УДОСКОНАЛЕННЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО МЕТОДУ ВНУТРІШНЬОТРУБНОЇ ДІАГНОСТИКИ МАГІСТРАЛЬНИХ ТРУБОПРОВОДІВ :

Краткое содержание

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі наведено загальну характеристику дисертаційної роботи. Розкрито суть та стан науково-технічної задачі проведення внутрішньотрубної діагностики магістральних трубопроводів. Обґрунтовано актуальність теми, що дозволило сформулювати мету та основні задачі досліджень. Розкрито наукову новизну та практичне значення одержаних результатів, подано відомості про особистий внесок здобувача та апробацію положень дисертаційної роботи.

У першому розділі проведено детальний аналіз методів та засобів внутрішньо-трубної діагностики магістральних трубопроводів. Наведено переваги та недоліки кожного з розглянутих методів та обмеження їх застосування. Дослідження щодо розроблення методів та засобів внутрішньотрубної проводили багато зарубіжних та вітчизняних вчених –Crouch A.E., Willems H., Barbian O.A., Willems H.H., Lei H., Bubenik T.A., Schmidt T.R., Fisher J.L., Fortunko C.M., Clapham L., Teitsma A., Stoker G., Єгоров Н.Н., Клюєв Ф.Р., Соснин В.Н, Мирошниченко Б. И., Лухвич А. А., Салюков В.В., Хорошин А.В., Мужицкий В.Ф., Карпаш О.М., Маєвський С.М., Криничний П.Я. та інші. Однак вони зосереджувались на удосконаленні засобів, що реалізують магнітні та традиційні ультразвукові методи контролю, або розробці електромагнітно-акустичних методів, що мають складні технологічні вимоги та потребують значних доопрацювань.

Аналіз існуючих методів та засобів внутрішньотрубної діагностики показав, що на даний час для визначення технічного стану в основному використовується інтелектуальні снаряди з магнітними давачами, що рухаються під напором транспортованого продукту та реалізують дефектоскопію методом реєстрації розсіяння магнітного потоку. Одними з суттєвих  недоліків названого методу та пристроїв, що його реалізують, є низка точність визначення залишкової товщини стінки трубопроводу, на рівні ±10% від товщини стінки трубопроводу з довірчим рівнем 80% (за нормативного значення бракувального критерію 12,5% від товщини), неможливість виявлення місця знаходження дефекту відносно поверхонь трубопроводу (внутрішньої чи зовнішної) та складність інтерпретації отриманих результатів, особливо за умов відсутності вихідних значень товщини стінок трубопроводу на всьому інтервалі проведеного вимірювання. Існуючі інтелектуальні поршні, що реалізують ультразвукові методи контролю, практично непридатні для застосування в газопроводах, оскільки потребують наявності контактного середовища між перетворювачем та стінкою трубопроводу. Перспективний метод контролю з застосуванням електромагнітних акустичних перетворювачів не потребує наявності контактного середовища, проте має значні технологічні труднощі при реалізації технічних засобів та демонструє значний відсоток помилкових результатів.

 Доведено необхідність удосконалення існуючих засобів внутрішньотрубної діагностики та розроблення нових наукових та технологічних підходів для реалізації засобів внутрішньотрубної діагностики, з метою підвищення точності та достовірності контролю. Запропоновано використати ультразвуковий безконтактний метод контролю. Сформульовано завдання, що потребують вирішення та обрано напрямки подальших досліджень.

У другому розділі наведено результати теоретичних досліджень щодо нових підходів реалізації ультразвукового контролю в умовах внутрішньотрубної діагностики газопроводів. Основною задачею дослідження було визначення можливості використання природного газу, що транспортується трубопроводом, для створення необхідного акустичного контакту між ультразвуковим перетворювачем та об’єктом контролю. Зокрема, було запропоновано використати той факт, що природний газ під надлишковим тиском має більший акустичний імпеданс та менший коефіцієнт затухання звукових хвиль, ніж за стандартних умов, що може значно зменшити втрати енергії ультразвукового сигналу під час його поширення через контактне середовище (природний газ) та на межах поділу середовищ.

Для аналізу можливості застосування акустичних методів контролю для випадку внутрішньотрубної діагностики було проаналізовано фізичну модель процесу ультразвукового контролю в умовах внутрішньотрубної діагностики з метою вибору та обґрунтування напрямків удосконалення ультразвукового методу контролю та подальших досліджень (рис.1).

Основною проблемою підчас проведення ультразвукового контролю є необхідність забезпечення акустичного контакту між ультразвуковим перетворювачем та об’єктом контролю (стінкою трубопроводу), для введення ультразвукових хвиль в об’єкт контролю та отримання відбиття від поверхні, донної поверхні та дефектів у ньому. Проведення такого роду ультразвукового контролю без наявності відповідного акустичного контакту є неможливим через значні втрати енергії ультразвукових коливань (УЗК) на проходженні границь розділу середовищ УП/(ГС що транспортується, підчас поширення у середовищі, на границі розділу ГС/ОК та у зворотному напрямку.