О методе акустической томографии

Одной из основных причин разрушения труб поверхностей нагрева и образования течей является наличие зон концентрации (повышенных) механических напряжений, в которых процессы коррозии, ползучести и усталости протекают наиболее интенсивно.

Для определения таких зон и предназначен метод акустической томографии (АТ) трубопроводов, разработанный Е.В. Самойловым. Он основывается на известном физическом явлении эмиссии (излучении) сигналов зонами повышенных напряжений.

В соответствии с фундаментальным решением теории акустики дефекты размером несколько десятков сантиметров и более излучают сигналы в диапазоне частот от 300 до 5000 Гц - акустический диапазон.

Процесс диагностики состоит в регистрации (записи) акустических сигналов, распространяющихся по трубе. Далее сигналы фильтруются, и с помощью корреляционного анализа осуществляется определение местоположения источников излучения (дефектов) по всей длине диагностируемого участка, а также оценка их уровня.

Таким образом, метод АТ определяет зоны аномалий по совокупности уровня утонения и напряжения стенки трубопровода.

и программа аналитических исследований

Для выяснения эффективности метода АТ компанией «ИПК Шерна» был проведен анализ результатов технической диагностики, выполненной на трубопроводах тепловых сетей в 2010-2011 гг.

Основной задачей анализа являлась проверка зависимости результатов диагностики методом АТ и остаточной толщиной стенки трубопроводов, а также взаимозависимости результатов диагностики методами БМД и АТ

Программа исследований состояла из трех основных этапов:

• 1. Оценка результатов ультразвуковой (УЗК) толщинометрии в зонах дефектов, выявленных по методу АТ;
• 2. Сопоставление результатов диагностики методом АТ с местами, где возникли аварии;
• 3. Сопоставление результатов диагностики, полученных методами АТ и БМД.

Наша компания рада предложить услуги по диагностике трубопроводов.

Современное оборудование позволяет в короткие сроки устранить неполадки, оценить общее состояние системы и вычислить процент износа.

Работы проводятся инженерами – специалистами со стажем и положительным опытом.

По завершении инженерных мероприятий, мастера составят отчет по неисправностям, объему предстоящих работ и дадут советы по предотвращению аварийных ситуаций.

Почему требуется диагностика трубопроводов?

Чтобы снизить материальные риски, связанные с восстановлением оборудования и устранением неполадок, существуют оптимальные методы, не требующие демонтажа.

Особо важно помнить, что при планировании ремонта и его проведении, а также для прогнозирования аварийных вспышек, выполнение данной процедуры обязательно!

Обнаружение наличия постороннего мусора, нахождение стыков, в которых пострадала герметичность, разнообразных механических повреждений – вот неполный перечень задач, решаемых нашей компанией.

Какие методы диагностики трубопроводов (Москва) мы используем:

Акустическая эмиссия. Специальный микрофон улавливает, фиксирует и анализирует звуки, приходящие со стенок.

Опрессовка – классический вариант, используемый коммунальными службами перед началом отопительного сезона. Высокое давление воздуха (воды) маркируют места, нуждающиеся в ремонте или монтаже.

Видеоисследование . Оптико-электронная техника помещается внутрь трубы. Продвигаясь по ней, она фиксирует все неисправности: деформации, протечки и т.д. Изображение передается на экран, а специалист принимает решения. Стоимость видеодиагностики состояния труб вполне доступная и пользуется особым уважением в силу особой точности полученных данных и экономии времени.

Метод ультразвуковой диагностики трубопроводов опирается на способность ультразвука отражаться от препятствий. Эта особенность позволяет находить повреждения, не нарушая целостности строения.

Какой способ следует применять в том или ином случае решает специалист. Чтобы уладить вопрос об оптимальности, свяжитесь с представителями нашей организации по телефону, указанному на сайте. Так Вы получите всю необходимую информацию, а также сможете пригласить бригаду рабочих, которая даст оценку состояния труб (Москва).

Какие трубопроводы мы обслуживаем

Магистральные – предназначены для транспортировки чего-либо на достаточно дальние расстояния. Им свойственно давать сбои в режиме насосов.

Технологические – на предприятиях, где осуществляется перекачка пара, горячей воды, газ и другое. А также с их помощью перемещается производственные отходы.

Коммунально-сетевые – передаются горячая вода, пар, отходы бытовых нужд (наиболее сложные в обслуживании).

Судовые – перекачивают жидкости на водном транспорте.

Машинные – передают топливо и другое машинное сырье, характерное для транспортного средства.

Стоимость услуг по диагностике трубопроводов

Отметим, что стоимость диагностики состояния трубопровода по ценам, размещенным на сайте, является ориентировочной и может отличаться от итоговой.

Какие факторы учитываются при подсчете суммы:

Использование того или иного метода (его сложность/простота), типа трубопровода, наличия/отсутствия работ по устранению неполадок и т.п.

Обратившись к нашим консультантам, Вы сможете уточнить детали, а они, в свою очередь, учтут особенности заказа и рассчитают его сумму.

Цены на диагностику трубопроводов:

Будьте уверены, стоимость диагностики трубопроводов в Москве в других компаниях значительно выше. Мы предлагаем качественную работу по доступным ценам!

Наши преимущества

Какие факторы ставят нас в один ряд с ведущими фирмами по предоставлению подобных услуг?

1. В первую очередь, наличие современного оборудования, высокоточной компьтеризированной техники, а также профессиональных специалистов.
2. Во-вторых, тщательный, качественных подход к решению проблем и наличие гарантий на произведенные услуги.

Немаловажную роль играет и тот факт, что мы стараемся устранить неполадки в кротчайшие сроки, заботясь об экономии времени заказчика. Выбирайте нас и Вы не прогадаете!

Синхронный регистратор акустических сигналов - новая улучшенная версия акустического томографа, обеспечивающая синхронную запись акустических сигналов по двум каналам. Полностью отечественная разработка.

Назначение устройства:

Прибор Каскад-3 является синхронным акустическим регистратором и относится к классу записывающих устройств. Используя различное программное обеспечение, прибор может использоваться для:

• Поиска мест утечек горячей и холодной воды на теплопроводах и водопроводах.
• Поиска мест перенапряжения и локализации дефектов на участке трубопровода, определение его остаточного рабочего ресурса.

В отличие от обычных корреляционных течеискателей синхронный регистратор акустических сигналов «Акустический томограф «Каскад-3» обладает не одной, а двумя функциями:

• ПО "Акустическая томография - Каскад" для диагностики трубопроводов горячего и холодного водоснабжения;
• при совместном использовании с ПО "Течь" как высокочувствительный корреляционный течеискатель .

При разработке прибора учтены недостатки и пожелания пользователей предыдущих моделей, а именно:

• уменьшены габариты всех блоков;
• разработаны новые датчики повышенной чувствительности и улучшенно соотношение сигнал-шум;
• повышена надежность эксплуатации комплекта.

Акустический течеискатель Каскад-3 состоит из трех блоков:

• двух выносных автономных регистраторов, к которым подключаются высокочувствительные датчики
• блока задания режимов регистрации.

Томограф позволяет осуществить одновременную синхронную регистрацию акустических сигналов, распространяющихся по воде, записать «шум тока воды». Далее информация переводится компьютер и обрабатывается с помощью специальных программ.

До перевода в компьютер прибор позволяет осуществить более 80-ти записей.

Необходимая одновременность регистрации сигналов на автономных и разнесенных блоках регистрации обеспечивается высоким уровнем синхронизации в момент начала работ и высокоточными таймерами. Такая схема работы обеспечивает большую надежность работы в городских условиях чем кабельные линии связи и радиоканалы.

В функции корреляционного течеискателя прибор позволяет обнаруживать течи:

• диаметр трубопровода - более 50 мм;
• длина единичного участка - от 50 до 500 м;
• точность определения местоположения течи - 1% от длины участка;
• минимальная интенсивность утечки воды - 0,5 м 3 /час.

Функция прибора для диагностики технического состояния трубопровода:

• диаметр трубопровода - более 80 мм;
• длина единичного участка - от 40 до 300 м;
• точность определения местоположения дефекта - 1,5% от длины участка;
• достоверность идентификации дефекта по параметру опасности образования течи - 80%

Акустический томограф "Каскад-3" полностью соответствует требованиям технических регламентов Таможенного союза 004/2011 "О безопасности низковольтного оборудования" и 020/2011 "Электромагнитная совместимость технических устройств".

Технические характеристики акустического томографа Каскад-3:

АКУСТИЧЕСКАЯ ТОМОГРАФИЯ ТРУБОПРОВОДОВ ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Вибродиагностический метод акустической томографии с использованием самого совершенного оборудования и программного обеспечения позволяет с высокой степенью достоверности осуществлять диагностику трубопроводов как холодного, так и горячего водоснабжения. Метод уже достаточно давно и широко используется в коммунальном хозяйстве в России и за рубежом. Его популярность объясняется высокой отдачей на затраченные усилия по проведению диагностики по сравнению с другими методами.

Вибродиагностический метод акустической томографии является развитием технологии корреляционного течеискания, поэтому оборудование для акустической томографии обладает также функциями корреляционного течеискателя и используется для поиска уже существующих течей.

В настоящее время проведены ряд успешных испытаний метода для диагностирования промысловых нефтепроводов.

АКУСТИЧЕСКАЯ ТОМОГРАФИЯ ДЛЯ НЕФТЕПРОВОДОВ

При соответствующих корректировках метод Акустической томографии применим для контроля трубопроводов любых жидких сред. К таким относятся и трубопроводы нефти.

Совместно с партнерами производителем акустического томографа Каскад-3 проведен ряд успешных испытаний метода Акустической томографии для технического контроля промысловых трубопроводов нефти. Результаты некоторых из них опубликованы в статье "Акустический метод диагностики нефтепромысловых трубопроводов" в журнале "Инженерная практика" №10 за 2015 год. Мы видим большой потенциал для метода в области контроля промысловых нефтепроводов.

Комплект поставки:

Блок памяти (регистратор)- 2шт.

Блок связи- 1 шт.

Аккустический датчик (акселерометр)- 2шт.

З/у 220 вольт/ 12 вольт 3 ампера- 1шт.

Кабель связи USB- 1 шт.

Сетевой кабель к ЗУ 220 вольт- 1 шт.

Чемодан для укладки 1 шт.

Инструкция по эксплуатации- 1 шт.

Компакт-диск с программным обеспечением- 1 шт.

Паспорт- 1 шт.

09.08.2017 11:03

Одна из актуальных и сложных проблем при эксплуатации промысловых трубопроводов состоит в обнаружении несанкционированных отборов нефти, или иначе - несанкционированных врезок в трубопроводы. Данная преступная деятельность третьих лиц наносит значительный экономический ущерб предприятию, поскольку влечет за собой штрафы за загрязнение природной среды, дополнительные затраты на локализацию и ликвидацию последствий аварий и инцидентов на трубопроводах, а также упущенную выгоду от реализации нефти.
В выпуске «Инженерной практики» №10-2015 была опубликована статья Первого заместителя генерального директора, главного инженера ООО «НТЦ «Нефтегаздиагностика» Евсеева С.В. с соавторами «Акустический метод диагностики промысловых трубопроводов». Изучив данную статью, специалисты управления эксплуатации трубопроводов ПАО «Оренбургнефть» предложили целенаправленно оценить эффективность акустико-резонансного метода диагностики трубопроводов в отношении обнаружения несанкционированных врезок.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ОСНОВА МЕТОДА

Метод акустико-резонансной диагностики базируется на вибрации отдельных элементов трубы под воздействием пульсации давления в трубопроводе и эмиссии сигналов акустических частот, которые распространяются по транспортируемой среде. Оценка технического состояния трубопровода осуществляется в соответствии с разработанными критериями, связывающими виброэмиссионные свойства дефекта с вероятностью образования течи.
С помощью данного метода можно выполнять диагностику трубопроводов надземной и подземной, канальной и безканальной прокладки диаметром от 80 мм, находящихся в эксплуатации при внутреннем давлении более 0,25 МПа и обязательном наличии тока транспортируемой среды по трубопроводу. Основной плюс применения данного метода заключается в отсутствии необходимости изменения давления при диагностике - трубопровод работает в обычном режиме.
Для понимания физики процесса локальные утонения на трубе можно рассматривать как мембрану. Решение задачи о колебаниях мембраны на трубе представлено в ряде фундаментальных работ по гидроакустике. Они показывают, что основной параметр колебания - частота - зависит от соотношения толщин ненарушенной части трубы и дефекта и линейных размеров последнего: чем меньше дефект, тем выше частота колебания. Проведенная оценка показала, что дефект размером 200-300 мм обладает собственной частотой колебаний около 1000 Гц. Учитывая большое многообразие коррозионных дефектов на трубопроводах, наиболее вероятный частотный диапазон сигналов эмиссии, распространяющихся по транспортируемой среде, составляет от 100 до 5000 Гц.
Поверхность трубы состоит из отдельных элементов (интервалов) вибрации. Одним из параметров вибрации этих элементов служит собственная частота вибрации, которая зависит, в первую очередь, от площади элемента. При использовании АР-метода исследуются сигналы в диапазоне частот от 500 до 3000 Гц. Силовым фактором, который приводит к вибрации элемента трубы, служит пульсация давления в транспортируемой среде. В большей степени она обусловлена турбулентностью движения транспортируемой среды. При этом пульсация давления в среде должна быть достаточной для «раскачивания» элементов. В связи с этим в число обязательных условий для диагностики рассматриваемым методом входят скорость течения транспортируемой среды около 1 м/с и давление не менее 0,25 МПа.
Пульсация давления в среде представляет собой серию уникальных по частоте импульсов. Когда частота импульса совпадает с собственной частотой колебания дефекта или близка к ней, последний вибрирует с наибольшей амплитудой (явление резонанса). При этом происходит наиболее интенсивное излучение (эмиссия) сигналов в окружающую среду (воздух), металл трубы и транспортируемый продукт. Амплитуда колебания дефекта и энергия сигнала, в частности эмиссия, зависят от толщины стенки трубы в месте дефекта, рис. 1.

Рис. 1. Определение мест утонения стенки трубы

ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ

В июне 2016 года специалистами ПАО «Оренбургнефть» совместно с ООО «НТЦ «Нефтегаздиагностика» были проведены ОПИ метода АР-диагностики двух участков нефтепровода «УПСВ Курманаевская - УПН Бобровская».

Таблица 1. Технические характеристики трубопровода

Объекты для проведения испытаний выбирались специалистами УЭТ на основании соответствия требуемым техническим характеристикам по давлению и наличию тока транспортируемой среды. Кроме того, на выбранных для обследования участках нефтепровода имелись ранее ликвидированные персоналом ПАО «Оренбургнефть» несанкционированные врезки. Число и местоположение врезок специалистам ООО «НТЦ «Нефтегаздиагностика» перед началом проведения работ известны не были.
Технические характеристики выбранного для испытания трубопровода и его схема представлены в табл. 1 и на рис. 2 соответственно.

Рис. 2. Схема нефтепровода «УПСВ Курманаевская - УПН Бобровская»

Обследование проводилось на двух участках нефтепровода (рис. 3, 4):

Рис. 3. Схема обследуемого участка №1

Рис. 4. Схема обследуемого участка №2

1. Участок №1. ПК50+18 - ПК52+62; протяженность - 244 м, диаметр - 273 8 мм.
2. Участок №2. ПК67+50 - ПК71+50; протяженность - 400 м, диаметр - 325 9 мм.

РЕЗУЛЬТАТЫ ЗАМЕРОВ. ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ДАННЫХ

После завершения полевых работ специалисты ООО «НТЦ «Нефтегаздиагностика» проанализировали полученные данные с помощью специализированного программного обеспечения и представили следующие заключения:
На участке №1 выявлены семь дефектов: пять докритичных и два критичных.
Местоположение возможных дефектов указывается с точностью 1-2 метра. Результаты представлены на рис. 6.

Рис. 6. Отчет по результатам АР-диагностирования участка №1 нефтепровода УПС «Курманаевка» -
УПН «Бобровка», принадлежащего ПАП «Оренбургнефть»

На участке №2 выявлены 7 дефектов: 4 докритичных и 3 критичных.
Местоположение возможных дефектов указывается с точностью 1-2 метра. (рис. 7)

Рис. 7. Отчет по результатам АР-диагностирования участка №2 нефтепровода УПС «Курманаевка» - УПН «Бобровка» 2 участок, принадлежащего ПАО «Оренбургнефть»

С целью проверки предоставленных данных был организован дополнительный дефектоскопический контроль (ДДК) визуально-измерительный (ВИК) и ультразвуковой (УЗК) с разработкой шурфов в указанных точках. Контроль проводился сертифицированным оборудованием с привлечением специалиста лаборатории неразрушающего контроля (рис. 8-10).

Рис. 8. Аномалия №1. Дефект кольцевого сварного шва - смещение кромок

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И КРАТКИЕ ВЫВОДЫ

Управление эксплуатации трубопроводов ПАО «Оренбургнефть» организовало и провело ОПИ метода акустико-резонансной диагностики на двух участках напорного нефтепровода «УПСВ Курманаевская - УПН Бобровская». Рассмотрена применимость метода АД для обнаружения несанкционированных врезок.

Таким образом, верификация дефектов показала 75%-ную сходимость по обнаружению дефектов, при этом полный дефектоскопический контроль участка №2 на дистанции от 330 до 332 м не проводился, что не говорит об отсутствии на нем дефекта. Все известные дефекты были обнаружены, в том числе две ликвидированные несанкционированные врезки.
В дальнейшем планируется использовать метода акустико-резонансной диагностики в ПАО «Оренбургнефть» для предварительного определения критических дефектов на трубопроводах, в том числе местоположения несанкционированных врезок в трубопроводы.

Колесников Дмитрий Владимирович
Заместитель начальника Управления эксплуатации трубопроводов - Главный инженер УЭТ ПАО «Оренбургнефть»

Савицкая Елена Иосифовна
Начальник отдела инжиниринга и повышения надежности трубопроводов ПАО «Оренбургнефть»

Кислинский Олег Юрьевич
Ведущий инженер отдела инжиниринга и повышения надежности трубопроводов ПАО «Оренбургнефть»

ЛИТЕРАТУРА

Акустический метод диагностики промысловых трубопроводов / С.В. Евсеев и др. // Инженерная практика. - 2015. - №10.