Рентгеновский кроулер для промышленного рентгена кольцевых сварных соединений​

Под термином «рентгеновский кроулер (рентгенографический, радиографический)» понимается самоходный аппарат (устройство), который позволяет просвечивать кольцевые сварные соединения изнутри трубопровода. В РД-25.160.10-КТН-016-15 такие «машины» обозначены как «самоходные внутритрубные устройства». Согласно п. 8.4.12.4 данного документа, их применение целесообразно при строительстве, реконструкции и капитальном ремонте линейной части трубопроводов. При подборе рентгеновского кроулера учитывают диаметр трубы, толщину стенки, тип детектора (плёнки, плоскопанельного детектора или запоминающей пластины), тип источника ионизирующего излучения (ИИИ). Также принимаются во внимание темпы сооружений линейной части - благодаря самоходному кроулеру появляется возможность панорамного просвечивания кольцевых стыковых сварных соединений на рулонную плёнку за одну экспозицию. Дефектоскописту РГК (рентгено-, гаммаграфического контроля) не нужно лезть внутрь строящегося трубопровода и ползти (либо катиться на тележке) до нужного стыка, устанавливать рентген-аппарат внутри, отползать назад на безопасное расстояние и включать рентген. Далее - возвращаться к рентгеновскому аппарату и либо выбираться с ним наружу, либо перетаскивать его к следующему стыку. Применение рентгенографического кроулера избавляет звено дефектоскопистов РГК от лишних хлопот, упрощает проведение радиографического контроля (РК), экономит время и помогает добиваться качественных снимков без пересвета. Под рентгеновским кроулером чаще всего подразумевается мобильная часть, которая осуществляет «доставку» рентгеновского аппарата (или другого источника ионизирующего излучения, к примеру, генератор RayCraft CD-300XS) к нужным стыкам и обеспечивает выполнение экспозиции. Другими словами, ИИИ в данной «композиции» – лишь один из элементов. Более того – как правило, кроулер одной марки может работать с генераторами разных брендов, но об этом чуть позже. В настоящее время в России чаще всего используются внутритрубные устройства JME (включая новое поколение CR2), RayCraft, «Спектрофлэш» («Сирена»), «ЛИТАС» (серия «Арго»), Balteau NDT, SNAKE и др.

Содержание:​

Как устроены рентгенографические кроулеры
Работа с рентгеновскими кроулерами
Подбор кроулеров
Где купить хороший радиографический кроулер

Конструкция рентгеновского кроулера​

Кроме ИИИ (или так называемого командного аппарата) и, собственно, самоходной тележки, к наиболее важным функциональным частям относятся следующие элементы.

• Электромагнитная или изотопная система управления передвижением, остановками, включением/выключением рентгена, возвратом и пр. Первый вариант более практичный и потому более распространённый, поскольку изотопные трекеры сами по себе требуют соблюдения санитарных норм и правила радиационной безопасности (помимо рентгеновского аппарата) и создают дополнительные хлопоты при транспортировке и хранении, связанные с уведомлением региональных управлений Роспотребнадзора, обустройством хранилища и т.д. С электромагнитной системой всё проще, достаточно передающего устройства (репера) на трубе. Системы на базе магнетопа уверенно работают при толщине стенки трубы до 40 мм, а современные средства фильтрации защищают аппаратуру от влияния помех, связанных с остаточной намагниченностью труб и т.д. Точность позиционирования рентгенографического кроулера и выполнения команд оператора достигает +/- 5 мм. Дополнительно может быть предусмотрена система радиовозврата (радиус действия может достигать 6 км) – на случай потери связи с пультом. В этом случае рентгенографический кроулер автоматически возвращается к исходной точке, так что специалисту РК не обязательно ползти за ним внутри трубы. Что касается репера, то он представляет собой переносной блок, который передаёт команды двигаться вперёд/назад или начинать экспозицию. Помимо репера, к электромагнитной системе управления относят приёмник и зарядное устройство к ним. Дефектоскопист РК устанавливает репер на поверхности контролируемого сварного соединения - рентгеновский кроулер на маршевой скорости (среднем от 10 до 20 м в минуту). Некоторые модели (например, "СИРЕНА") в процессе движения постукивают по трубе при помощи так называемых соленоидов - это тоже помогает персоналу отслеживать перемещение устройства. У других рентгеновских кроулеров (к примеру, JME поколения CR2) данные о местоположении в режиме реального времени выводятся на экран пульта управления, вместе со сведениями о скорости движения, количестве оборотов двигателя, уровня заряда аккумуляторов, состоянии рентгеновского аппарата и т.д. Такой дистанционный мониторинг особенно удобен, когда не ко всем участкам трубопровода есть удобный и безопасный доступ.
• Привод. В большинстве случаев – полный (4x4), с возможностью раздельного управления осями для лучшего маневрирования. Мощность двигателя, как правило, около 250 Вт (0,25–0,34 лошадиных сил). От качеств привода зависит запас хода и, главное, способность преодолевать наклонные участки (например, подниматься в гору).
• Стойка с подвесным каркасом для позиционирования ИИИ по высоте строго посередине трубы.
• Шасси. У многих моделей они быстросъёмные – чтобы в полевых условиях можно поставить подходящие по размеру валы (полуоси) в зависимости от диаметра трубы. Обычно в комплекте поставки рентгеновского кроулера предусматривают несколько полуосей под разные диаметры трубы. Колёса могут выполнены из резины либо полиуретана. Последний вариант считается предпочтительным ввиду повышенной износостойкости.
• Система самовозврата и иные защитные системы. У современных рентгеновских кроулеров много различных датчиков, помогающих обеспечить безопасную и комфортную эксплуатацию. Так, датчик конца трубы вовремя сигнализирует рентгеновскому кроулеру об остановке, что уберегает его падения. Датчик воды помогает избежать нежелательного контакта с влагой. Датчик препятствий не даёт устройству столкнуться с куском льда или забытым инструментом в теле трубы. Система автоматического возврата рентгеновского кроулера может также срабатывать при разрядке аккумуляторов до критического уровня, при слишком резком уклоне трубы (например, более 20 градусов) либо при потере связи с пультом управления оператора. При поступлении соответствующих сигналов от датчиков на электронную плату управления на панели управления и/или пульте срабатывает соответствующий индикатор (например, светодиод определённого цвета), включается задний ход - и рентгеновский кроулер возвращается к месту старта, то есть к краю трубы. Все остальные команды при этом блокируются. От выпадения устройства из трубы защищает отдельная система. Также автоматический возврат может запуститься, например, если рентгеновский кроулер в течение определённого времени не получает от оператора никаких команд. Конкретные параметры самовозврата и другие предохранительные системы отличаются у разных разработчиков рентгеновских кроулеров.
• Высоковольтная часть (электроника – трансформаторы, платы, соединения, разъёмы) и блок аккумуляторов (обычно в герметичном исполнении). Для стабильной работы электроники в холодное время года многие производители закладывают систему подогрева (термостатирования) АКБ, которая срабатывает по сигналу датчиков температуры. Дополнительно к самим батареям в комплектацию рентгеновских кроулеров входят зарядные устройства. Встроенные стабилизаторы напряжения позволяют подзаряжать АКБ в полевых условиях, от дизельных электростанций при помощи специального многоканального зарядного устройства. Пример - XCR0068 от JME с 10 каналами на 12 В для зарядки свинцово-кислотных батарей и защитой от перегрева. Что касается аккумуляторов, то во многих импортных рентгеновских кроулерах используются свинцово-кислотные аккумуляторы, хотя по состоянию на август 2023 года уже активно внедряются литий-ионные аккумуляторные батареи.
• Пульт для управления на безопасном расстоянии от ИИИ, настройки времени экспозиции, задержки, мощности излучения и пр. У рентгеновских кроулеров панель управления может быть расположена на самой тележке. Комплексы с электромагнитной системой могут дополняться пультом дистанционного управления. Пульт позволяет оператору отслеживать параметры работы кроулера и рентгеновского аппарата, управлять экспозициями, получать предупреждения об ошибках, мониторить температуру внутри ИИИ и аккумуляторного блока, запускать автоматический возврат и т.д. Рентгеновские кроулеры JME, например, комплектуются пультом управления с цветным сенсорным дисплеем и радиосвязью.
• Силовые и соединительные кабели. Строго во влагозащищённом и морозостойком исполнении. Кабели должны иметь прочную изоляцию, устойчивость к низким температурам, заломам и прочим повреждениям.

Кроме того, каждый уважающий себя производитель предоставляет к каждому рентгеновскому кроулеру комплект ЗИП – запасных частей, инструментов, принадлежностей и материалов. К некоторым моделям (например, JME 6) даже прилагается эвакуационное устройство со специальным захватом - "гарпуном" для извлечения застрявшего устройства из трубы. Всё это абсолютно правильно, если учесть, что рентген сварных швов зачастую проводят в очень и очень отдалённых районах, куда летом можно добраться только вертолётом, а зимой – на вездеходе. Каждый раз отправлять кроулер «на большую землю» для ремонта – непозволительная роскошь на объектах, где сжатые сроки и жёсткие инспекции – норма жизни. Тем более что опытным специалистам РК не составляет никакого труда выполнить какие-то несложные работы самостоятельно.

Также к рентгеновским кроулерам может прилагаться блок световых и звуковых сигналов для создания безопасной зоны при проведении радиографического контроля и предупреждения окружающих лиц при включении рентгена. Такие блоки, например, выпускает JME. Они могут работать от аккумулятора до 28 часов и управляться дистанционно при помощи пульта.

Особенности работы с рентгеновским кроулером​

Самоходные внутритрубные устройства оптимизированы под работу с рентген-генераторами, имеющими панорамную геометрию излучения. Они повсеместно применяются для магистральных и технологических трубопроводов различных сред (нефть, нефтепродукты, газ, вода, технические жидкости). Использование рентгеновского кроулера позволяет многократно повысить производительность звена дефектоскопистов РГК.

• Можно светить кольцевые сварные соединения за одну экспозицию. Если светить генератором с направленной геометрией излучения, то для просвечивания таких стыков пришлось бы делать минимум три захода. А это время, которое есть не всегда. Плюс больше «мучений» с закреплением генератора на объекте контроля, больше мороки с зарядкой АКБ. Учитывая, что рентгеновский кроулер может без подзарядки работать до 4–6 часов и преодолевать расстояние до 3–5 км, за одну смену бригада дефектоскопистов вполне успевает просветить несколько десятков стыков. Про экономию времени на этапе проявки и расшифровки говорить даже не приходится.
• Производительность контроля увеличивается. Меньше экспозиций – меньше затрат времени на резку плёнки, на зарядку кассет, на разметку стыков, на выставление фокусного расстояния, настройку и закрепление аппарата, проявку и расшифровку. Экономия колоссальная. Вот почему, даже несмотря на высокую стоимость внутритрубных самоходных устройств в несколько млн рублей, их всё равно покупают и активно эксплуатируют.
• Можно браться за крупные объекты. «Дежурные» рентген-аппараты «Арины» и «Памиры» есть практически у любой лаборатории, аттестованной на проведение радиографического контроля. Наличие рентгеновского кроулера – это уже другой уровень. Это значит, что лаборатория неразрушающего контроля работает на трассе, на крупных стройках, в тех жёстких условиях, о которых на форуме знают непонаслышке. Это значит, что ЛНК технически готова к рентгену кольцевых сварных соединений строящихся (ремонтируемых) трубопроводов, причём с поддержкой высоких темпов продвижения колонны. Стоимость самоходных внутритрубных устройств в среднем 1,5–3 млн рублей и больше (в зависимости от конкретной модификации и комплекта поставки). И чтобы «отбить» эти затраты, нужно иметь гарантированно большие объёмы. Далеко не все лаборатории могут похвастать такими подрядами. Если их нет - то уместнее говорить об аренде оборудования, тем более что сегодня многие компании предоставляют эту услугу.

Как выбрать рентгеновский кроулер​

Как мы уже отмечали выше, в российских лабораториях неразрушающего контроля часто можно встретить самоходные комплексы различных производителей из РФ, Англии, КНР, Бельгии и др. Как сориентироваться в этом многообразии и выбрать подходящую модель? Для внутритрубных устройств следует исходить из требований руководящих нормативных технических документов (НТД), а также учитывать следующие критерии подбора:

• внутренний диаметр трубопровода. JME 24, например, подходит для труб диаметром 570-1828 мм. В линейке RayCraft есть модели для диаметров от 273 до 1420 мм. И так далее. Как мы отмечали выше, к рентгеновским кроулерам прилагаются сменные полуоси. Это значит, что их можно «подгонять» не под какой-то один конкретный диаметр, а под несколько, но в известных пределах;
• тип и мощность источников, с которыми совместим рентгеновский кроулер. В большинстве случаев самоходные аппараты универсальны и могут работать с генераторами разных марок – Site-X, RayCraft, «Радон», РПД, Balteau, Eresco, «Арина», YXLON и др. Максимальное выходное напряжение обычно заявляют в пределах 300 кВ. Рентгеновские кроулеры используются преимущественно с рентгеновскими аппаратами постоянного потенциала, но могут применяться и с импульсными дефектоскопами. Главное здесь - панорамная геометрия рентгеновского излучения. Некоторые модели и вовсе приспособлены даже к гамма-дефектоскопам;
• дальность действия (в одном направлении). Имеется в виду максимальное расстояние, на котором рентгеновский кроулер «слушается» команд и находится в «пределах досягаемости» для электромагнитной системы управления. Производители заявляют 3–5 км (иногда больше), но на деле многое зависит от рельефа местности, погодных условий, толщины стенки и прочих факторов;
• масса. В полевых условиях один из важнейших параметров. Причём знать вес самого шасси – недостаточно. Без аккумуляторов рентгеновский кроулер не поедет, а их собственная масса более чем внушительная (вполне может превышать 25 кг). В сборе внутритрубные устройства могут весить 50, 70, 80 и даже 150 кг. Меньше вес – проще погружать в трубу и извлекать из неё. Больше вес – как правило, выше мощность;
• качество аккумуляторов. Под «качеством» в данном контексте понимается широкий набор характеристик, включая ёмкость, скорость зарядки, срок службы (количество циклов полной разрядки-зарядки), наличие обогрева для работы зимой и пр. Опять же, вес АКБ, о котором мы уже упомянули выше. В современных рентгеновских кроулерах используются как свинцово-кислотные, так и литиевые (литий-железо-фосфатные) аккумуляторы. Первый вариант более традиционный, хотя инженерная мысль не стоит на месте, и всё больше производителей делают выбор в пользу литиевых и литий-ионных АКБ;
• диапазон рабочих температур. Мы уже несколько раз упоминали про систему подогрева, и это неслучайно. С ней самоходные внутритрубные комплексы могут работать даже при -40, а то и -45 ˚С. «Верхней границей» часто служит отметка в +70 ˚С. Для работы при низких температурах некоторые производители (к примеру, JME) предлагают специальные термо-одеяла для самоходной тележки и аккумуляторного блока;
• ходовые качества. Ещё одна «ёмкая» характеристика, в рамках которой нужно учитывать скорость перемещения рентгенографического кроулера (15–20 м в минуту), максимально допустимый угол наклона (обычно до 30–40 ˚, но всё зависит от сцепления колёс с трубой), точность позиционирования (погрешность может не превышать ±10 мм, а то и ±5 мм);
• ремонтопригодность. Опять комплексный параметр. Во-первых, речь об удобстве замены валов (полуосей) и колёс в зависимости от диаметра трубы. Во-вторых, важно присмотреться и к производителю: как хорошо отлажена процедура гарантийного ремонта, как обстоят дела с послегарантийным сервисом, насколько доступны запасные части? Чем меньше заморочек с этим, тем меньше проблем с эксплуатацией.

Наконец, ещё одна важная вещь, которую следует учесть, – отзывы бывалых специалистов РК по итогам реальной эксплуатации. На форуме «Дефектоскопист.ру», в разделе «Радиографический контроль» доступны десятки тем-обсуждений по работе с внутритрубными устройствами. Чтобы не потратить впустую пару миллионов рублей, вы всегда можете задать вопрос по выбору рентгеновского кроулера в нашем сообществе.

Где купить рентгеновский кроулер​

Из партнёров форума «Дефектоскопист.ру» самоходными внутритрубными устройствами занимается сразу несколько уважаемых производителей и поставщиков. Покупайте надёжные рентгеновские кроулеры – и да пребудут с вами качественные рентгенограммы кольцевых стыков без пересвета!