2.3.Состав магнитной диагностической системы.

В газовой и нефтяной промышленности широко применяется внутритрубная магнитная дефектоскопия, которая основана на сравнении параметров магнитного поля в средах с разными магнитными характеристиками. Внутритрубное устройство включает в себя постоянный магнит, который создает магнитный поток в продольном направлении вокруг всей окружности и через толщину стенки трубы. По мере перемещения устройства вдоль трубопровода, электромагнитное поле перемещается по стенке трубы. Поток остается в стенке трубы до тех пор, пока в ней не появится дефект. В месте дефекта по наружной или внутренней поверхности создается поле потока, лежащее снаружи стенки трубы. Искажение поля потоком индуцирует сигналы в одну или несколько групп катушек, расположенных между полюсами магнита и направленных вокруг окружности трубы. Полученный электрический сигнал и его расположение относительно трубопровода, записывается на фотопленку. После этого проводится просмотр и распечатка показаний.

Таким образом, все магнитные методы, используемые для контроля состояния стенок магистральных трубопроводов, обычно сводятся к следующей последовательности действий:

-промагничивание стенки трубы в процессе движения снаряда-дефектоскопа;

-съем информации с датчиков магнитного поля;

-накапливание данных на борту дефектоскопа;

-анализ полученной информации в стационарных условиях, решение так называемой "обратной задачи", т.е. восстановление реальной картины аномалий стенки трубы по отснятым магнитограммам.

Устройство внутреннего магнитного контроля позволяет индикаторным способом обнаружить следующие дефекты: коррозия, царапины, вмятины, гофры, твердые точки, особенно чувствительные к дефектам, вызываемым коррозией (например, язвенная коррозия или механические дефекты, имеющие трехмерное измерение). Однако это устройство ненадежно при обнаружении дефектов в форме трещин, особенно ориентированных вдоль образующей трубы, т.к. такие дефекты не вызывают достаточно высокое возмущение поля магнитного потока. Вмятины, гофры, ненормативные изгибы обнаруживаются, т.к. "ласты" датчиков, содержащие чувствительные катушки, отслаивают поверхность трубы и создают тем самым сигнал. Твердые точки обнаруживаются, т.к. имеют магнитную проницаемость, отличную от проницаемости металла. Регистрация данным устройством коррозионных дефектов в значительной степени зависит от глубины дефекта. Важную роль играет также и форма дефекта. Так, коррозионная язва или царапина (при относительно резком изменении толщины стенки трубы) обнаруживаются легче, чем такие же дефекты с медленно изменяющимся профилем по толщине. Равномерное снижение толщины стенки практически не может быть обнаружено за исключением точки перехода. Результатом большой зависимости сигнала от глубины дефекта является классификация данных дефектов в зависимости от потерянной толщины.

В состав магнитного дефектоскопа входят: магнитный дефектоскоп, система анализа, расшифровки данных, составление отчета.

Для оценки качества подготовки трубопровода к пропуску Магнескана в состав системы дополнительно включены: магнитный скребок и снаряд-шаблон.

Магнитный скребок представляет собой самостоятельный односекционный снаряд, который является завершающим звеном программы по очистке трубопровода перед запуском Магнескана (рис. 14). Магнитный скребок предназначается для оценки качества очистки внутренней полости трубы от металлических объектов.

Рис. 14 Магнитный скребок

Пропуск магнитного скребка производится после очистки трубопровода специальными снарядами от отложений , перед пропуском снаряда шаблона. Качественная очистка уменьшает количество неисправностей и неточностей возникающих при пропуске магнитного дефектоскопа. (Крупные предметы 5*5см должны быть полностью удалены из трубопровода, наличие мелких предметов типа сварных электродов допускается не более одного на 10 километров трубопровода). Магнитный скребок состоит из стального корпуса с закрепленными на нем манжетами, магнитами-щетками, магнитами-сборниками, такелажными кольцами.

Снаряд-шаблон магнитного дефектоскопа является двухсекционным снарядом, предназначенным для окончательного определения возможности пропуска Магнескана по участку трубопровода без повреждений (рис. 15).

Рис. 15 Снаряд-шаблон магнитного дефектоскопа MFL

Снаряд-шаблон состоит из двух стальных корпусов соединенных между собой универсальным шарнирным соединением с буксировочной тягой. На каждой секции по окружности установлены поддерживающие колеса предназначенные для центровки снаряда в трубе. Для обеспечения продвижения снаряда в потоке жидкости на передней его секции установлены две манжеты. На шаблоне установлены калибровочные диски и срезные штифты, по повреждениям которых можно сделать заключение о возможности повреждения дефектоскопа. Для осуществлением контроля за движением по трубопроводу используется бортовой передатчик. Обнаружение снаряда осуществляется по сигналам передатчика на низкочастотный локатор на поверхности земли. Безопасность проходного сечения трубопровода для магнитного дефектоскопа определяется по обследованию пластин калибровочных колец и по целостности срезных штифтов.

Магнитный дефектоскоп является двухсекционным (на ø1020-1220мм) или трехсекционным (на ø720-820мм) устройством (рис. 16). Предназначен для неразрушающего контроля трубопровода. Передняя секция представляет собой стальной корпус, с обоих концов которого по периметру расположены постоянные магниты со щетками. Между ними расположено кольцо датчиков. На передней и задней частях корпуса имеются фланцы для крепления пенополеуретановых манжетов. Спереди и сзади имеются такелажные кольца. Вторая секция (для ø1220-1020мм) представляет собой стальной корпус, в котором размещаются модуль электроники, записывающее устройство, батарейный модуль. На внешней части корпуса расположены: второе кольцо датчиков, датчики температуры и дифференциального давления, распределительные коробки. На передней и задней частях расположены поддерживающие колеса для центровки снаряда в трубе, также имеются такелажные кольца. Для ø720-820мм электроника обычно располагается между второй и третьей секцией.

Секции соединены между собой буксировочными тягами с универсальными шарнирами.

Рис. 16 Магнитный дефектоскоп MFL

Магнескан включает в себя две системы: механическую и электронную.

Механическая система состоит из:

- корпусов (герметичных капсул);

- межсекционных соединений;

- поддерживающих колес;

- системы привода;

- приспособление для подъема и транспортировки.

Электронная состоит из:

- модуля обработки и записи данных;

- батарейного модуля;

- внешней электроники.

Система внешней электроники состоит из:

- датчиков внешних электронных модулей;

- проводки (кабель);

- крышек секций.

Одним из важнейших параметров ВТД является высокая разрешающая способность внутритрубных инспекционных снарядов.

Разрешающую способность выбирают исходя из обеспечения безопасности трубопровода с дефектами.

Кроме наличия снарядов с высокой разрешающей способностью вторым условием является наличие методологии по количественной оценке опасности дефектов, по результатам которой устанавливается необходимость вывода трубопровода в ремонт.