Энергодиагностика
+7-498-661-92-81
+7-498-661-61-35
Метод Магнитной Памяти Металла
Энергодиагностика
Метод Магнитной Памяти Металла
Реклама
Новости
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.
1 марта 2017 г.
Семинар состоялся 1 марта 2017 года в Москве, ЦВК "Экспоцентр", Павильон № 2, зал семинаров № 1.

Бесконтактная диагностика подземных участков трубопроводов с использованием магнитометрических измерителей концентрации напряжений

д.т.н., профессор Дубов А.А., Дубов Ал.А.

В настоящее время значительное количество трубопроводов различного технологического назначения после длительной эксплуатации требуют оценку состояния с целью обеспечения надежности, продления ресурса и оптимизации ремонтно-монтажных и строительных работ. Особо остро эта проблема стоит в крупных городах, где раскопки (шурфовки), необходимые для выполнения неразрушающего контроля (НК) и оценки состояния подземных трубопроводов, требует повышенных материальных и финансовых затрат.

В большинстве случаев обеспечение надежности технологических трубопроводов в городских условиях осуществляется путем выполнения ремонтно-восстановительных работ с устранением эксплуатационных повреждений и повреждений, выявленных при опрессовках.

Планирование ремонтов на основе предварительной оценки состояния протяженных подземных участков трубопроводов с использованием традиционных методов неразрушающего контроля представляется возможным только в случае определения участков труб, работающих в наиболее напряженных условиях и предрасположенных к повреждениям, т.е. при условии определения наиболее представительных участков, по результатам контроля которых можно делать выводы о состоянии металла и работоспособности всей трассы трубопровода.

При определении таких участков необходимо также обеспечить минимальное количество шурфовок.

Для решения указанных задач по обеспечению надежности протяженных подземных участков технологических трубопроводов (газонефтепроводов, теплопроводов, водоводов и других) в настоящее время по инициативе ряда фирм и организаций в России активно развивается бесконтактная магнитометрическая диагностика (БМД).

В 2000 году ООО "Энергодиагностика", имея к тому времени более чем 20-летний опыт развития метода магнитной памяти металла и приборов типа ИКН (измерителей концентрации напряжений), приступило к освоению бесконтактной магнитометрической диагностики газонефтепроводов, расположенных под слоем грунта. В комплекте с приборами типа ИКН были изготовлены специализированные многоканальные высокочувствительные феррозондовые датчики, блок счета длины.

Первые же работы, выполненные нами на практике по БМД, выявили те же диагностические параметры оценки напряженно-деформированного состояния (НДС) газонефтепроводов, которые мы к тому времени разработали в методе магнитной памяти металла (МПМ).

БМД основана на измерении искажений магнитного поля Земли (Нз), обусловленных изменением намагниченности металла трубы в зонах концентрации напряжений (ЗКН) и в зонах развивающихся коррозионно-усталостных повреждений. При этом характер изменений поля Нз (частота, амплитуда) обусловлен деформацией трубопровода, возникающей в нем вследствие воздействия ряда факторов: остаточных технологических и монтажных напряжений, рабочей нагрузки и напряжений самокомпенсации при колебаниях температуры наружного воздуха и среды (грунта, воды и т.д.). При расшифровке информации о состоянии трубопроводов по изменениям магнитного поля, фиксируемого на расстоянии 200-300мм от поверхности земли, используются критерии и программный продукт, разработанные в ООО "Энергодиагностика" на основе метода магнитной памяти металла.

В частности, была выявлена четкая связь между периодичностью изменения всех трех составляющих измеряемого магнитного поля с типоразмером контролируемой трубы (диаметром, толщиной стенки и длиной трубы между стыками). Эти качественные диагностические параметры, выявленные при БМД, характеризуют в макрообъеме металла трубы зоны концентрации напряжений (ЗКН) - источники развития различного вида повреждений.

Дальнейший шаг в развитии БМД, на наш взгляд, - это разработка классификации магнитных сигналов в ЗКН по видам развивающихся повреждений.

В 2003 году предприятием ООО "Энергодиагностика" были разработаны методические указания (МУ) по проведению бесконтактного магнитометрического обследования газонефтепроводов, трубопроводов теплосети, водоводов и других с использованием приборов ИКН. В МУ используются отдельные положения и рекомендации, изложенные в РД 51-1-98 "Методика оперативной компьютерной диагностики локальных участков газопроводов с использованием магнитной памяти металла", РД 12-411-01 "Инструкция по диагностированию технического состояния подземных стальных газопроводов" и РД 102-008-2002 "Инструкция по диагностике технического состояния трубопроводов бесконтактным магнитометрическим методом".

В 2009 году по договору с ОАО "Московская теплосетевая компания" специалистами ООО "Энергодиагностика" была разработана специализированная методика по бесконтактной магнитометрической диагностике подземных участков теплопроводов, расположенных в непроходимых железобетонных каналах.

Вышеуказанные руководящие документы могут быть использованы специалистами, владеющими методами неразрушающего контроля, аттестованными в соответствии с Правилами по аттестации персонала в области НК (ПБ-03-440-02) в НОАП НК ООО "Энергодиагностика".

При подготовке специалистов в НОАП НК ООО "Энергодиагностика" мы в доступной форме изучаем теоретические и практические положения по методу МПМ, которые могут быть использованы при БМД. Развитие БМД также невозможно без совершенствования программного обеспечения. Известно, что при диагностике многокилометровых участков трубопроводов внутритрубными дефектоскопами (магнитными или ультразвуковыми) основное время уходит на расшифровку записанной информации. Аналогичная ситуация имеет место при БМД. Благодаря тому, что к моменту внедрения БМД мы имели уже программное обеспечение "ММП-Система", разработанное нами для обработки результатов контроля по методу МПМ, нам удалось относительно быстро освоить новую технологию контроля.

При обработке результатов контроля мы делаем упор на качественную и количественную связь параметров магнитных сигналов с видом деформации и типоразмером трубы. Это дает возможность быстрой программной отстройки от шумов и различного рода помех.

При расшифровке магнитограмм необходимо учитывать специфические условия и конструктивные особенности обследуемых трубопроводов. Например, условия эксплуатации, и, соответственно, состояние газопроводов, находящихся в южных районах страны, заметно отличаются от газопроводов, находящихся на севере.

Еще большие отличия имеют трубопроводы с разным технологическим назначением. Например, теплопроводы, имеющие принципиально разные условия самокомпенсации и специфические опорные конструкции по сравнению с магистральными газопроводами, как правило, дают заметные различия в магнитограммах, фиксируемых при БМД.

Учитывая технологические особенности трубопроводов, необходима разработка отдельных методических указаний по БМД.

Следует также отметить, что для того, чтобы развивать БМД с целью оценки напряженно-деформированного состояния (НДС) и повреждений газонефтепроводов необходимо изучить физические основы метода МПМ и новые, не изученные ранее, положения по механике и физике деформирования и разрушения.

Многочисленные экспериментальные работы, которые мы провели в лабораторных и промышленных условиях, развивая метод МПМ, выявили ряд, не изученных ранее, эффектов в области магнетизма и сопротивления деформированию металла. Не изучив основы взаимодействия силовых и слабых магнитных полей (как правило, это поле Земли) в металлах, невозможно эффективно развивать БМД.

В настоящее время мы изготавливаем и используем на практике два типа датчиков для измерения трех компонентов магнитного поля. Один датчик позволяет измерять магнитное поле вдоль одной образующей или вдоль оси трубы, а другой - одновременно вдоль трех или четырех образующих, с охватом всего диаметра трубы. Наши приборы типа ИКН в комплекте со специализированными датчиками могут работать, как в режиме сканирования с блоком счета длины, так и в режиме "таймера".

Нами решена задача автоматической привязки регистрируемых значений магнитного поля в режиме "таймера" с длиной контролируемого участка трубопровода путем установки на приборе ИКН GPS-координатора. Универсальность приборов ИКН позволяет их использовать, как при БМД, так и в местах шурфовок, при непосредственном контроле труб по методу МПМ, путем подключения к прибору другого типа датчика.

Для работы в полевых условиях со сложным рельефом поверхности земли и со снежным покровом нами разработаны и опробованы на практике варианты установки приборного комплекса (прибора типа ИКН и датчика) и блока счета длины на велосипедном колесе, обеспечивающем измерение длины контролируемого участка газопровода. Колесо может быть использовано при движении оператора в автономном режиме от датчика (рис.1).

Рис.1. Приборный комплекс, установленный на колесе, для БМД трубопроводов.

Основной задачей всех методов и средств диагностики при оценке состояния газонефтепроводов, находящихся в длительной эксплуатации является поиск (или определение) потенциально опасных участков с развивающимися повреждениями. В результате обследования необходимо ответить на вопрос: "Где и когда следует ожидать повреждения или аварии?". Если такая задача решается, то в этом случае обеспечивается возможность своевременной замены или ремонта потенциально опасного участка. Именно на решение этой задачи направлено применение БМД в сочетании с дополнительным контролем трубопроводов (УК, вихреток и др.) в шурфах, определяемых БМД. При этом у Заказчика возникает вопрос: "Возможно ли распространить результаты непосредственного контроля трубопроводов в шурфах на всю протяженность трассы, где применялась только БМД?". В ответе на этот вопрос проявляется мера ответственности специалистов, выполнявших БМД, перед Заказчиком за результаты контроля. В зависимости от меры ответственности определяется стоимость такой комплексной диагностики.

Если говорить о перспективах развития БМД, то необходимо отметить следующее.

В России находится в эксплуатации около 300 тысяч километров трубопроводов различного технологического назначения. Срок службы большинства трубопроводов достиг 30 и более лет. Диагностика состояния трубопроводов с использованием внутритрубных дефектоскопов, имеющая свои недостатки, в настоящее время охватывает незначительную часть в общей протяженности трубопроводов. Кроме того, большая часть трубопроводов не приспособлена для прохождения внутритрубных дефектоскопов.

Вскрытие грунта с целью оценки состояния трубопроводов по всей их протяженности, особенно в городских условиях, представляется сложным и дорогостоящим мероприятием. Выборочные шурфовки "наугад" (например, через каждые 500 метров, как это рекомендовано в инструкциях), как показывает практика, являются малоэффективными без оценки фактического напряженно-деформированного состояния трубопроводов. Кроме того, такой выборочный контроль дает оценку всего 2-3 % от общей протяженности трубопроводов.

Появление метода магнитной памяти металла в 90-е годы прошлого века, и его признание на уровне национальных и международных стандартов, и развитие бесконтактной магнитометрической диагностики на его основе, начиная с конца 90-х годов и в начале 2000-х годов, создало уникальную возможность решить проблему оценки состояния протяженных трубопроводов (со 100 % охватом), находящихся в эксплуатации на территории России. Рассматриваемая технология БМД, родившаяся в России, получает все большее распространение и в других странах. Например, специалисты ООО "Энергодиагностика" ежегодно выполняют договорные работы по БМД трубопроводов в Польше, Чехии, Аргентине, Китае и других странах, а специалисты ООО НТЦ "Транскор-К" ведут уже на постоянной основе такие работы в зарубежных странах.

Российские и зарубежные компании, в собственности которых находятся многокилометровые участки газонефтепроводов, теплопроводов, водоводов и других трубопроводов, получив надежду на реальную возможность оценки их состояния с использованием технологии БМД, ежегодно на тендер выставляют десятки тысяч километров трубопроводов.

В этих условиях нельзя не отметить появление на рынке услуг диагностических фирм, которые, не обременяя себя вышеуказанными сложностями в освоении БМД, в погоне за прибылью предлагают заказчикам быстро решить проблему оценки фактического состояния трубопроводов за сравнительно низкую цену и в короткий срок. Заказчику необходимо помнить, что только результаты дополнительного контроля в шурфах, намеченных предварительно по БМД, могут объективно подтвердить или опровергнуть эффективность работы диагностической фирмы.

На данном этапе рекомендуется требовать от специалистов диагностической фирмы удостоверение об аттестации по методу МПМ и БМД в соответствии с ПБ 03-440-02 Ростехнадзора.

Кроме того, крупным компаниям (ОАО "Газпром", ОАО "Лукойл", ТНК, Роснефть, газораспределительным, городским теплосетевым и водоснабжающим компаниям) рекомендуется требовать от диагностических фирм наличие руководящих документов, отображающих методику проведения БМД.

Перспектива развития технологии БМД зависит, с одной стороны, от эффективности и добросовестности диагностических фирм, совершенствования приборных комплексов и программных продуктов по обработке результатов контроля трубопроводов, а, с другой стороны, от повышения требовательности к диагностическим фирмам со стороны заказчика по объективной оценке состояния трубопроводов на основе сравнения полученных результатов по БМД с дополнительным контролем в шурфах другими методами НК.

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"