Новые технологии в области диагностики и отбраковки труб с использованием современных приборов
ОПЫТ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ СКАНЕРА-ДЕФЕКТОСКОПА А2075 "SONET"

ОПЫТ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ СКАНЕРА-ДЕФЕКТОСКОПА А2075 "SONET"

Войтенко В.А. (ООО «Газприбортехнология»),

Валиев И.А. (ООО «Газприбортехнология»),

Суворов В.А. (ООО «Акустические Контрольные Системы).

В соответствии с требованиями ОАО «Газпром», технология проведения работ по переизоляции и капитальному ремонту включает обязательное диагностирование труб методами неразрушающего контроля (НК). Основной целью проводимых работ является оперативная оценка технического состояния объектов контроля визуальным и физическими методами, уточнение и протоколирование выявленных дефектов, выдача заключения о возможности повторного применения труб при установленных режимах эксплуатации, с указанием, при необходимости, методов ремонта.

Основой для выполнения ремонтных работ является информация о местоположении, типах и размерах дефектов трубы, которая формируется в процессе выполнения диагностических процедур. Среди всех прочих типов дефектов, наиболее опасными являются трещины на внешней поверхности стенки трубы, имеющие стресс-коррозионную природу происхождения (КРН).

Этапы диагностики

Процедуру дефектоскопии тела трубы можно разделить на три этапа – поиск, измерение и оценку ресурса, при этом каждый из них имеет различные цели и приоритеты.

Аппаратура для поиска дефектов

Для решения задачи поиска дефектов тела трубы (общей коррозии и КРН), была разработана сканирующая система, обеспечивающая высокую производительность и чувствительность контроля, использующая следующие базовые принципы:

  • ультразвуковой (УЗ) эхометод для поиска дефектов;
  • волноводный эффект распространения УЗ колебаний стенке трубы на большие расстояния;
  • сухой способ возбуждения УЗ колебаний за счет применение электромагнитно-акустического(ЭМА) способа для исключения контактных жидкостей;
  • контроль тела трубы по всей окружности при движение сканера вдоль трубы по образующей.
  • Разработанная сканирующая система (обозначение «А2075 SoNet») состоит из персонального компьютера и блока приемо-передатчика на транспортной платформе, на которой размещены узлы привода, аккумуляторы, блоки вспомогательной электроники и ЭМА преобразователь (рис.1).



     

     

     


    Рис.1. Внешний вид  сканирующей поисковой системы «А2075 SoNet».

    Основные технические параметры сканирующей системы:

  • диаметр контролируемых труб, мм  720; 820; 1020; 1220; 1420;
  • Производительность, м/мин 6;
  • Минимальная глубина выявляемого КРН, мм 0,5
  • тип преобразователя ЭМА;
  • ориентировочный вес сканера, кг 40;
  • время непрерывной автономной работы, час более 8.
  •  

    Наша организация использует сканер-дефектоскоп А2075 «SoNet» начиная с 2008 года. С его применением было продиагностировано около 190 км газопроводов, находящихся в различных климатических поясах.

    За время эксплуатации прибор зарекомендовал себя как инструмент, действительно облегчающий процесс контроля. Благодаря его применению повысилась как скорость проведения обследования, так и выявляемость дефектов. Вследствие высокой надежности конструкции сканера удалось минимизировать время простоя диагностической бригады. Прибор неприхотлив в работе и требует минимальной настройки. Мы имеем положительный опыт применения сканера при разных схемах организации работ – в случае положения трубы в траншее, на берме или на трубном складе, при работе в составе общей колонны или при проведении независимой диагностики.

    Порядок работы со сканером-дефектоскопом

    1.Диагностика трубопровода начинается с установки сканирующего устройства. Вся операция занимает не более 10 минут и выполняется силами одного или двух человек, в зависимости от доступности контролируемого участка трубы. Затем оператор включает ПК и сканирующее устройство и устанавливает между ними беспроводную связь. После этого уже нет необходимости оператору находиться в непосредственной близости от сканера, и он может идти по берме, даже если труба расположена в траншее. (Или даже ехать в теплой машине вдоль трубы)

    2.В случае, если это первая установка сканера на новом объекте, необходимо провести настройку подвески ЭМА преобразователя, то есть установить требуемый зазор между поверхностями индуктора, возбуждающего ультразвуковые колебания, и трубы. Также в ПК вводится информация о названии контролируемого объекта, организации-заказчике и подрядчике. Эти операции проводятся один раз за все время диагностики участка газопровода и занимают не более 10 минут. Ежедневная же настройка сканера сводится к проверке уровня получаемого эхосигнала и корректировке яркости получаемой сканограммы. Эта процедура занимает не более 2-х минут.

    3. После завершения подготовительных операций начинается сканирование трубы. «Sonet» перемещается по верхней образующей трубы , а возбуждаемые им ультразвуковые волны охватывают весь периметр в том сечении, где в данный момент находится сканер. На экране ПК в режиме реального времени отображаются получаемые данные, так что все обнаруживаемые дефекты видны сразу, даже до завершения сканирования трубы.

    4. После завершения сканирования трубы полученные данные анализируются и сохраняются. На этом этапе возможны два сценария дальнейших действий оператора в зависимости от того, выполняется ли сканирование в составе диагностической бригады, или же оператор идет отдельно.

    Первый вариант чаще всего встречается при проведении контроля в составе изолировочной колонны. В этом случае очень важно провести диагностику максимально быстро и без потери качества. При такой схеме организации работ оператор сообщает координаты обнаруженных аномальных зон сразу же после завершения сканирования каждой трубы исходя из только что полученных данных. После этого он вместе с другими членами бригады участвует в локализации и разметке выявленных дефектов. Таким образом удается достичь высокого темпа проведения контроля и не допустить простоя колонны.

    В том случае, когда сканирование выполняется отдельно от проведения прочих диагностических работ, результаты контроля каждой трубы сохраняются, а затем на их основе формируется отчет, который передается бригаде дефектоскопистов. Такой подход позволяет одному оператору обслуживать сразу несколько ремонтируемых участков, на каждом из которых работает отдельная бригада дефектоскопистов.

    На рисунке 2 представлена типичная сканограмма двухшовной бездефектной трубы.  Рассмотрим её структуру. В верхней и нижней её частях мы видим красные зоны. Верхняя - это мертвая зона, тот участок трубы, который находится непосредственно под датчиком. Ширина этой зоны составляет не более 20 см. Красная зона снизу – это образ оборотного сигнала, то есть ультразвуковой волны, обогнувшей всю трубу и зарегистрированной датчиком. Область контроля находится между этими двумя зонами. На ней присутствуют яркие образы двух продольных швов, на расстоянии 500 и 1900 мм. Все остальное пространство зоны контроля – черно-синее, т.е. образы дефектов отсутствуют.

    На рисунке 3 продемонстрирована сканограмма с дефектами. Зоны, выделенные белым – это с вероятностью 95% КРН. Зоны, выделенные красным, с вероятностью 80% можно классифицировать как ликвацию или расслоение.

     

     

     

     


               

     

     

     

     

    Рис.2. Сконограмма двухшовной бездефектной трубы.



     

     

     

     


    Рис.3. Сконограмма трубы с зонами КРН и дефектами типа расслоение.

    В состав программного обеспечения сканера входит программа «СКАН-ОТЧЕТ», позволяющая автоматизировать процесс составления документа, который оператор передает бригаде дефектоскопистов. С помощью этой программы можно непосредственно на объекте получить отчет, содержащий все результаты контроля с указанием координат обнаруженных аномальных зон.  На рисунке 4 продемонстрированы этапы работы программы "СКАН-ОТЧЕТ".



     

     

     

     


    Рис.4. Этапы работы программы "СКАН-ОТЧЕТ".

       Основное преимущество использования А2075 – это повышение производительности и достоверности контроля. Эти достоинства достигаются благодаря следующим факторам:

  • Во-первых, перед проведением сканирования не требуется специальной подготовки поверхности трубы, поскольку тонкий слой прайма не мешает проведению контроля.
  • Одно из главных достоинств А2075 – отсутствие необходимости применения контактной жидкости. Это значительно ускоряет сканирование, исключая лишние операции.
  • Все операции по установке сканера на трубу занимают не более 5 минут, столько же времени занимает и демонтаж прибора.
  • Средняя скорость движения сканера – 6 метров в минуту. Это быстрее, чем идут зачистная и изолировочная машины, следовательно с «SoNet»-ом можно работать не задерживая хода колонны.
  • Сканер выдает результат контроля в режиме реального времени, поэтому можно сразу выделить на трубе обнаруженные им аномальные зоны. В процессе сканирования прибор надежно выявляет КРН глубиной от 0,5 мм, находящееся на любой часовой координате. Помимо этого, «SoNet» обнаруживает расслоения, язвенную коррозию, а также поверхностные механические дефекты.
  • Ещё одно важное преимущество этого сканера состоит в том, что при работе с ним оператор может идти по берме, в то время как сам прибор установлен на трубу, находящуюся в траншее. Это реализовано при помощи беспроводной передачи данных между сканирующим устройством и персональным компьютером, регистрирующим результаты контроля.
  • Высокая надежность оборудования вносит значительный вклад в повышение производительности, благодаря минимизации время простоя диагностической бригады.
  •       Перечисленные факторы в совокупности обеспечивают снижение стоимости диагностических работ на 15 – 20% , увеличивают скорость  и повышают качество проведения диагностических работ.