Дипломыч (1220897), страница 4

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

Текст из файла (страница 4)

Снаряд вводится в исследуемый участок трубопровода через камеру пуска и приёма СОД, далее проходит этот участок, собирая информацию о его состоянии в модулях памяти, а затем извлекается через аналогичную камеру. После выгрузки снаряда информация считывается на внешнем устройстве, а затем поступает на сервер базы данных, расшифровывается, обрабатывается специальной программой обработки данных, анализируется оператором и представляется в виде отчёта, понятный эксперту. Специальное программное обеспечение позволяет автоматически выделить области трубы с нарушением сплошности, идентифицировать до 15видов нарушений, (трещины, коррозионные поражения), определить местоположение и размеры дефектов.

Диагностика полости трубопровода выполняется в два этапа. На первом этапе производится его очистка от грязи, парафиновых, смолистых отложений и инородных предметов очистным скребком. Данный этап необходим в следствие того, что металлические предметы и окалина регистрируются ультразвуковыми, либо магнитными датчиками как дефекты трубы, а отложения смолопарафиновых веществ - как нарушения геометрии поперечного сечения. Поэтому временной промежуток пуска очистного и диагностического оборудования должен быть минимальным, но не менее минимально допустимого времени.

На втором этапе производится удаление из участка трубопровода частиц чёрных ферромагнитных металлов путём пропуска по нему специального магнитного скребка. Если исследование участка трубопровода с помощью дефектоскопа производится впервые, то прежде, чем пропустить по нему прибор, необходимо убедиться, что он свободно и беспрепятственно пройдёт через исследуемый участок трубопровода. С этой целью предусматривается пропуск по нему специального снаряда-калибра. Для повышения точности результатов дефектоскопии перед началом пропуска прибора по трассе трубопровода устанавливаются, так называемые, маркеры, которые служат для привязки дефектограмм к местности и предварительной оценки повреждённых участков трубопровода. Маркеры являются генераторами сигналов, воспринимаемых дефектоскопом. Они размещаются на расстоянии от пяти до тридцати километров друг от друга. Частота установки таких маркеров зависит от количества и расположения по длине участка трубопровода задвижек, отводов, промежуточных насосных станций. При пуске дефектоскопа должно быть определено соответствие геометрических размеров камер размерам прибора. Камеры должны иметь площадку с твердым покрытием так, как для запуска и приёма дефектоскопа необходимо использовать специальные приёмные и запасовочные лотки, а также применять передвижные краны и другие механизмы.

Сборку, настройку и калибровку дефектоскопа для пропуска по обследуемому участку трубопровода производят только в стационарных условиях перед пуском. Пропуск снаряда-калибра и дефектоскопа производится при одинаковых режимах перекачки. Извлечение дефектоскопа из камеры приёма производится при помощи штатных средств. После этого средство диагностики очищается от перекачиваемой жидкости и подвергается визуальному осмотру с целью выявления поломок и механических повреждений. Для вскрытия дефектоскоп доставляется в удобное взрывобезопасное место, к примеру, на склад, на котором отключается электропитание, разъединяются все электрические разъёмы и извлекается электронный блок с записанной информацией. Далее переносят информацию из запоминающего устройства с зафиксированной информацией обследования в считывающее и печатающее устройство в передвижной лаборатории. После предварительного анализа результатов первого пропуска дефектоскопа по исследуемому участку трубопровода отбираются наиболее крупные, характерные дефекты, местоположение которых следует уточнить, в дальнейшем. Затем выбираются и подготавливаются места установки маркерных устройств, вблизи от выделенных дефектных мест.

Второй запуск дефектоскопа в обследуемый трубопровод производят аналогично первому для уточнения местоположения того или иного дефекта. По результатам комплексных данных обоих дефектоскопов определяются наиболее опасные дефекты и их местонахождение.

1.5.3 Геометрический профилемер фирмы ROSEN Europe B.V.

Профилемеры – это внутритрубные снаряды, предназначенные для контроля геометрии внутренней поверхности трубопроводов, а также для проверки проходимости трубопровода очистными и диагностическими сооружениями. Профилемеры фирмы ROSEN Europe B.V. способны проходить сужения до 65% от номинального диаметра трубопровода. Схема профилемера фирмы ROSEN Europe B.V. приведено на рисунке 1.6.

Рисунок 1.6– Профилемер фирмы ROSEN Europe B.V. 1– рычажная измерительная система, 2– очистная секция, 3– шарнир, 4– манжеты, 5– одометрическа система.

При помощи рычажной измерительной системы профилемера определяется форма поперечного сечения трубопровода, выступание сварных швов, геометрия кранов, задвижек и других особенностей трубопровода. Проходя через трубопровод, изменение поперечного сечения вызывает уменьшения угла одометрических рычагов, соединенных пружиной между собой. Одометрическая система, включающая несколько независимых одометров, дает возможность узнать точное местонахождение особенностей нефтепровода по дистанции от камеры пуска. Взрывобезопасность профилемера обеспечивается установкой электронных компонентов во взрывонепроницаемых оболочках, а также использованием искробезопасных электрических цепей. В комплект поставки профилемера входит терминальное программное обеспечение, включающее программу просмотра, анализа данных и воспроизведение отчёта по внутритрубной диагностики, позволяющая наблюдать зарегистрированные данные в графическом виде, производить поиск и классификацию дефектов и различных нарушений элементов трубопровода [13]. Технические характеристики профилемера приведены в таблице 1.3.

Таблица 1.3

Характеристики профилемера фирмы ROSEN Europe B.V

Сравнение возможностей, достоинств и недостатков различных методов неразрушающего контроля, а также методов применяемом при внутритрубном диагностировании показывает, что существует в настоящее время единственный метод диагностирования с ограниченным доступом к поверхности, который наиболее полно отвечающий требованиям по выявлениям развивающихся дефектам- метод акустической эмиссии.

2 Теоретические основы акустико-эмиссионного метода контроля.

2.1 Основные принципы акустико-эмиссионного контроля.

Если не углубляется в историю, выяснив некоторые факты о происхождении акустико-эмиссионного метода, то можно описать некоторые факты, которые повлияли на развитие данного метода. В начале двадцатого века существовало такое понятие, как «крик олова». Такое понятие означало треск, возникающий при деформировании оловянных стерженьков и слышимый ухом. Это и стало предпосылками возникновения современного акустико-эмиссионного метода. В середине двадцатого века выяснилось, что разрушению нагруженных конструкций предшествует излучение упругих волн широкого частотного диапазона. В середине семидесятых годов была разработана высокочувствительная аппаратура и собран экспериментальный материал, достаточный для решения практических задач.

На сегодняшний день существует целый ряд публикаций [16, 17, 18, 19, 20, 21] об акустико-эмиссионном методе неразрушающего контроля, в которых детально рассматривается процесс акустической эмиссии, акустико-эмиссионная аппаратура, расположение и расчет определения расстояния до дефекта, рассматриваются возможности использования данного метода для испытания материалов и конструкций.

Метод акустической эмиссии направлен на выявление состояния трубопровода, отдельные части которого находятся на стадии начала появления дефекта, путем определения и анализа шумов, сопровождающих процесс образования и роста трещин. Для фиксации волн акустической эмиссии применяют аппаратуру, работающую в интервале частот – от 10 кГц до 1 МГц. При проведении контроля, нагружение объекта приводит к образованию в зоне появления дефекта акустического сигнала. Информация о времени распространения сигнала, его амплитуде, частотном спектре воспринимается пьезоэлектрическими акустическими датчиками. Далее происходит обработка принимаемой информации, которая представляет собой основание для итоговой информации о природе, месте расположения и росте дефекта.

При разрушении почти все материалы распространяют звук, это означает, что они испускают акустические волны, который человек воспринимает на слух. Однако большинство материалов при нагружении испускают акустические волны в ультразвуковом диапазоне еще задолго до разрушения. Изучение и фиксация таких волн наступили возможной с созданием и применением специальной аппаратуры. Для наглядности и понимания фотография прибора акустико­эмиссионного контроля представлена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1– Прибор акустико-эмиссионного контроля “Монитор-3000”.

Под акустической эмиссией понимается возникновение колебаний в среде упругих волн, причиной которых является изменением состояния объекта под действием внешних или внутренних факторов. Акустико-эмиссионный метод основан на анализе таких видов волн и является одним из пассивных методов неразрушающего контроля. В соответствии с ГОСТ 27655 [22] механизмом возбуждения акустической эмиссии (АЭ) является совокупность физических и (или) химических процессов, происходящих в объекте контроля. Схема акустико- эмиссионного метода представлена на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2– Схема акустико- эмиссионного метода контроля.

В соответствии с типом процесса АЭ распределяют на следующие виды[16]:

• АЭ материала, возбуждаемая локальным изменением его структуры;

• АЭ трения, обусловленная трением поверхностей твердых тел в местах где приложена нагрузка.

• АЭ утечки, возбуждаемая соприкосновением протекающей через конструктивно не предусмотренное отверстие жидкости или газа со стенками этого отверстия и окружающим воздухом;

• АЭ при химических или электрических реакциях, которые возникают в следствии протекания соответствующих реакций, а также при коррозийных явлениях;

• магнитная и радиационная АЭ, возникающая при перемагничивании материалов (магнитный шум) или в результате взаимодействия ионизирующего излучения, соответственно;

• АЭ, вызываемая фазовыми превращениями в веществах.

Рассмотрев вышеуказанные типы АЭ можно сделать вывод, что АЭ — явление, сопровождающее почти все физические процессы, протекающие в твердых телах и на их поверхности. В следствии существования дефектов, возникающих на молекулярном уровне, при перемещении кристаллической решетки, возможности АЭ аппаратуры ограничивается чувствительностью, вследствие этого на практике контроль АЭ большинства промышленных объектов, в том числе объектов нефтегазовой промышленности, используют первые три вида. Необходимо также знать, что АЭ трения создает шум, тем самым приводит к появлению помех, которые являются следствием возникновения ложных дефектов, усложняющих проведение достоверного метода АЭ. Кроме того, из АЭ материала фиксируется максимально сильные сигналы от развивающихся дефектов: при росте трещин и при пластическом деформировании материала. Цель АЭ контроля представляет собой нахождение, установление местоположения и мониторинг за источниками акустической эмиссии, связанными с нарушением сплошности на поверхности или в объеме стенки объекта контроля, сварного соединения или изготовляемых деталей. Все индикации, вызванные источниками АЭ, для увеличения точности должны быть, при наличии технической возможности, и оценены другими методами неразрушающего контроля. Фиксация необходимого сигнала от источника АЭ реализуется совместно с постоянными или переменными шумами. Данные шумы наиболее сильно влияют на точность метода и снижают эффективность АЭ контроля. Такие шумы обладают разной природой возникновения и классифицируются в зависимости от:

• источника происхождения — акустические и электромагнитные;

• вида сигнала шумов — импульсные и непрерывные;

• расположения источника — внешние и внутренние.

Основными источниками шумов при АЭ контроле объектов являются:

• разбрызгивание жидкости в емкости, сосуде или трубопроводе при его наполнении;

• гидродинамические турбулентные течения при высокой скорости нагружения;

• трение в местах соприкосновения объекта с опорами или подвеской;

• работа насосов, моторов и других механических устройств с повышенным уровнем шума;

• воздействие факторов окружающей среды;

• собственные тепловые шумы преобразователя АЭ.

Так как количество шумов немалое, следовательно, необходимо принимать меры для подавления и разделения “полезных” шумов от иных. Для решения данной проблемы применяют два метода: амплитудный и частотный[17].

Амплитудный метод основывается на установлении постоянного или переменного порогового значения. Вследствие этого, при регистрации величины шума ниже предельного порога, выявление необходимого сигнала становится невозможной. Это и объясняется тем, что в каждом канале системы установлен определенный амплитудный порог, фиксирующий сигналы только с амплитудой, превышающей пороговое значение. Амплитудный порог применяется для игнорирования электронных и акустических шумов, которые непременно присутствуют при проведении контроля. Фиксированный порог устанавливается при появлении шумов постоянного уровня, плавающий — переменного.

Частотный метод– это метод направленный на подавления шумов путем фильтрации сигнала при помощи использования низко- и высокочастотных фильтров. Для определения степени фильтрации перед проведением испытаний оценивают частоту и уровень соответствующих шумов. После того, как сигнал пройдет через фильтры и усилительный тракт, на поверхности контролируемого объекта, происходит искажение первоначальных импульсов источника АЭ. Дальнейшая обработка сигналов и использования их в качестве информативного параметра определяется специальными компьютерными программами сбора данных и их последующей обработки. Достаточно высокая точность определения числа событий и их амплитуда зависят не только от чувствительности аппаратуры, но и от способа регистрации. После обработки получаемых сигналов результаты испытания представляют в виде идентифицированных и классифицированных источников АЭ, которые разделяют на четыре класса [23]:

1) пассивный источник, регистрируемый для анализа динамики его развития;

Характеристики

Список файлов ВКР