Особенности обработки данных при внутритрубной дефектоскопии - Профессия «дефектоскопист» как она есть | Дефектоскопист.ру
Профессия «дефектоскопист» как она есть | Дефектоскопист.ру

Старый 16.03.2015, 00:16  
Поделиться
#1
В мире НК
Гость
 
Сообщений: n/a
По умолчанию Особенности обработки данных при внутритрубной дефектоскопии

Особенности обработки данных при внутритрубной дефектоскопии

Об авторах

Сотрудники ООО «Интрон плюс», г. Москва:

Слесарев Дмитрий Александрович
Ведущий специалист, к. т. н.


Белицкий Сергей Борисович
Старший научный сотрудник

Последнее десятилетие развития внутритрубной диагностики отмечено общей тенденцией повышения требований к точности и достоверности оценки технического состояния трубопроводов. Это обусловлено, в свою очередь, повышением требований к их безопасности и надежности. Основными средствами выполнения этих требований являются увеличение чувствительности и улучшение метрологических характеристик разрабатываемых внутритрубных дефектоскопов, повышение достоверности и точности расчета параметров дефектов по данным диагностики. Для решения последней задачи используются специализированные программные комплексы. Рассмотрим общие особенности построения таких комплексов на примере задачи обработки данных магнитных измерений.

Сначала проанализируем общие требования, предъявляемые к таким программным комплексам. При увеличении чувствительности современных внутритрубных дефектоскопов (снарядов) существенно возрастает как объем получаемых измерительных данных с магниточувствительных датчиков, так и объем дополнительной информации о движении снаряда и состоянии его технических систем, обработка которой необходима для повышения достоверности результатов измерения. При этом высокая стоимость обследования требует максимального учета всей полученной информации. Таким образом, первой характерной чертой современной внутри-трубной дефектоскопии можно считать большие объемы данных: информация, полученная при обследовании одного участка трубопровода, может составлять десятки гигабайт.

Вторая характерная черта также уже была отмечена - это обеспечение высокой достоверности оценки параметров дефектов. Причем здесь есть два аспекта: во-первых, увеличение числа типов дефектов, идентификация которых должна быть обеспечена согласно действующим регламентным документам; во-вторых, уточнение и усложнение математических (численных) моделей, используемых для расчета параметров дефекта. В число основных типов дефектов трубопровода входят точечная и сплошная потеря металла, трещины различной ориентации по телу трубы, риска или задир, расслоение в теле трубы, вмятина или гофра, дефекты сварных швов (трещина, непровар, наплыв). Кроме того, часто встречаются комбинированные дефекты, например, вмятина с потерей металла или вмятина с трещиной. Основными рассчитываемыми параметрами дефектов являются глубина, длина, ширина (раскрытие) дефекта, могут использоваться площадь и объем потери металла. Эти величины наряду с эксплуатационными и конструкционными параметрами трубопровода и характеристиками окружающей среды используются для расчета прочности и прогнозирования состояния трубопровода. На рис. 1 в виде С-скана представлен сигнал от дефекта типа потери металла вблизи сварного шва, полученный с помощью магнитного внутритрубного дефектоскопа МДСкан, разработанного ООО «Интрон плюс» по заказу ЦТД «Диаскан».


Рис. 1. Сигнал от дефекта типа потери металла вблизи сварного шва

Указанные характерные черты являются определяющими при формировании требований к программному комплексу для обработки диагностических данных. Большой объем данных требует, чтобы программный комплекс обеспечивал полностью автоматизированную обработку диагностических данных, т. е. формирование списка дефектов с их параметрами. В процессе расчета комплекс должен учитывать всю полученную с дефектоскопа информацию (измерительную, координатную и др.). На реальном трубопроводе кроме дефектов присутствует множество конструктивных элементов: отводы задвижки, кожуха, вантуза и прочие. Программный комплекс должен осуществлять их идентификацию во избежание появления «ложных» дефектов. Таким образом, для обработки данных при внутритрубной дефектоскопии необходимо обеспечить локализацию области интереса на исходном сигнале, идентификацию особенности, соответствующей этой области интереса, для дефекта - определение его типа и расчет геометрических параметров (необходимых для оценки влияния дефекта на техническое состояние трубопровода). При этом расчет геометрических параметров дефекта осуществляется на основании данных магниточувствительных датчиков, описывающих распределение полей рассеяния в области дефекта, т. е. на основании решении обратной задачи.


Рис. 2. Заплата рядом с потерей металла

Вследствие разнообразия типов дефектов и многообразия конструктивных элементов трубопровода относительно высока вероятность неправильной классификации дефекта и, как следствие, неправильной оценки его параметров; поэтому при обработке данных должна быть обеспечена возможность корректировки расчета оператором, в частности, коррекция области дефекта и типа дефекта. Для иллюстрации на рис. 2 показан сигнал, соответствующий заплате, рядом с которой находится небольшой дефект типа потери металла. Отметим, что в обработке данных участвуют одновременно несколько операторов. Результаты обработки данных, полученных с дефектоскопа, должны быть записаны в единую базу данных, которая используется в дальнейшем для анализа технического состояния обследованного участка трубопровода и формирования соответствующего отчета.

Рассмотрим архитектуру системы обработки данных магнитной внутритруб-ной дефектоскопии на примере программного комплекса, разработанного для обработки данных дефектоскопа МДСкан. Программный комплекс спроектирован для работы на вычислительном кластере на основе сервера (одного или нескольких) и ряда рабочих станций. Комплекс позволяет в автоматическом режиме осуществлять:

- обнаружение сварных швов;
- обнаружение и классификацию дефектов и особенностей трубопровода;
- идентификацию конструктивных элементов;
- расчет параметров дефектов (глубины, длины, ширины).


На рис. 3 представлена общая структурная схема, отражающая принцип строения программы. Обработка данных включает в себя:

- оценку качества поступающих данных;
- предварительную обработку диагностических данных;
- выделение областей интереса на диагностическом сигнале;
- классификацию дефектов и особенностей трубопровода;
- оценку параметров дефектов.

Для приведения результата в форму, удобную для оператора, производится также постобработка данных. Результаты автоматической обработки записываются в базу данных, которая затем ложится в основу отчета.
Изображения
Тип файла: jpg 00.jpg (3.7 Кб, 83 просмотров)
Тип файла: jpg 1.jpg (12.5 Кб, 81 просмотров)
Тип файла: jpg 2.jpg (13.4 Кб, 80 просмотров)
Тип файла: jpg 3.jpg (30.2 Кб, 85 просмотров)
  Ответить с цитированием
Старый 16.03.2015, 00:17  
Поделиться
#2
В мире НК
Гость
 
Сообщений: n/a
По умолчанию

Опишем более подробно стадии обработки диагностических данных. Измерительные данные дефектоскопа проходят проверку на корректность, при необходимости производится коррекция сбоев измерительной системы (если это возможно). Предварительная обработка данных необходима для учета калибровок измерительной системы, масштабирования сигнала, повышения отношения сигнал/шум. Затем из исходного сигнала выделяются области интереса, успешное осуществление этой операции (кластеризации) обеспечивает обнаружение и правильную локализацию сигналов от дефектов и особенностей. Выделенные области сигнала проходят этап классификации, в процессе которого идентифицируются дефекты и конструктивные элементы. Размеры дефектов определяются на этапе анализа, в основе которого лежит расчет характерных признаков распределения поля в окрестности дефекта. Для повышения достоверности оценки параметров дефектов используются различные алгоритмы расчета: нейросетевой, статистический и генетический.


Рис. 4. Обнаружение дефектов по телу трубы

На рис. 4 приведен результат работы программы по обнаружению дефектов по телу трубы.

Результат автоматической обработки данных подвергается обязательному контролю со стороны операторов. Затем на основании скорректированных данных проводится расчет прочности и надежности трубопровода.

Программный комплекс был апробирован при обработке данных, полученных дефектоскопом МДСкан.

Результаты позволяют говорить о работоспособности и эффективности комплекса. В частности, достигнута достоверность идентификации дефектов на уровне 80 - 90 % и погрешность оценки глубины дефектов менее 20 % толщины стенки при 90 % достоверности.

Литература

1. Udpa L., Udpa S. S., Application of Signal Processing and Pattern Recognition Techniques to Inverse Problems in NDE. - Internat. J. of Appl. Electromagnetics and Mechanics. 1996. V. 9. No. 1., P. 1-20.

2. Лунин В. П., Слесарев Д. А., Белицкий С. Б. Алгоритмическое обеспечение систем анализа данных внутритрубных магнитных дефектоскопов.- В сб.: Материалы XVII Российской научнотехнической конференции «Неразрушающий контроль и диагностика». - Екатеринбург, 2005, с. 330.

3. Слесарев Д. А., Васин Е. С., Степанов Н. О. и др. Идентификация и оценка параметров дефектов при магнитной внутритрубной диагностике дефектоскопом МДСкан. - Там же, с. 327.

4. Пекарников Н. Н., Васин Е. С. Внутритруб-ная диагностика магистральных нефтепроводов.- Там же, с. 331.
Изображения
Тип файла: jpg 4.jpg (14.0 Кб, 83 просмотров)
  Ответить с цитированием
Старый 16.03.2015, 04:38  
Поделиться
#3
admin
Администратор
 
Аватар для admin
 
Регистрация: 16.04.2012
Сообщений: 4,724
Благодарил(а): 76 раз(а)
Поблагодарили: 678 раз(а)
Репутация: 636
По умолчанию

Слесарев Д.А., Белицкий С.Б. Особенности обработки данных при внутритрубной дефектоскопии. − В мире НК. – Сентябрь 2005 г. − № 3 (29). − С. 25–27. Статья любезно предоставлена редакцией журнала «В мире НК» (http://www.ndtworld.com). Наиболее точная и достоверная версия – в прикрепленном файле.
Вложения
Тип файла: pdf 29_25_27_votum.pdf (961.8 Кб, 19 просмотров)
admin вне форума   Ответить с цитированием
Старый 18.03.2015, 11:17  
Поделиться
#4
kama0256
Свой
 
Аватар для kama0256
 
Регистрация: 03.05.2013
Сообщений: 148
Благодарил(а): 18 раз(а)
Поблагодарили: 16 раз(а)
Репутация: 16
По умолчанию

Уважаемый admin. Зачем публиковать статьи 10-летней давности, они малоактуальны. В мире НК произошли за этот период времени значительные изменения, в т.ч. по тематике ВТД. Предлагаю обращать внимание на современные тенденции развития средств и методов НК.
kama0256 вне форума   Ответить с цитированием
Старый 19.03.2015, 07:54  
Поделиться
#5
admin
Администратор
 
Аватар для admin
 
Регистрация: 16.04.2012
Сообщений: 4,724
Благодарил(а): 76 раз(а)
Поблагодарили: 678 раз(а)
Репутация: 636
По умолчанию

kama0256, в этой статье больше общих мест, которые, несмотря на все пертурбации, остаются актуальными и сегодня. Будем стараться публиковать статьи посвежее.
admin вне форума   Ответить с цитированием
Ответ
Похожие темы
Тема Автор Раздел Ответов Последнее сообщение
Проблемы прогнозирования работоспособности конструкций по данным НК В мире НК Статьи о дефектоскопии 5 12.10.2015 04:56
Особенности и проблемы неразрушающего контроля литой заготовки В мире НК Статьи о дефектоскопии 1 06.09.2015 07:24
Оценка потенциальной опасности дефектов при автоматизированном УЗК объектов В мире НК Статьи о дефектоскопии 2 13.04.2015 04:39
Современная аппаратура для УЗК металлоконструкций admin Статьи о дефектоскопии 4 03.04.2014 09:57
Автоматический ультразвуковой контроль сварных стыков при ст admin Статьи о дефектоскопии 3 28.01.2014 13:30


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: 08:14. Часовой пояс GMT +3. Copyright ©2000 - 2020. 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