dochádza oddeľovaním médií s rôznymi špecifickými akustickými odpormi. Čím viac sa akustické impedancie líšia, tým viac zvukové vlny odráža od rozhrania medzi médiami. Keďže inklúzie v kove často obsahujú vzduch, ktorý má o niekoľko rádov nižší merný akustický odpor ako samotný kov, odraz bude takmer úplný.

Rozlíšenie akustickej štúdie je určené dĺžkou použitej zvukovej vlny. Toto obmedzenie je dané tým, že keď je veľkosť prekážky menšia ako štvrtina vlnovej dĺžky, vlna sa od nej prakticky neodráža. To určuje použitie vysokofrekvenčných vibrácií - ultrazvuku. Na druhej strane, ako sa frekvencia kmitov zvyšuje, ich útlm sa rýchlo zvyšuje, čo obmedzuje dostupnú hĺbku ovládania. Na riadenie kovu sa najčastejšie používajú frekvencie od 0,5 do 10 MHz.

Použitie ultrazvukovej metódy na určenie lineárnej časti MG je spojené s meraním hrúbky steny potrubia, identifikáciou laminácie, rôznych medzier, ako aj defektov zvárania (nedostatok roztavenia, pórovitosť, dutiny, triesky).

Diagnostika potrubí pomocou natáčania videa

Použitie rôznych metód na analýzu stavu potrubných systémov je často sprevádzané vizuálnou kontrolou pomocou špeciálneho video systému v záverečnej fáze, keď sa zistia chyby a nedostatky. Diagnostiku potrubí zvnútra vykonávajú špeciálne automatické roboty, ktoré pri pohybe po určitých úsekoch potrubnej komunikácie prenášajú nepretržitý video signál, ktorý sa zreteľne odráža vo forme vysokokvalitného farebného obrazu na obrazovke monitora operátora. Pomocou tejto metódy je možné v potrubí odhaliť mechanické chyby, praskliny, poruchy, porušenia zvarových spojov vedúce k netesnostiam, ako aj oblasti s veľkými nánosmi rôznych usadenín alebo upchatí.

Tlaková skúška potrubia

Ako najstaršia a najspoľahlivejšia metóda, ktorá má vysokú presnosť a spoľahlivosť, v kombinácii s nízkymi nákladmi na realizáciu sa používa metóda vysokotlakového lisovania rúr. Po inštalácii potrubia sa do neho privádza zmes plynov pod vysokým tlakom, najmä inertné plyny alebo vodná para. Prekročenie prevádzkového tlaku asi päťkrát, potom sa pozorujú spoje, zvary a miesta pripevnenia potrubí k zariadeniu kotla. V dôsledku rozdielu tlaku vo vnútri a mimo potrubia je netesnosť okamžite viditeľná v dôsledku prúdenia kondenzovanej pary, ktorá sa vyzráža pri prudkom poklese tlaku.

Akustické- Záznam hluku (meranie zvukových vibrácií v prúde plynu) umožňuje pomocou zaznamenaných údajov zostaviť diagramy intervalov zásobníka, z ktorých plyn vstupuje do vrtov, a produktivity každého z nich.

Termometria(meranie teploty pozdĺž vrtu) umožňuje určiť miesta prítoku plynu do vrtu, prítomnosť a miesta úniku plynu z vrtu v prípade porušenia tesnosti stĺpov alebo cementového prstenca.

Magnetická metóda detekcie defektov

Metóda detekcie magnetických defektov je založená na disperzii magnetického toku MFL (Magnetic Flux Leakage).

Princíp metódy úniku magnetického toku je nasledujúci. Miestne rovnomerné statické magnetické pole sa aplikuje zvnútra na magneticky priepustnú stenu potrubia. Magnetické pole je viazané v telese potrubia. Prítomnosť korózie alebo inej straty kovu znižuje efektívnu hrúbku steny potrubia. To spôsobuje poruchy v magnetickom poli, ktoré sa nazývajú rozptylové polia, keď pole vyteká z potrubia. V takýchto miestach klesá veľkosť magnetického toku zaznamenaného Hallovými snímačmi.

Potrubia sú kontrolované projektilmi (samostatné zariadenia využívajúce technológiu MFL). Strely sú vybavené magnetickým systémom, sadou Hallových senzorov na detekciu úniku bludného magnetického toku zo steny potrubia a palubným počítačom na registráciu uloženia nameraných hodnôt magnetických polí získaných pri kontrole. kovové rúrky počas celej doby prechodu strely potrubím. Strela je vystrelená spolu s prúdom plynu priemernou rýchlosťou 3 m/s. Diagnostická informácia pre in-line defektoskop je dvojrozmerný magnetický signál (magnetogram), ktorý charakterizuje topografiu rozptylového poľa na vnútornom povrchu potrubia. Tento signál je generovaný prstencom Hallových senzorov. S prihliadnutím na umiestnenie snímačov a krok skenovania sa diskretizácia rozloženia magnetického poľa vykonáva na mriežke (3x5) ÷ (5x10) mm. Takto získaný signál umožňuje obnoviť topológiu poľa, na základe ktorej je typ defektu a jeho geometrické parametre- dĺžka, šírka a hĺbka.

Vynález sa týka meracej techniky a možno ho použiť pri diagnostike stien potrubí. Metóda in-line diagnostiky zahŕňa určovanie defektov ultrazvukovou metódou, určovanie defektov metódou magnetických výtokov, kombináciu a sčítanie výsledkov výskumu v procese analýzy získaných údajov podľa vynálezu a dodatočné štúdium steny potrubia sa vykonáva magnetooptickou metódou, ktorej výsledky sú kombinované s výsledkami štúdií ultrazvukovou metódou a metódou magnetických výtokov. Technickým výsledkom vynálezu je zvýšenie spoľahlivosti in-line diagnostiky zvýšením presnosti určenia dĺžky trhliny a možnosti diagnostiky najmä pavučinovej a viackanálovej korózie a únavového praskania dlhých švov, jamkovej korózie. .

Vynález sa týka meracej techniky a možno ho použiť pri diagnostike stien potrubí. Známa metóda magnetooptickej detekcie defektov, ktorá spočíva v hľadaní trhlín vo feromagnetickom materiáli pomocou zariadenia pozostávajúceho zo zdroja polarizovaného svetla, tvarovača svetelného lúča, filmu magnetooptického materiálu s ochranným povlakom, analyzátora, optický systém na zobrazovanie defektov umiestnený v sérii pozdĺž svetelného lúča, konštantné zdrojové magnetické pole na vybudenie magnetického toku v skúmanej vzorke rovnobežné s rovinou magnetooptického materiálu, póly zdroja magnetického poľa sú umiestnené symetricky na obe strany vzhľadom na magnetooptický materiál (Vilesov Yu.F., Vishnevsky VG, Groshenko NA Zariadenie na vizualizáciu a topografiu magnetických polí IL 38-98, Krymský centrálny vedecký a technický inštitút, 1998). Prístroj umožňuje vizualizáciu skrytých defektov feromagnetických materiálov. Na tento účel sa v testovanej vzorke vytvorí magnetický tok. Na defektoch skúmanej vzorky, napríklad v trhlinách v jej objeme, vznikajú magnetické náboje, ktoré vytvárajú rozptylové pole kolmé na povrch vzorky. Rozptýlené polia indukujú magnetizačnú štruktúru v magnetooptickom materiáli kolmo na jeho povrch, ktorá je vizualizovaná vďaka Faradayovmu efektu. Latentné defekty feromagnetika sa objavujú a sú pozorované vo forme susediacich tmavých a svetlých oblastí. Nevýhodou tejto metódy je nemožnosť presného určenia hĺbky defektu. Detailný "plochý" obraz defektu je vytvorený magnetooptickou metódou, ale jeho hĺbka je určená s menšou presnosťou. Chyby, ktoré sú rovnako veľké, ale nachádzajú sa v rôznych hĺbkach, majú rozdielny jas obrazu. Naopak, defekty, ktoré sa zdajú byť rovnako intenzívne, môžu mať rôzne hĺbky. Preto je náročné presne určiť mieru nebezpečenstva zistenej závady a prevádzkovú spôsobilosť skúmanej časti potrubia. Známa je aj metóda in-line diagnostiky vrátane ultrazvukového skenovania steny potrubia a štúdia odtoku magnetického toku (K.V. Chernyaev Analýza možností in-line ošípaných rôzne druhy na zisťovanie porúch v potrubí. //Potrubie prepravy ropy. 4, 1991. S. 27-33.). Pri metóde sa vykonáva sekvenčné skúmanie potrubia ultrazvukovými a magnetickými metódami, porovnávajú sa výsledky skúšok a zisťujú sa chyby, ktoré bránia možnosti ďalšej prevádzky časti potrubia. Nevýhodou tejto metódy je obmedzené rozlíšenie, ktoré znižuje presnosť stanovenia parametrov defektov a neumožňuje diagnostikovať najmä pavučinovú a viackanálovú koróziu a únavové praskanie dlhých švov, medzikryštalickú prenikajúcu koróziu, jamkovú koróziu. Nízka presnosť určenia dĺžky trhliny znižuje spoľahlivosť in-line diagnostiky. Vynález je založený na úlohe zdokonaliť spôsob in-line diagnostiky zvýšením spoľahlivosti diagnostiky zvýšením presnosti určovania parametrov defektov a rozšírením okruhu evidovaných defektov. Problém je riešený tým, že pri metóde in-line diagnostiky, zahŕňajúcej určovanie defektov ultrazvukovou metódou, určovanie defektov metódou magnetického výtoku, porovnávanie výsledkov výskumu v procese analýzy tzv. získané údaje sa podľa vynálezu uskutočňuje dodatočná štúdia steny potrubia magnetooptickou metódou, ktorej výsledky sa porovnávajú s výsledkami štúdií ultrazvukovou metódou a metódou magnetických výtokov. Magnetooptická metóda dobre deteguje defekty s malými geometrickými rozmermi, napríklad pavučinovú a viackanálovú koróziu a únavové praskanie dlhých švov, medzikryštalickú penetračnú koróziu, jamkovú koróziu. Vďaka vyššiemu rozlíšeniu sa zvyšuje presnosť určenia dĺžky zistených trhlín v stene potrubia a vytvára sa detailný, „plochý“ obraz defektu s vysokým rozlíšením. Každá z metód in-line diagnostiky samostatne registruje určité typy defektov dobre a neuspokojivo iné typy defektov. Najkvalitnejší obraz defektu s vysokým rozlíšením je vytvorený magnetooptickou metódou. Hĺbka defektu je však určená magnetooptickou metódou s obmedzenou presnosťou. Porovnanie magnetooptickej metódy s akustickou metódou a metódou magnetických výtokov umožňuje previesť „plochý“ obraz defektu na „objemový“. Akustooptická diagnostická metóda tvorí „hĺbku“ magnetooptického obrazu defektu. Spojenie troch typov diagnostiky umožňuje jednak rozšírenie okruhu diagnostikovaných defektov a jednak zvýšenie spoľahlivosti diagnostiky porovnávaním výsledkov nezávislých meraní. Metóda je implementovaná nasledovne. Vnútorný povrch potrubia je očistený od nečistôt a hrdze. Ďalej sa postupne vykonáva in-line diagnostika ultrazvukovými a magnetickými metódami. Zisťujú sa závady umožňujúce ďalšiu prevádzku, závady, ktoré neumožňujú prevádzku potrubia bez opravárenských prác a závady ťažko zistiteľné. Potom sa štúdium neidentifikovaných defektov uskutočňuje magnetooptickou diagnostickou metódou. Ak sa v kove vytvorí trhlina, jej konce majú menšiu šírku ako stredová časť a prototypová metóda ich nezistí. Okrem toho môže mať úzka časť trhliny dĺžku presahujúcu dĺžku diagnostikovanú prototypovou metódou a fixovanú tak, aby umožňovala proces ďalšej operácie. Navyše niekoľko relatívne malých defektov (umožňujúcich samostatnú prevádzku potrubia) môže byť prasklinami prepojených do jedného veľkého defektu, avšak tento defekt nie je prototypovou metódou diagnostikovaný pre nízke priestorové rozlíšenie. Dodatočná magnetooptická štúdia eliminuje nepresnosť pri určovaní dĺžky trhliny a zvyšuje spoľahlivosť diagnostiky. Príklad. Defekt zistený ultrazvukovou metódou a metódou magnetického výtoku je navyše podrobený vyšetreniu magnetooptickou metódou. Na tento účel sa v testovanej vzorke vytvorí magnetický tok a zviditeľnia sa rozptylové polia defektov. Na defektoch v stenách potrubia, napríklad trhlinách, sa vytvárajú magnetické náboje, ktoré vytvárajú rozptylové polia, ktorých siločiary vystupujú zo vzorky a vyvolávajú magnetooptickú štruktúru v magnetooptickom materiáli vizualizéra, ktorá je kolmá na jeho povrch. Geometria magnetizačnej štruktúry kolmá na povrch magnetooptického materiálu sa zhoduje s geometriou defektov. Film magnetooptického materiálu je osvetlený polarizovaným svetlom. Svetlo odrazené od rezov magnetooptického materiálu zodpovedajúcich bezchybným oblastiam skúmanej vzorky je zhasnuté. Svetlo, ktoré prešlo cez úseky magnetooptického materiálu obsahujúceho magnetizačnú štruktúru kolmú na povrch, zmení orientáciu polarizačnej roviny na ortogonálnu k pôvodnej v dôsledku Faradayovho javu a bude zaznamenané. Obraz oblasti bez defektov sa vytvorí vo forme tmavého poľa a defektov vo forme svetlých oblastí. Reprodukujú sa geometrické rozmery a tvary svetelnej oblasti na obrázku geometrické rozmery a tvar defektu v testovanej vzorke, čo umožňuje doplniť obraz defektu získaný ultrazvukovou metódou a metódou magnetických výronov o nové detaily a podľa toho presnejšie určiť parametre defektu a prevádzkovú spôsobilosť tohto úseku potrubia. V prípade výskytu trhlín v stenách potrubia, ktoré siahajú od defektu zistenej prototypovou metódou, alebo spojenia viacerých defektov cez trhliny, ktoré nie sú detekované prototypovou metódou, vám metóda podľa vynálezu umožňuje presnejšie určiť skutočnú diagnostikovateľné parametre potrubia. Presnosť určenia parametrov defektu je určená periódou doménovej štruktúry magnetooptického materiálu a rozlišovacou schopnosťou optiky. Charakteristické rozmery periódy doménovej štruktúry ležia v rozmedzí 5–50 μm. V súlade s tým umožňuje magnetooptická metóda odhaliť defekty s minimálnou veľkosťou rádovo 10 - 100 μm, čo výrazne prevyšuje rozlíšenie navrhovanej metódy v porovnaní s prototypovou metódou. Vyššie rozlíšenie magnetooptickej metódy zvyšuje presnosť určenia parametrov defektu, ako je dĺžka trhliny, a umožňuje zvýšiť spoľahlivosť diagnostiky. Nárokovaný spôsob zlepšuje spoľahlivosť in-line diagnostiky zlepšením presnosti určovania parametrov defektu, ako je dĺžka trhliny, a umožňuje diagnostikovať najmä pavučinovú a viackanálovú koróziu a únavové praskanie dlhých švov, medzikryštalickú prenikajúcu koróziu, jamkovú koróziu . Presnejšia diagnostika znižuje náklady na údržbu potrubia a zisťovanie parametrov defektu vizuálnymi metódami. Dodatočná magnetooptická diagnostika potrubia mierne zvýši prevádzkové náklady na diagnostiku, pretože sa vykonáva po ultrazvukových a magnetických výronoch a len tých defektov, ktoré sú potenciálne nebezpečné pre ďalšiu prevádzku potrubia.

Nárokovať

Metóda in-line diagnostiky vrátane určovania defektov ultrazvukovou metódou, určovania defektov metódou magnetického výtoku, kombinovanie a sčítanie výsledkov štúdií v procese analýzy získaných údajov, charakterizované v že dodatočne vykonajú štúdiu steny potrubia magnetooptickou metódou, ktorej výsledky porovnávajú s výsledkami štúdií ultrazvukovou metódou a metódou magnetických výtokov.

Podobné patenty:

Vynález sa týka potrubnej dopravy a možno ho použiť na riadenie pohybu čistiacich a diagnostických predmetov v potrubiach v prúde čerpaného produktu, ako sú škrabky, separátory, nádoby, defektoskopy atď.

Vynález sa týka ochranných zariadení, ktoré zabraňujú veľkým stratám pracovného média pri deštrukcii potrubí (náhle odtlakovanie), a môžu byť použité v hydraulických a pneumatických systémoch ako pasívna ochrana, ktorá uzatvára prietok pracovného média v uzavretom okruhu. v havarijnom stave, najmä odpojiť odtlakovanú časť chladiaceho okruhu jadrového reaktora nádoby a zabrániť vyprázdneniu (dehydratácii) aktívnej zóny