Энергодиагностика
+7-498-661-92-81
+7-498-661-61-35
Метод Магнитной Памяти Металла
Энергодиагностика
Метод Магнитной Памяти Металла
Реклама
Новости
30 июня 2017 г.
ООО "Энергодиагностика" приняло активное участие в работе Конгресса, выставки, заседаниях Международного общества по мониторингу состояния (ISCM) 13-16 июня 2017 года в Лондоне, Великобритания.
28 апреля 2017 г.
В апреле 2017 года в ООО "Энергодиагностика" проведена специальная оценка условий труда.
2 марта 2017 г.
На семинаре по методу МПМ представлено более 60 отзывов организаций, диагностических фирм и промышленных предприятий об эффективности метода МПМ по результатам практической диагностики оборудования.

Опыт применения сканирующих устройств для экспресс-контроля газопроводов, бывших в эксплуатации

д.т.н., профессор Дубов А.А., Евдокимов М.Ю., Павлов А.В.

В период 2004-2006 годы по заданию ОАО "ГАЗПРОМ" был разработан и изготовлен ряд наружных сканеров-дефектоскопов для их использования при диагностике газопроводов в процессе переизоляции и выполнении других ремонтных работ.

С этой же целью были разработаны многоканальные сканирующие устройства (СУ) для контроля труб большого диаметра (530÷1420 мм) по методу магнитной памяти металла в комплекте с приборами типа ИКН (измеритель концентрации напряжений).

В настоящее время предприятием ООО "Энергодиагностика" изготавливаются СУ трех видов:

  • с полным обхватом всего периметра трубы и количеством каналов измерений магнитного поля от 24 до 32;
  • с обхватом трубы на половину периметра (до 24 каналов измерений);
  • с частичным обхватом трубы на длину периметра 300-400 мм (12 каналов измерений).

С использованием этих СУ контроль всей поверхности тубы может быть выполнен со средней скоростью сканирования 10 м/мин. При этом снятие изоляции и зачистки поверхности трубы не требуется, и используется естественная намагниченность металла, сформировавшаяся в процессе эксплуатации (магнитная память металла). Сканер-дефектоскоп представляет собой устройство в виде двух скрепленных между собой колец, на которых установлено от 24 до 32 феррозондовых датчиков, совмещенных с колесиками, позволяющих оператору быстро перемещать СУ вдоль трубопровода. Общий вид СУ с охватом всего периметра трубы представлен в работах [1, 2]. На практике большое распространение получили СУ с частичным охватом поверхности трубы вдоль ее периметра. Например, СУ на 12 каналов измерений магнитного поля для выполнения контроля наиболее повреждаемой зоны трубы, расположенной вблизи продольного шва на расстоянии 200-300мм в разные стороны от шва.

Сканер перемещается оператором вдоль наружной поверхности трубы с помощью дистанционной штанги. При этом оператор может находиться непосредственно на трубе или рядом с трубой (на расстоянии 5-6 м), передвигаясь по земле вместе с другим оператором, который следит за результатами контроля на экране специализированного прибора типа ИКН (измеритель концентрации напряжений, сертификат Ростехрегулирования RU.С.34.003.А № 22257). В комплекте со сканирующим устройством может быть использован прибор на базе "Notebook".

Основным диагностическим параметром при контроле наружной поверхности труб по методу МПМ является градиент напряжённости р/ магнитного поля (или интенсивность его изменения), фиксируемый в зонах развивающихся дефектов, обусловленных концентрацией напряжений и деформаций. При оценке состояния металла трубопровода необходимо знать предельный градиент поля, соответствующий пределу прочности металла. Эти предельные значения определяются в результате промышленных и лабораторных исследований. Выход металла на предельное состояние с позиций механики разрушений не зависит, от какого вида дефекта это произошло, и характеризуется интегральным диагностическим параметром – плотностью механической и, соответственно, магнитной энергии на поверхности и в объеме тела трубы [3].

Градиент магнитного поля, определяемый автоматически в процессе сканирования, при пересечении дефектной зоны отображается на экране прибора в виде столбиков с привязкой к номеру датчика на сканирующем устройстве (см. рис.1, а).

При превышении предельного градиента поля по какому-либо каналу измерения, которое устанавливается заранее при настройке прибора, оператор останавливается, фиксирует в памяти прибора эту зону и дает указание другому оператору сделать соответствующую отметку на формуляре или непосредственно на поверхности трубы (см. рис.1, б).

Рис.1а. Представление результатов контроля на экране прибора при движении сканирующего устройства вдоль поверхности трубы.

Рис.1б. Фиксирование дефектной зоны на формуляре трубы.

Разработаны методические указания (МУ) о проведении обследования трубопроводов большого диаметра (⌀530÷1420мм) с использованием специализированных сканирующих устройств. В данных МУ приведены предельные градиенты поля для труб указанных диаметров, характеризующие предельное состояние металла по условиям прочности и начальное развитие трещин.

Имеющийся опыт контроля с использованием метода магнитной памяти металла, приборов типа ИКН и сканирующих устройств, не требующих никакой подготовки поверхности труб, показывает следующее: трубы, расположенные на одном участке газопровода и находящиеся в длительной эксплуатации в одинаковых условиях, имеют резко различное состояние. Если на экране прибора при выполнении контроля не фиксируются магнитные аномалии, это свидетельствует о том, что состояние металла трубы удовлетворительное, развивающихся дефектов нет. При этом скорость контроля составляет не более 2 мин на 10 м длины трубы. В случае обнаружения зон со значением градиента магнитного поля выше предельных, все эти зоны фиксируются на формуляре трубы по вышеописанной методике, и затем в них делается уточняющий контроль с использованием вихретоковых приборов и УЗД.

Описанную диагностику труб с использованием сканирующих устройств целесообразно выполнять в полевых или заводских условиях при плановой замене изоляции, на открытых, надземных участках газопроводов, при сортировке труб, бывших в эксплуатации, и перед укладкой в траншею новых труб.

В 2005 году специалистами ООО "Энергодиагностика" были проверены в зимних трассовых условиях 1695 труб ⌀1020x11мм, бывших в эксплуатации на МГ Парабель-Кузбасс км 141-170, и 1796 труб ⌀1020мм, толщиной 9,5 и 10,5 мм на площадке линейно-производственного участка (ЛПУ) г.Юрга. В 2006 году аналогичным образом на различных объектах ООО "Томсктрансгаз" были проконтролированы около 3000 труб диаметром 1020 и 1220 мм. Трубы находились в эксплуатации 20 лет и более.

Годными к дальнейшей эксплуатации принимались трубы, на которых при контроле не были выявлены недопустимые дефекты и зоны концентрации напряжений - ЗКН (источники повреждений). Толщина стенки на этих трубах находилась в пределах допуска.

Негодными к дальнейшей эксплуатации принимались трубы, имеющие предельный градиент магнитного поля dH/dx в ЗКН, различные дефекты (язвины на внутренней и наружной поверхности, расслоение металла, механические повреждения и др.) и утонение стенки в отдельных зонах более 15÷20%.

На рис.2 и 3 для примера показаны магнитограммы, характеризующие различное состояние металла отдельных труб. Магнитограмма, представленная на рис.2, характеризует неудовлетворительное состояние металла трубы № 46н. В зоне со значениями градиента поля рассеяния dH/dx более 15x103А/м2 на этой трубе обнаружены развивающиеся дефекты в виде язвин коррозии. На рис.3 представлена магнитограмма, характеризующая удовлетворительное состояние металла трубы №22н.

Рис.2. Результаты контроля трубы № 46н с дефектами в виде язвин МГ Парабель-Кузбасс 141–170 км.

Рис.3. Результаты контроля трубы № 22н без дефектов МГ Парабель-Кузбасс 141–170 км.

Следует отметить, что на указанных выше объектах контроль выполнялся с использованием вышеописанных сканирующих устройств без снятия старой изоляции и без какой-либо подготовки поверхности труб.

При контроле в трассовых условиях из 1695 проконтролированных труб 1131 (около 70%) признаны годными к повторному применению. Полученные результаты экспресс-контроля без снятия изоляции были в дальнейшем подтверждены другими методами НК после очистки труб в ходе их монтажа и переизоляции.

При использовании СУ и приборов по методу магнитной памяти металла имеется возможность представить результаты экспресс-контроля на формуляре развертки трубы. На рис.4 показано распределение зон концентрации напряжений (ЗКН) со значением градиента поля dHp/dx≥5.0x103А/м2. Данная развертка трубы получена на основе компьютерной обработки результатов контроля по программе "ММП-Система" после сброса на компьютер информации, записанной в память прибора ИКН. Изолинии градиента поля со значением поля ≥5.0x103А/м2 на рис.4 обведены жирными линиями, которые соответствуют границам дефектных зон.

Рис.4. Распределение ЗКН с максимальными значениями градиента поля Нр (dHp/dx) на развертке трубы № 7321 (⌀1020x12мм).

В заключение следует отметить следующее.

В настоящее время в опытно-промышленной эксплуатации на предприятиях ОАО "ГАЗПРОМ" находится уже целый ряд сканеров-дефектоскопов различных фирм, использующие магнитные (с искусственной намагниченностью), вихретоковые и ультразвуковые методы контроля. Однако при аттестации сканеров комиссиями ОАО "ГАЗПРОМ", на наш взгляд, недостаточно внимания уделяется самому главному вопросу - классификации фиксируемых сигналов по видам дефектов и обработке результатов контроля с привязкой к развертке трубы. Именно результаты контроля и их объективность, т.е. соответствие фактическим дефектам, должны быть основным фактором при сравнении эффективности различных сканеров-дефектоскопов. Это тем более важно, что до сих пор ни по одному виду контроля (магнитный, вихретоковый, ультразвуковой) для основного металла газопроводов не существуют нормы и классификации сигналов по видам и размерам дефектов!

На основе большого опыта диагностики газонефтепроводов с использованием метода магнитной памяти металла предприятие ООО "Энергодиагностика" имеет такую классификацию дефектов по параметрам измеряемого магнитного поля и его градиента. Необходимо в дальнейшем выполнить их нормирование.

При выполнении диагностических работ на газонефтепроводах при переизоляции и выполнении других ремонтных работ с целью их допуска в дальнейшую эксплуатацию на длительный период необходимо, на наш взгляд, кроме обычной дефектоскопии, выполнять контроль напряженно-деформированного состояния (НДС) труб с выявлением ЗКН - потенциальных источников повреждений.

Контроль НДС трубопроводов необходимо выполнять и в связи с вводом в действие соответствующих российских и международных стандартов. В 2005 году согласно международному стандарту (ISO 9712) и европейским нормативным документам, РОНКТД введен новый вид контроля "Контроль напряжений" для основного металла и сварных соединений. Кроме того, в 2005 году введен в действие новый национальный стандарт России ГОСТ Р 52330-2005 "Контроль неразрушающий. Контроль напряженно-деформированного состояния объектов промышленности и транспорта. Общие требования".

Метод МПМ и соответствующие приборы контроля типа ИКН выполняют, как известно, одновременно две задачи:

  • контроль НДС трубопроводов с выявлением ЗКН (ранняя диагностика повреждений);
  • определение уже имеющихся дефектов.

При этом с использованием метода МПМ предоставляется возможность делать оценку степени опасности дефекта и отвечать на вопрос: "Развивается дефект или нет?" Такой подход при выполнении технической диагностики принципиально важен и для оценки рисков при эксплуатации газонефтепроводов.

Литература

1. Дубов А.А., Гнеушев А.М., Велиюлин И.И. Оценка остаточного ресурса газонефтепроводов на основе современных методов технической диагностики // Газовая промышленность. 2005. №2. С.76-78.

2. Дубов А.А., Маркелов В.А., Котов В.Д., Усенко Ю.И. Контроль и оценка ресурса протяженных участков газопроводов // Газовая промышленность. 2006. №8. С.46-48.

3. Власов В.Т., Дубов А.А. Физические основы метода магнитной памяти металла. М.: ЗАО "Тиссо", 2004. 424с.

ООО "Энергодиагностика" является разработчиком нового метода и приборов неразрушающего контроля, основанных на использовании магнитной памяти металла (МПМ).
1992-2017 © ООО "Энергодиагностика"
Рейтинг@Mail.ru
Создание сайта: ООО "Модерн Медиа"