Методы и средства диагностики

Методы защиты ТП от коррозии металла включают в себя 4 основных метода:

1.Дистанционный;

2.Интегральный;

3.Локальный;

4.Внутритрубный.

Дистанционный	Интегральный	Локальный	Внутритрубный
Космический мониторинг	Геодезические измерения	Ультразвуковые	Комплекс внутри-трубных средств КВД – 1400 КВД – 1200 КВД – 1000
Вертолетное обследование	Метод акустической эмиссии	Вихретоковые	Магнитные дефектоскопы для диагностики трещин ДМТП КОД4М
Авиационная съемка	Приборы определения состояния изоля-ционного покрыти	Магнитные	Профилемеры
	Магнитная интроскопия	Рентгено-графический
	Акустические системы контроля утечек	Толщинометрия
Тензометрия

Рис. 1.6. Методы и средства диагностики магистральных тп.

Диагностика труб осуществляется с помощью электрометрии,основу которой составляют «Интенсивные замеры параметров».Для выполнения замеров применяют мобильный прибор сбора данных «MoData» и синхронизированные между собой прерыватели «Syntakt».

Использование для измерений двух- и трехэлектродного метода не представляется возможным, из-за того,что на период проведения обследования часть трубопроводов бывает закрыта труднопроходимыми зарослями, часть проходит по заболоченным участкам, а часть - по возделываемым полям с произрастающими на них высокорослыми культурами.Замеры производятся выборочно в местах заметного падения защитного потенциала ниже минимальной отметки.

Применение выносного электрода часто ограничивает отсутствие необходимого количества КИПов, расстояние между которыми бывает больше 1 км, а сложность обследования не оборудованных КИПами переходов через автомобильные и железные дороги с интенсивным движением транспорта.

Влияние на трубопровод токов(блуждающих) определяется по значениям суточных замеров потенциалов «труба-земля» и токов установок дренажной защиты приборами «Minilog» и «РАД-256».

На специально оборудованных КИПах проводятся измерения поляризационных потенциалов прибором ПКИ - 02.

Сопротивление(удельное) грунтов определяется приборами М-5032 и Ф4103-М1 4-х электродным методом Венера с шагом 100 м.

На участках с низкими значениями удельного сопротивления грунта изучается химический состав грунтового электролита приборами «Chromatograph DX - 100» или «КФК-2».

В качестве исследования в некоторых локациях падения защитного потенциала определяют коррозионную агрессивность грунта на основании определения уровня активности почвенных микроорганизмов по экспертной системе «Эколог» НТЦ «Транскор - К».

Для определения разности высот трассы испольуется приемник системы глобального позиционирования (GPS-12) «Garmin».

В тех случаях обнаружения коррозионных повреждений металла в шурфах и выхода трубы на поверхность проводится толщинометрия стенки трубы ультразвуковым толщиномером УТ-93П.

В рамках исследовательской деятельности для нахождения стресс-коррозионных разрушений металла при осмотре шурфов и выходов трубы на поверхность используют вихретоковый дефектоскоп МВД-2 и намагничивающий прибор УН-5 для осуществления дефектоскопии (магнитно-порошковой).

Контроль коррозионного состояния магистральных трубопроводов направлены на выявление значений и местосположения дефектов в металле труб, а также на выявление и оценку факторов, влияющих на появление и дальнейшее развитие процессов коррозии.

К методам контроля состояния металла стенки трубы и определения коррозионных повреждений в нем относятся:

1.радиографический метод;

2.ультразвуковой метод;

3.бесконтактный метод;

4.метод магнитной дефектоскопии.

Метод магнитной дефектоскопии металлов реализован на выявлении и регистрации полей рассеивания, появляющихся в зонах дефектов при намагничивании изделий подлежащих контролю.При этом магнитные линии (силовые) распространяются в металле трубы без курса движения, если в ней отсутствуют дефекты. При наличии дефектов в стенках труб магнитные силовые линии отклоняются, и возникает поле рассеивания. Параметр этого поля зависит от конфигурации дефекта и его размеров при некотором значении намагниченности стенки металла трубы.

Для отслеживания технического состояния металла труб трубопроводов разработаны дефектоскопы, перемещающиеся по внутренней поверхости трубопровода и регистрирующие коррозионные дефекты (трещины и т.п.).

К одним из самых известных устройств относят систему «Лайналог».

Снаряд обнаруживает и записывает дефекты, расположенные как на внутренней и внешней поверхности трубы.

«Лайналог»-состоит из трех секций, соединенных шарнирами для беспрепятственного прохождения на криволинейных участках трассы.

Первая секция содержит систему питания и оборудована уплотняющими манжетами, которые позволяют перемещать комплекс под рабочим давлением комплекс.

Во второй есть магнитный блок, а в третьей находятся система регистрации и электронные элементы. При движении снаряда по трубопроводу со скоростью 1¸5 м/сек. изменения магнитного поля между магнитом и датчиком, вызванные изменением показателей толщины стенки трубы, записываются на 28-дорожечную магнитную ленту.

Рис. 1.6. Снаряд-дефектоскоп типа «Лайналог»:

1 – секция питания; 2 – магнитная секция; 3 – секция регистрации; 4 – направляющая манжета; 5 – колесо записи пройденного пути; 6 – шарнирное соединение

Дефектоскоп КОД-М (Россия) работает по слудующему принципу. Над самим намагниченным участком проверяемого трубопровода напряженность магнитного поля имеет определенное значение. В местах,где нарушается сплошнось или уменьшения толщина стенки трубы напряженность поля возрастает, а в местах с увеличением толщины становится меньше и изменяется топография магнитного поля. Эти изменения магнитного поля воспринимается преобразователями полей дефектов. Информация о состоянии трубопровода могут обрабатываться в процессе движения по трубопроводу или после извлечения снаряда-дефектоскопа.

К недостаткам относятся:

1.чувствительность к резкому изменению скорости перемещения дефектоскопов;

2.ограниченная разрешающая способность и нарушению геометрии трубопроводов(преимущественно газопроводов);

3. не производит запись продольных трещин,расслоений металла;

4. длина снарядов.

Магнитный снаряд-дефектоскоп «Предремонтный» создан для оценки действующих магистральных трубопроводов диаметром 1220 мм перед проведением ремонтных и восстановительных работ. Принцип работы дефектоскопа ,похож на «КОД-М»,основан на определении и записи магнитных полей дефектов в стенке трубы, намагниченнго до состояния насыщения.

Преимущества заключаются в следующем:

1.использование феррозондовых датчиков позволяет выявлять утонение и утолщение стенки металла;

2.состоит из одной двухметровой секции, что обеспечивает мобильность при транспортировке и не требует дополнительных работ по сбоорке на обекте;

3. выявляет дефекты от 10%-ной толщины стенки;

Комплекс для использования магнитной дефектоскопии магистральных трубопроводов диаметром 1020 мм состоит из:

1.магнитного очистного поршня МОП-1000 ;

2.магнитного снаряда-дефектоскопа ДМТ-1000;

3.очистного скребка СО-1000.

Данный комплекс служит для подготовки самого трубопровода к изучеию, с помощью очистки полости трубопровода и контроля технического состояния, для выявления поврежденных участков трубы, связанные с повреждениями и дефектами защитного покрытия.

Для обнаружениря поврежденных мест на трассе трубопровода(газопровода) используется маркерная система, которая вместе с прибором путеизмерения снаряда-дефектоскопа позволяет производить поиск дефектов с точностью до 0,5 м при рекомендуемом расстоянии между маркерами до 2 км.

Ультразвуковой метод основан на энергии ультразвуковых колебаний распространяться с наиболее низкими показателями потерь в однородной ,упругой среде и отражаться от повреждений данной среды. Для получения ультразвуковых колебаний используют свойства:

1.кристаллов кварца,

2.сенетовой соли;

3.титанита бария.

По интенсивности и срокам отражения выясняются размеры и расположение дефекта на трубе. Этот метод позволяет выявить слои, трещины и дефекты сварки,такие как пористость ,сколы,непровар и в некоторых случаях пустоты.

Преимущества ультразвукового контроля по сравнению с рентгено- и гаммаграфироваными методами в простоте и дешевизне.

К недостаткам ультразвукового контроля относят:

1.внутренней структуры (параметры зерен,пористости и включений) контролируемого изделия;

2.зависимости между формой акустического пучка и геометрическими показателями дефекта;

3.геометрии контролируемого изделия, а также ориентации дефектов.

Для контроля состояния магистральных трубопроводов фирмой «Пайптроникс» (Германия) создан дефектоскоп(ультразвуковой) «Ультраскан СД» для определеия трещиноподобных дефектов в режиме внутритрубного обследования с большой степенью точности и надежности. Ультразвуковой дефектоскоп обеспечивает максимальную чувствительность при записи стресс-коррозионных и усталостных трещин как внешние, так и внутренние и другие продольные трещиноподобные дефекты, имеюще размеры длиной до 30 мм, глубиной до 1 мм.

Дефектоскоп «Ультраскан СД» состоит из трех модулей, смежных карданных механизмов. В зависимости от диаметра трубопровода сенсорный блок оснащается определенным количеством ультразвуковых измерительных головок достаточным для того, чтобы обеспечить проверку стенки трубы по всей ее поверхности. В дополнение к этому два датчика, расположенные на каждой полосе, служат для замеров действительной толщины стенки и для регистрации поперечных сварных соединений для определения точного расположения обнаруженных дефектов относительно ближайшего сварного шва.

Определенной толщине стенки ставится определенный цвет; оттенок цвета меняется через миллиметр толщины стенки. По расположению линий и их оттенку, таким образом, судить о толщине стенки в определенном месте трубы. Точки следов различных сенсоров одного и того же оттенка дают в совокупности что-то похожее на горизонтали топографических карт, они делают наглядным рельеф трубы. Аналогичное изображение выбирается для показа расстояния от сенсоров до внутренней стенки. Из обоих рисунков можно наряду с данными о толщине стенок извлечь данные, касающиеся внешней или внутренней коррозии.

Радиографический метод основан на свойствах радиоактивных излучений. Этот метод получается из-за способности гамма-лучей и рентгеновских проходить через материал, как через почти прозрачные тела с заптсью дефектов на магнитографическую пленку. Под воздействием излучения на пленке образуются скрытые изображения. Для сокращения срока просвечивания, и лучшей выявляемости дефектов используют металлические и флуоресцентные экраны. Источником получения рентгеновских лучей является рентгеновская трубка, баллон с двумя электродами –катодом и анодом.

В трубопроводной отрасли широко применяется переносной гамма-дефектоскоп РИД-21 Г и его улучшенная модель дефектоскоп «Газпром», который в зависимости от природных условий и материала самой защиты от коррозии имеет четыре модификации. Дефектоскоп имеет двухканальный контейнер, что обеспечивает надежную и удобную перезарядку источников излучения в условиях трассы.

Для увеличения производительности контроля наиболее целесообразным является панорамное просвечивание труб при помощи гамма-дефектоскопа «Трасса», размещаемого внутри трубы,он может производить просвечивание через две стенки трубы, в этом случае он крепится к трубе со специальным мерным поясом.

Благодаря разработкам следующих компаний расширена область применения радиографического метода.(«Balto», «Andrcx», «Giraldoni», «Scifcrt» «Andrcx») современных аппаратов(рентгеновских) различного назначения при решении задач диагностики трубопроводов(МТ).

Наиболее предпочтительным рентгеновским аппаратом по своим техническим характеристикам является дефектоскоп Fresco 200 MF фирмы «Seifert», экономическая целесообразность применения которого связана в первую очередь с сокращением затрат и увеличением производительности (сокращение времени подготовки аппарата к работе и уменьшение времени экспозиции).

Большой интерес представляет разработанное фирмой «Philips» новое семейство рентгеновского оборудования для радиографического контроля трубопроводов. К нему относят как передвижные, так и переносного типа кабельные рентгеновские аппараты, которые приспособлены для работ в условиях трассы.

Бесконтактный метод коррозионного состояния металла магистрального трубопровода без их вскрытия с поверхности земли состоит в использовании собственного магнитного поля, генерируемого трубопроводом под действием

динамико-механических нагрузок, вызываемых как пульсирующим так и статическим давлением(предпочтительно для газопровода). Измерение параметров магнитного поля может регистрироваться режиме эксплуатации и при отсутствии в нем давления газа, например, при производстве ремонтно-восстановительных работ.

С появлением бесконтактного метода диагностики магнитной памяти металла (МПМ), разработка ООО «Энергодиагностика», появилась возможность контроля коррозии металла подземных трубопроводов. Физические основы метода МПМ основаны на регистрации магнитного поля Земли и собственного магнитного полярассеяния металла.

Диагностирование МПМ стало возможно с появлением специальных датчиков, способных регистрировать магнитные поля рассеяния трубопровода, уложенного в грунт, непосредственно с поверхности самой земли. Анализ аномального распределения магнитного поля Земли над осью трубопровода и сопоставление результатов электрометрических измерений позволяют выделять участки газопровода с напряженно-деформированным состоянием. Метод МПМ при обследовании участков газопроводов, на которых невозможно проведение ВТД, в том числе позволяет выявить подпленочную коррозию и биокоррозию.