Новый метод выявления коррозионных повреждений труб - Неразрушающий контроль | Форум Дефектоскопист
Неразрушающий контроль | Форум Дефектоскопист
Вернуться   Неразрушающий контроль | Форум Дефектоскопист > Форум Дефектоскопист > Статьи о дефектоскопии


Старый 01.03.2015, 10:14   #1
В мире НК
Бывалый
 
Аватар для В мире НК
 
Регистрация: 10.06.2013
Сообщений: 268
Благодарил(а): 0 раз(а)
Поблагодарили: 14 раз(а)
Записей в дневнике: 1
Репутация: 18
По умолчанию Новый метод выявления коррозионных повреждений труб

Новый метод выявления коррозионных повреждений труб

Об авторе


Ваджпаи Анкит
Russell NDE Systems I Nc., Эдмонтон, Канада

Введение

Коррозия стальных труб на нефте- и газопроводах Канады остается второй причиной (после внешних повреждений) по числу аварий. На уменьшение степени коррозионного повреждения (облицовка, покрытия, химическая обработка, катодная защита и пр.) и определение поврежденных мест на эксплуатируемых трубопроводах до возникновения аварии (приборы и оборудование для контроля, изготовление коррозионных образцов и проведение обследований, химический анализ и пр.) расходуются миллиарды долларов. И, тем не менее, потери от коррозии продолжают расти. Только в провинции Альберта в 2000 - 2001 гг. было зарегистрировано 900 случаев утечек, при этом более 600 случаев зафиксировано в наземных газопроводах и газопроводах неглубокого залегания.

Состояние вопроса

При обнаружении обычных, не катастрофических утечек транспортируемого продукта, трубопровод перекрывается, в нем снижается давление, производится очистка и извлечение дефектного участка с последующей его заменой на новую трубу длиной не менее 1 м. Грунт около удаленного дефектного участка считается «зараженным», он подлежит удалению и замене. Затем трубопровод заглубляется в землю и вводится в эксплуатацию.

НК новых сварных швов обычно ограничивается радиографией. Вырезанная секция трубопровода подвергается затем разрушающему контролю для определения причины аварии; предпринимаются корректирующие действия для уменьшения степени риска возникновения подобных аварийных ситуаций в будущем.

Исключая потери от возможных штрафных санкций, испорченной репутации, повреждения почвенного слоя и потери определенного объема транспортируемой среды, средняя стоимость такого ремонта превышает $ 20,000.

МЕТОДЫ ОБНАРУЖЕНИЯ КОРРОЗИИ
Трубопроводы


Для трубопроводов диаметром три и более дюйма в качестве средства контроля коррозионного повреждения используется специальное оборудование для внутритрубного контроля «smart pigs» («умная болванка» или «снаряд»). На трубопроводах малого диаметра применение этих снарядов невозможно. Такие трубопроводы, за малым исключением, не оборудованы специальными камерами для запуска и удаления снарядов. Они часто имеют переменный по длине диаметр, врезки для подключения других трубопроводов, а также гибы, не позволяющие пропускать автономные снаряды и препятствующие прохождению снарядов, управляемых по кабелю.

Бойлерные трубы

В этом случае установка контрольного оборудования внутри труб сильно затруднена. Поэтому контроль обычно проводят с внешней поверхности труб, часто покрытых зольными наслоениями, которые при использовании УЗК необходимо удалять.

Технологические трубы

Технологические трубы гидроэлектростанций, нефтеперегонных и химических заводов часто имеют покрытия или облицовки, которые должны быть удалены для обеспечения контроля традиционными методами.

Во всех перечисленных случаях желательно иметь такие средства контроля, которые позволяли бы определять области коррозии и остаточную толщину стенки без трудоемкого удаления покрытий или зачистки поверхности. Вариант метода Remote Field Technology (контроль методом дальнего поля) известный как ЕLF-Testing (контроль на сверхнизких частотах) позволяет реализовать другое решение этих проблем.

СУЩЕСТВУЮЩИЕ И ВОЗМОЖНЫЕ МЕТОДЫ НК

Существуют методы НК, способные обнаруживать и определять размеры питтин-говой (язвенной) коррозии. Рассмотрим их основные особенности.

УЗК

• Требует качественной очистки поверхности трубы и использования жидкости для ввода ультразвука в стенку трубы.
• Контроль действующих трубопроводов возможен только для труб больших диаметров (более 12 дюймов), оборудованных камерами пуска и приема очистных и контролирующих устройств.
• Для выявления питтинга на внутренней поверхности трубы при сканировании со стороны внешней поверхности также требуется качественная зачистка поверхности и контактная жидкость.
• Средства внутритрубного контроля весьма дорогие. Относительно дороги и преобразователи для УЗК.

Метод магнитного потока рассеяния

• Наиболее часто используемый метод внутритрубного контроля эксплуатируемых трубопроводов.
• Надежен, обеспечивает достоверные результаты.
• При диаметре труб более 3 дюймов можно использовать автономные средства контроля.
• При диаметре труб от 2 до 4 дюймов прибор может управляться по кабелю, правда, в ограниченных пределах, так как гибы трубопроводов являются препятствием для его использования.
• Относительно высокая стоимость.

Контроль с применением ЭМА-преобразователей

• Частный случай УЗК, но не требующий качественной зачистки поверхности и акустического контакта.
• Находится в стадии разработки; его применение в качестве средства внутритрубного контроля ожидается через два года.
• На начальном этапе применения будет, по-видимому, очень дорогим.

Метод Remote Field Eddy Current (RFEC) или Remote Field Technology (RFT)

RFEC - метод дальнего вихретокового контроля на низких частотах переменного тока, сейчас известный как RFT, уже более 50 лет применяется для обнаружения коррозионных и эрозионных дефектов (потерь сечения) в трубах малого диаметра, используемых в бойлерах и теплообменниках.

RFT-преобразователи содержат, как минимум, одну катушку возбуждения и, как минимум, одну приемную катушку. Катушка возбуждения питается переменным током низкой частоты, который создает переменное магнитное поле около катушки возбуждения. Это поле взаимодействует с ферромагнитным материалом трубы (как с якорем магнита) и распространяется вдоль трубы на расстояние нескольких диаметров.

На расстоянии двух и более диаметров первичное (прямое) поле катушки возбуждения резко падает, тогда как вторичное поле, возникающее из-за взаимодействия поля возбуждения с ферромагнитным материалом стенки трубы, распространяется дальше, и его можно использовать для определения площади потери сечения. Значения фазы (времени прохождения сигнала) и амплитуды (интенсивности сигнала) могут быть использованы для определения толщины стенки в области нахождения приемной катушки (катушек). Для улучшения разрешения при обнаружении язвенной коррозии на трубах большого диаметра используется сборка приемных катушек.

• В настоящее время имеется вариант автономных средств контроля для труб малого диаметра от 4 до 6 дюймов.
• Разработан также вариант средства контроля с управлением по кабелю.
• Относительно недорогой.
• Обеспечивает сравнительно невысокую скорость контроля (10 м/мин). Идеальный метод для контроля трубопроводов с малой скоростью течения транспортируемого продукта.

НОВЫЙ МЕТОД НК - МЕТОД ELF

Новый метод, известный как ELF (Extremely Low Frequency - сверхнизкие частоты), является относительно недорогим методом контроля трубопроводов малого диаметра, змеевиков и бойлерных труб. Метод реализуется с помощью прибора, измеряющего фазу и амплитуду сигнала, и портативного ПК. Метод позволяет обнаруживать и определять размеры язвенной коррозии на внутренней поверхности трубы при контроле с внешней поверхности через защитное покрытие или с внутренней поверхности трубы.

Во время полевых испытаний летом 2001 г. на газопроводе неглубокого заложения в Южной Альберте с помощью этого метода была продемонстрирована возможность выявления и определения размеров язвенной коррозии при контроле по внешней поверхности трубы через покрытие типа «Yellow Jacket»*. Технически возможно сканирование по внутренней поверхности трубы при использовании специальных преобразователей.


Рис. 1. ELF-преобразователь для контроля по внешней поверхности трубы диаметром 2 дюйма

Метод ELF является развитием метода RFT и тоже основан на использовании поля переменного тока, индуцированного в трубе с помощью катушки возбуждения. Частота тока возбуждения обычно меньше 1 кГц. Группа приемных катушек в преобразователе, расположенном внутри трубы, регистрирует изменение индуцированного сигнала, который пропорционален местной толщине стенки. Для ELF-преобразователя, работающего по внешней поверхности трубы, общая площадь приемных катушек достигает 1/3 длины окружности (рис. 1). По заказу пользователей могут быть изготовлены преобразователи, позволяющие контролировать полную окружность трубы за один проход. Типичная скорость контроля - 10 м/мин.

Полевые испытания: обследование трубопровода

Многие газопроводы неглубокого заложения в Южной Альберте проработали более 40 лет. Производительность скважин уменьшилась, участились случаи аварий из-за внутренней коррозии. Аппаратуру ELF планировалось проверить в полевых условиях в двух вариантах:

- при внешнем контроле через покрытие типа Yellow-Jacket для выявления труб, требующих замены, c точной локализацией мест утечек и язвенной коррозии;

- при внутреннем контроле путем протягивания вручную ELF-преобразователей внутри трубы на расстояние 70 м от места вскрытия трубопровода в целях определения вида коррозии: является ли она сплошной или имеет очаговый характер.


Рис. 2. Использование ELF-преобразователя для внешнего контроля на трубе 050 мм
Изображения
Тип файла: jpg 00.jpg (6.1 Кб, 131 просмотров)
Тип файла: jpg 01.jpg (9.9 Кб, 128 просмотров)
Тип файла: jpg 02.jpg (25.8 Кб, 134 просмотров)
Тип файла: jpg 03.jpg (3.5 Кб, 127 просмотров)
В мире НК вне форума   Ответить с цитированием
Старый 01.03.2015, 10:18   #2
В мире НК
Бывалый
 
Аватар для В мире НК
 
Регистрация: 10.06.2013
Сообщений: 268
Благодарил(а): 0 раз(а)
Поблагодарили: 14 раз(а)
Записей в дневнике: 1
Репутация: 18
По умолчанию

По прибытии на место выяснилось, что трубопровод диаметром 50 мм вскрыт на длине 10 м. Владелец предполагал, что причиной утечек является язвенная коррозия на дне трубы. Визуальный контроль выявил отсутствие внешних повреждений покрытия типа Yellow-Jacket за исключением небольшого прорыва в области течи. Владелец предполагал, что прорывы на покрытии не всегда соответствуют области течи (покрытие может иметь разрыв в своей «слабой точке» под давлением транспортируемого продукта, который через свищи в трубопроводе попадает в пространство между поверхностью трубопровода и покрытием). Дно трубы было просканировано с помощью прототипа внешнего ELF-преобразователя по всей длине, и были обнаружены несколько областей коррозии, включая свищ (рис. 2). В результате было удалено 6 м трубы.


Рис. 3. ELF-преобразователь для внутреннего контроля двухдюймовой трубы


Рис. 4. Сигналы с ELF-преобразователя при внутреннем контроле вырезанного участка трубы

Поврежденная секция трубы была повторно проконтролирована с помощью прототипа ELF-преобразователя для внутреннего контроля; места коррозии были отмечены для проведения в дальнейшем разрушающего контроля. Затем этот преобразователь (рис. 3) был введен в трубу на расстояние до 100 м в северном направлении от места вскрытия. Сигналы от язвенной коррозии показаны на рис. 4.

Полевые испытания показали, что ELF-метод является экономически эффективным для обнаружения и определения размеров коррозии трубопроводов при сканировании по внешней (без удаления защитного покрытия) или внутренней поверхности трубопровода. Его применение повышает качество ремонта, уменьшая опасность появления новых утечек после его проведения.

Метод ELF с преобразователями для внутреннего сканирования может быть использован для контроля труб на расстояниях до 100 м от участка ремонта. Стоимость работы ELF-операторов сравнима со стоимостью работ по радиографии или УЗК.

Натурные испытания: обследование бойлера

Заказчику необходимо было проконтролировать стенки водяного бойлера, которые имели повреждения, возникшие из-за язвенной коррозии внутренней поверхности и водородного растрескивания. Большинство свищей имели маленькие размеры, но один был значительный, что требовало немедленного прекращения работы бойлера.

В котле были трубы диаметром 63,5 мм и толщиной стенки 5,6 мм. Для нагрева бойлера использовался природный газ, поэтому трубы были относительно чистыми. Однако питающая бойлер вода загрязнялась из-за течей в охладителе.


Рис. 5. ELF-контроль бойлерных труб

Было обследовано около 30 тыс. футов труб со стороны топки бойлера. Для проведения работ внутри бойлера были построены строительные леса (рис. 5), хотя можно было использовать подвесную «люльку».


Рис. 6. Ремонтные заплаты и течи с булавочную головку
Изображения
Тип файла: jpg 04.jpg (23.3 Кб, 131 просмотров)
Тип файла: jpg 05.jpg (14.4 Кб, 123 просмотров)
Тип файла: jpg 06.jpg (12.5 Кб, 126 просмотров)
Тип файла: jpg 07.jpg (14.6 Кб, 127 просмотров)
В мире НК вне форума   Ответить с цитированием
Старый 01.03.2015, 10:20   #3
В мире НК
Бывалый
 
Аватар для В мире НК
 
Регистрация: 10.06.2013
Сообщений: 268
Благодарил(а): 0 раз(а)
Поблагодарили: 14 раз(а)
Записей в дневнике: 1
Репутация: 18
По умолчанию


Рис. 7. «Шкура носорога» (маленькие поверхностные трещины)

Обследование выявило много мест внутренней коррозии и водородного растрескивания, а также области вспучивания (рис. 6), области с эффектом «Rhino-Hide» («шкура носорога» - мелкие поверхностные трещины, рис. 7) и усталостные трещины, имеющие характерное распределение по высоте котла, что подтверждало их «термическое» происхождение.

Таким образом, аппаратура внешнего ELF-контроля подтвердила свои возможности по выявлению дефектных зон.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ:

Метод ELF может быть использован для обнаружения и оценки размеров язвенной коррозии и эрозии, термических трещин, вспучивания и других дефектов при контроле через покрытия и наслоения бойлерных и технологических труб и трубопроводов.
_______________________________________________________________
*Покрытие Yellow Jacket представляет собой непрерывную оболочку из полиэтилена высокой плотности, экструдированную асфальтовым клеем (прим. ред).
В мире НК вне форума   Ответить с цитированием
Старый 01.03.2015, 11:17   #4
admin
Администратор
 
Аватар для admin
 
Регистрация: 16.04.2012
Сообщений: 2,136
Благодарил(а): 55 раз(а)
Поблагодарили: 243 раз(а)
Записей в дневнике: 3
Репутация: 200
По умолчанию

Ваджпаи А. Новый метод выявления коррозионных повреждений труб. − В мире НК. – Март 2006 г. − № 1 (31). − С. 39–41. Статья любезно предоставлена редакцией журнала «В мире НК» (http://www.ndtworld.com). Наиболее точная и достоверная версия – в прикрепленном файле.
Вложения
Тип файла: pdf 31_39_41.pdf (1.33 Мб, 56 просмотров)
admin вне форума   Ответить с цитированием
Ответ
Похожие темы
Тема Автор Раздел Ответов Последнее сообщение
Ультразвуковой инфракрасный метод выявления ударных повреждений и усталоснтых трещин В мире НК Статьи о дефектоскопии 3 11.06.2015 14:00
О вихретоковом контроле стальных труб в процессе производства В мире НК Статьи о дефектоскопии 3 25.08.2014 09:20
Методы неразрушающего контроля: краткий сводный обзор admin Энергоаудит и температурный контроль 25 13.11.2013 16:57
Вихретоковый фазовый метод измерения толщины гальванических admin Статьи о дефектоскопии 1 20.07.2013 17:00


Опции темы
Опции просмотра

Ваши права в разделе
Вы не можете создавать новые темы
Вы не можете отвечать в темах
Вы не можете прикреплять вложения
Вы не можете редактировать свои сообщения

BB коды Вкл.
Смайлы Вкл.
[IMG] код Вкл.
HTML код Выкл.

Быстрый переход

VK Defektoskopist OK Defektoskopist Facebook Defektoskopist Instagram Defektoskopist YouTube Defektoskopist


Текущее время: 01:25. Часовой пояс GMT +3. Copyright ©2000 - 2018. Перевод: zCarot.
Внимание, коллеги! В целях нормальной работы форума администрация оставляет за собой право на обработку персональных данных зарегистрированных пользователей. В случае вашего несогласия просьба написать жалобу на defektoskopist.ru@gmail.com