» »

Акустическая томография трубопроводов. Использование акустико-резонансного метода диагностики промысловых трубопроводов для определения несанкционированных врезок

14.03.2020

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:

Наименование работ Ед.изм Стоимость ед. работ (руб)
Базовый пакет (диагностика участка трубопровода до 200 метров, в пределах МКАД + 5 км, в интервале с 8-00 до 18-00)
Выезд диагностической лаборатории 2 000 руб.
Работы по диагностике утечки, в том числе:
  • Трассировка трубопровода, уточнение места его прохождения;
  • Поиск акустическим методом;
  • Поиск корреляционным методом;
  • Инфракрасная диагностика тепловизором;
  • Обнаружение кабелей и других пересекающих коммуникаций;
Простой диагностический отчет в виде отметки на карте Заказчика, с привязкой к наружным ориентирам + фото. 9 900 руб.
Дополнительные услуги (заказ обсуждается ДО подписания договора)
Выезд за МКАД далее 5 км 5 000 руб.
Обследование трассы длинной более 200 м, за каждые +100 м 5 000 руб.
Работа в неурочное или ночное время (с 18-00 до 8-00) 5 000 руб.
Полный диагностический отчет PDF-файл с комментариями инженера по каждому обследованному участку, с приложением кореллограмм, термограмм, фотографий. 15 000 руб.

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!

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.

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.

Результаты работы

1. Обнаруживаются ли методом АТ утонения стенок трубопроводов?

В первую очередь анализировались участки, на которых были выявлены критические дефекты по методу АТ. В выделенных местах проводился дополнительный визуально-измерительный контроль и точечная УЗК толщинометрия.

В 60-65% случаев результаты подтверждались данными УЗК толщинометрии - в зонах дефектов по методу АТ фиксировались утонения, превышающие нормативно допустимые величины. Утонение распространялось на значительной площади, характеризовалось большим слоем коррозионных отложений. Трудностей с обнаружением таких утонений не возникало.

В остальных случаях, как правило, в зонах дефектов по методу АТ при помощи метода БМД фиксировались изменения магнитного поля, подтверждающие наличие напряженно деформированного состояния металла трубопровода.

На рис. 3 показаны некоторые результаты диагностики трубопроводов тепловых сетей по методу АТ и подтвержденные впоследствии.

Так, на рис. 3а показан участок тепловой сети, на котором были зафиксированы аномалии по методу АТ. Контрольная шурфовка выявила локальное пятно коррозии в области скользящей опоры. Остаточная толщина стенки трубы составила 1,9 мм при номинальной толщине 6 мм.

На участке трубопровода теплосети (рис. 3б), на котором была выявлена аномалия по методу АТ, УЗК толщинометрия показала, что остаточная толщина стенки трубы составляет 3,1 мм при номинальной толщине 6 мм.

На участке трубопровода, показанного на рис. 3в, была обнаружена критическая аномалия по методу АТ. В дальнейшем при проведении гидравлических испытаний из-за утонения стенки образовалось место утечки теплоносителя.

Рис. 3. Аномалии на различных участках трубопроводов теплосети, зафиксированные по методу АТ и подтвержденные впоследствии: а - локальное пятно коррозии в области скользящей опоры, выявленное в ходе контрольной шурфовки, остаточная толщина стенки трубы составила 1,9 мм при номинальной толщине 6 мм; б - УЗК толщинометрия показала, что остаточная толщина стенки трубы составила 3,1 мм при номинальной толщине 6 мм; в - на момент диагностики данного участка выявлена критическая аномалия по методу АТ (при проведении гидравлических испытаний из-за утонения стенки образовалось место утечки теплоносителя).

2. Все ли утонения обнаруживаются методом АТ?

Вторым направлением стал анализ мест аварий и инцидентов как в процессе эксплуатации, так и по результатам гидравлических и тепловых испытаний трубопроводов, приведших к утечке теплоносителя.

Фокус-группа была сформирована из 210 участков общей протяженностью 30354 п м. С декабря 2010 г. по сентябрь 2011 г. на них было выявлено 41 место утечки.

По результатам диагностики методом АТ, в зону критики попало 53% выявленных мест утечек, в зону докритики - 37%. Т.е. около 90% дефектов, которые привели к возникновению течей, были выявлены методом АТ.

Результаты анализа приведены в сводной таблице.

Таблица. Результаты анализа выявленных утечек на участках трубопроводов тепловых сетей общей протяженностью 30354 п м.

Напомним, что расшифровка уровня дефектов по методу АТ, а так же определение показателя «поток отказов» изложены в (с текстом которого можно ознакомиться на сайте http://www.watersound.ru).

Приведенные показатели лучше указанных в СО 153-34.0-20.673-2009 и отражают результат использования новой версии прибора «Каскад» и программного обеспечения «Акустическая томография».

3. Как соотносятся результаты диагностики методом АТ и БМД?

На большинстве участков параллельно диагностике методом АТ проводилась диагностика бесконтактным магнитометрическим методом. Результаты анализировались и сравнивались с фактическим состоянием трубопроводов.

Наличие дефектов, выявленных в штатном режиме обработки АТ, подтверждались результатами БМД в 75% случаев. При этом оценка критичности дефектов показала совпадение результатов обоих методов в 57% случаев (рис. 4). Так, на одном из участков трубопровода (рис. 4а), на котором в ходе диагностики по методу АТ и БМД была выявлена критическая аномалия, впоследствии при проведении гидравлических испытаний из-за утонения стенки произошел разрыв. На момент проведения диагностики обоими методами на участке трубопровода, показанном на рис. 4б, были также выявлены критические аномалии. Впоследствии при проведении гидравлических испытаний на нем произошел разрыв по нижней образующей от заиливания.

Более точная оценка по методу АТ получалась в 26% случаев и в 17% случаев оценка методом БМД была точнее.

Рис. 4. Примеры дефектов на трубопроводах тепловых сетей, зафиксированные при проведении диагностики как по методу АТ, так и по методу БМД: а - участок трубопровода, на котором обоими методами выявлены критические аномалии (впоследствии при проведении гидравлических испытаний трубопровода из-за утонения стенки произошел разрыв); б - на момент проведения диагностики обоими методами в этом месте трубопровода были выявлены критические аномалии (при проведении гидравлических испытаний произошел разрыв по нижней образующей от заиливания).

Метод АТ показывает хорошие результаты при условии учета общих факторов эксплуатации трубопроводов тепловых сетей. Дополнение технической диагностики по методу АТ методом БМД повышает качество получаемых результатов.

На основе полученных этими методами диагностики данных возможно дальнейшее уже локальное использование других контактных методов неразрушающего контроля для уточнения состояния наиболее критических участков трубопровода.

Подобный подход позволяет существенно ускорить и удешевить процесс технической диагностики трубопроводов и повысить его качество.

Метод АТ основывается на известном физическом явлении- возбуждении потоком воды зон (интервалов) повышенных напряжений трубопровода на их собственных резонансных частотах. К таким зонам относятся также и интервалы, на которых имеется утонение стенки трубы за счет коррозии (внутренней и внешней). Исследования на стенде и на действующих трубопроводах показали, что дефекты размером в поперечнике несколько десятков сантиметров и более излучают сигналы в диапазоне частот от 300 до 5000 Гц - акустический диапазон. Эти сигналы передаются через жидкость к концам участка трубы, где и фиксируются акселерометрами (виброакустическими датчиками).
Основное достоинство метода- высокая достоверность результатов и экономичность, обусловленная следующими технологическими особенностями:

  • для проведения диагностирования не требуется менять режим экспдуатации трубопровода;
  • на проведение диагностирования не влияют наличие у трубопровода углов поворота и компенсаторов;
  • для проведения диагностирования достаточно получить доступ к трубопроводу в камерах или смотровых колодцах, т.е. в основной массе случаев можно обойтись без шурфов;
  • для установки датчиков требуется снимать минимум изоляции. Получить доступ к металлу трубы достаточно в пятне, по площади соответствующем размерам основания датчика. Как правило такие места без изоляции имеются в любой камере или смотровом колодце;
  • обработка данных производится автоматически.

Синхронный регистратор акустических сигналов «Акустический томограф «Каскад-3»-улучшенная версия акустического томографа, обеспечивающая синхронную запись акустических сигналов по двум каналам. Полностью отечественная разработка.
В отличие от обычных корреляционных течеискателей синхронный регистратор акустических сигналов «Акустический томограф «Каскад-3» обладает не одной, а двумя функциями:

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

Прибор имеет:

Акустический течеискатель 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:

  • длина единичного участка - от 50 до 300 м;
  • точность определения местоположения течи - 1% от длины участка;
  • минимальная интенсивность утечки воды - 0,5 м3/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%.

Метод Акустической томографии является развитием технологии корреляционного течеискания. В связи с этим оборудование для Акустической томографии также обладает функциями корреляционных течеискателей.

Для обнаружения местоположения течи с помощью корреляционных течеискателей, на концах обследуемого участка, в точках доступа (тепловые и смотровые камеры, подвалы домов, шурф и т.п), на поверхность трубы устанавливаются два виброакустических датчика, которые фиксируют звуковые сигналы, распространяющиеся по воде внутри трубы. Сигналы от датчиков передаются на блок оператора, где осуществляется автоматическая их обработка.
В ходе обработки, поступающие акустические сигналы фильтруются для выделения значимых сигналов от течи на фоне различных шумов. Далее осуществляется корреляционный анализ, позволяющий определить местоположение источника сигнала.
О местоположении течи судят по расположению максимума корреляционной функции.
Рассмотрим принцип работы корреляционных течеискателей и показатели по обнаружению и определению местоположения течи несколько подробнее.

Диагностика трубопроводов с применением метода акустической эмиссии

//Журнал "ТехСовет" №12(75) декабрь 2009г.

В связи с интенсивным старением магистральных трубопроводных систем вопрос совершенствования интегральных методов их технического диагностирования имеет приоритетное значение. В число ключевых задач применения таких методов входит оценка коррозионного и напряженно-деформированного состояния трубопроводов. Получение такой информации ‑ неотъемлемая часть вопроса определения остаточного ресурса до наступления предельного состояния, когда дальнейшая эксплуатация объекта становится невозможна. Известно, что к числу основных причин наступления предельных состояний на магистральных трубопроводах (МТ) можно отнести накопление микроструктурных дефектов в локальных зонах концентрации пластических деформаций. К таким зонам относятся, в частности, следующие: локальные участки трубопровода, подверженные неоднородным статическим или переменным нагрузкам; коррозионные области под напряжением; зона поперечного сварного соединения и околошовная зона, находящиеся также под действием переменной или статической нагрузки. В процессе длительной эксплуатации МТ более вероятны местные или локализованные повреждения, а не общее ухудшение свойств материала по всей длине трубопровода.

Как показала практика, большая часть отказов МТ при этом приходятся на области интенсивных пластических деформаций, развивающиеся в зонах перенапряжений из-за технологических дефектов, дефектов монтажа (сварка под напряжением), интенсивных очагов коррозионных повреждений, подвижек грунта, установки ремонтных конструкций и т.д. Совокупность динамических и статических нагрузок в процессе эксплуатации МТ вызывает при этом локальное образование двух основных типов повреждений, приводящих в конечном итоге к разрушению объекта, ‑ это трещиноподобные дефекты и дефекты коррозионной природы. К существенному увеличению скорости развития указанных повреждений могут приводить такие эксплуатационные факторы, как проведение периодических испытаний давлением, предусмотренных действующей нормативно-технической документацией (НТД), и нарушение технологического режима и правил ремонта со стороны эксплуатирующей организации (рис.1а и б). Такие дефекты в рамках существующих методик неразрушающего контроля МТ м могут быть не обнаружены или пропущены.

Практический опыт свидетельствует, что при диагностировании МТ в целях предотвращения разрушений целесообразно использовать мониторинговый принцип (рабочие параметры эксплуатации), т.е. осуществлять контроль без принудительного изменения давления. Вместе с тем для достоверной оценки технического состояния трубопровода необходимо использовать комплексный диагностический подход с применением нескольких независимых методов контроля, в т. ч. интегральных.

Применение, в частности, интегрального метода акустической эмиссии - неотъемлемая составная часть концепции внедрения комплексной системы технической диагностики магистральных рубопроводов. В рамках этой концепции в задачи метода акустической эмиссии (АЭ) на магистральных нефтепродуктопроводах прежде всего входит выявление разрушений задолго до их наступления и определение степени их опасности. Проблема применения данного метода заключается в том, что в существующих правилах и действующих отраслевых НТД для трубопроводов предусмотрено проведение АЭ-контроля в условиях принудительного изменения давления. На магистральных трубопроводах это сопряжено с большими временными и материальными затратами, так что изменять режим в условиях эксплуатации для конкретного диагностируемого участка зачастую представляется сложной и дорогостоящей задачей. И если опыт обоснования и проведения АЭ-диагностики в режиме мониторинга для магистральных газопроводов уже имеется, то для трубопроводов жидких углеводородов эта задача остается актуальной. Так, в рамках действующих НТД для АЭ-контроля магистрального нефтепровода необходимо обеспечить превышение текущего уровня рабочего давления как минимум на 10%. Учитывая высокую степень изношенности магистральных нефтепроводов, такие операции могут быть чреваты серьезными последствиями. Так, в результате испытаний давлением участков МТ с большими сроками эксплуатации скорость накопления и развития повреждений в них резко увеличивается, что может привести к существенному сокращению ресурса объекта или выходу его из строя (см. примеры на рис. 1). Но есть основания полагать, что при определенных рабочих параметрах транспорта продукта в МТ в реализации такой схемы нагружения нет необходимости.

В основе возникновения пульсаций внутреннего давления на рабочих параметрах МТ лежит два явления. Во-первых, это турбулентность, вызывающая высокочастотные пульсации давления, второй механизм относится к действию неустановившихся режимов в потоке жидкости.Такие режимы течения продукта наблюдаются при пусках и остановках трубопровода, включении или отключении агрегатов на НПС, полном или частичном закрытии задвижки, переключении резервуаров, сбросе или подкачке продукта, других технологических операциях, производимых при транспорте продукта. В результате перечисленных операций любое изменение скорости потока сопровождается возникновением волн повышения давления (рис. 2). Кроме того, принудительное изменение скорости течения в трубе вызывает пропорциональное изменение давления в потоке жидкости. Так, для стального трубопровода скорость распространения волн давления может достигать 1000 м/с, а изменение скорости течения u1085 на 1 м/с вызывает изменение движения в трубе на 0,9 МПа. При этом волны давления могут распространяться на значительные расстояния, постепенно затухая за счет диссипации механической энергии.

В целом можно сделать вывод, что в условиях текущей эксплуатации (режим мониторинга) в магистральном нефтепродуктопроводе возникают пульсации потока продукта, необходимые для создания условий проведения акустико-эмиссионного контроля.

Еще один, важный по значимости, тип дефектов относился к аномальным сварным соединениям (рис. 3а). В ходе дополнительного дефектоскопического контроля (ДДК) выявленных сварных швов были обнаружены многочисленные отклонения по результатам визуально-измерительного и ультразвукового контроля. На основании этих данных три из четырех сварных соединений были забракованы и подвергнуты дальнейшему ремонту. Остальные источники АЭ относились к локальным коррозионным повреждениям различного характера, в т.ч. и с высокой степенью поражения. Речь, прежде всего, идет о локальной питтинговой и язвенной коррозии (рис. 3б) и общей коррозии на участках повреждения изоляции со значительной потерей металла (рис. 3г).

Необходимо также отдельно отметить тот факт, что два опасных источника АЭ из всего проконтролированного объема методами ДДК подтверждены не были. Как показывает практика, отсутствие результатов по ДДК не исключает существование опасных дефектов, поскольку чувствительность АЭ-метода в несколько раз превышает предельную чувствительность использованных локальных методов неразрушающего контроля (НК). В этом случае обязательно проведение повторного акустико-эмиссионного контроля в месте расположения источника АЭ с целью уточнения его класса опасности и местоположения. При подтверждении высокого класса опасности источника АЭ, независимо от результатов ДДК, должно быть принято решение о ремонте или вырезке дефектного участка.

Отметим, что все вышеперечисленное показывает высокую эффективность усовершенствованной методики АЭ-контроля применительно u1082 к магистральным нефтепроводам. Основные выводы заключаются в следующем: *существует возможность проведения технического диагностирования магистральных нефтепродуктопроводов с применением метода акустической эмиссии в режиме мониторинга без принудительного изменения давления; *предлагаемая методика контроля позволит в некоторых случаях существенно упростить для заказчика процедуру проведения технического диагностирования действующего трубопровода без потери эффективности контроля.

Техническое решение

Для проверки и дальнейшей адаптации методики АЭ-контроля на участке действующего магистрального нефтепровода специалистами нашей фирмы был проведен ряд экспериментов. Объектом исследования был типовой участок магистрального нефтепровода ∅ 820 мм, марка стали 17Г2СФ, толщина стенки 10 мм, максимально разрешенное давление 4,7 мПа. Срок эксплуатации нефтепровода на момент проведения исследования составил более 30 лет, рабочее давление на участке на момент проведения контроля составило 4,5 мПа.

Эксперимент проводился с применением акустико-эмиссионной системы A-Line 32D (рис. 4). Среднее расстояние между АЭ-преобразователями составило 40 м. В ходе первичного АЭ-контроля, осуществленного в рамках действующих правил ПБ 03-593-03 с принудительным изменением давления, были выявлены дефектные участки трубопровода с местами локализации источников АЭ, соответствующих развивающимся дефектам. Последующая запись колебаний давления в трубопроводе с регистрацией параметров АЭ осуществлялась после двухчасовой выдержки на рабочих параметрах в режиме мониторинга (рис. 5). Видно, что волна на графике имеет две характерные составляющие, а именно на фоне низкочастотного тренда увеличения давления от 4,5 до 5 МПа возникают высокочастотные пульсации с периодом до 30 сек. и размахом значений давления до 0,2 мПа. Есть основания полагать, что подобный характер пульсаций может быть связан с рассмотренными выше механизмами изменения давления. Вследствие этого создаются необходимые условия для проведения акустико-эмиссионных измерений.

В завершение работы с целью отладки предложенной методики АЭ-контроля линейной части магистральных нефтепроводов и подтверждения сделанных выводов предварительно продиагностированные участки магистрального нефтепровода с реализацией стандартной схемы нагружения (рис. 6) были подвергнуты дополнительному АЭ-контролю в режиме мониторинга. В результате обнаруженные ранее источники АЭ, соответствующие опасным развивающимся дефектам, были зарегистрированы и локализованы повторно. Общая длина проконтролированного трубопровода составила 12 км. В результате на 21 участке МТ было выявлено 18 источников АЭ 2-го класса опасности и 43 источника АЭ 1-го класса опасности. Источники 2-го класса были подвергнуты дополнительному дефектоскопическому контролю (ДДК). Результаты контроля сведены в табл. 1. Из таблицы видно, что большая часть дефектов приходится на ремонтные конструкции, установленные ранее. По-видимому, причины этих источников могут заключаться в двух особенностях: дефекты непосредственно самой конструкции и дефекты трубопровода под ремонтной конструкцией, которые продолжают развиваться. Отметим, что и в том и в другом случае обнаруженные источники АЭ представляют серьезную опасность для эксплуатации трубопровода и впоследствии должны быть устранены. Однако если собственные дефекты конструкции могут быть выявлены с помощью локальных методов НК (визуально-измерительный, ультразвуковой, рентгеновский и магнитный контроль), то дефекты трубопровода под ремонтной конструкцией локальными методами не выявляются. На основании полученных данных можно сделать вывод, что метод акустической эмиссии в режиме мониторинга может быть эффективно использован при диагностике ранее выявленных дефектов МТ с целью определения их текущего состояния и дальнейшего принятия решения об очередности и виде их ремонта.

Табл. 1. Результаты АЭ-контроля магистрального нефтепровода в режиме мониторинга.

Литература

  1. Гриб В. В. "Диагностика технического состояния и прогнозирование остаточного ресурса магистральных нефтегазопродуктопроводов." - М.: ЦНИИТЭнефтехим, 2004. - 50 с.
  2. Семенов С. Е., Рыбаков А. А., Кирьян В. И. и др. "Экспериментальная оценка состояния металла длительно работающих нефтепроводов." - Автоматическая сварка. 2001. № 5. С. 14-18.
  3. , Стюхин Н. Ф. "Контроль трубопроводов с применением метода акустической эмиссии." - В мире НК. 2009. № 1(43). С. 29-31.
  4. Баранов В. М., Гриценко А. И., Карасевич А. М. и др. "Акустическая диагностика и контроль на предприятиях топливно-энергетического комплекса." - М.: Наука, 1998. , , Стюхин Н. Ф. "Течеискание на технологических трубопроводах с применением метода акустической эмиссии." - В мире НК. 2009. № 2(44).

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.
Популярное