RU2622355C2 - Способ внутритрубной дефектоскопии стенок трубопроводов - Google Patents
Способ внутритрубной дефектоскопии стенок трубопроводов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2622355C2 RU2622355C2 RU2015153580A RU2015153580A RU2622355C2 RU 2622355 C2 RU2622355 C2 RU 2622355C2 RU 2015153580 A RU2015153580 A RU 2015153580A RU 2015153580 A RU2015153580 A RU 2015153580A RU 2622355 C2 RU2622355 C2 RU 2622355C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe wall
- pipeline
- electrodes
- electrical impedance
- pipe
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
- F17D5/00—Protection or supervision of installations
- F17D5/02—Preventing, monitoring, or locating loss
- F17D5/06—Preventing, monitoring, or locating loss using electric or acoustic means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
- G01R29/02—Measuring characteristics of individual pulses, e.g. deviation from pulse flatness, rise time or duration
- G01R29/027—Indicating that a pulse characteristic is either above or below a predetermined value or within or beyond a predetermined range of values
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к внутритрубной диагностике трубопроводов. Способ заключается в измерении частотной характеристики электрического импеданса приповерхностного слоя стенки трубы. Электроды аксиально перемещают внутри трубопровода как непрерывно, так и дискретно с интервалом, равным межэлектродному расстоянию. Зоны дефекта выявляют путем определения отклонений частотной характеристики электрического импеданса от заданных значений с привязкой к текущим координатам участка. По сформированной в системе управления команде электроды возвращают к координатам участка трубопровода с выявленным дефектом и проводят повторную дефектоскопию с последующей обработкой результатов измерений. Дефекты в стенке трубы выявляют отклонением частотной характеристики электрического импеданса приповерхностного слоя стенки трубы от заданных значений, измеренных зондирующим сигналом в диапазоне частот, задаваемом в зависимости от глубин зондирования стенки и межэлектродного расстояния. Электрический импеданс измеряют бесконтактной емкостной связью электродов, расположенных кольцевыми рядами, с внутренней поверхностью трубопровода. Технический результат - повышение точности и достоверности дефектоскопии. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к области физики, в частности к способам неразрушающего контроля качества стенок трубопроводов, и может быть использовано для создания внутритрубного дефектоскопа.
Известен способ внутритрубной дефектоскопии при помощи дефектоскопов-снарядов, заключающийся в измерении отклонений величин параметров материала стенок трубы и электрического тока, распределенного в ее стенках, от их заданных значений, в процессе перемещения дефектоскопа-снаряда по трубопроводу в потоке транспортируемого продукта, привязке выявленного отклонения к текущим координатам и регистрации результатов измерений и текущих координат. По сформированной в системе управления команде производят остановку дефектоскопа-снаряда, возвращают дефектоскоп-снаряд к координатам выявленного отклонения и со скоростью, обеспечивающей заданную точность измерений, проводят повторную дефектоскопию зоны выявленного отклонения с последующей обработкой результатов измерений и регистрацией информации (Патент RU №2109206 С1. Способ внутритрубной дефектоскопии и дефектоскоп-снаряд для его осуществления. МПК: F17D 5/00, В08В 9/04, 20.04.1998). Данный способ внутритрубной дефектоскопии принят за прототип.
Основным недостатком известного технического решения является недостаточная точность дефектоскопии и достоверность информации, получаемой в результате его реализации, и необходимость плотного контакта электродов с поверхностью стенки трубы, затрудняющий аксиальное перемещение дефектоскопа-снаряда по трубопроводу.
Основной задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является повышение точности дефектоскопии и достоверности информации, полученной в результате измерения частотных характеристик электрического импеданса распределенной резистивной среды в приповерхностном слое стенки трубы и локализации дефектов в стенке трубопровода путем бесконтактной емкостной связи электродов с внутренней поверхностью трубы.
Техническим результатом, достигаемым заявляемым техническим решением, является повышение точности и достоверности дефектоскопии стенок трубопровода.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе внутритрубной дефектоскопии стенок трубопроводов, заключающемся в измерении величины электрического тока, распределенного в стенке трубы, электродами, расположенными кольцевыми рядами, аксиальным перемещением по трубопроводу, и выявлении зоны дефекта в стенке трубопровода путем определения отклонений распределенного в стенке трубы электрического тока от заданных значений с привязкой к текущим координатам, затем по сформированной в системе управления команде электроды возвращают к координатам участка трубопровода с выявленным отклонением и проводят повторную дефектоскопию с последующей обработкой результатов измерений и регистрацией информации о состоянии структуры материала стенки трубопровода, согласно предложенному техническому решению,
дефекты в стенке трубы выявляют отклонением частотной характеристики электрического импеданса приповерхностного слоя стенки трубы от заданных значений, измеренных зондирующим сигналом в диапазоне частот, задаваемом в зависимости от глубин зондирования стенки и межэлектродного расстояния, с последующей обработкой отклонений частотной характеристики электрического импеданса с привязкой к текущим координатам трубопровода;
частотную характеристику электрического импеданса приповерхностного слоя стенки трубы измеряют бесконтактной емкостной связью электродов с внутренней поверхностью трубопровода;
электроды перемещают по трубопроводу как непрерывно, так и дискретно с интервалом, равным межэлектродному расстоянию;
дефект в стенке трубы выявляют сравнением частотной характеристики электрического импеданса на двух смежных участках трубы с равным межэлектродным расстоянием, и по отклонению составляющих частотной характеристики электрического импеданса на одном из участков выявляют зону дефекта в стенке трубы и регистрируют координаты участка с отклонением частотной характеристики электрического импеданса для повторной локальной дефектоскопии стенки трубы;
повторную дефектоскопию стенки трубы выполняют измерением электрического импеданса приповерхностного слоя на длине дуги внутренней образующей стенки трубы, равной межэлектродному расстоянию, по мере аксиального перемещения электродов по трубопроводу в координатах участка с выявленным отклонением частотной характеристики электрического импеданса.
Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленного способа внутритрубной дефектоскопии, отсутствуют. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна».
Результаты поиска известных решений в данной области техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявляемого технического решения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявляемого технического решения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».
Заявленное техническое решение может быть успешно использовано для решения проблем диагностики стенок трубопроводов. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».
На фиг. 1 показана схема внутритрубной дефектоскопии стенок трубопроводов двурядным расположением электродов; на фиг. 2 - то же, трехрядным расположением электродов; на фиг. 3 - то же, кольцевым расположением электродов.
Сущность предлагаемого способа внутритрубной дефектоскопии стенок трубопроводов заключается в следующем
С помощью двух бесконтактных со стенкой трубы электродов 1, подключенных к источнику переменного тока и образующих емкостную электрическую связь с внутренней поверхностью металлической трубы 2, измеряют частотную характеристику импеданса межэлектродного участка L трубы, изменяя частоту источника переменного тока от до . Глубина проникновения Δy переменного тока в стенку трубы 2 зависит от частоты и определяется по известной формуле:
где μo и μ - абсолютная и относительная магнитные проницаемости материала трубы; σ - удельная проводимость; - частота переменного тока (см. Физический энциклопедический словарь. М., Советская энциклопедия, 1983 г., стр. 690).
Максимальная глубина проникновения Δymax имеет место при минимальной частоте , а наименьшая глубина Δymin - при максимальной частоте переменного тока. Таким образом, изменяя частоту переменного тока источника от до , можно зондировать стенку трубы по толщине. Наличие дефекта 3 (трещина, каверна, коррозия и т.п.) в стенке трубы приводят к удлинению пути протекания высокочастотного зондирующего тока (повышению погонного сопротивления) и, соответственно, к отклонению импеданса от его значения в бездефектной стенке 2. Таким образом, наличие дефекта 3 и глубина его залегания в стенке трубы определяется по частоте переменного тока, при котором значение импеданса отклонилось от заданного значения , регистрируемого соответствующим прибором - измерителем импеданса. Внутритрубную дефектоскопию стенок 2 трубопроводов выполняют с внутренней стороны трубы зондирующим сигналом в диапазоне частот , задаваемом в зависимости от глубин Δy зондирования стенки 2 и межэлектродного расстояния L кольцевых рядов электродов 1. Ввод в толщу стенки 2 трубы и вывод зондирующего сигнала осуществляют через электроды путем бесконтактной или контактной емкостной связи с внутренней поверхностью трубопровода. Кольцевые электроды располагают относительно внутренней поверхности трубы с зазором ε кольцевыми рядами на расстоянии L друг от друга. Глубина зондирования при этом зависит от частоты зондирующего сигнала. Импеданс измеряют аксиальным перемещением электродной системы по трубопроводу как непрерывно, так и дискретно с интервалом, равным межэлектродному расстоянию L, и по его отклонению от заданного значения фиксируют координаты участка трубы с дефектом 3 (Фиг. 1).
Дефектоскопию стенок 2 трубопроводов тремя кольцевыми электродами 1 с одинаковым межэлектродным расстоянием l1=l2=L/2, включенными по мостовой измерительной схеме, проводят аксиальным перемещением электродов 1 вдоль трубопровода. Дефект 3 в стенке 2 трубы выявляют регистрацией дисбаланса напряжения в диагонали электрического моста, образованного двумя резисторами R1, и электрических импедансов и на смежных участках трубы (Фиг. 2). При отсутствии дефекта 3 на смежных участках трубы значения , мост сбалансирован и напряжение на диагонали моста близко к нулю, на что показывает регистратор 4, подключенный к диагонали моста. При появлении дефекта 3 возникает отличие электрических импедансов на смежных участках, что приводит к дисбалансу моста и появлению дисбаланса напряжения в диагонали моста, что индицируется регистратором 4.
С выявлением дефекта 3 в стенке 2 трубопровода по сформированной в системе управления команде электроды 1 возвращают к координатам участка трубопровода с выявленным отклонением частотной характеристики электрического импеданса и проводят повторную дефектоскопию, которую выполняют электрическим импедансом приповерхностного слоя на длине дуги внутренней образующей стенки трубы, равной межэлектродному расстоянию L. Располагая кольцевые электроды 1 на расстоянии l1=l2=L/2 друг от друга на внутреннем диаметре D трубопровода, при одноканальной измерительной системе, диагностируемая площадь будет равной S=πDL. Внутритрубную дефектоскопию стенки 2 ведут по мере аксиального перемещения электродов 1 по трубопроводу в координатах участка выявленного отклонения частотной характеристики электрического импеданса с локализацией дефекта 3 в стенке 2 трубопровода и последующей обработкой результатов измерений и регистрацией информации о состоянии структуры материала стенки 2 трубопровода (Фиг. 3).
Пример внутритрубной дефектоскопии стенок трубопроводов.
Внутритрубную дефектоскопию стенки 2 трубопровода ведут многорядным расположением электродов 1 по длине и внутреннему диаметру D образующей трубы. Количество электродов 1 выбирается исходя из точности локализации участка дефекта 3. Например, при 9 электродах, положение дефекта 3 в стенке 2 трубы определяется с угловым разрешением 40 градусов. При этом каждая тройка электродов подключается к соответствующей мостовой схеме, как показано на фиг. 2 и 3. Перемещая электродную систему вдоль трубопровода, регистрируют сигнал дисбаланса на диагоналях мостов пары смежных электродов 1. Появление сигнала дисбаланса и соответственно координата и угловое положение дефектного участка регистрируется регистратором 4. Так, на частоте f1=10 кГц глубина проникновения зондирующего сигнала электрического импеданса в стальную стенку трубы составляет Δy1=16 мм, на частоте и на частоте . С выявлением дефекта 3 в стенке 2 трубопровода электроды 1 по сформированной в системе управления команде возвращают к координатам участка трубопровода с выявленным отклонением частотной характеристики электрического импеданса и проводят повторную дефектоскопию, которую выполняют электрическим импедансом приповерхностного слоя на длине дуги вдоль внутренней образующей стенки 2 трубы, располагая кольцевые электроды 1 на расстоянии l1=l2=L/2 друг от друга, диагностируя площадь равной S=πDL. Внутритрубную дефектоскопию стенки 2 ведут по мере аксиального перемещения электродов 1 по трубопроводу в координатах участка выявленного отклонения частотной характеристики электрического импеданса с локализацией дефекта 3 в стенке 2 трубопровода и последующей обработкой результатов измерений и регистрацией информации о состоянии структуры материала стенки 2 трубопровода.
Claims (5)
1. Способ внутритрубной дефектоскопии стенок трубопроводов, заключающийся в измерении величины электрического тока, распределенного в стенке трубы, электродами, расположенными кольцевыми рядами, аксиальным перемещением по трубопроводу, и выявлении зоны дефекта в стенке трубопровода путем определения отклонений распределенного в стенке трубы электрического тока от заданных значений с привязкой к текущим координатам, затем по сформированной в системе управления команде электроды возвращают к координатам участка трубопровода с выявленным отклонением и проводят повторную дефектоскопию с последующей обработкой результатов измерений и регистрацией информации о состоянии структуры материала стенки трубопровода, отличающийся тем, что дефекты в стенке трубы выявляют отклонением частотной характеристики электрического импеданса приповерхностного слоя стенки трубы от заданных значений, измеренных зондирующим сигналом в диапазоне частот, задаваемом в зависимости от глубин зондирования стенки и межэлектродного расстояния, с последующей обработкой отклонений частотной характеристики электрического импеданса с привязкой к текущим координатам трубопровода.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что частотную характеристику электрического импеданса приповерхностного слоя стенки трубы измеряют бесконтактной емкостной связью электродов с внутренней поверхностью трубопровода.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что электроды перемещают по трубопроводу как непрерывно, так и дискретно с интервалом, равным межэлектродному расстоянию.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дефект в стенке трубы выявляют сравнением частотной характеристики электрического импеданса на двух смежных участках трубы с равным межэлектродным расстоянием и по отклонению частотной характеристики электрического импеданса на одном из участков выявляют зону дефекта в стенке трубы и регистрируют координаты участка с отклонением частотной характеристики электрического импеданса для повторной локальной дефектоскопии стенки трубы.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что повторную дефектоскопию стенки трубы выполняют измерением электрического импеданса приповерхностного слоя на длине дуги внутренней образующей стенки трубы, равной межэлектродному расстоянию, по мере аксиального перемещения электродов по трубопроводу в координатах участка с выявленным отклонением частотной характеристики электрического импеданса.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015153580A RU2622355C2 (ru) | 2015-12-14 | 2015-12-14 | Способ внутритрубной дефектоскопии стенок трубопроводов |
PCT/RU2016/000856 WO2017105281A2 (ru) | 2015-12-14 | 2016-12-07 | Способ внутритрубной дефектоскопии стенок трубопроводов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015153580A RU2622355C2 (ru) | 2015-12-14 | 2015-12-14 | Способ внутритрубной дефектоскопии стенок трубопроводов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015153580A RU2015153580A (ru) | 2016-06-10 |
RU2622355C2 true RU2622355C2 (ru) | 2017-06-14 |
Family
ID=56115013
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015153580A RU2622355C2 (ru) | 2015-12-14 | 2015-12-14 | Способ внутритрубной дефектоскопии стенок трубопроводов |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2622355C2 (ru) |
WO (1) | WO2017105281A2 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2702408C1 (ru) * | 2019-01-09 | 2019-10-08 | Анатолий Николаевич Наянзин | Способ и устройство для сканирующей дефектоскопии внутренних защитно-изоляционных покрытий трубопроводов |
RU2718136C1 (ru) * | 2019-10-08 | 2020-03-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпромнефть Научно-Технический Центр" (ООО "Газпромнефть НТЦ") | Способ и устройство контроля технического состояния внутренних защитно-изоляционных покрытий действующих промысловых трубопроводов |
RU2718711C1 (ru) * | 2019-07-01 | 2020-04-14 | Леонтий Рустемович Григорьян | Способ диагностики дефектов изоляционного покрытия трубопроводов |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107402233B (zh) * | 2017-07-12 | 2024-03-05 | 温州职业技术学院 | 一种海底管道的光电检测报警装置 |
CN108773598B (zh) * | 2018-08-13 | 2020-06-09 | 西安石油大学 | 一种用于埋地油罐渗漏的在线监测装置及方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2109206C1 (ru) * | 1996-04-11 | 1998-04-20 | Научно-производственное объединение машиностроения | Способ внутритрубной дефектоскопии и дефектоскоп-снаряд для его осуществления |
EA012925B1 (ru) * | 2006-06-30 | 2010-02-26 | В Э М Франс | Неразрушающий контроль металлических изделий ультразвуком |
RU2451867C2 (ru) * | 2010-06-17 | 2012-05-27 | Открытое акционерное общество "Газпром" | Аппарат внутритрубного контроля и способ перемещения его в магистральном газопроводе с заданной равномерной скоростью |
-
2015
- 2015-12-14 RU RU2015153580A patent/RU2622355C2/ru not_active IP Right Cessation
-
2016
- 2016-12-07 WO PCT/RU2016/000856 patent/WO2017105281A2/ru active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2109206C1 (ru) * | 1996-04-11 | 1998-04-20 | Научно-производственное объединение машиностроения | Способ внутритрубной дефектоскопии и дефектоскоп-снаряд для его осуществления |
EA012925B1 (ru) * | 2006-06-30 | 2010-02-26 | В Э М Франс | Неразрушающий контроль металлических изделий ультразвуком |
RU2451867C2 (ru) * | 2010-06-17 | 2012-05-27 | Открытое акционерное общество "Газпром" | Аппарат внутритрубного контроля и способ перемещения его в магистральном газопроводе с заданной равномерной скоростью |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Основы технической диагностики трубопроводных систем нефти и газа: Учебник для вузов/А.М.Шаммазов и др. - СПб.: Недра, 2009. - 512 с., с.117, 198-205. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2702408C1 (ru) * | 2019-01-09 | 2019-10-08 | Анатолий Николаевич Наянзин | Способ и устройство для сканирующей дефектоскопии внутренних защитно-изоляционных покрытий трубопроводов |
RU2718711C1 (ru) * | 2019-07-01 | 2020-04-14 | Леонтий Рустемович Григорьян | Способ диагностики дефектов изоляционного покрытия трубопроводов |
RU2718136C1 (ru) * | 2019-10-08 | 2020-03-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпромнефть Научно-Технический Центр" (ООО "Газпромнефть НТЦ") | Способ и устройство контроля технического состояния внутренних защитно-изоляционных покрытий действующих промысловых трубопроводов |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2017105281A3 (ru) | 2017-07-20 |
RU2015153580A (ru) | 2016-06-10 |
WO2017105281A2 (ru) | 2017-06-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2622355C2 (ru) | Способ внутритрубной дефектоскопии стенок трубопроводов | |
AU2008208688B2 (en) | Method and apparatus for non-destructive testing | |
US9030196B2 (en) | Apparatus and method for eddy current inspection of tubular components | |
US7038445B2 (en) | Method, system and apparatus for ferromagnetic wall monitoring | |
Dziczkowski | Elimination of coil liftoff from eddy current measurements of conductivity | |
JP2009282027A (ja) | 導電性材料からなる試験対象物における特に亀裂の渦電流表示を判定して評価する方法 | |
Chen et al. | Inversion method in pulsed eddy current testing for wall thickness of ferromagnetic pipes | |
JP2009282027A6 (ja) | 導電性材料からなる試験対象物における特に亀裂の渦電流表示を判定して評価する方法 | |
EP3344982B1 (en) | A method and system for detecting a material discontinuity in a magnetisable article | |
Nguyen et al. | Improved signal interpretation for cast iron thickness assessment based on pulsed eddy current sensing | |
JP2009036682A (ja) | 渦電流センサ、硬化層深さ検査装置及び硬化層深さ検査方法 | |
KR100763569B1 (ko) | 금속 표면의 결함을 측정하기 위한 어레이형 용량성 센서 | |
RU2614414C1 (ru) | Способ комплексного наземного бесконтактного технического диагностирования подземного трубопровода | |
Simm et al. | Investigation of the magnetic field response from eddy current inspection of defects | |
JP2020071125A (ja) | 欠陥判定方法、欠陥判定装置、鋼板の製造方法、欠陥判定モデルの学習方法、及び欠陥判定モデル | |
Faraj et al. | Investigate of the effect of width defect on eddy current testing signals under different materials | |
KR102008105B1 (ko) | 멀티 채널 와전류센서를 이용한 레일 결함 검출 장치, 센서 교정 방법 및 결함 검출 방법 | |
JP2013224916A (ja) | 研削焼け判定装置および研削焼け判定方法 | |
CN108680607B (zh) | 基于多向交流电位降的管道裂纹腐蚀监测方法 | |
JP2003043016A (ja) | 非破壊き裂深さ判定法 | |
CN111044604B (zh) | 一种acfm单轴磁信号评估方法 | |
KR102052849B1 (ko) | 멀티 채널 와전류센서를 이용한 레일 결함 검출 장치, 센서 교정 방법 및 결함 검출 방법 | |
KR20180125748A (ko) | 블레이드 표면검사방법 및 표면검사장치 | |
RU2694428C1 (ru) | Измерительный тракт вихретокового дефектоскопа для контроля труб | |
Strapacova et al. | Defect Identification using Eddy Current Sweep Frequency Technique |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181215 |