Исследование электромагнитных методов и разработка средств дефектоскопии покрытий х трубопроводов, размещенных в грунте

• Автор: Мартынов, Сергей Анатольевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 181 с. : ил.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ДЕФЕКТОСКОПИИ ИЗОЛЯЦИИ ТРУБОПРОВОДОВ, РАЗМЕЩЕННЫХ В ГРУНТЕ
1.1. Известные теоретические и экспериментальные исследования в области дефектоскопии трубопроводов, размещенных в среде с низкой электропроводностью
1.2. Анализ существующих электромагнитных приборов и
систем контроля изоляции трубопроводов
1.3. Основные процедуры диагностики покрытий
1.4. Выводы
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ФУНКЦИИ
РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ ТОКА, ПРОПУСКАЕМОГО ПО ТРУБОПРОВОДУ, РАЗМЕЩЕННОМУ В ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩЕЙ СРЕДЕ
2.1. Физическая модель исследуемого процесса
2.2. Математическая модель и исследование основных закономерностей формирования электромагнитного поля тока, пропускаемого по трубопроводу, размещенному в грунте
2.3. Выводы
ГЛАВА 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛОЖЕНИЯ И СОСТОЯНИЯ
ИЗОЛЯЦИИ ТРУБОПРОВОДОВ, РАЗМЕЩЕННЫХ В ГРУНТЕ
3.1. Способы определения осевой линии трубопровода
с дневной поверхности
3.2. Способы определения глубины заложения подземного трубопровода
3.3. Способы определения пространственного положения
трубопровода
3.3.1. Способ использования систем глобального
позиционирования
3.3.2. Способ использования магнитных антенн в виде
коллемирующих решеток, закрепленных на летательном аппарате
3.4. Способ определения радиуса прогиба трубопровода
3.5. Разработка критериев интегральной оценки состояния изоляционных покрытий подземных трубопроводов, находящихся в эксплуатации и в процессе строительства
3.6. Разработка технологической последовательности диагностики подземных трубопроводов
3.7. Выводы
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРИБОРОВ
ДИАГНОСТИКИ ПОКРЫТИЙ ТРУБОПРОВОДОВ, РАЗМЕЩЕННЫХ В ГРУНТЕ
4.1. Выработка требований к аппаратным средствам диагностики покрытий подземных трубопроводов
4.2. Конструктивные решения и функциональные схемы
4.3. Технические данные системы
4.4. Принцип работы и блок- схема алгоритма аппаратного вычисления
4.5. Использование программного обеспечения
4.6. Результаты промышленного внедрения
4.7. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

Увеличение количества и сроков эксплуатации подземного магистрального трубопроводного транспорта выдвинуло в число первоочередных проблему обеспечения надежности и безопасной эксплуатации трубопроводов и оценки их ресурса. Каждые три дня на газо- и нефтепроводах России случается крупная авария. Максимальное число аварий происходит из-за коррозии металла. Во избежание аварий необходимо постоянно контролировать техническое состояние трубопроводов. Большой вклад в решение этой проблемы вносят средства неразрушающего контроля (НК) и технической диагностики (ТД), использующие различные методы [86, 11,72].
Важное место среди всех методов занимает электромагнитный метод (ЭМ), который обеспечивает высокую надежность обнаружения дефектов в объекте контроля (ОК), высокую производительность, низкое энергопотребление, возможность бесконтактного съема информации и является экологически безопасным. Поэтому он широко используется в средствах НК в различных областях промышленности.
В настоящее время и в будущем стальные трубы остаются основным элементом промысловых и магистральных трубопроводов [65, 63]. Этому способствует их высокая прочность и технологичность применения. Ни стеклопластиковые, ни полимерные трубы не смогут составить им конкуренцию. Но есть проблема: низкая коррозионная стойкость при эксплуатации, решением которой является защитное покрытие наружной и внутренней поверхности, но и оно также подвержено разрушению. Созданная на протяжении 35 - 40 лет уникальная система магистральных трубопроводов для транспортировки газа, нефти и продуктов их переработки является одним из самых крупных инженерных сооружений. Причем только российская часть магистралей составляет около 300 тысяч км, из них большую часть представляют трубы большого диаметра (1220 - 1420 мм) и высокого давления. В настоящее время практически около половины трубопроводов имеют конечный расчетный эксплуатационный ресурс
(2.12а)
(2.13)
Полученное уравнение является неоднородным дифференциальным уравнением Бесселя [45, 104, 126].
Согласно правилам решения неоднородных дифференциальных уравнений (например, [45] или см. приложение 4 в [40]) вначале находится решение однородной части этого уравнения (правая часть приравнивается нулю)
Фундаментальной системой решения является различный набор функций Бесселя. Мы выберем фундаментальную систему решения в виде набора функций Ханкеля [126] - разновидности функции Бесселя:
Ханкеля первого и второго рода ««»-го порядка от аргумента (кг).
Решение неоднородного уравнения Бесселя (2.12а) находится на основе фундаментального решения (2.14) для однородного уравнения с помощью, (например, метода вариации постоянных [45]), Согласно, например, приложения 4в [40], это решение можно записать в виде
где С10, С20 - постоянные, независящие от г; Н$р (кг), (кг) - функции