Топлофикационни мрежи под контрол
Издание:Енергията на столицата
Номер на проблем:№ 4(104)
В предишния брой на Енергията на столицата говорихме за работата на диагностичната служба за топлинни мрежи на ОАО МОЕК. Днес продължението на темата е описание на специфични методи за инструментален контрол, използвани в нашата компания.
АКУСТИЧЕН МЕТОД
Акустичният метод, а именно методът на акустичната томография, позволява да се определят области на повишени напрежения върху съществуващ тръбопровод, които обикновено се причиняват от изтъняване на стената на тръбопровода, включително поради външна и вътрешна корозия. В топлинните мрежи на MOEK с диаметър 80 mm и сечение 40 m се използва инструментален комплекс Cascade 2. Тази българска разработка се използва в нашата компания от 2005г. Оттогава разработчиците успяха да постигнат значителен напредък както в дизайна на самото устройство (стана по-компактен, придоби здрав корпус), така и в софтуера за обработка на получените данни. Използването на устройството "Kaskad 2" осигурява 80% от надеждността на данните за състоянието на тръбопровода.
МЕТОД ЗА МАГНИТНА ПАМЕТ НА МЕТАЛ
Методът за безконтактна магнитометрична диагностика се използва при термични входове и главни мрежи с диаметър 300 mm или повече, като правило, като допълнителен метод (въпреки че в някои случаи като основен метод).
Техниката се основава на измерване на изкривяванията на магнитното поле на Земята, причинени от промяна в степента на намагнитване на метала на тръбата в зоните на развитие на корозионно-уморно увреждане. В същото време естеството на промените в магнитното поле (честота, амплитуда) се дължи на деформацията на тръбопровода поради влиянието на различни фактори върху него - остатъчни технологични и монтажни напрежения, работно натоварване и напрежения за самокомпенсация по време на вибрациитемпература на външния въздух и околната среда.
Методът на металната магнитна памет е ценен с това, че ви позволява да идентифицирате дефекти в метала на тръбата още на ранен етап - в момента на неговото създаване или дори преди тръбопроводът да бъде инсталиран и пуснат в експлоатация. Имаме уникалната възможност да наблюдаваме състоянието на тръбата от момента на излизане от фабриката до монтажа в изкопа, както и да наблюдаваме работата на тръбата по време на експлоатация. Използването на метода с магнитна памет на метала е изключително ефективно както при входящ контрол на тръбопроводи, така и при контрол на заварени съединения. Методът се характеризира с висока точност: при отваряне на тръбопровода откритите по време на диагностиката зони на концентрация на напрежения са разположени точно на идентифицираните места.
ВИЗУАЛЕН КОНТРОЛ И ПОСЛЕДВАЩО СКАНИРАНЕ
Услугата за диагностика на топлинни мрежи на MIPC също използва визуален и измервателен контрол в комбинация с ултразвуково измерване на дебелината на точки за достъп в полупроходни и проходни канали, както и в колектори. Дефекти, открити при визуална проверка - нарушение на топлоизолацията, капки от подови плочи на канали върху метала на тръбата или върху топлоизолацията, сипеи и влага, дефекти в строителните конструкции - подлежат на щателна дефектоскопия и ултразвуково изследване.
За да оцени състоянието на корозия на тръбопроводите като част от допълнителното откриване на дефекти, MIPC използва метода на насочено ултразвуково сканиране с помощта на Wave Maker 3G устройство. В ямата, на потенциално проблемен тръбопровод, е монтиран пръстен за обвивка с ултразвукови радиатори (диаметър на пръстена е от 80 до 1400 mm). Зоната на сканиране включва 2-метрови участъци от тръбопровода във всяка посока от мястото на монтаж на пръстена. Резултатът от проучването е подробенкарта на участъка от тръбопровода с нанесени върху нея дефектни участъци. За съжаление, този несъмнено ефективен и модерен диагностичен метод има редица ограничения: използването му е възможно само в прави участъци, без завои, фиксирани опори, сипеи и др.
МЕТОД НА АКУСТИЧНИЯ РЕЗОНАНС
През 2013 г. методът на акустичния резонанс със системата Pipescanner беше тестван в отоплителните мрежи на MIPC OJSC. Системата е предназначена за диагностика на водопроводни мрежи с диаметър 400м. Крайният резултат от работата на дефектоскопа е карта на дебелината на стената на тръбопровода по цялата дължина на участъка (до 1500 m). Дефектоскопът работи при работно налягане на тръбопровода до 3 MPa и при температура на носителя +40 ° C. Работният диапазон на скоростта в режим на визуална проверка вътре в тръбопровода е 792 m / h.
В предварителния етап на проучването се подготвя прав участък от тръбопровода с възможност за отваряне в най-високата точка (за предотвратяване на проникване на въздух). След отваряне на тръбопровода или подготовка на термокамерата, монтажната единица с камерата за изстрелване на дефектоскопа се заварява в тръбопровода.
По време на подготовката на монтажната единица тръбопроводът е изключен, не е под налягане. Горният капак се демонтира от стартовата камера и диагностичният снаряд се зарежда в тръбопровода. В процеса на зареждане към снаряда е прикрепен модул, който осъществява движението.
След като снарядът е потопен в тръбопровода, на камерата за изстрелване се монтира устройство, което херметически заключва люка и захранва кабела на снаряда в тръбопровода. В устройството са монтирани сензори за налягане и температура.
След приключване на подготвителната работа и зареждане на дефектоскопа, налягането в тръбопровода се повишава до 3 MPa и дефектоскопът започва да работи. Движи се вътре в тръбопровода,чрез измерване на дебелината на стените на изследваната зона. Съответните данни се изпращат на конзолата на оператора, която освен това следи действията и контролира движението на дефектоскопа с помощта на манипулатор на джойстик. Дефектоскопът може да бъде изваден от мястото на товарене на разстояние до 750 m при скорост 22cm/s (792m/h). За транспортирането му се използва вътрешно водно налягане или модул за движение. Условията за преминаване на "трасето" се контролират с точност до 1 мм. При достигане на зададената точка дефектоскопът спира, операторът дава команда за отваряне на центриращия механизъм.
Готовността на снаряда за движение се показва на информационния монитор. Операторът стартира системите за запис и визуализация на данни, движението започва отново (този път с помощта на кабелна намотка). Скоростта на снаряда при диагностика е 8 cm/s (288 m/h), сканирането на участък от 750 m се извършва за 2 часа и 40 минути. Получените данни се извеждат на информационния екран на оператора под формата на сканиране на тръбопровода с помощта на цветна карта, която показва промените в дебелината на стената на тръбопровода по цялата дължина на участъка. Тази информация се записва на твърдите дискове на компютъра за по-нататъшна обработка с помощта на специална програма.
Обемът на данните за сканиране на дебелина на тръбопровода от 750 m е 150 GB. Данните от твърдите дискове се предават за обработка в специализирана лаборатория. Обработката се извършва в автоматичен и ръчен режим с участието на различни специалисти и може да отнеме до две седмици, в зависимост от сложността на дешифрирането на данните. Към днешна дата се работи за автоматизиране на основните алгоритми за обработка (в резултат на това времето може да бъде намалено до два дни) и завършванеавтоматизация на разработването на отчети. Методите за безразрушителна диагностика продължават да се усъвършенстват, осигурявайки възможност за безпроблемна работа на отоплителните мрежи и високо качество на услугите, предоставяни на потребителите.
Сергей Писчасов, ръководител на отдела за диагностика на службата за диагностика на топлинни мрежи на ОАО MIPC:
- Методът на акустичния резонанс според нас е най-точният при определяне на местата на изтъняване на стените на тръбопроводите, той дава наистина пълна картина на състоянието на изследваната зона. В същото време той остава доста трудоемък по отношение на подготовката за работа и има ограничения в диаметрите на диагностицираните зони. Освен това към днешна дата проблемът с преминаването на ъглите на въртене не е решен. Наистина се надяваме, че разработчиците ще вземат предвид тези проблеми и ще могат да ги разрешат в близко бъдеще.
Компанията UNIKON-ZSK предоставя услуги за диагностика на линии на тръбопроводи. Повече подробности в раздела "In-line диагностика с помощта на акустична резонансна технология".