Плагиат (1205458), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

работают в системе измерения пройденной дистанции и выдачи сигналов

опроса датчиков. В приборах, предназначенных для трубопроводов

диаметром 820 мм и менее, электроника размещена в нескольких секциях. ⁴

Передняя секция удерживается в центре трубы с помощью щеток

магнитного контура, а также поддерживающих колес, расположенных в

передней части корпуса равномерно по окружности, которые поджимаются к

стенке трубы с помощью пружин. Спереди и сзади секции расположены

манжеты, предназначенные для приведения в движение дефектоскопа. Вторая

секция дефектоскопа содержит систему обработки и записи данных, батареи.

На внешней части корпуса расположены: второе кольцо датчиков, датчики

температуры и дифференциального давления, элементы внешней

электроники. На передней и задней частях корпуса расположены

поддерживающие колеса, предназначенные для центрирования прибора в

трубе, сзади установлены также три одометрических колеса, которые

работают в системе измерения пройденной дистанции и выдачи сигналов

опроса датчиков. В приборах, предназначенных для трубопроводов

диаметром 820 мм и менее, электроника размещена в нескольких секциях.

Специальная аппаратура, входящая в состав дефектоскопа,

регистрирует сигналы датчиков во время движения дефектоскопа. Магнитный

дефектоскоп способен обнаруживать не только дефекты в стенке трубы и

поперечных швах, но и металлические предметы, расположенные вблизи

внешней поверхности трубы: муфты, кожухи и т.п. ⁴

Рисунок 1.2.5 Принцип намагничивания трубопровода и регистрации

сигналов датчиками типа I (MFL)

На рисунке 1.2.5 изображен принцип работы датчиков типа I:

1. В стенке трубы создается магнитное поле высокой напряженности;

1. Силовые линии магнитного поля будут отклоняться, если на наружной

или внутренней поверхности трубы есть потеря металла;

1. Датчики типа I регистрируют изменение индукции магнитного поля

вызванное потерей металла или трещиной.

Для определения местоположения потери металла (внутренняя или

наружная поверхность трубопровода) предназначены специальные датчики

(датчики типа II), расположенные вне магнитной системы. Эти датчики

содержат встроенные постоянные магниты. Магниты создают локальное

магнитное поле, сфера действия которого ограничивается внутренней

поверхностью трубопровода. Таким образом, эти датчики реагируют только

на потери металла, расположенные на внутренней поверхности трубопровода.

Р ⁴

исун ок

1. Принцип регистрации сигналов датчиками типа II

На рисунке 1.2.6 изображен принцип работы датчиков типа II:

1. Магнитное поле встроенного магнита проникает в стенку трубы на

ограниченную глубину;

1. Магнитное поле будет изменяться только в том случае, когда на

внутренней поверхности трубы есть потеря металла; ⁴

Кроме всемирно известной технологии утечки магнитного потока

продольного намагничивания (MFL) активно применяется технология

поперечного намагничивания (TFI), которая является решением проблемы

обнаружения продольных трещин в стенке трубы.

В отличие от дефектоскопов с продольным намагничиванием (MFL)

дефектоскопы, построенные по технологии TFI, обнаруживают узкие

продольно ориентированные дефекты, включая трещины в продольных

сварных швах, продольную внешнюю коррозию, вызванную отслоением

покрытия, а также такие непредсказуемые и, таким образом, критичные

сочетания дефектов, как "продольная риска во вмятине".

Надежное обнаружение продольно ориентированных дефектов может

быть обеспечено только в том случае, если намагничивание трубопровода

производится в направлении перпендикулярном плоскости расположения

дефектов.

Для реализации этого принципа была разработана магнитная система,

которая позволяет намагничивать трубопровод в поперечном по отношению к

продольной оси направлении.

Магнитная система содержит несколько секторов, образованных

постоянными магнитами и гибкими проволочными щетками. В промежутках

между щетками расположены датчики для измерения магнитной индукции. ¹¹

Р ¹¹

ис ун ок

1. Принцип поперечного намагничивания трубопровода и регистрации

сигналов датчиками типа I (TFI)

На рисунке 1.2.7 изображен принцип работы датчиков типа I:

1. В стенке трубы создается магнитное поле высокой напряженности;

1. Силовые линии магнитного поля будут отклоняться, если на наружной

или внутренней поверхности трубы есть потеря металла;

1. Датчики типа I регистрируют изменение индукции магнитного поля

вызванное наличием потери металла или другой аномалией.

Технология TFI, а также высокие требования к точности определения

размеров дефектов потребовали применения датчиков сверхвысокого

разрешения. ¹¹

Рисуно к

1. Комбин ированный магнитный дефектоскоп сверхвысоког

о разрешения с

продольным и поперечным намагничиванием.

Технология комбинированной магнитной диагностики сочетает в себе

преимущества технологии, как продольного, так и поперечного ¹¹

намагничивания. Дефектоскопы, построенные по этой технологии

(сверхвысокого разрешения), осуществляют намагничивание трубопровода в

продольном и поперечном направлениях. Дефектоскоп способен за один

прогон собрать всю информацию о дефектах тела трубы и сварных швов вне

зависимости от их ориентации.

Задачей комбинированного магнитного дефектоскопа является

обнаружение за один пропуск дефектов ориентированных как в продольном,

так и в поперечном направлении. Для этого дефектоскоп оснащен

магнитными системами для последовательного намагничивания

трубопровода в продольном и в поперечном направлении. Каждая магнитная

система содержит постоянные магниты и гибкие проволочные щетки. В

промежутках между щетками расположены датчики для измерения

магнитной индукции. Все датчики имеют сверхвысокое разрешение. Это

обусловлено особенностями комбинированной магнитной диагностики, а

также высокими требованиями к точности определения размеров дефектов. ¹¹

Исследования, проведенные в некоторых работах, показывают, что изменение НДС оболочки влияет на магнитные характеристики металла, что

можно использовать при обследовании.

В ²⁵ целях повышения надежности эксплуатации оборудования

необходимо провести оценку ресурса его безопасной эксплуатации. При этом,

как известно, непременным условием является определение фактического ²⁵

НДС с выявлением зон концентрации напряжений (ЗКН). Именно

максимальные напряжения в данных зонах определяют работоспособность

любой конструкции, а не расчетные, средние значения рабочих напряжений. ²⁵

Для оценки фактического состояния металла ³² нефтяного оборудования и

трубопроводных систем положительно зарекомендовали себя магнитные

методы неразрушающего контроля, которые позволяют осуществлять его

раннюю диагностику. Установлено, что на основе анализа изменения

магнитных свойств материала можно дать оценку ³² НДС металла оборудования.

В основном в качестве магнитных характеристик используется

коэрцитивная сила, остаточная намагниченность, магнитная проницаемость,

уровень магнитных шумов, напряженность магнитного поля и др. Это

говорит о том, что результаты исследований с применением магнитных

методов могут быть положены в основу методов оценки ³² НДС оборудования.

На основе анализа поля напряжений ²⁵ расчетной схемы элемента

устанавливается наиболее опасное сечение, при этом используются те или

иные гипотезы прочности, в зависимости – от свойств материала и условий

работы конструкции. ²⁵

1. ²⁵ ОПИСАНИЕ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАЗРАБОТКИ

1. Технические средство контроля напряженно-деформированного состояния трубопровода

Наиболее сильная зависимость магнитных параметров стали от напряженно-деформированного состояния существуют в слабых магнитных полях, то есть в полях, в которых существуют магнитные домены и соответственно происходят необратимые процессы.

Магнитные и электромагнитные методы и технические средства

контроля НДС стальных изделий и трубопроводов используют зависимость

магнитных свойств материала от внутренних механических напряжений. ³¹

Наиболее перспективными материалами для исследования являются сплавы, обладающие большой магнитострикцией, явлением, заключающееся в том,

что при изменении состояния намагниченности тела его объём и линейные

размеры изменяются. ⁶⁴

Магнитострикция была обнаружена только в ферромагнитных

материалах, таких как железо, никель, кобальт и сплавах. Основой принципа

магнитострикции являются магнитомеханические свойства этих материалов.

То есть, если ферромагнетик находится в области магнитного поля, то оно

вызывает микроскопическую деформацию его молекулярной структуры, что

приводит к изменению физических размеров ферромагнетика. Такое

поведение объясняется существованием бесчисленного количества маленьких

элементарных магнитов, из которых состоит ферромагнитный материал. Они

будут стремиться установиться параллельно друг другу в пределах

ограниченных пространственных областей, уже без внешнего магнитного

поля. В этих так называемых доменах, все элементарные магниты

направлены одинаково. Но первоначальное распределение доменов хаотично

и снаружи ферромагнитное тело кажется немагнитным. При приложении ³⁰

магнитного поля, домены выстраиваются по направлению этого поля и

выравниваются параллельно друг другу. ³⁰

Например, если стержень из ферромагнитного сплава поместить в

магнитное поле параллельное его оси, то стержень испытает механическую

деформацию и получит линейное удлинение, ³⁰ изображенное на рисунке 2.1.

Но в реальности удлинение посредством магнитострикционного эффекта

Характеристики

Список файлов ВКР