Акустическая томография трубопроводов. Метод акустической томографии (АТ)

Метод АТ основывается на известном физическом явлении- возбуждении потоком воды зон (интервалов) повышенных напряжений трубопровода на их собственных резонансных частотах. К таким зонам относятся также и интервалы, на которых имеется утонение стенки трубы за счет коррозии (внутренней и внешней). Исследования на стенде и на действующих трубопроводах показали, что дефекты размером в поперечнике несколько десятков сантиметров и более излучают сигналы в диапазоне частот от 300 до 5000 Гц - акустический диапазон. Эти сигналы передаются через жидкость к концам участка трубы, где и фиксируются акселерометрами (виброакустическими датчиками).
Основное достоинство метода- высокая достоверность результатов и экономичность, обусловленная следующими технологическими особенностями:

• для проведения диагностирования не требуется менять режим экспдуатации трубопровода;
• на проведение диагностирования не влияют наличие у трубопровода углов поворота и компенсаторов;
• для проведения диагностирования достаточно получить доступ к трубопроводу в камерах или смотровых колодцах, т.е. в основной массе случаев можно обойтись без шурфов;
• для установки датчиков требуется снимать минимум изоляции. Получить доступ к металлу трубы достаточно в пятне, по площади соответствующем размерам основания датчика. Как правило такие места без изоляции имеются в любой камере или смотровом колодце;
• обработка данных производится автоматически.

Синхронный регистратор акустических сигналов «Акустический томограф «Каскад-3»-улучшенная версия акустического томографа, обеспечивающая синхронную запись акустических сигналов по двум каналам. Полностью отечественная разработка.
В отличие от обычных корреляционных течеискателей синхронный регистратор акустических сигналов «Акустический томограф «Каскад-3» обладает не одной, а двумя функциями:

• при совместном использовании с ПО "Акустическая томография- Каскад" для диагностики трубопроводов горячего и холодного водоснабжения;
• при совместном использовании с ПО "Течь" как высокочувствительный корреляционный течеискатель.

Прибор имеет:

• уменьшены габариты всех блоков;
• разработаны новые датчики повышенной чувствительности и улучшенное соотношение сигнал-шум.

Акустический течеискатель состоит из трех блоков:

• двух выносных автономных регистраторов, к которым подключаются высокочувствительные датчики
• блока задания режимов регистрации.

Томограф позволяет осуществить одновременную синхронную регистрацию акустических сигналов, распространяющихся по воде, записать «шум тока воды». Далее информация переводится компьютер и обрабатывается с помощью специальных программ.

До перевода в компьютер прибор позволяет осуществить более 80-ти записей.

Необходимая одновременность регистрации сигналов на автономных и разнесенных блоках регистрации обеспечивается высоким уровнем синхронизации в момент начала работ и высокоточными таймерами. Такая схема работы обеспечивает большую надежность работы в городских условиях чем кабельные линии связи и радиоканалы.

В функции корреляционного течеискателя прибор позволяет обнаруживать течи:

• длина единичного участка - от 50 до 300 м;
• точность определения местоположения течи - 1% от длины участка;
• минимальная интенсивность утечки воды - 0,5 м3/час.

Функция прибора для диагностики технического состояния трубопровода:

• диаметр трубопровода - более 80 мм;
• длина единичного участка - от 40 до 300 м;
• точность определения местоположения дефекта - 1,5% от длины участка;
• достоверность идентификации дефекта по параметру опасности образования течи - 80%.

Метод Акустической томографии является развитием технологии корреляционного течеискания. В связи с этим оборудование для Акустической томографии также обладает функциями корреляционных течеискателей.

Для обнаружения местоположения течи с помощью корреляционных течеискателей, на концах обследуемого участка, в точках доступа (тепловые и смотровые камеры, подвалы домов, шурф и т.п), на поверхность трубы устанавливаются два виброакустических датчика, которые фиксируют звуковые сигналы, распространяющиеся по воде внутри трубы. Сигналы от датчиков передаются на блок оператора, где осуществляется автоматическая их обработка.
В ходе обработки, поступающие акустические сигналы фильтруются для выделения значимых сигналов от течи на фоне различных шумов. Далее осуществляется корреляционный анализ, позволяющий определить местоположение источника сигнала.
О местоположении течи судят по расположению максимума корреляционной функции.
Рассмотрим принцип работы корреляционных течеискателей и показатели по обнаружению и определению местоположения течи несколько подробнее.

Проблема диагностики дефектных участков трубопроводов и предотвращения протеканий – одна из наиболее актуальных в отрасли. ООО «Рент Технолоджис» предлагает Вашему вниманию опыт разработки и применения метода акустической томографии. Данный метод позволяет обследовать и диагностировать дефектные участки трубопровода без изменения эксплуатационного режима.

26.12.2016

Акустическая томография позволяет обнаружить места повышенной акустической эмиссии или акустические аномалии, возникновение которых обусловлено утонением стенки трубы вследствие как наружной, так и внутренней коррозии или интенсивной трещиноватостью.

Кроме того, метод позволяет выявить акустические аномалии, которые возникают в местах перенапряжения металла, что, в свою очередь, приводит к изменению профиля трубы и разрушению конструктивных элементов.

ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДА

Метод акустической диагностики (АТ-метод) относится к так называемым «оперативным методам», или «экспресс-методам». Он позволяет определить остаточный рабочий ресурс трубопровода или необходимость его перекладки. Также возможно определить участки, на которых необходимо осуществить шурфовку и провести локальные профилактические работы для предотвращения образования течи.

Методом диагностируются трубопроводы наземные и подземные, канальной и бесканальной прокладки, находящиеся в режиме эксплуатации при давлении более 2,5 атмосфер. Диаметр трубопровода – от 80 до 1500 мм. Длина единичного участка для диагностики – от 40 до 300 м. Точность определения местоположения дефекта – 1% от базовой постановки датчиков.

Работы по диагностике осуществляются следующим образом: на концах диагностируемого участка в точках доступа размещаются датчики, соединенные с регистраторами. Регистраторы работают автономно и синхронно. Между ними нет ни кабельной линии связи, ни радиоканала. Осуществляется запись шума тока транспортируемой жидкости по трубе. После этого полученные записи обрабатываются на компьютере с помощью специального программного обеспечения, а результат обработки представляется на графике, где ось X – расстояние от одного из датчиков, а ось Y – уровень энергии сигнала эмиссии. Пример приведен на рис. 1.

С помощью данной методики осуществляется оценка остаточного ресурса. Если ресурс исчерпан, даются рекомендации, в каком месте лучше осуществить шурфовку и провести экспертизу. А для трубопроводов с достаточным для дальнейшей эксплуатации рабочим ресурсом в местах с повешенной акустической эмиссией даются рекомендации по проведению профилактических ремонтных работ с целью предотвращения порывов.

В настоящее время АТ-метод получил наибольшее применение для диагностики трубопроводов горячего водоснабжения. В частности, Московская объединенная энергетическая компания (МОЭК), на балансе которой находятся все тепловые сети г. Москвы, диагностирует данным методом более 2500 км трубопроводов в год.

СТЕНДОВЫЕ ИСПЫТАНИЯ

Для диагностики нефтепроводов данный метод впервые был опробован на стенде организации ПАО «Транснефть». Стенд представляет собой трубопроводы различного диаметра, длиной около 0,5 км. В каждую из труб врезаны катушки, содержащие различные дефекты, которые были предварительно тщательно исследованы экспертными методами.

На одном из участков тестовой трубы диаметром 530 мм и длиной 150 м было 20 различных дефектов, в том числе вмятины, механическое утонение стенки, коррозионное утонение и т.п. В режиме обработки по принятому для трубопроводов тепловых сетей алгоритму было обнаружено 15 дефектов, а при подключении дополнительного режима – еще четыре. Таким образом, перспективная возможность АТ-метода по выявлению дефектов составила 95%. По совокупности на указанном трубопроводе длиной около 0,5 м было обнаружено 82% указанных дефектов.

ПРОМЫСЛОВЫЕ ИСПЫТАНИЯ

На действующих нефтепроводах данный метод в прошлом году был испытан экспертной организацией ООО «НТЦ «Нефтегаздиагностика». Для апробации были выбраны участки, прошедшие внутритрубную диагностику (ВТД). Метод позволил обнаружить четыре дефекта из пяти. Дополнительно был найден коррозионный дефект, который не был обнаружен ВТД – дефект с 50%-ным утонением стенки трубы из-за внутренней коррозии.

Экспертной организацией ООО «НТЦ «Нефтегаздиагностика» была проведена диагностика шести участков нефтепровода с переходом через реку на месторождении ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ». Важно отметить, что трубопровод на дне реки находился под пригрузом (рис. 2), что критично для применения метода, так как невозможно дать однозначный ответ на вопрос, чем вызвана акустическая аномалия: пригрузом или коррозией. За пределами переходов, в местах, указанных как акустические аномалии, были обнаружены поперечные риски, утонения стенки трубы на 25% и небольшая 5%-ная коррозия.

Акустической томографией воспользовалась также компания «Геотехэксперт», проведя диагностику нескольких участков выкидных линий от скважины до автоматизированных групповых замерных установок (АГЗУ) в районе месторождений города Сургут. Пример полученных АТ-методом результатов приведен на рис. 1, на котором красным цветом выделены два интервала, в которых обнаружены четыре аномалии.

При обследовании трубы в шурфе на интервале 40-45 м (рис. 3) было обнаружено, что первая аномалия обусловлена контактом труб – это недопустимо на основании п.3.1.22 РД 39-132-94. Вторая аномалия – утонение стенки трубы – остаточная толщина составила 3,8 мм (отбраковочная толщина 2 мм). На других участках были обнаружены коррозионные дефекты с остаточной толщиной стенки трубы 2,3 и 3,4 мм.

Там же была осуществлена диагностика наземных трубопроводов, находящихся на территории предприятия по предварительной переработке нефти. Особенность данной работы заключалась в том, что по трубам транспортировалась нефтяная смесь с большим содержанием газа. На момент написания статьи были обследованы три интервала критических акустических аномалий на одном трубопроводе. Обследования показали наличие расслоения металла в этих местах. Экспертная организация представила заключение о необходимости проведения ремонтных работ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, на сегодняшний день эффективность метода для нефтепроводов составляет около 70%. При этом следует учитывать, что акустическая томография относится к группе экспресс-методов, позволяющих проводить диагностику без вмешательства в процесс эксплуатации трубопровода.

Более того, данный метод очень продуктивен, так как одна бригада может за день обследовать более 1 км трубопровода. При этом программа максимально автоматизирована и оператор не должен обладать какими-либо специфическими навыками.

Практическое применение данной технологии на трубопроводах тепловых сетей при планировании ремонтных работ в ОАО «Кузбассэнерго» позволило сократить количество протечек практически в два раза (рис. 4).

АКУСТИЧЕСКАЯ ТОМОГРАФИЯ, получение изображений объектов с помощью акустических волн; один из методов звуковидения. В более общем смысле к акустической томографии относят различные методы решения обратных волновых задач акустики, представляющие собой большой раздел современной математической физики и дискретной математики.

Акустическая томография позволяет получать послойные изображения внутренней структуры объекта посредством его многократного просвечивания акустическими волнами в различных пересекающихся направлениях. Полное восстановление структуры объекта осуществляется по его проекциям. Акустическая томография называется трансмиссионной, если объект располагается между излучателем и приёмником. В отражательной акустической томографии информация о структуре объекта формируется по отражённым эхо-сигналам от различных участков объекта, расположенных на разных глубинах (дальностях). При этом излучатель и приёмник звука находятся в одной плоскости и часто бывают совмещены. Возможна также и комбинация этих двух методов.

Восстанавливаемым изображением объекта (и самим объектом исследования) могут быть пространственные распределения любых параметров среды, которые вызывают изменения распространяющихся в этой среде акустических волн, - это изменения плотности, температуры, скорости звука, коэффициент преломления и отражения звука и другие.

Методы и устройства акустической томографии широко используются при решении разнообразных задач науки и техники благодаря современным техническим возможностям генерировать и принимать акустические волны в очень широком диапазоне частот - от десятков герц до нескольких гигагерц. Устройства ультразвуковой медицинской диагностики и визуализации биологических органов, работающие в диапазоне частот от 2 до 50 МГц, позволяют получать высококачественные изображения внутренних органов и кровеносных сосудов. На основе методов акустической томографии ведутся обширные исследования возможности измерения температуры биологических органов - акустическое температурное картирование.

Акустическая томография используется также для ультразвукового неразрушающего контроля различных материалов, сплавов и конструкций (диапазон частот - от сотен килогерц до нескольких мегагерц). Акустические трансмиссионные и отражательные микроскопы, работающие в диапазоне частот от сотен мегагерц до 1-2 ГГц, позволяют получать акустические изображения с разрешением таким же, как у оптических микроскопов. Наибольшее применение они находят в биологии, так как позволяют исследовать структуру клеток «in vivo», и микроэлектронике. Акустическая томография применяется при сейсмических исследованиях земной коры; используемые при этом частоты лежат в диапазоне от десятков герц до нескольких килогерц. Акустическая томография Мирового океана позволяет осуществлять измерения пространственного распределения плотности, солёности, температуры и скорости течений в водной среде; диапазон используемых здесь частот - от десятков герц до нескольких килогерц.

Лит.: Мюллер Р. К., Кавех М., Уэйд Г. Реконструктивная томография и ее применение в ультразвуковой технике //Труды Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике. 1979. Т. 67. № 4; Munk W., Wunsh С. Ocean acoustic tomography: Rays and modes // Reviews of Geophysics Space Physies. 1983. Vol. 21. № 4; Hammepep Ф. Математические аспекты компьютерной томографии. М., 1990.

Евгений САМОЙЛОВ,

Заместитель директора ООО «Рент технолоджис», к.т.н.

Диагностика трубопроводов транспорта жидких сред и оценка технического состояния труб проводятся с целью выявления наиболее аварийно опасных дефектов. Как правило, эта работа осуществляется в два этапа. Первоначально используются оперативные методы диагностики, которые на участках трубопроводов большой протяженности позволяют обнаружить аномалии, с большой степенью вероятности обусловленные наличием дефектов на трубе. Затем в местах выявленных аномалий, например магнитных или акустических, выполняется детальное обследование технического состояния трубы с замерами параметров дефекта, проводится оценка технического состояния и делается заключение о допустимости ее дальнейшей эксплуатации или необходимости проведения ремонтных работ.

Возможности акустической томографии

Акустическая томография (AT) относится к оперативным или экспресс-методам диагностики. Основой разработки является авторский метод (патент РФ № 2138037) обнаружения на трубопроводах транспорта жидких сред интервалов повышенной эмиссии акустических сигналов - выявление и определение местоположения акустических аномалий. Практика использования метода показала, что в большинстве случаев эти аномалии вызваны утонением стенки трубы, интенсивной трещиноватостью, повышенными напряжениями, другими причинами.

Методом AT диагностируются трубопроводы наземной и подземной прокладки диаметром от 80 до 1 500 мм. находящиеся в режиме эксплуатации при давления более 0.25 МПа и обязательном токе транспортируемой жидкости, Длина единичного участка - от 40 до 300 м, точность определения местоположения дефекта - +1% от базы постановки датчиков.

Работы по диагностике осуществляются с использованием прибора Акустический томограф « ». На концах трубы диагностируемого участка размещаются вибродатчики, подключенные к регистраторам. Регистраторы работают автономно и синхронно - нет ни кабельной линии связи, ни радиоканала. С их помощью проводится запись шума тока транпортируемой жидкости в трубе. Далее записи обрабатываются на ПК с использованием специальной программы.

Результаты обнаружения акустиче­ских аномалий выводятся на экран ком­пьютера в виде графика, пример которого представлен на рисунке 1. Здесь по оси X отложено расстояние по трубе от точки постановки базового датчика А до конечной точки диагностируемого участка (датчик В). По оси У - энергия сигналов эмиссии в условных единицах. Местоположению интервалов с повышенной акустической эмиссией соответствуют координаты амплитудных значении представленного распределе­ния энергии.

По уровню энергии эмиссии в АТ-методе принята градация: докритические аномалии (дефекты) на рисунке 1 заштри­хованы зеленым шитом: критические-заштрихованы красным.

Диагностика трубопроводов горячего и холодного водоснабжения

Оценка технического состояния трубопровода в первую очередь проводится по результатам замеров фактической толщины стенки трубы, то есть обнаруже­ния соответствующих дефектов. В связи с этим возникает вопрос: насколько полно выявленные АТ-методом дефекты связаны с утонением стенки трубы? Проиллюстрируем ответ па следующем примере.


На трубопроводах горячего водоснабжения осуществлено обследование труб АТ-методом и с использованием внутритрубного снаряда (ВТД), с помощью которого произведена сплошная толщинометрия стенки трубы . Пример сравнения интервала с акустическими аномалия­ми критического уровня (желтые стрелки)- дефектов на этих интервалах ВТД-методом не обнаружено.

Суммарная длина участков, на которых осуществлено указанное сравнение методов. Составила около 2 км. ВТД-методом обнаружено 56 дефектных интервалов, из них АТ-методом 53, Кроме этого. АТ-метод указывает на наличие еще 15 де­фектных интервалов, которые в основ­ном соответствуют участкам трубопро­вода, где методом ВТД отмечено нали­чие наростов внутри трубы, то есть вну­тренняя коррозия. Без учета последне­го совпадение результатов для методов ВТД И AT составляет 82%.

Для трубопроводов горячего водоснабжения особый интерес вызывает возможность АТ-метода обнаруживать места повышенных напряжений на трубе, которые могут быть обусловлены недостаточной компенсацией температурного удлинения трубы, что в ряде случаев приводит к аварии. На рисунке 2 пред­ставлены результаты диагностики одно­го из трубопроводов и фото аварии, которая произошла через несколько месяцев после этого.

Для трубопроводов тепловых сетей разработана инструкция по порядку проведения диагностики АТ-методом, которая согласована с Роостехнадзором . В ней использован новый подход к оценке технического состояния труб по совокупности выделенных дефектов, согласно которому делается предварительное заключение о допустимости дальней шей эксплуатации (определяется оста­точный рабочий ресурс) или необходи­мости перекладки, даются рекоменда­ции по местам проведения локальных ремонтных работ для предотвращения образовании течи и продления рабоче­го ресурса трубопровода.

Диагностика нефтепроводов

Применительно к нефтепроводам АТ-метод первоначально опробовался на стенде ПАО «Транснефть», специально созданном дня исследований и испытаний различных методов диагностики. Он представляет собой участки труб различного диаметра длиной около 500 м каждый. В трубопровод врезаны катушки, кото­рые содержат хорошо изученные и описанные дефекты.

Опробование АТ-метода на стенде осуществлено на трубе Ду 530 мм. В итоге обнаружено около 80% следующих дефектов: механические риски, утонение стенки трубы из-за наружной и внутренней коррозии, интенсивная трещиновастость металла трубы (расслоение), вмятины, врезки.

Отличительной особенностью применения средств диагностики на промышленных нефтепроводах является необходимость выявления отдельных локальных дефектов. В связи с этим в методику применения АТ-метода и программу обработки полученных с его помощью данных внесены соответствующие изменения.

На действующем нефтепроводе в районе города Перми АТ-методом продиагностирован участок длиной около 800 м, предварительно исследованный с применением внутритрубного снаряда . При ВТД-методе обнаружено пять дефектов - утонение стенки трубы, из них АТ-методом четыре; не выявлен дефект с утонением стенки трубы на уровне 5%. Кроме этого. AT методом указано на наличие еще пяти интервалов с повышенной акустической эмиссией. Проведенные шурфовки и обследования трубы в данных местах позволили в одном слу­чае обнаружить значительное утонение стенки трубы за счет внутренней коррозии, при ВТД не выявленной. В двух местах зафиксировано наличие элементов, обнаружение которых характерно при использовании АТ-метода,- это наличие постороннего предмета на трубе (лист ме­талла) и пересечение нефтепровода смежной коммуникацией (трубой Ду 100 мм). В двух оставшихся шурфах дефектов не обнаружено.

По совокупности двух комплексов работ, проведенных на нефтепроводах В районе города Перми, обнаруживаемость дефектов утонения стенки грубы составила около 70 %. Две экспертные организации, занимающиеся диагностикой трубопроводов в этом районе, включили АТ-метод в план работ по диагностике.

Определенный интерес представля­ют два комплекса работ по диагности­ке с использованием AT метода, выпол­ненные на трубопроводах в районе го­рода Сургута.

В первом случае продиагностировано несколько промысловых трубопро­водов: выкидной (89* 6) участок от скважины до АГЗУ и от АГЗУ до магистрали (114*6) . Для данных трубопроводов характерно наличие неравномерности в подаче нефти - пульсации давления. Один из полученных результатов приведен на рисунке 3.

При анализе полученных результатов высказано предположение о наличии двух близкорасположенных дефектов, и частности на интервале от 40 до 45 м. При проведении шурфовки и об­следовании груб обнаружено наличие (см. фото 1):

■ аномалии на отметке 41 м, вызван­ной касанием труб, что недопустимо согласно пункту 3.1.22 ВД39-132-94 «Правила по эксплуатации, ревизии, ремонту и отбраковке нефтепромысловых трубопроводов»;

■ коррозионного дефекта с минимальной толщиной стенки трубы 3.8 мм (отбраковочная толщина - 2 мм).

На остальных интервалах, имеющих повышенные акустические аномалии, выявлено утонение стенки трубы от 40 до 60%.

Второй комплекс работ по диагностике осуществлен на наземных трубопроводах в районе предприятия предварительной переработки нефти. Отличительной особенностью данных трубопроводов является значительное содержание газа в перекачиваемой нефти. АТ-метод для таких транспортируемых сред применен впервые.

На момент написания статьи осмотр труб в местах выявленных акустических аномалий произведен только в трех местах. В них обнаружено расслоение ме­талла и утонение стенки трубы за счет внутренней ручейковой коррозии. Пе­ред службой эксплуатации поставлен вопрос о проведении соответствующих ремонтных работ.

Представленные данные наглядно иллюстрируют эффективность использования в качестве оперативного метода акустической томографии для обнаружения дефектов на трубопроводах транспорта жидких сред используется .

Литература:

1.Самойлов Е.B. Акустическая томо­графия и внутритрубная диагностика. Сопоставление результатов / Новости теплоснабжения. 2016, № 10.

3.Евсеев С.В., Хайрулин В.Р., Самойлов Е.В. Акустический метод диагностики промысловых нефтепроводов I Инженер­ная практика. 2015, № 10.

4.Самойлов Е.В., Евсеев С.В., Артемен-ко С.Ю. Диагностика нефтепроводов методом Акустическая томография. Практика применения / Инженерная практика. 2016, № 9.

Одной из основных причин разрушения труб поверхностей нагрева и образования течей является наличие зон концентрации (повышенных) механических напряжений, в которых процессы коррозии, ползучести и усталости протекают наиболее интенсивно.

Для определения таких зон и предназначен метод акустической томографии (АТ) трубопроводов, разработанный Е.В. Самойловым. Он основывается на известном физическом явлении эмиссии (излучении) сигналов зонами повышенных напряжений. В соответствии с фундаментальным решением теории акустики дефекты размером несколько десятков сантиметров и более излучают сигналы в диапазоне частот от 300 до 5000 Гц - акустический диапазон.

Процесс диагностики состоит в регистрации (записи) акустических сигналов, распространяющихся по трубе. Далее сигналы фильтруются, и с помощью корреляционного анализа осуществляется определение местоположения источников излучения (дефектов) по всей длине диагностируемого участка, а также оценка их уровня.

Таким образом, метод АТ определяет зоны аномалий по совокупности уровня утонения и напряжения стенки трубопровода.

Для выяснения эффективности метода АТ компанией «ИПК Шерна» был проведен анализ результатов технической диагностики, выполненной на трубопроводах тепловых сетей в 2010-2011 гг.

Основной задачей анализа являлась проверка зависимости результатов диагностики методом АТ и остаточной толщиной стенки трубопроводов, а также взаимозависимости результатов диагностики методами БМД и АТ

Программа исследований состояла из трех основных этапов:

1. Оценка результатов ультразвуковой (УЗК) толщинометрии в зонах дефектов, выявленных по методу АТ;

2. Сопоставление результатов диагностики методом АТ с местами, где возникли аварии;

3. Сопоставление результатов диагностики, полученных методами АТ и БМД.

Результаты работы

1. Обнаруживаются ли методом АТ утонения стенок трубопроводов?

В первую очередь анализировались участки, на которых были выявлены критические дефекты по методу АТ. В выделенных местах проводился дополнительный визуально-измерительный контроль и точечная УЗК толщинометрия.

В 60-65% случаев результаты подтверждались данными УЗК толщинометрии - в зонах дефектов по методу АТ фиксировались утонения, превышающие нормативно допустимые величины. Утонение распространялось на значительной площади, характеризовалось большим слоем коррозионных отложений. Трудностей с обнаружением таких утонений не возникало.

В остальных случаях, как правило, в зонах дефектов по методу АТ при помощи метода БМД фиксировались изменения магнитного поля, подтверждающие наличие напряженно деформированного состояния металла трубопровода.

На рис. 3 показаны некоторые результаты диагностики трубопроводов тепловых сетей по методу АТ и подтвержденные впоследствии.

Так, на рис. 3а показан участок тепловой сети, на котором были зафиксированы аномалии по методу АТ. Контрольная шурфовка выявила локальное пятно коррозии в области скользящей опоры. Остаточная толщина стенки трубы составила 1,9 мм при номинальной толщине 6 мм.

На участке трубопровода теплосети (рис. 3б), на котором была выявлена аномалия по методу АТ, УЗК толщинометрия показала, что остаточная толщина стенки трубы составляет 3,1 мм при номинальной толщине 6 мм.

На участке трубопровода, показанного на рис. 3в, была обнаружена критическая аномалия по методу АТ. В дальнейшем при проведении гидравлических испытаний из-за утонения стенки образовалось место утечки теплоносителя.

Рис. 3. Аномалии на различных участках трубопроводов теплосети, зафиксированные по методу АТ и подтвержденные впоследствии: а - локальное пятно коррозии в области скользящей опоры, выявленное в ходе контрольной шурфовки, остаточная толщина стенки трубы составила 1,9 мм при номинальной толщине 6 мм; б - УЗК толщинометрия показала, что остаточная толщина стенки трубы составила 3,1 мм при номинальной толщине 6 мм; в - на момент диагностики данного участка выявлена критическая аномалия по методу АТ (при проведении гидравлических испытаний из-за утонения стенки образовалось место утечки теплоносителя).

2. Все ли утонения обнаруживаются методом АТ?

Вторым направлением стал анализ мест аварий и инцидентов как в процессе эксплуатации, так и по результатам гидравлических и тепловых испытаний трубопроводов, приведших к утечке теплоносителя.

Фокус-группа была сформирована из 210 участков общей протяженностью 30354 п м. С декабря 2010 г. по сентябрь 2011 г. на них было выявлено 41 место утечки.

По результатам диагностики методом АТ, в зону критики попало 53% выявленных мест утечек, в зону докритики - 37%. Т.е. около 90% дефектов, которые привели к возникновению течей, были выявлены методом АТ.

Результаты анализа приведены в сводной таблице.

Таблица. Результаты анализа выявленных утечек на участках трубопроводов тепловых сетей общей протяженностью 30354 п м.

Напомним, что расшифровка уровня дефектов по методу АТ, а так же определение показателя «поток отказов» изложены в (с текстом которого можно ознакомиться на сайте http://www.watersound.ru).

Приведенные показатели лучше указанных в СО 153-34.0-20.673-2009 и отражают результат использования новой версии прибора «Каскад» и программного обеспечения «Акустическая томография».

3. Как соотносятся результаты диагностики методом АТ и БМД?

На большинстве участков параллельно диагностике методом АТ проводилась диагностика бесконтактным магнитометрическим методом. Результаты анализировались и сравнивались с фактическим состоянием трубопроводов.

Наличие дефектов, выявленных в штатном режиме обработки АТ, подтверждались результатами БМД в 75% случаев. При этом оценка критичности дефектов показала совпадение результатов обоих методов в 57% случаев (рис. 4). Так, на одном из участков трубопровода (рис. 4а), на котором в ходе диагностики по методу АТ и БМД была выявлена критическая аномалия, впоследствии при проведении гидравлических испытаний из-за утонения стенки произошел разрыв. На момент проведения диагностики обоими методами на участке трубопровода, показанном на рис. 4б, были также выявлены критические аномалии. Впоследствии при проведении гидравлических испытаний на нем произошел разрыв по нижней образующей от заиливания.

Более точная оценка по методу АТ получалась в 26% случаев и в 17% случаев оценка методом БМД была точнее.

Рис. 4. Примеры дефектов на трубопроводах тепловых сетей, зафиксированные при проведении диагностики как по методу АТ, так и по методу БМД: а - участок трубопровода, на котором обоими методами выявлены критические аномалии (впоследствии при проведении гидравлических испытаний трубопровода из-за утонения стенки произошел разрыв); б - на момент проведения диагностики обоими методами в этом месте трубопровода были выявлены критические аномалии (при проведении гидравлических испытаний произошел разрыв по нижней образующей от заиливания).

Метод АТ показывает хорошие результаты при условии учета общих факторов эксплуатации трубопроводов тепловых сетей. Дополнение технической диагностики по методу АТ методом БМД повышает качество получаемых результатов.

На основе полученных этими методами диагностики данных возможно дальнейшее уже локальное использование других контактных методов неразрушающего контроля для уточнения состояния наиболее критических участков трубопровода.

Подобный подход позволяет существенно ускорить и удешевить процесс технической диагностики трубопроводов и повысить его качество.