Магнитни методи за контрол и диагностика на тръбопроводи
Съвременните индустриални технологии широко използват транспортирането на течност или газ през подземни тръбопроводи. Използват се в магистрални газопроводи и нефтопроводи, при топлоснабдяване и водоснабдяване на населението и промишлените предприятия. Дълго време металните тръби ще бъдат основата за проектиране на тръбопроводи.
Методи за диагностика и контрол на тръбопроводния метал
В момента са разработени три вида диагностика:
вградени методи (радиационни, магнитни, акустични и др.) контактни методи за техническа диагностика на тръбопроводи (радиационни, магнитни, ултразвукови, термични и др.); дистанционни методи (електрически и магнитни).
Отвградено откриване на дефекти най-модерните снаряди-дефектоскопи, базирани на магнитен контрол, позволяващи локализиране на щети, причинени както от електрохимична, така и от микробиологична корозия (ECC и MCC) и корозионно напукване под напрежение (SCC).
Снаряди-дефектоскопи за инлайн диагностика
Вътрешната диагностика на тръбопроводи се основава на използването на автономни дефектоскопи, движещи се вътре в контролираната тръба под налягането на изпомпвания продукт (нефт, нефтопродукти, газ и др.). Снарядът е оборудван с магнитно оборудване за безразрушителен контрол (NDT) на тръбата, записване и съхраняване на контролни данни и спомагателна служебна информация в паметта, както и захранващи устройства за оборудването.
Измервателната част на снаряда се състои от множество сензори (сензори), разположени така, че зоните на чувствителност на сензора покриват целия периметър на тръбата. Това избягва дефекти на липсващи тръби.
В магнитен снаряд феромагнитният материал на тръбата се магнетизира от константамагнити до състояние, близко до техническото насищане, а потоците на разсейване, причинени от дефекти, се записват от магнитно чувствителни сензори (например сензори на Хол). Магнитните снаряди обикновено се използват за проверка на нефтопроводи и газопроводи.
В чужбина най-често се използва методът на магнитната вътрешна дефектоскопия, а в България по-малко от 20% от тръбопроводите се проверяват по този метод по технически и икономически причини. Този метод не позволява да се определи текущото изтичане на катодна защита поради нарушена изолация, напрегнатото състояние на тръбопровода, местоположението в плана и в секцията.
Контактни методи за диагностика на тръбопроводи
Методите за контакт включват:
метод на метална магнитна памет; тест за твърдост.
От контактните методи най-ефективен е методът с метална магнитна памет.
Обща схема за управление на всякакви технологични тръбопроводи с помощта на специализирано магнитометрично устройство за измерване на концентрацията на напрежение тип IKN. Устройството има екран, блок памет за записване на резултатите от измерванията и сканиращо устройство под формата на количка, на която са монтирани сензори за измерване на магнитното поле Hp и дължината на тръбопроводите. Контролът не изисква предварителна подготовка на повърхността. В някои случаи контролът на тръбопроводите може да се извърши без отстраняване на изолацията.
Контактни методи за диагностика на тръбопроводи
Основният недостатък на контактните диагностични методи е необходимостта от достъп до тръбопровода. Този метод може да се прилага само за надземни тръбопроводи, чийто относителен брой не е голям, и за тръбопроводи, подготвени за полагане в изкоп.
Методи за дистанционно управление на тръбопроводи
Ще обърнем специално вниманиеметоди за дистанционно управление. Те се делят на:
електрически, те включват: методи на постоянно и нискочестотно променливо електрическо поле; AC градиентен метод; Метод на Pearson; магнитни, те включват: метод на променливо магнитно поле за катодна защита на тръбопровод или генератор на ток; метод на постоянно магнитно поле.
Методът на магнитната градиометрия се основава на предварително установени зависимости между магнитното поле на стоманен подземен тръбопровод и неговото: напрегнато състояние, местоположение в план и сечение, местоположение на заваръчните шевове, състояние на изолация, кавернозност.
Измерванията на трите компонента на магнитното поле с помощта на магнитометър-градиентометър могат да се използват за решаване на следните проблеми:
1. Определяне на позицията на тръбопровода в план и разрез. 2. Контрол на състоянието на изолацията чрез магнитно поле и ток на утечка. Оценка на големината на нарушенията на изолацията на тръбопровода. 3. Идентифициране на зони с електрохимична корозия и интензивно деформирани зони. 4. Анализ и прогноза за техническото състояние на газопровода. За решаване на поставените задачи се използва трикомпонентен магнитометър-градиентометър Фиг.1.
Ориз. 1. Магнитометър-градиентометър HB0204.5A
Градиометърът е проектиран да измерва три ортогонални индукционни компонента и тяхната разлика (градиент на две височини от земната повърхност:
• магнитно поле, • нискочестотно електромагнитно поле с честота 100 Hz (текуща честота на катодната защита на тръбопровода), • нискочестотно поле в честотния диапазон 0,1-20 Hz (честота на шума на Barck-hausen и тока, причинени от движението на нефт или газ през тръбопровода).
Градиометърът осигурява възможност за прехвърляне на резултатитеизмервания в цифров вид към персонален компютър (интерфейс RS-232). Магнитометърът е проектиран като преносимо устройство и може да се използва за контрол на магнитното поле на различни тръбопроводи. Тези методи са доста експресни и по-икономични от методите на линия и методите за контакт.
Според нас съвременните диагностични методи трябва да решават следните проблеми:
1. осигуряване на надеждността и непрекъснатата работа на магистралните тръбопроводи; 2. осигуряване на периодична диагностика на техническото състояние на магистрални тръбопроводи; 3. ранно откриване на дефекти, възникващи в тях; 4. оценка на възможността и условията за по-нататъшна експлоатация на тръбопроводи при наличие на идентифицирани дефекти; 5. предотвратяване на развитието на събития, опасни за здравето и живота на хората; 6. издаване на препоръки за тяхното отстраняване.
След като анализирахме съвременните методи за наблюдение и прогнозиране на техническото състояние на инженерните конструкции, отбелязваме, че задачата за разработване на конкурентни евтини и продуктивни методи за дистанционен анализ и контрол остава актуална.
Тръбопроводен транспорт в България
Според оценките на състоянието на тръбопроводния транспорт в България според И.А. Потапова (2007) По дължина на тръбопроводите с различно предназначение (около 2 млн. км вътрешни и 15 млн. км външни) България е на второ място в света след САЩ. Според експерти на Министерството на извънредните ситуации процентът на авариите на тръбопроводите се увеличава с 1,7 пъти всяка година, а през 21 век тези системи за поддържане на живота на страната са износени с 50-70%. Според американски експерти преките щети от аварии по проводните мрежи в САЩ са до 3% от брутния националенпродукт. Косвени загуби, от друга страна, са разходите за отстраняване на последствията от подобни ситуации и разходите, дължащи се на нарушение на режима за продажба на продукта, които надвишават горната цифра десетки пъти.
Стареене и корозионно разрушаване на метала на тръбопровода
Стареенето и корозионното разрушаване на метала на тръбопровода не протича равномерно, а циклично, достигайки в отделни цикли скорост на корозия до 1 mm/година и относителна промяна на механичните свойства до 10-15%. Във всички случаи тръбата, поставена в земята, се влияе от природни и изкуствени фактори, които причиняват нейното естествено износване. Поради това винаги се използват защитни покрития, за да се предотврати проявата на корозионни процеси. По принцип в България 70% от нефтопроводите и газопроводите са покрити с филмови изолационни материали, чийто експлоатационен живот е 12-15 години, поради което трябва да се очакват масивни корозионни повреди по тези тръбопроводи.
Поддържането на тръбопроводната система в добро състояние е критична задача. Тъй като неговата аварийна повреда е свързана с големи икономически разходи, свързани както със загубата на минерални и енергийни суровини, така и с разходите за отстраняване на последствията от тези аварии, възстановяване на екологичната ситуация.
UDC 622.692.4:550.832
Автор: Анатолий Николаевич Любчик
Следдипломен студент на катедра Минни транспортни машини, Факултет по минно дело и електромеханика, e-mail: [email protected]
Автор: Анатолий Николаевич Лубчик
Следдипломен студент Катедра Минни транспортни машини Минен електромеханичен факултет, e-mail: [email protected]
Отпечатък:URL: https://promdevelop.ru/magnitnye-metody-kontrolya-i-diagnostiki-truboprovodov/
МОДЕРЕН МАГНИТЕН МОНИТОРИНГ НА КАЧЕСТВОТО ИПРОГНОЗАТА НА ТЕХНИЧЕСКОТО СЪСТОЯНИЕ НА ИНЖЕНЕРНИТЕ КОНСТРУКЦИИ
Резюме: На територията на България функционира система от магистрални тръбопроводи с обща дължина над 250 хил. км. Повече от половината нефтопроводи и газопроводи са в експлоатация от 25-35 години, т.е. изискват незабавен повторен преглед и подходяща превантивна поддръжка. В противен случай може да възникнат поредица от големи екологични катастрофи поради спукани тръби. Вграденото магнитно или ултразвуково откриване на дефекти за тези цели не винаги е възможно и е доста скъпо, поради което през последните години значението на използването на методи за дистанционно регистриране при обслужване на нефто- и газопроводи рязко се увеличи. Тези методи са доста експресни и по-икономични.
Ключови думи: подземен тръбопровод, магнитен метод, градиометър, инлайн диагностика, дефектоскоп, метод с магнитна памет на метала.
Анотация:На територията на Русия действа система от водопроводи с обща дължина над 200 хиляди км. Разширението на газопроводите на фирма "Севергазпром" е около 9000 км. Повече от половината нефто- и газопроводи са в експлоатация 25-35 години, т.е. изисквайте незабавен повторен преглед и съответна превантивна поддръжка. В противен случай може да има серия от големи екокатастрофи поради празнина на тръбите. Intraube магнитно или ултразвуково откриване на дефекти за тези цели не винаги е възможно и е достатъчно скъпо, поради което през последните години рязко се увеличи спешността на прилагането на дистанционни геофизични методи при обслужване на нефт и тръбопроводи за транспорт. Тези методи са достатъчно експресни и по-икономични.
Ключови думи: подземен тръбопровод, магнитен метод, вътрешнотръбна диагностика, снаряд-дефектоскоп, метод за магнитна памет на метал.