Акустические методы и средства неразрушающего контроля и дистанционной диагностики трубопроводов

• Автор: Потапов, Иван Анатольевич
• Шифр специальности: 05.02.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 229 с. : ил.

Глава 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ АКУСТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИКИ ТРУБОПРОВОДОВ
1.1. Ультразвуковые методы и средсіва дефектоскопии грубопроводов
1.2. Приборы и технические средства ультразвукового контроля
1.3. Приборы и іехнические средсіва акустоэмиссионной диагносійки
1.4. Корреляционные методы контроля коррозионного состояния ірубопроводов
Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ УЛЬТРАЗВУКОВОГО НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ МНОГОСЛОЙНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБОЛОЧЕК ИЗ КОМПОЗИТОВ
С РЕЗИНОПОДОБНЫМ ПОКРЫТИЕМ
2.1. Моделирование процесса возбуждения и распространения упругих волн Лэмба вдоль цилиндрической оболочки
2.2. Рассеяние упругих волн на дефектах типа «непроклей» между слоями пластика и между пластиком и резииоподобпым покрытием
2.3. Исследование модели и процесса ультразвукового неразрушающего контроля мноюслойных изделий из ПКМ с резииоподобпым покрытием
Глава 3. ОСНОВЫ МЕТОДИКИ ДИАГНОСТИКИ КОРРОЗИОННОГО СОСТОЯНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ
3.1. Физические основы применения ультразвуковых волн Лэмба при контроле за изменением толщины стенки трубопровода, вызванного коррозией
3.2. Аппаратурные средсіва измерения фазовой скорости воли Лэмба в трубопроводах
3.3. Основы методики диагностики контроля коррозионного состояния трубопроводов с использованием волн Лэмба 80 и ао - мод
3.4. Низкочастоіньїе пьезоэлектрические излучатели с вырожденными модами колебаний
3.5 Оптимизация спектра электрического импульса возбуждения с целью
получения упругих импульсов малой длительности
Глава 4. АКУСТО-ЭМИССИОННЫЙ МЕТОД КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННО ВРЕМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК АКУСТИКО-ЭМИССИОННЫХ ИСТОЧНИКОВ
4.1. Физические основы акустико-эмиссионного метода
4.2. Основы меюдики определения пространственно временных характеристик акустоэмиссионных источников
4.3. Акусшческая эмиссия конарукционных маїериалов как основа контроля их механического состояния
4.4. Кинеіическая концепция прочности - методолої ическая основа проіно-зирования механического разрушения
4.5. Явление акустической эмиссии как средсіво наблюдения за грещино-образованием

4.6. Модель параметров акустической эмиссии
4.7. Принципы акустико-эмиссионного прогнозирования механического
разрушения
Глава 5. НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ И ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫЕ СРЕДСТВА ТЕЛЕКОММУНИКА-ЦИОННОГО АКУСТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ТРУБОПРОВОДОВ
5.1. Телекоммуникационная система диагностики и контроля коррозионного состояния и герметичности трубопроводов
5.2. Программное обеспечение телекоммуникационной системы диагностики трубопровода
5.3. Акустический электронный течеискатель типа ФСЭ-1МТ
5.4. Основы методики определения пространственных координат про1ечек в трубопроводах, находящихся под землей
5.5. Конструктивные особенности акустического электронного течеискателя
Глава 6. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИКИ ПРОЧ-НО-СТИ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОНЫХ МАТЕРИАЛОВ
И ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБОЛОЧЕК НА ИХ ОСНОВЕ
6.1. Ультразвуковой временной метод контроля прочности цилиндрических оболочек
6.2. Особенности применения волоконно-оптических преобразователей перемещений при испы гании трубопроводов
6.3. Акустоэмиссионный метод контроля прочноети цилиндрических оболочек
6.4. Ультразвуковой меюд контроля прочности цилиндрических оболочек
по соотношению скоростей УЗК вдоль структурных направлений ПКМ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ И РЕСУРСОВ ИНТЕРНЕТ

Россия по протяженности трубопроводов различного назначения (около 2 млн км внутренних и 15 млн км наружных) занимает второе место в мире после США.
По оценкам специалистов Министерства по чрезвычайным ситуациям, аварийность трубопроводов ежегодно возрастает в 1,7 раза, и в XXI век эти системы жизнеобеспечения страны вошли изношенными на 50-70%....Сейчас на территории России действует 46800 км стальных трубопроводов диаметром от 530 до 1220 мм. Около половины нефтепроводов было построено 30-50 лет назад
В настоящее время по данным корпорации «Лукойл» протяженность российских трубопроводов “в возрасте” более 20 лет составляет 37,1%; более 30 лет -15,9%. Па долю “двадцатилетних” нефтепроводов приходится до 29% от их обшей протяженности, а 25% - уже перевалило рубеж в 30 лет. За последние 10 лет было обследовано более 40 тыс. км магистральных нефтепроводов..., выявлено 14 і ыс. опасных дефектов.
На газопроводах за последние 10 лет по данным корпорации «Лукойл» по результатам пропуска внугритрубных снарядов-дефектоскопов обнаружено более 7,8 тыс. дефектов различного вида (вмятины, “задиры”, коррозионные повреждения), требовавших безотлагательного ремонта. Было усіранено более 2,1 тыс. пі них, кроме гого, заменено около 80 км труб.
Таблица 1 Зависимость доли дефектных труб от срока их службы, %
Даже при использовании самых современных методик для распознавания дефектов не всеїда представляется возможным определять степень их потенциальной опасности.
Так, например, затруднена оценка дефекта как концентратора напряжений, не определяются изменения физико-механических свойств в связи со старением трубных сталей, напряжения в теле самой трубы, участки катодного оіслаивания изоляции и сохранения ее защитных свойств и др. Словом, внутритрубная диагностика пока не в состоянии решить многие из проблем, связанных с эксплуатацией магистральных трубопроводов. По информации, доступной Greenpeace, от 10 до 20 миллионов тонн нефти и ог 6 до 50 миллиардов кубических метров таза в России теряются ежегодно из-за утечек и загрязняют окружающую среду Масштаб утечек составляет от 3 до 7 % от общею количества добываемой нефти.
В основном, аварии на нефтепроводах происходят по причине износа труб (более 1/3 нефтепроводов имеют возраст более 30 лет), из-за внутренней коррозии (внутрипромысловые нефтепроводы) и из-за внешней коррозии (магистральные нефтепроводы). Часто нефтепроводы прокладывают с нарушением глубины залоБездефектные трубы 1рубы с дефектами В том числе с опасными дефектами
До Шлет 10-20лет 20-30лет
88,1 74,4 64,7
11,9 25,6 35,3
0,05 0,34 0,44

Электропитание Сеть переменного тока с напржени-ем 90-260 В (автопереключение), частотой 60/50 Г ц
Источник постоянного тока 12 В (через внешний адаптер)
Условия эксплуатации Температура от + 15 до +30°С
Многоканальный акустико-эмиссионный прибор ЛОКУС - 4320Д, 4640Д
Прибор предназначен для определения координат и степени опасности дефектов методом акустической эмиссии и обеспечивает неразрушающий контроль состояния сложных или многочисленных объектов типа больших резервуаров, сосудов, работающих под давлением, подъемных кранов.
Выявляет дефекты типа трещин, зоны значительных пластических деформаций и коррозионных повреждений.
Позволяет заблаговременно предупреждать аварии оборудования и локализовать их возможные места.
Рекомендуется для неразрушающей диагностики оборудования нефтяной, га-зовой, нефтехимической промышленности, машиностроения и других отраслей.
Основные характеристики Число каналов - 32 или 64, расширяемое до 80 Уровень шума, приведенный ко входу - не более 6 мкВ Пороги, программно устанавливаемые по каналам - 12-88 дБ Шаг установки порогов - 1 дБ Измеряемые параметры Прибор обеспечивает измерение следующих параметров сигналов АЭ: число импульсов, абсолютное время прихода импульса, амплитуда, энергетический параметр и время нарастания импульса, среднеквадратичное значение сигнала.
Масса и габариты Масса прибора - не более 11 кг (32 канала) Габариты прибора - не более 142x400x460 мм (32 канала) Состав прибора Включает базовый промышленный компьютер РеШшт 133-200 и комплект датчиков, предусилителей и кабелей
Электропитание Условия эксплуатации