Реклама 18+, ООО «ГидроМашСервис», ИНН 4205247743spot_imgspot_img
Суббота, 8 февраля, 2025
Реклама 18+, ООО «ГидроМашСервис», ИНН 4205247743spot_imgspot_img

Диагностику трубопроводов и запорной арматуры доверьте «Камертону»

На предприятиях нефтегазового сектора транспортирование горючих, взрывоопасных, токсичных и других опасных сред требует высокой степени надежности и долговечности элементов трубопроводов, а также безопасности при их эксплуатации.

Инвестпроекты

Решением поставленной задачи является обеспечение высокой степени герметичности трубопроводов, запорной, регулирующей, предохранительной и защитной трубопроводной арматуры.

Таким образом, в настоящее время актуальной остается задача разработки способа диагностирования и оценки остаточного ресурса трубопроводов и запорно-распределительной арматуры, характеризующегося универсальностью и высокой точностью при постановке диагноза, а также позволяющего осуществлять неразрушающий контроль состояния технологического оборудования без вывода его из эксплуатации на длительные временные периоды.

Следует учитывать, что дефекты, например, усталостные трещины, газовые раковины, каверны, прогары и прочие макро-, микро- и субмикроскопические нарушения однородности материала, приводящие к аварийным ситуациям, могут быть локализованы не только на поверхности изделия, но и распределены во всем объеме материала.

Фактором, осложняющим постановку диагноза, является то, что трубопроводы могут быть выполнены из различных металлических и неметаллических материалов, а также иметь композитную структуру, состоящую из нескольких слоев с армирующими каркасными элементами. В настоящее время одним из перспективных способов оценки технического состояния и структуры материала трубопроводов является метод анализа возбужденных колебаний. Данный метод основан на анализе распространения колебаний внутри конструкции и связан с оценкой состояния внутренней структуры объекта.

Собственные частоты колебаний элемента любой конструкции являются индивидуальной характеристикой, как геометрический размер. Но в отличие от однозначности любого геометрического параметра собственная частота колебаний несет дополнительную информацию, связанную с изменением не только размеров и формы, но и качества изготовления конструкции, наличия дефектов в материале и пр. Для выполнения модальных испытаний необходимо произвести возбуждение колебаний в исследуемом объекте. Наиболее распространенным методом, используемым для возбуждения собственных колебаний конструкции, является широкополосное возбуждение (ударное), в котором используется силовой инструментальный молоток.

Для реализации метода анализа возбужденных колебаний при оценке технического состояния и прогнозировании остаточного ресурса трубопроводов российское НПП «РОС» (г. Пермь) разработало диагностический комплекс «Камертон». В состав комплекса «Камертон» входят от 2 до 16 датчиков, предназначенных для измерения возбужденных колебаний; синхронный многоканальный анализатор колебаний с аналого-цифровым преобразователем для нормирования и первичного преобразования сигналов; возбудитель колебаний в виде молоточка с весом бойка не более 100 грамм. В вариантах конструкции возбудитель колебаний может быть выполнен в виде импульсного источника с заданным частотным диапазоном колебаний.

Диагностический комплекс «Камертон»

При оценке технического состояния трубопроводов и запорно-распределительной арматуры датчики в заданном количестве монтируются непосредственно на объекте исследования. Расстояние между датчиками определяется конструктивными особенностями и структурными характеристиками материала (в первую очередь плотностью) диагностируемого узла.

Известно, что в твердых материалах, таких как металлы, которые наиболее распространены при производстве трубопроводов и арматуры, сигналы возбуждения передаются почти мгновенно на значительные расстояния. По мере уменьшения твердости, скорость распространения колебаний уменьшается, т. е. чем мягче материал (например, трубопроводы из полипропилена), тем быстрее затухает возбужденное колебание. С учетом этого для получения достоверного результата датчики необходимо устанавливать на оптимальном расстоянии в зависимости от скорости затухания.

Возбуждение колебаний в диагностируемом изделии рационально осуществлять ударным способом посредством бойка молоточка. Для повышения достоверности исследований каждый замер повторяют 3–5 раз. Импульсный источник колебаний, в силу того что крепится непосредственно на объект исследования, создает своей массой дополнительную нагрузку, которая обусловливает возникающие погрешности (сдвиги частот) при диагностировании легких, нежестких конструкций.

Кроме того, необходимость крепления источника колебаний на обследуемое изделие затрудняет его использование на месте работы конструкции в том случае, когда неразрушающий контроль проводится без вывода оборудования из эксплуатации.

Регистрации возбужденных колебаний в диагностируемых трубопроводах должны представлять собой плавно затухающие гармонические сигналы без локальных изломов, зашкаливаний, резких выбросов. Основные параметры сигналов отклика соответствуют сигналам возбуждения только при условии, что объект исследования состоит из однородного по плотности материала. На практике материал объекта имеет внутренние повреждения (каверны, раковины, флокены) и наружные дефекты (царапины, трещины), а также различные дефекты сварки и пайки. Указанное приводит к нарушению однородности материала и непосредственно влияет на условия распространения возбужденных колебаний в объекте.

Анализ зарегистрированных сигналов позволяет выполнить качественную и количественную оценку состояния диагностируемого трубопровода. В программном обеспечении комплекса «Камертон» реализуются алгоритмы спектрального анализа, математического распознавания образов, математической статистики, осуществляется визуализация результатов. При отсутствии трещин, несплошностей и неоднородных участков в материале трубопровода несущая частота спектра сигнала возбуждения совпадает с частотой спектра сигнала-отклика. Состояние трубопровода характеризуется как «хорошее». Появление в спектрах сигналов дополнительных гармоник, характеризующих наличие усталостных разрежений в структуре материала, состояние трубопровода определяется как «тревожное». Характерным признаком критического состояния трубопроводов является наличие в них трещин и других дефектов структуры, проявляющихся в спектре сигнала возбуждения в виде удвоенных гармоник на несущей частоте, а в спектре отклика наблюдается смещение в низкочастотную зону.

Как мы видим, в сравнении с классическими методами неразрушающего контроля, метод анализа возбужденных колебаний имеет ряд преимуществ: точность и малые затраты времени при выявлении дефектов, универсальность, позволяющая диагностировать объекты, состоящие из различных материалов, способных передавать колебания, в том числе из керамики, неоднородных по структуре полимеров (пластмасса, полиэтилен, полипропилен) и бетонов.

текст: Н. Н. Софьина, Д. И. Шишлянников, А. В. Николаев, А. А. Рыбин, Д. А. Ситников, фото: gazprom-neft.ru

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Пожалуйста, введите ваш комментарий!
пожалуйста, введите ваше имя здесь

+ 19 = 29

Читайте также: