Реферат: Автоматизация магнитного контроля трубопроводов при переизоляции

АВТОМАТИЗАЦИЯ МАГНИТНОГО КОНТРОЛЯ

ТРУБОПРОВОДОВ ПРИ ПЕРЕИЗОЛЯЦИИ

Коннов В.В., Шелехов Г.С., Лозовский В.Н., Коннов Вл.Вл., Пронин Н.С., Глушаков И.В.

Москва, Россия


В настоящее время установленный ресурс изоляционного покрытия части трубопроводов близок к исчерпанию или выработан полностью. Замену изоляционного покрытия (переизоляцию) проводят при выводе трубопроводов из эксплуатации и вскрытии трассы. Неотъемлемой частью капитального ремонта является диагностирование металла трубы и выявление элементов, подлежащих замене. Опыт работы НПЦ «МОЛНИЯ» показывает, что качественное диагностирование существующими приборами и инструментами при заданных темпах капитального ремонта является слишком трудоемкой и дорогостоящей операцией.

Авторами разработан автоматический сканирующий магнитный дефектоскоп АМД-СТ, основными составляющими частями которого являются шесть специализированных магнитных диагностических блоков, магнитометрические датчики и датчик положения. Диагностические блоки обеспечивают бесконтактное намагничивание тела трубы и измерение встроенными датчиками Холла магнитного поля рассеивания в зоне дефектов. Магнитометрическими датчиками выявляют зоны концентрации механических напряжений по магнитоупругому эффекту. Датчик положения фиксирует текущее положение дефектоскопа и дефектных зон.

Диагностические блоки размещены на раме самоходной тележки с возможностью регулировки их ориентации относительно поверхности и оси трубы. Это позволяет устанавливать угол между вектором создаваемого магнитного поля в стенке трубы и ее образующей в диапазоне от 0° до 90°, а зазор между рабочей поверхностью диагностических блоков и поверхностью стенки трубы - в интервале от 2мм до 10 мм. Широкий диапазон регулировок положения магнитных блоков обеспечивает высокое качество диагностических работ в каждом конкретном случае при заданной производительности. Максимальная производительность диагностирования и высокая надежность выявления дефектов различной ориентации на теле трубы достигается при расположении магнитных блоков под углом 45°5° с зазором 71 мм, ширина спиральной контролируемой полосы при этом составляет 270 мм.

Суммарная сила притяжения, развиваемая магнитными блоками, позволяет удерживать движущийся по поверхности трубы дефектоскоп массой 120 кг в любом пространственном положении. Узлы дефектоскопа позволяют устранить влияние величины силы притяжения в различных пространственных положениях дефектоскопа на величину зазора и стабильность уровня сигналов датчиков Холла. В конструкции дефектоскопа предусмотрена возможность регулировки шага спиральной траектории движения и управления линейной скоростью перемещения. Шаг спиральной траектории движения изменяется при настройке взаимного расположения колесных пар дефектоскопа. Управление линейной скоростью перемещения дефектоскопа по спиральной траектории осуществляется дистанционно с пульта посредством изменения числа оборотов двухтактного двигателя внутреннего сгорания. Перечисленные мероприятия позволяют обеспечивать диагностирование трубы со скоростью движения вдоль оси трубы от 0,9 м/мин до 1,5 м/мин.

Электрические сигналы от датчиков обрабатываются бортовым электронным блоком и по каналам радиосвязи передаются на компьютер оператора. Поступившая с бортового компьютера информация отображается на экране монитора оператора в графическом виде и записывается на машинных носителях. Анализ сигналов от магнитометрических датчиков и датчиков Холла позволяет по шкалам пройденного расстояния от точки начала контроля и угловой координаты определить местоположение дефектов и напряженно - деформированных зон. Получаемый комплекс информации дает возможность оценивать опасность выявленных дефектов не только по их геометрическим размерам, но и по физико-механическим свойствам металла в зоне их расположения.

Оператор при проведении контроля, управляя режимами работы дефектоскопа, имеет возможность оперативно вывести на печать часть графической информации, имеющей ярко выраженные признаки дефектной зоны и провести предварительную отбраковку трубы. Детальную оценку полученной информации и подготовку заключений о состоянии стенки трубы осуществляют после тщательного анализа записи результатов контроля на машинном носителе.

Автономный магнитный дефектоскоп АМД-СТ с одним набором диагностических блоков позволяет контролировать трубы диаметром 1020 мм, 1220 мм и 1420 мм.

В ходе стендовых и полевых испытаний на этих трубах были выявлены повреждения в виде продольных и поперечных трещин глубиной 0,5 мм и более, длиной более 15 мм, очаги поверхностной коррозии с площадью, равной площади отверстия диаметром 6,0 мм и глубиной 0,30,5 мм. Дефектоскоп надежно выявляет повреждения трубы, полученные при строительно-монтажных работах, в виде задиров глубиной более 0,5 мм и длиной 25 мм, а также вмятин длиной не менее 100 мм, шириной не менее 150 мм и глубиной не менее 5,0 мм. В сварных соединениях при проведении полевых испытаний были обнаружены повреждения и дефекты сварных соединений в виде трещин глубиной 0,5 мм и более, длиной не менее 25 мм, кратеры диаметром 6,0 мм и более, глубиной 0,5 мм и более, западания между валиками многопроходного шва свыше 0,5 мм, недопустимые выпуклости и вогнутости сварного шва, неполное заполнение разделки кромок и плохое возобновление шва. Минимальный размер выявленных зон концентрации напряжений эквивалентен кругу радиусом 250 мм.

Диагностирование трубы дефектоскопом допускается проводить при линейной скорости движения 0,15  0,2 м/с, что позволяет проходить полный виток спиральной траектории движения за – 20  25 с, а погонный метр трубы менее, чем за одну минуту. Техническое обслуживание дефектоскопа при его переводе из транспортного положения в рабочее требует не более 30 мин, включая подъем на трубу своим ходом по специальному трапу. Время регулировки положения магнитных блоков до 10 мин. Регламентные работы по дозаправке бензобака и замене элементов питания занимают не более 10 мин через каждые четыре часа работы.

Дефектоскоп габаритами 1200х600х500 мм при общей массе комплекса 150 кг эксплуатируется бригадой специалистов из 3-х человек. Доставка оборудования на трассу обеспечивается автотранспортом категории В.


Выводы:

предложена и реализована оригинальная конструкция сканирующего магнитного де-

фектоскопа, применимая для широкого круга объектов диагностирования;

реализован новый подход к оценке опасности дефектов на базе анализа напряженно –

деформирования состояния металла, типа и размеров повреждений;

установлена и подтверждена высокая надежность, достоверность и производитель

ность применения дефектоскопа при диагностике трубы магистральных газопроводов в условиях переизоляции;

использование при переизоляции автоматического сканирующего магнитного дефек-

тоскопа не требует применения большегрузного транспорта и подъемно-транспортных механизмов;

специализированные магнитные блоки при испытаниях показали высокую универ -

сальность, что позволяет использовать их для решения задач диагностирования большой номенклатуры объектов ОАО «ГАЗПРОМ» и других изделий.