Создание автоматизированного сканера-дефектоскопа для вихретокового контроля стального трубопровода

• Автор: Коннов, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 145 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Методы и технические средства диагностирования технического состояния стальных трубопроводных систем
1.1. Проблемы технической диагностики трубопроводных систем. Пути решения С ПОМОЩЬЮ методов И технических средств не- д

разрушающего контроля стальных изделий

1.2. Методы и технические средства внутритрубной диагностики стальных трубопроводов
1.3. Методы и технические средства дистанционного и наружного контроля поверхности стальных трубопроводов
Выводы

Глава 2. Исследование и анализ сигнала вихретокового

преобразователя над стальной трубой

2.1. Анализ сигнала дифференциального вихретокового преобразователя над дефектами сплошности стальной трубы
2.2. Анализ сигнала дифференциального вихретокового преобразователя над сварным швом стальной трубы
2.3.Спектральный и вейвлетный анализ сигнала дифференциального вихретокового преобразователя над дефектами сплошности в стальной трубе
Выводы
Глава 3. Вейвлетное преобразование сигнала вихретокового преобразователя и повышение выявляемое дефектов ^
сплошности в стальной трубе
3.1. Поиск оптимальных параметров вейвлетного преобразова-
ния сигнала дифференциального вихретокового преобразователя
3.2.Оптимальное вейвлетное преобразование сигнала вихретокового преобразователя над дефектами сплошности в стальной трубе.
3.3. Оптимальное вейвлетное преобразование сигнала вихретокового преобразователя над сварным швом стального трубы с дефек- ^
том сплошности
Выводы
Глава 4. Исследование информативности сигнала вихретокового преобразователя и оценка геометрических параметров ^
дефектов сплошности в стальной трубе
4.1. Оценка количества информации в сигнале дифференциального вихретокового преобразователя о параметрах дефекта сплошно- ^
сти в стальной трубе
4.2. Условия оценки геометрических параметров дефекта сплошности в стальной трубе с заданной точностью
4.3. Определение геометрических параметров дефекта сплош-

ности в стальной трубе на основе детерминированных признаков классификации
Выводы
Глава 5. Разработка автоматизированного сканера-дефектоскопа АСД «Вихрь» для контроля наружной поверхности стального трубопровода
5.1. Общее устройство автоматизированного сканера-
дефектоскопа АСД «Вихрь»
5.2. Описание программного обеспечения автоматизированного сканера-дефектоскопа АСД «Вихрь»
5.3. Результаты лабораторных и стендовых испытаний автоматизированного сканера-дефектоскопа АСД «Вихрь»
Выводы
Основные выводы и рекомендации
Список использованной литературы
Приложение А. Блок-схемы программных модулей ПО сканера-дефектоскопа АСД «Вихрь»
Приложение Б Патент на изобретение сканера-дефектоскопа АСД «Вихрь»
Приложение В. Протокол исследовательских испытаний наружного автоматизированного вихретокового сканера-дефектоскопа АСД «Вихрь»

ВВЕДЕНИЕ
Обеспечение безопасности эксплуатации трубопроводных систем является одной из важных задач современной технической диагностики. Для ее успешного решения применяются технологии дистанционного (в том числе аэрокосмического) мониторинга, внутритрубного и наружного контроля стальных трубопроводов различного назначения (газопроводы, нефтепроводы, нефтепродук-топроводы, технологические трубопроводы и т.д.).
Это позволяет своевременно выявлять накопленные повреждения, оценивать фактическое техническое состояние стальных трубопроводов, расчетным способом оценивать их остаточный ресурс, назначать состав, объемы и сроки ремонтных работ и реконструкции поврежденных участков стальных трубопроводов.
Осуществление капитального ремонта и реконструкции всех устаревших стальных трубопроводов практически невозможно по причине огромной протяженности трубопроводных сетей, приводящей к ограничениям технического и экономического характера. Поэтому наиболее целесообразным и эффективным, в данной ситуации, являются выборочный ремонт и реконструкция отдельных участков сети стальных трубопроводов, основанных на полученной диагностической информации.
Опыт технической диагностики стальных трубопроводов показывает, что для эффективного осуществления таких мероприятий оказывается недостаточными объем и качество диагностической информации, получаемой техническими средствами дистанционного и внутритрубного контроля. Это обусловлено тем, что технические средства внутритрубной диагностики обладают недостаточной чувствительностью к дефектам наружной поверхности стальной трубы, в том числе при выявлении стресс-коррозионных трещин металла и сравнительно мелких, но опасных, дефектов сплошности стального трубопровода (например, точечных коррозионных повреждений металла).
Наиболее надежная и достоверная диагностическая информация о техническом состоянии стального трубопровода получается при его обследовании

игЛй) = 0,661 а - 0,0156 а2 (я2 = 0,992); (2.бв)
- для сверлений с глубиной й = 4.0 мм:
и1т(а) = 0,7758 а - 0,0225 й2 (Я2 = 0,998); (2.6г)
- для сверлений с глубиной й= 5.0 мм:
и1т(а) = 0,7826 а - 0,0231 а2 (Я2 = 0,998). (2.6д)
Зависимость амплитуды сигнала дифференциального ВТП (вещественный канал Яеи1п1) от диаметра сверлений в стальной трубе описывается полиномами следующего вида:
- для сверлений с глубиной й = 1.5 мм:
Яеи,т(а) = 270,72 а - 9,5394 а2 (Я2 = 0,947); (2.7а)
- для сверлений с глубиной й = 2.0 - 5.0 мм:
Яеи,т(а) = 262,91 а - 7,7997 а 2 (Я2 = 0,978). (2.76)
Зависимость амплитуды сигнала дифференциального ВТП (мнимый канал йпТйщ) от диаметра сверлений в стальной трубе описывается полиномами следующего вида:
- для сверлений с глубиной й = 1.5 мм:
1ти1т (б) = 19,742 а - 0,3376 а 2 , (2.8а)
- для сверлений с глубиной й = 2.0 - 5.0 мм:
1ти1т (б) = 19,257 а - 0,3052 а 2 . (2.86)
На рис.2.4 показаны зависимости амплитуды сигналов абсолютного и дифференциального каналов ВТП от диаметра сверлений разной глубины в стальной трубе (глубина меняется от й =1.5 мм до 5 мм).
Значения фазы сигнала дифференциального канала ВТП, измеренного над сверлениями в стальной трубе и рассчитанного по формуле (2.1), удовлетворяют равенству:
Ф = 5.3 0 ± 20 %. (2.9)