Методы визуального и измерительного контроля внутритрубного пространства газопровода

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Рассмотрены методы внутритрубной диагностики газопроводов с применением телеуправляемого диагностического комплекса для нахождения поверхностных дефектов (трещины, непро- вары, коррозийные язвы, царапины), посторонних предметов и объемных загрязнений, а также их измерения и идентификации.

Результаты исследований аварий и катастроф, произошедших вследствие разрушения элементов конструкции трубопроводов, показывают, что зачастую основной причиной возникновения данных ситуаций является наличие дефектов.

В силу этого, своевременное выявление дефектов в конструкции трубопроводов является крайне важным вопросом, в особенности для таких типов объектов, как газопровод.

Для контроля состояния газопровода производится внутритрубная диагностика с применением телеуправляемого диагностического комплекса (ТДК). При внутритрубной диагностике для нахождения поверхностных дефектов (трещины, непровары, коррозийные язвы, царапины), посторонних предметов и объемных загрязнений, а также их измерения и идентификации применяются следующие методы [1]:

Внутритрубное обследование технологических трубопроводов (ВТО);

Визуальный и измерительный контроль кольцевых сварных соединений (ВИК);

Ультразвуковой контроль основного металла трубы с применением электромагнитно-акустических преобразователей (ЭМА-контроль);

Ультразвуковая толщинометрия фасонных изделий (ЭМА-толщинометрия);

Лазерная профилометрия внутренней поверхности трубопровода.

Более подробно рассмотрим методы, в которых для контроля используется телевизионное оборудование - ВТО и ВИК [2].

ВТО проводится с целью обнаружения во внутреннем пространстве газопровода:

возможных объемных загрязнений, таких как вода, масло, конденсат и песок,

недопустимых технологических элементов, таких как врезки, термопары, не- демонтированные краны,

посторонних предметов, таких как электроды и камни.

ВТО проводится с помощью обзорных камер переднего и заднего обзора КТО-6В, установленных на взрывобезопасном средстве доставки (ВСД). При прохождении ВСД по трубопроводу с помощью обзорных камер переднего и заднего обзора фиксируется и фотографируется изображение: загрязнений, посторонних предметов и недопустимых элементов.

В поле зрения камер телевизионных обзорных КТО-6В попадают объекты, находящиеся внутри трубы спереди и сзади ВСД на расстоянии от 1000 мм до 3000 мм от входного окна камеры.

Формируемое изображение объектов - черно-белое, представлено на рисунке 1.

Рисунок 1 - Изображения объектов при ВТО

Визуальный и измерительный контроль кольцевых сварных соединений используется для:

выявления поверхностных дефектов, таких как трещины, непровары, раковины, задиры, коррозийные язвы, царапины,

измерения геометрических размеров выявленных дефектов в плоскости XY,

определения глубины оптически открытых дефектов.

При проведении визуального и измерительного контроля сварных соединений контролируется не только сам сварной стык, но и околошовная зона (зона термического влияния) шириной от 20 до 25 мм по обе стороны от шва в зависимости от толщины стенки свариваемых элементов.

Погрешность измерения геометрических размеров в плоскости XY не превышает значений указанных в РД 03-606-03 [3]. Допустимые погрешности измерений при измерительном контроле (РД 03-606-03) приведены в таблице 1.

Таблица 1. Допустимая погрешность измерения при измерительном контроле

Минимальный размер выявляемого дефекта - 0,5 мм.

Диапазон измерения глубины оптически открытых выявленных отклонений:

· от 2 до 5 мм (при ширине дефекта от 2 до 5 мм),

· от 2 до 10 мм (при ширине дефекта более 5 мм).

Погрешность измерения глубины оптически открытых отклонений в диапазоне измеряемых величин 0,3 мм.

Параметры, характеристика и предварительная оценка обнаруженных дефектов определяются согласно ВСН 012-88.

Технологически визуальный и измерительный контроль производится с помощью телевизионной камеры КТЦ-4, предназначенной для формирования телевизионного изображения объекта контроля. Пример формируемого изображения участка сварного шва без использования лазерного зонда приведен на рисунке 2. В состав камеры входит осветитель светодиодный (36 белых светодиодов), обеспечивающий равномерную подсветку объекта контроля. Освещенность поверхности в трубе регулируется осветителем от 0 до 630 люкс, что соответствует требованиям РД 03-606-03.

Измерение глубины оптически открытых дефектов производится с использованием лазерного зонда ЛЗ-4 (лазерно-голографическая насадка на камере КТЦ-4), проецирующего на контролируемую поверхность параллельные полосы (рисунок 3). Проекции этих полос изменяют свою форму в зависимости от рельефа поверхности и позволяют проводить замер дефекта. В процессе контроля телевизионная камера с лазерным зондом ЛЗ-4 перемещается вдоль контролируемой поверхности (сварного шва) с шагом 7...12 градусов с записью отснятых кадров в цифровом виде в базу данных контроля.

Рисунок 2 - Изображение участка сварного шва без использования лазерного зонда

Рисунок 3 - Изображение участка сварного шва с использованием лазерного зонда

сварной оптический измерительный газопровод

Поиск поверхностных отклонений (непроваров, трещин, раковин, задиров, царапин, коррозионных язв и т.д.) осуществляется путем просмотра на мониторе последовательности телевизионных изображений, полученных в результате записи массива элементов расположения (МЭР) в процессе контроля.

Просмотр записанных телевизионных изображений выполняется с помощью программы Surface Control.

Запись информации об обнаруженном отклонении осуществляется в протокол телевизионного контроля.

Измерение геометрических размеров в плоскости XY производится по изображениям, записанным в статическом режиме контроля. Измерение геометрических размеров глубины оптически открытых отклонений производят по изображениям с использованием лазерного зонда в статическом режиме контроля. При измерении глубины определяют максимальное значение глубины профиля выявленного отклонения, которое заносят в заключение протокола телевизионного контроля. Схематическое представление дефектов приведено на рисунке 4.

Рисунок 4 - Схематическое представление дефектов: d - глубина дефекта, l - длина дефекта вдоль оси трубы

После рассмотрения перечисленных методов можно сделать следующий вывод: только при их совместном использовании в рамках единого диагностического комплекса в сочетании с развитием аппаратной части можно добиться качественного улучшения в области нахождения, идентификации и измерения дефектов.

Дальнейшая работа направлена на создание опытного образца диагностического комплекса комбинирующего в себе методы визуального и измерительного контроля. Проведение экспериментального опробования созданного образца и исследование методов.

Литература

1. Бондаренко П.М. Новые методы и средства контроля состояния подземных труб. - М.: Машиностроение, 1991. - 281 с.

2. Соснин Ф.Р. Визуальный и измерительный контроль. Неразрушающий контроль. Справочник в 8 т. / Под общ. ред. В.В. Клюева. Т.1 в 2 кн., 1 кн. - М.: Машиностроение, 2006. - 560 c.

3. РД 03-606-03. Инструкция по визуальному и измерительному контролю. Постановление №92 Госгортехнадзора РФ от 11.06.2003. - Владимир: ЦАЛИС, 2003. - 52 с.

Размещено на Allbest.ru