Исследование электромагнитных методов и разработка средств дефектоскопии покрытий х трубопроводов, размещенных в грунте

Мартынов, Сергей Анатольевич

Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Исследование электромагнитных методов и разработка средств дефектоскопии покрытий х трубопроводов, размещенных в грунте

кандидата технических наук: Мартынов, Сергей Анатольевич
город: Москва
год: 2007
специальность ВАК РФ: 05.11.13

Диссертация по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам на тему «Исследование электромагнитных методов и разработка средств дефектоскопии покрытий х трубопроводов, размещенных в грунте»

Автореферат диссертации по теме "Исследование электромагнитных методов и разработка средств дефектоскопии покрытий х трубопроводов, размещенных в грунте"

Закрытое акционерное общество «Научно-исследовательский институт интроскопии МНПО «Спектр»

УДК 620.179.14

На правах рукописи

□030В8330

Мартынов Сергей Анатольевич

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ МЕТОДОВ И РАЗРАБОТКА СРЕДСТВ ДЕФЕКТОСКОПИИ ПОКРЫТИЙ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ, РАЗМЕЩЕННЫХ В ГРУНТЕ

Специальность 05.11.13. - «Приборы и методы контроля природной

среды, веществ, материалов и изделий»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2007

003068330

Работа выполнена в ЗАО «Научно исследовательский институт интроскопии МНПО «СПЕКТР»

Ведущая организация: «Научно-исследователький институт природных газов и газовых технологий - ВНИИГАЗ» (ООО «ВНИИГАЗ»)

Защита состоится 14 мая 2007 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д.520.010.01 в ЗАО «НИИИН МНПО «СПЕКТР» по адресу: 119048, г. Москва, ул.Усачева, д. 35, стр.1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ЗАО «МНПО «СПЕКТР».

Автореферат разослан 14 апреля 2007г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просьба направлять по адресу: 119048, г.Москва, ул.Усачева, 35, стр.1, ученому секретарю совета.

Научный руководитель -

Доктор технических наук В.Ф.Мужицкий

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук, профессор В.Е.Шатерников

Кандидат технических наук, доцент С.И.Сенцов

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы.

Увеличение количества и сроков эксплуатации подземного магистрального трубопроводного транспорта выдвинуло в число первоочередных проблему обеспечения надежности, безопасной эксплуатации трубопроводов и оценки их ресурса. Большой вклад в решение этой проблемы вносят средства неразрушающего контроля (НК) и технической диагностики (ТД), использующие различные методы.

Важное место среди них занимает электромагнитный метод (ЭМ), который обеспечивает высокую надежность обнаружения дефектов в объекте контроля (ОК), высокую производительность, низкое энергопотребление, возможность бесконтактного съема информации и является экологически безопасным. Поэтому он широко применяется в средствах НК для различных областей промышленности.

Созданная на протяжении почти 40 лет уникальная система магистральных трубопроводов для транспортировки газа, нефти и продуктов их переработки является одним из самых крупных инженерных сооружений. Причем только российская часть магистралей составляет более 210 тыс.км, из них большую часть представляют трубы большого диаметра (1220 - 1420 мм). В настоящее время практически около половины трубопроводов имеют конечный расчетный эксплуатационный ресурс выработки. Естественно старению подвержены и изоляционные покрытия, которые со временем теряют свои свойства. Ресурс антикоррозионных покрытий также подходит к критическому сроку.

Вследствие этого сейчас стоит первоочередная задача - обеспечение надежности ОК и экологической безопасности.

Коррозия металла и в дальнейшем аварийные ситуации наступают чаще всего в местах дефектов покрытия. Поэтому, в первую очередь уделяется внимание диагностике покрытий. При этом используют контактные или бесконтактные методы обследования. В целях обеспечения надежной эксплуатации подземных трубопроводов требуется применять высокопроизводительные методы и средства НК, в том числе и для оценки состояния покрытий, иметь наиболее полную и достоверную информацию об объекте контроля. Используемые сегодня средства для дефектоскопии покрытий имеют определенные недостатки: относительную сложность выполнения процедур контроля и интерпретации результатов, недостаточную информацию о размерах дефектов, конструктивную сложность, высокую степень влияния человеческого фактора, высокую стоимость.

Необходимость решения проблемы привела к возросшей потребности расширения внедрения типовых средств и их модернизации, так и в создании новых средств и методов НК, при этом важнейшим фактором также является разработка и применение эффективных методик, которые должны быть составной частью технической диагностики различного оборудования. Все это свидетельствует об актуальности решаемой в работе задачи.

Цель работы.

Целью данной работы является разработка средств дефектоскопии покрытий металлических трубопроводов, размещенных в грунте, исследование

электромагнитных методов и средств НК, предназначенных для диагностики изоляционных покрытий подземных металлических трубопроводов, разработка методического обеспечения для оценки фактического положения и состояния трубопроводов,

Задачи исследований.

Для достижения цели необходимо решить ряд задач:

1. Исследовать возможные средства и методы измерений характеристик пространственного положения подземных металлических трубопроводов с целью определения способов и технологии обследования трубопроводов в грунте.

2. Разработать расчетную модель для исследования закономерностей формирования электромагнитного поля переменного тока, пропускаемого по трубопроводу, уложенному в грунт, учитывающую электрофизические характеристики вносимых параметров.

3. Разработать на основе найденных решений и обеспечить внедрение в промышленность средств электромагнитной дефектоскопии покрытий трубопроводов, обладающих достаточной точностью, информативностью и улучшенными массогабаритными характеристиками.

4. Разработать критерии интегральной оценки состояния покрытий подземных трубопроводов, находящихся в эксплуатации и в процессе строительства.

Объекты и методы исследований.

В качестве объектов исследований использовались магистральные нефтегазопроводы и продуктопроводы.

Теоретические исследования осуществлялись с привлечением методов математического анализа и интегрального исчисления. Математическое моделирование проводилось на базе вычислительных средств общего применения с использованием математического пакета прикладных программ «МаШСас!». Для экспериментальных исследований применялось оборудование как отечественного, так и зарубежного производства.

Научная новизна.

1. Предложена расчетная модель для исследования закономерностей формирования электромагнитного поля переменного тока, пропускаемого по трубопроводу, учитывающая диаметр трубопровода, электрофизические характеристики грунта и покрытия.

2. Предложена технология диагностики подземных трубопроводов, которая позволяет определять состояние покрытия и прогнозировать скорость старения или ухудшения состояния покрытия во времени на любой год эксплуатации подземного трубопровода.

3. Предложен способ использования магнитных антенн, зондирующих грунт короткими электромагнитными импульсами и свойств грунта для формирования картины профиля грунта с целью обнаружения магистральных коммуникаций.

4. Предложены и экспериментально подтверждены критерии интегральной оценки состояния изоляционного покрытия подземных трубопроводов, находящихся в эксплуатации и в процессе строительства.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Расчетная модель для исследования закономерностей формирования электромагнитного поля переменного тока, пропускаемого по трубопроводу, уложенного в грунт.

2. Способ использования магнитных антенн в виде коллемирующих решеток, позволяющий создать мобильный георадар для дистанционного поиска в трудно доступных местах магистральных коммуникаций с определением их поперечного размера и глубины залегания в грунте.

3. Критерии интегральной оценки состояния изоляционного покрытия подземных трубопроводов, находящихся как в эксплуатации, так и в процессе строительства, полученные на основе практических исследований и предложенного аналитического решения определения интегральной величины сопротивления изоляционного покрытия по величинам затухания тока.

4. Номограммы определения сопротивления покрытия по измеренным величинам тока и рассчитанным величинам затухания тока для различных частот и диаметров трубопроводов.

5. Созданная система ВТТ «ОНИКС» дефектоскопии покрытий трубопроводов, размещенных в грунте, обладающая многофункциональностью и улучшенными массогабаритными характеристиками.

Личный вклад автора.

При непосредственном участии автора разработана и внедрена трассопоисковая система ВТТ «ОНИКС», предназначенная для дефектоскопии покрытий подземных трубопроводов. Автором разработано программное обеспечение системы, способы и технологическая последовательность диагностики состояния трубопроводов.

Автор принимал участие в создании методического обеспечения, участвовал в практических и экспериментальных исследованиях.

Апробация полученных результатов.

Результаты работы докладывались и обсуждались на: 15-й Российской научно-технической конференции «Неразрушающий контроль и диагностика» (г.Москва, 1999); 3-й Международной конференции «ДИАГНОСТИКА ТРУБОПРОВОДОВ» (г.Москва, 2001); 8 th ChSNDT Conference and International Symposium on NDT (CHINA, 2003); 3-й, 4-й, 5-й Международной конференции «Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности» (г.Москва, 2004, 2005, 2006); семинарах ОАО «АК «ТРАНСНЕФТЬ» в Учебно-исследовательском центре повышения квалификации РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина в 2005 и 2006 гг.

Материал диссертации опубликован в 11 печатных работах, в том числе в журнале «Контроль. Диагностика» и ведомственном руководящем документе ВРД 39-1.10-026-2001, ООО «ГАЗПРОМ», приоритет предлагаемых решений подтвержден 2-я патентами.

Практическая значимость.

Найденные подходы и решения реализованы в серийно выпускаемой системе ВТТ «ОНИКС», которая в настоящее время эксплуатируется в нефтегазовой, строительной и коммунальной отрасли промышленности.

коммуникаций с определением их поперечного размера и глубины залегания в грунте (патент РФ № 2256941).

Разработанное методическое обеспечение является практическим руководством для организаций, проводящих диагностику подземных трубопроводов без вскрытия грунта, а также может быть использовано в практике научно-исследовательских и учебных институтов.

Результаты работы подтверждаются актами внедрения системы и методического обеспечения в промышленную эксплуатацию предприятиями: КЦ ОАО «ВЛАДИМИРОБЛГАЗ» РАО «ГАЗПРОМ»; НРУПТН «Дружба» ОАО «ТРАНСНЕФТЬ»; ООО «Технический АУДИТ»; НПП по строительству ОАО «ЭКОС».

Система ВТТ «ОНИКС» сертифицирована Органом по сертификации СНК, сертификат соответствия № 085 от 02.05.2006г.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, приложения и списка литературы из 136 наименований. Общий объем работы составляет 172 страницы, включая 19 таблиц и 53 иллюстрации.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, изложена цель и основные решаемые задачи, приведены положения, представляемые к защите.

В первой главе представлен обзор по современному состоянию рассматриваемых в диссертации вопросов: проведен анализ состояния теоретических и экспериментальных исследований в области электромагнитной дефектоскопии подземных трубопроводов, рассмотрены вопросы разработки приборов контроля покрытий трубопроводов, уложенных в грунт.

Анализируются исторические аспекты развития электромагнитного метода, приводятся основные изобретения и события. Представлены российские ученые, которые определили основные направления и современный уровень развития средств и методов НК и внесли большой вклад в развитие магнитных методов:

A.Б.Сапожников, В.И.Михановский, Н.С.Акулов, В.В.Клюев, Ю.К.Федосенко,

B.Ф.Мужицкий, В.В.Сухоруков, А.А.Абакумов, В.А.Комаров, В.Г.Герасимов, В.Е.Шатерников, В.В.Харионовский, Н.А.Петров, И.Е.Тамм, В.И.Велиюлин, П.Н.Шкатов, К.К.Григорович, М.И.Михайлов и многие др.

Выявлено, что большинство используемых приборов не имеют тех технических возможностей, которые предъявляются на современном уровне для проведения технической диагностики с целью обеспечения необходимой надежности трубопроводов.

Показано, что затухание тока является, по сути, мерой качества антикоррозионного покрытия.

Проведенный анализ показал необходимость разработки способов определения местоположения и оценки состояния покрытий трубопроводов, а также совершенствования типовых и создания новых средств электромагнитной

дефектоскопии с точки зрения повышения информативности, достоверности результатов и улучшения технических характеристик.

Во второй главе представлено исследование закономерностей формирования электромагнитного поля тока, пропускаемого по трубопроводу, уложенному в грунт и расчет его компонент с учетом границы раздела сред, установлены функциональные зависимости компонентов электромагнитного поля от параметров объекта контроля и среды распространения.

Предложена расчетная модель, которая позволила охарактеризовать

исследуемый процесс. Предположено, что переменный ток 32 распространяется по бесконечно-длинной оси г и равномерно распределен по бесконечно-тонкой проводящей цилиндрической оболочке, являющейся излучателем, возбуждающим электромагнитное поле. В данном случае оболочка является моделью трубы (рис.1). Показано, что распределение электромагнитного поля задает только форма трубы, а влияние толщины стенки на распределение тока не имеет значения вследствие значительного скин-эффекта, глубина которого определяется по формуле:

' 2 1

У2

! 0,5 г

^4яЧ57 -10"7 -глг-ЮМОО 2яг-10г"-3

42 1

лМтг-Ю"7 -106-2яЛО2 -10 2тг-10

^0,0159 м = 15,9 мм,

где а - электропроводность материала трубы; /л - относительная магнитная проницаемость; со = 2т$- частота задающего тока; ц0 = 47Г-10"7 Гн/м - магнитная постоянная.

Введены следующие допущения.

Так как электропроводность трубы задает величину амплитуды тока в ней, а магнитная проницаемость материала, которая приблизительно постоянна, влияет только на амплитуду поля, а не на форму его распределения, то их влиянием пренебрегаем.

Наличие низкой проводимости изоляции и низкой частоты тока (оба фактора прежде всего), а также малой толщины изоляции по сравнению со слоем земли, влиянием этого слоя на электромагнитное поле пренебрегаем.

Формирующим распределение поля в пространстве, кроме геометрии являются свойства среды распространения. Для нашего случая это немагнитная двухслойная среда: грунт - воздух. Поскольку расстояние от трубы до точки перехода от одной среды к другой существенно больше, чем область регистрации, то форма зоны перехода не имеет значения (рис.1).

Рис.1.Взаимное расположение излучателя и системы коордииат. Модель при равномерном распределении тока.

Рис.2.Взаимное расположение излучателя и системы координат. Модель при появлении дефекта в изоляции.

На рис.1 и рис.2 введены следующие обозначения: х, у, z - оси координат; Jz - переменный синусоидальный ток, А; г - расстояние от оси трубопровода до преобразователя, м; Г! - расстояние от оси трубопровода до поверхности грунта, м; г0 - радиус трубопровода, м; а - электропроводность

грунта, 1/Ом-м; ф - угол между осью х и точкой наблюдения поля, град.; ф0 -угол между осью х и местом расположения дефекта, град.

Поскольку регистрация тока осуществляется только над осью трубы, локализация места регистрации не требует рассмотрения топографии на значительном удалении от оси х (то есть угол ф близок к нулю). Вследствие чего поле будет иметь вид некой кривой с максимумом в виде распределения Гаусса -максимум в обе стороны от оси затухает.

В случае появления дефекта в изоляционном покрытии, в контур вносится дорожка с низким сопротивлением и как следствие, увеличивается ток по линии нарушения изоляции. Равномерно распределенный ток будет стекаться к месту нарушения тем сильнее, чем больше нарушение покрытия, но все же растекание остаточного тока по оболочке останется, величина которого будет намного слабее появившегося тока дефекта. Поле этого тока и дает информацию и о степени нарушения изоляции (изменениями в амплитуде тока - поля), и как следствие, о

его местонахождении, которое показано введением координаты <р0 (рис.2).

Для получения зависимостей компонентов поля от вносимых параметров в работе выполнен теоретический расчет.

Ток в модели меняется во времени по гармоническому закону exp (-iat), где

со = Inf - циклическая частота; /- линейная частота; i = 4—Т; t-время.

Плотность "стороннего" тока в оболочке задана в виде дельта-функции

]С'П 0">ф) = — 5(г - ;'0 )5(ф - Ф0) , г0

где фр- угловое местоположения точки расположения тока.

2л

(2)

—00

где п - проекция волнового вектора тока по координате ф.

Как видно из модели, функция 8(ф-фр) является периодической. Вместо

разложения в интеграл Фурье использован ряд Фурье (что применимо к непрерывно изменяющимся в пространстве функциям)

Введение дельта-функции по координате (р имеет смысл только при локализации источника (тока) в определенной точке <ро или в каком либо секторе. Для задачи с током, распределенным равномерно по трубе, функция (3) не будет учитываться (зададим ее равной единице, что соответствует нулевой гармонике, то есть « = 0) либо при учете слабой неоднородности распределения тока по окружности трубы имеет небольшие значения п, например п = ±1,+2,+3 (рис.2).

Проведен расчет в общем виде.

Введен вектор-потенциал А магнитного поля в виде традиционного соотношения

где Ь - вектор индукции магнитного поля.

Так как источником магнитного поля является переменный ток с направлением вдоль оси г, то этот сторонний (по отношению к пространству распространения поля) ток создает только одну, отличную от нуля проекцию

вектора-потенциала - Аг. Другие проекции этого вектора: Аг^ опускаем, так как они не связаны со сторонним током. Иначе говоря, 1/г (р = 0 и, следовательно

Определены проекции магнитной индукции Ь и напряженности магнитного поля /? ее создающего

/И(ф-ф0)

(3)

Ь = гогА,

(4)

(5)

/, и дАг

(6)

Для решения данной задачи использованы уравнения Максвелла. При

гармоническом изменении тока — = -га>, получены:

roth=crc-iú)£0£d + jcm; (7)

rot ё = fifttticoh . (8)

Согласно соотношению для вектора-потенциала (4) второе основное уравнение Максвелла (8) записано в виде rot e=iab = mrot А. Отсюда, с точностью до скалярного потенциала, вектор электрической составляющей вычисляется по формуле

ё = тА. (9)

Возьмем операцию rot от обеих частей введенного соотношения (4)

rot b = rot rot A = //0[сгё - icos 0её + j cm] = Ц^огрё + , (10)

где агр = a - icos^e . (10a)

С учетом того, что излучающая часть трубы принята бесконечно-длинной, то

dA¡

изменения вдоль координаты z отсутствуют или-= 0.

Следовательно,

- 1 дА, _ dAz _ ,,

rotA = ~—2-ц>0, (11)

г дер " дг v

где F0 , ф0 - единичные орты вдоль осей г, ф

Переходя с помощью равенства (2) к спектральным плотностям векторов Az и

j?m, получено:

, I дАЦг)

+ -——^— +

дг2 г2 дг

= (12)

где к2 = 1ц^<х>агр, (12а), а ]\ст (г) = ^8(г - г0). (13)

г0

Полученное уравнение является неоднородным дифференциальным уравнением Бесселя.

Фундаментальная система решения выбрана в виде набора функций Ханкеля -разновидности функции Бесселя:

А;0=С10Н^(кг) + С20Н^2\кг), (14)

где С)0, С20- постоянные, независящие от г;

Н^\кг), Н^\кг) - функции Ханкеля первого и второго рода «и»-го порядка от аргумента (кг) .

В интервале >г)г^ (то есть для среды, непосредственно окружающей цилиндр)

4(г) = С, Н®(кг) + с2нР(кг), (15)

Для воздуха (занимает интервал от ^ до бесконечности, то есть также не

включает точку ) А^. Выражение для вектора-потенциала А*х аналогично выражению (15),

л;х(2) = С3Яг) + САнР(кхг), (16)

но с заменой к на к^, где

— + г//0£УСТ1. (17)

С1

=^оа((т1

Здесь: С,, С4 — постоянные, отличные от С,, С2 из-за отсутствия в этой среде

гт~

источника; С[ =--скорость света в воздухе.

V /'0^1

Для воздуха ст] ((сие0£\.

Найдено:

кг = ^^ ^о + '-"0®°"! ^ ~ т]^! £о

1 + «-1

ст

2г'£ог, е0 у

Требование конечности вектора-потенциала (поле при удалении от источника должно затухать) приводит к необходимости принять С4 = 0. В результате

А;х(г) = СънР(к1Г) . (18)

На границе раздела сред (с разными свойствами) должны равняться нормальные проекции индукции магнитного поля и тангенциальные проекции напряженности

магнитного поля: Ьг = Ьг1 или при ц = 1 Иг

Переходя от спектральных плотностей проекций поля к их представлениям в метрическом пространстве (согласно (2)), получены следующие выражения:

кг(г,(р) =-Xе х

2яГ| г п=-да

nJn{kr^)H^\kxr)

{kxJ„(krx )tf<Vlrl )~kJn~ rf^ll )}' in((p-<pQ)

2яГ| /J=—со

H^lx{kxr)-^H^{kx r)

kx r

{k{Jn{krx ^«^Vl »

CD/

(20)

Приведены выражения для проекций магнитного поля в воздухе при разных степенях однородности распределения тока по периферии трубы. Однородное распределение (п = 0).

В этом случае очевидно присутствие только одной проекции поля

•JowkV)!

h i_

9Ш= 2nrx {кх J0(krx )н[х\кх rx)-kJx Скг, )Н(р(кх ГХ )}

(21)

Слабая неоднородность тока (л = ±1).

При (р изменяющемся от 0 до ± — ток имеет одну фазу (с амплитудой,

7Г

изменяющейся от 1 до 0), при <р изменяющемся от ± — до ±тс ток имеет другую

фазу. Или, при (р=±л (т.е. на противоположной стороне) ток меняет знак и его амплитуда становится: (-1). Получено:

г„П = ±1

(г,<р) =

Мкг0 )н1Х\кхг)

hl=±\r,<p)-Jzkl

71 г' r ^JiikrOH^ik^-UQikrOH^ik^) Ji(kr0)

кхг'

COSC

sinç> (22)

(23)

Одинаковые проекции суммируются (при учете неоднородности тока в оболочке).

Оценена величина аргументов функций Бесселя. Так как для воздуха о\ 0, то при всех реально возможных глубинах r)i\) t\) и частотах

l»Â:1r>Âr1n«-nSlO~4. с

После несложных преобразований приведены окончательные формулы для составляющих напряженности магнитного поля:

Ц=0(г,<р)* (24)

г 2 яг

Ьг=±\г (25)

2кг

1г1=±\г,9) ь<р = Уг (1 - /)со. (26)

Из этих формул следует, что при однородном распределении тока по оболочке ее поле имеет только одну проекцию (тангенциальную) симметричную с формой оболочки и не зависит от размеров трубы (в данном приближении) (рис.3), а также и от свойств грунта (24).

Таким образом, получены аналитические выражения для расчета и графического представления на ЭВМ характеристик магнитного поля не только для представленной модели, но и для реальных конструкций при учете различных вносимых параметров (а, г, /, диаметр трубы).

Так как кг((\, то

А£=±1(г,«») »

Из расчетных кривых, приведенных на рис.3, рис.4 видно, что амплитуда магнитного поля с увеличением глубины залегания трубопровода затухает, как квадрат расстояния от его поверхности. Размерность напряженности магнитного поля приведена в относительных единицах, поскольку ее величина отнесена к величине тока.

Ьф, отн.ед.

Рис.3. Зависимость тангенциальной составляющей напряженности

магнитного поля к!-® (г,<р) при однородном распределении тока.

Иг ; огн.ед

Рис.4. Зависимость радиальной составляющей К" (ГМ

напряженности магнитного поля при неоднородном распределении тока.

При неоднородном распределении тока по трубе (рис.5) происходит не только увеличение тангенциальной проекции поля (величина стала 1000 отн.ед., вместо 0,32 отн.ед.), но и появляется ее зависимость от удельного сопротивления различных видов грунтов и частоты тока (26). Также появляется изменение в составляющей радиальной проекции поля, на которую влияют размеры трубы (чем больше ее радиус, тем больше проекция поля (25)).

тИ» ; отн.ед.

Рис.5. Зависимость тангенциальной составляющей напряженности магнитного поля при наличии неоднородного

распределения тока (диаметр трубы равен 520 мм).

тИф ; оти.ед.

Рис.6. Изменение величины напряженности тангенциальной составляющей магнитного поля при

использовании трубопровода 0 219 мм.

Из представленных расчетных кривых на рис.6 следует, что размер (диаметр) трубопровода влияет на величину напряженности магнитного поля при

одинаковой величине амплитуды переменного тока 32 .

Для графического представления радиальной и тангенциальной составляющих магнитного поля на одном графике введем расчетный коэффициент т для радиальной составляющей, равный 150000 (рис.7).

Иг ; тЬ^ ; отн.ед.

Рис.7. Зависимости радиальной 1) \г,(р) и тангенциальной 2) /¡^ ±'(г,^>)

составляющих напряженности магнитного поля при удалении от поверхности трубопровода.

Из графика (рис.7) следует, что при неоднородном распределении тока по трубопроводу увеличивается тангенциальная составляющая магнитного поля, а также появляется зависимость радиальной составляющей поля от размеров трубопровода.

Годограф магнитного поля при не равномерном распределении тока (п=1) представлен на рис.8.

Из графика видно, что максимум распределения поля начинает смещаться от центра симметрии вследствие неоднородности поля.

(1 •/>, отн.ед.

Рис.8. Годограф напряженности магнитного поля при п=1,г=1м, го=0,5м, <£ = 0,016 рад п=1,г = 2м, Го = 0.5м, ф = 0,016 рад

Таким образом, на основании полученных формул и зависимостей магнитного поля при рассмотрении неоднородного распределения тока по трубе, судят о возможном наличии дефекта, то есть рассматривают данную неоднородность как модель дефекта в покрытии.

В третьей главе предложены способы оценки фактического положения и состояния подземных трубопроводов. Приведены разработанные критерии интегральной оценки состояния изоляционных покрытий подземных трубопроводов, находящихся в эксплуатации и в процессе строительства на основе вычисленных затуханий тока. Приведены таблицы и номограммы определения интегральной величины сопротивления покрытия по полученным экспериментальным данным затухания тока для различных частот и диаметров трубопроводов.

Любые работы, связанные диагностикой подземного трубопровода, в том числе и дефектоскопией покрытий, начинаются с поиска осевой линии трубопровода с дневной поверхности, определения глубины заложения трубопровода от оси до уровня дневной поверхности, определения пространственных координат в местах поиска и определения кривизны трубопровода на поворотах, балках, оврагах, под реками, а также на возвышенностях.

Предложен способ (патент РФ № 2256941) дистанционного, например, с летательного аппарата, поиска траектории прокладки трасс действующих коммуникаций с возможностью определения их поперечного размера и глубины залегания в грунте.

Суть способа заключается в том, что антенны, шарнирно закрепленные снаружи, например, на днище фюзеляжа летательного аппарата, имеют возможность синхронного качания каждой антенны в плоскости поперечного сечения фюзеляжа на угол 1...5° относительно вертикали и независимо от крена летательного аппарата, сфокусированы в сторону поверхности земли. Коллемирование антенных решеток позволяет сформировать необходимую апертуру излучаемого и отраженного электромагнитного пучка. При этом длительность зондирующих электромагнитных импульсов фиксирована и изменяется в пределах диапазона 10...0,2 не, а данные зависимости контрастности (цвета на видеомониторе) от электрофизических свойств фракций грунтов и материалов трубопроводных коммуникаций введены в виде базы данных в программное обеспечение процессора. Максимальное количество точек в каждой реализации - 2048, минимальное время между выборками - 2,5 не, максимальное -1 не. Данный способ позволяет создать мобильный георадар, обладающий расширенными функциональными возможностями, а именно: одновременно поиск трассы, определение ее поперечного размера и глубины залегания в грунте.

В комплект мобильного георадара входит летательный аппарат, передающая и принимающая антенны высокочастотных электромагнитных импульсов, высокочастотный генератор импульсов, процессор с программным обеспечением и видеомонитор. В качестве фракций засыпных грунтов используются песок, торф, легкие суглинки, супеси, являющиеся малогабаритными по сравнению с поперечными размерами протяженных трубопроводов. Информация о данных фракциях в грунте, отличающихся друг от друга физико-электрическим свойствами, геометрической формой, глубиной залегания от поверхности грунта отражается на параметрах электромагнитных импульсов (скорости V распространения радиоволн в грунте и коэффициенту а поглощения).

Используемый в георадаре радиолокационный метод контроля основан на анализе параметров излучаемых и отраженных коротких высокочастотных импульсов, то есть по времени I запаздывании между зондирующими и отраженными импульсами, скорости V распространения радиоволн в грунте, [см/нс] и глубине залегания отражающего импульса.

Скорость распространения радиоволн:

Г=С/^{тш, (27)

где с - скорость света в вакууме, равная 30 см/нс;

£<мш _ относительная диэлектрическая проницаемость.

£<>„,„ =£*/£„, (28) где € - диэлектрическая проницаемость исследуемой среды; бо - диэлектрическая проницаемость в вакууме.

Глубина залегания отражающего импульса: Л = (У()/2.

где / - время запаздывания между зондирующими и отраженными импульсами.

По степени поглощения электромагнитных волн грунты подразделяются на три группы:

слабо поглощающие - незаселенные грунты, стекло, пески, торф

(а= 0,3 ... 7,0 дБ/м); промежуточные - легкие суглинки, супеси (а= 7,0 ... 14 дБ/м); сильно поглощающие - глины, тяжелые суглинки, металлы (а = 14 ... 26 и более дБ/м). С увеличением ослабления электромагнитного сигнала в грунте глубина исследования радиолокационным методом неразрушающего контроля изменяется от 25 ... 30 м для песчаных и до 3 ... 8м- для глинистых пород, что соответствует на практике глубине залегания трубопроводных коммуникаций в грунте.

При зондировании поверхности земли короткими электромагнитными импульсами и по отраженным сигналам от поверхности земли и фракций грунта формируется картина профиля грунта с массивными протяженными объектами. Границы раздела фракций грунта и трубопровода с грунтом отображаются на экране видеомонитора в виде ярко темных линий, а однородность среды - одним цветом ровной тональности, степень которой зависит от электрофизических свойств структуры грунта. По разности контрастности участков, их габаритам и резким ярко темным границам, высвечиваемым на экране видеомонитора, судят о наличии трубопровода (магистрали) и его поперечном размере, а по времени прихода соответствующего отраженного сигнала судят о глубине залегания трубопровода в грунте.

Для определения критерия интегральной оценки покрытия проведены экспериментальные исследования, основанные на измерении величины переменного тока определенной фиксированной частоты, протекающего по трубопроводу, размещенному в грунте, и расчета затухания тока а между точками контроля. Для расчета использована следующая формула:

а = 2000-^(1 ,/12)/Ь,.2, (30)

где I) и 12 - токи, измеренные в двух точках контроля, мА; Ц.г расстояние между точками измерений этих токов, м; ^(^/Ь) - десятичный логарифм отношения измеренных токов.

По величине затухания тока а по зависимостям, приведенным на рис.10, рис. 11 для определенной частоты сигнала и определенного диаметра трубопровода найдена интегральная величина сопротивления изоляционного покрытия 11и.

Номограмма определении интегрального сои рот и л синя покрытия

Интегральное соиротиплсиис покрытия — II, ()м-м!

Рис.10. Зависимость затухания тока а при Р=3,1 Гц интегрального сопротивления покрытия И.

Номограмма определении интегрального сопротивления покрытии по затуханию тока при Р = 1000 Гц

Интегральное сопротивление покрытии — К, Ом'м'

Рис.11. Зависимость затухания тока «при Р= 1 ООО Гц от интегрального сопротивления покрытия Я.

Далее с учетом исследований по эмпирической формуле

8д=к/11и2, (31)

где к= 1-Ю6 - эмпирический коэффициент пропорциональности, Ом2-м2-мм2; интегральная величина сопротивления изоляционного покрытия, Ом-Бд— максимальная интегральная величина площади дефекта, мм2/м2.

вычислена интегральная величина площади дефекта на одном квадратном метре этого изоляционного покрытия.

Для вычисления скорости старения изоляционного покрытия подземного трубопровода и определения его ресурса использована номограмма зависимости минимальных величин постоянных времени старения изоляционных покрытий от величины удельного электрического сопротивления грунтов и от конструкции основных типов изоляционных покрытий (рис.12).

Сначала вычислена интегральная величина сопротивления изоляционного покрытия интервала на момент начала его эксплуатации по формуле

К0=И„-ехр(Т/т), (32)

где Я0 - интегральная величина сопротивления изоляционного покрытия на момент начала эксплуатации трубопровода, Ом-м2; Г?и - интегральная величина сопротивления изоляционного покрытия, определенная на настоящий момент времени, Ом-м2; Т - время эксплуатации трубопровода с данным покрытием, годы; т - постоянная времени данного покрытия, годы.

Зная величину К0 определяют величину сопротивления изоляционного покрытия на любой наперед заданный год эксплуатации этого покрытия 11ит, которое было несколько лет

т, год

Рис.12. Зависимость величины постоянной времени старения т изоляционного

покрытия от величины удельного электрического сопротивления грунтов р и от типа изоляционного покрытия.

назад или которое будет через несколько лет в будущем. Величина II,|т вычисляется по формуле

1*ит=1*0-ехр(-Т/т), (33)

где Т - любой год эксплуатации трубопровода до момента обследования покрытия или любой год эксплуатации в будущем, год.

Эта формула позволяет прогнозировать изменение состояния изоляционного покрытия и определять остаточный ресурс или старение покрытия.

Вычислен остаточный ресурс изоляционного покрытия до момента времени, когда интегральная величина сопротивления его ухудшится до величины 500 Ом-м2, т.е. по нашей классификации покрытие станет "плохим"

Тост=т-1п(11и/К0 лет, (34)

где 1п(11„/К0 - натуральный логарифм отношения интегральных величин сопротивлений изоляционного покрытия; Я; - задаваемая величина, до которой состояние изоляционного покрытия ухудшится и станет "плохим", т.е., по нашей классификации 500 Ом-м2

Тогда ухудшение состояния изоляционного покрытия (или скорость его старения) можно вычислить по данным, полученным во время обследования участка трубопровода, на любой на перед заданный год эксплуатации трубопровода по формуле:

11иг11и-ехр(-Т;/т), (35)

где - интегральная величина сопротивления изоляционного покрытия участка трубопровода на момент его обследования, Ом-м2; - интегральная величина сопротивления изоляционного покрытия на ¡-ый год эксплуатации участка трубопровода после момента его обследования, Ом-м2; Тр 1, 2, 3, ... 1 - время эксплуатации участка трубопровода после момента обследования, годы; т -постоянная времени данного покрытия, определяемая по кривым, приведенным на рис.12.

Из этого следует, что интегральная величина сопротивления изоляционного покрытия в процессе эксплуатации каждый год уменьшется на некоторую величину.

Предложенный способ представлен на примере обследования участка действующего газопровода.

' В качестве примера, взят фрагмент натурного обследования подземного перехода через автомобильную дорогу газопровода УХТА-ТОРЖОК диаметром Вт=1420 мм с полиэтиленовым покрытием на пикетах ПК1121 и ПК1122. Нитка газопровода эксплуатируется с 1978 года. Обследование проводилось в летний период. Протяженность участка от 585 метра ПК 1121 до 490 метра ПК1122, общей протяженностью 895 метров. Средняя величина удельного электрического сопротивления грунта на этом участке газопровода составляет ргр= 50 Ом-м.

Данные по глубине залегания газопровода представлены на рис. 13.

Регистрируя значения затухания тока, найдены интегральные величины сопротивлений покрытия в каждой точке контроля (рис.14) и интегральные величины площади оголения металла (рис.15). Анализируя полученные данные, найдены такие интервалы, в которых интегральные величины сопротивлений покрытия равные от 500 Ом-м2 и меньше, и имеющие площади оголения металла от 4-х мм2 и более на площади 1м2 поверхности покрытия трубы. Такие интервалы лежат, начиная от Ь=260м до Ь=390м протяженностью 130м, находящиеся на пересечении автомобильной дороги. Таким образом, данный участок необходимо обследовать на предмет катодной защищенности газопровода поляризующим

током от катодной станции для того, чтобы судить о наличии коррозионных эффектов металлической части трубопровода.

... ... ....

'1 V" ...

4 /

\ {

... ■у г ... .... ... ... г \ N / \ /

... - /

( \ \ / \ /

\ / Л > ... .... .... V .... ... ...

\ /

-- ! .... 1 1 ... I 1 \

я Р а 5 § йй

8 8 8 К « ( К-

Рис. 13. График глубины заложения трубопровода 0 1420 мм до верхней образующей на 3-ей нитке газопровода Ухта-Торжок.

На основании теоретических и практических исследований разработаны критерии интегральной оценки:

я §

§ г

я = 5 5 = 1

Характеристика состояния

Ом и" 100010' 10010' ЗОЮ' 101»' 310" 2500 МО1 500 310' 110' 50 30 10' »1 _____________Л.....АА_____________ __________________ Л. ИЗОЛЯЦИОННОГО покрытия Отличное

: : ! \ ; ;

! ! : \ ;

* г Ф 1 •Г ; ■ ........

- 1 Хорошее Удовлетвори-

— :

: : :

■ Плохое

: : : —

п ;

т 1 К " 1 плохое Изоляция

с Й и

а : 1 ! :

шена

Рис.14. Диаграмма интегральных величин сопротивления покрытия.

■10000 :

; ;

;

; :

4(10 : и

0,1

4 — §

- Т с _ ! 1 м

V V V V \/у У V v 1 V V г

Следы покрытия

Покрытие

сильно

разрушено

Значительная площадь оголения металла

Дефекты 1!

небольшом

количестве

Мелкие

одиночные

дефекты

Ме г дефектов

к § 5 2

= I я к = 5 ккз г § :

1 =

«= = г ?',и

РнсЛ 5 Диаграмма интегральных величин площади оголения металла.

Критерии интегральной оценки состояния изоляционного покрытия подземных трубопроводов, находящихся в эксплуатации:

1. Минимальный шаг между точками измерений для оценки состояния изоляционного покрытия по величине затухания тока должен быть не менее 10 м.

2. Состояние покрытия ОТЛИЧНОЕ, если интегральная величина сопротивления изоляционного покрытия входит в интервал от 1-Ю4 Ом-м2 и более.

3. Состояние покрытия ХОРОШЕЕ, если интегральная величина сопротивления изоляционного покрытия входит в интервал от 2,5-103 до МО4 Ом-м2.

4. Состояние покрытия УДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНОЕ, если интегральная величина сопротивления изоляционного покрытия входит в интервал от 500 до 2,5-103 Ом-м2.

5. Состояние покрытия ПЛОХОЕ, если интегральная величина сопротивления изоляционного покрытия входит в интервал от 50 до 500 Ом-м2.

6. Состояние покрытия ОЧЕНЬ ПЛОХОЕ, если интегральная величина сопротивления изоляционного покрытия входит в интервал от 5 до 50 Ом-м2.

7. Состояние покрытия СОВЕРШЕННО РАЗРУШЕНО, если интегральная величина сопротивления изоляционного покрытия имеет величину менее 5 Ом-м2.

8. Минимальный шаг между точками измерений при вычислении тока на коротких интервалах при поиске локальных мест дефектов в покрытии должен быть не менее 1 м.

Критерии интегральной оценки состояния изоляционного покрытия подземных трубопроводов, находящихся в процессе строительства

1. Минимальный шаг между точками измерений для оценки состояния изоляционного покрытия должен быть не менее 40 м.

2.Минимальный шаг между точками измерений тока при поиске мест сквозных дефектов в покрытии должен быть в пределах 1,5 - 3 м.

3. Состояние покрытия ОТЛИЧНОЕ, если интегральная величина состояния изоляционного покрытия входит в интервал величин от 1.105 Ом.м2 и более.

4. Состояние покрытия ХОРОШЕЕ, если интегральная величина состояния изоляционного покрытия входит в интервал величин от ЫО4 Ом.м2 до 1«105 Ом.м2.

5. Состояние покрытия УДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНОЕ, если интегральная величина состояния изоляционного покрытия входит в интервал величин от 1*103 Ом.м2 до 1.104 Ом.м2.

6. Состояние покрытия НЕУДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНОЕ, если интегральная величина состояния изоляционного покрытия входит в интервал величин от ЫО3 Ом.м2 и ниже.

Критерии интегральной оценки площади дефектов в изоляционном покрытии подземных трубопроводов, находящихся в эксплуатации:

1. Покрытие НЕ ИМЕЕТ ДЕФЕКТОВ, если вычисленная интегральная величина площади дефектов в покрытии на поверхности одного квадратного метра составляет 0,01 мм2/м2 и менее.

2. Покрытие имеет САМЫЕ МЕЛКИЕ ОДИНОЧНЫЕ ДЕФЕКТЫ, если вычисленная интегральная величина площади дефектов в покрытии на поверхности одного квадратного метра находится в пределах величин от 0,01 до 0,16 мм2/м2.

3. Покрытие имеет МЕЛКИЕ ДЕФЕКТЫ В НЕБОЛЬШОМ КОЛИЧЕСТВЕ, если вычисленная интегральная величина площади дефектов в покрытии на поверхности одного квадратного метра находится в пределах величин от 0,16 до 4,0 мм2/м2.

4. Покрытие имеет ЗНАЧИТЕЛЬНУЮ ПЛОЩАДЬ ОГОЛЕНИЯ, если вычисленная интегральная величина площади дефектов в покрытии на поверхности одного квадратного метра находится в пределах величин от 4 до 400 мм2/м2.

5. Покрытие СИЛЬНО РАЗРУШЕНО, если вычисленная интегральная величина площади дефектов в покрытии на поверхности одного квадратного метра находится в пределах величин от 400 до 40000 мм2/м2.

6. Покрытие имеет СЛЕДЫ ПОКРЫТИЯ, если вычисленная интегральная величина площади дефектов в покрытии на поверхности одного квадратного метра составляет от 40000 мм2/м2 и более

Представленные критерии позволяют достоверно, не шурфуя трубопровод, оценить состояние покрытия на конкретном участке контроля и, на основе приведенных зависимостях, определить остаточный ресурс ОК.

В четвертой главе приведена система ВТТ «ОНИКС», разработанная при непосредственном участии автора.

Высокоточная трассопоисковая система, предназначена для дефектоскопии подземных трубопроводов, превосходящая существующие аналоги по ряду технических характеристик.

Система может использоваться не только для дефектоскопии покрытий подземных трубопроводов, по также для поиска и определения направлений металлических трасс, а также силовых и радиочастотных коммуникаций, что существенно дополняет ее технические возможности и область применения.

Процесс проведения измерений в полевых условиях максимально упрощен и автоматизирован и является особенностью системы. Дня повышения достоверности результатов обследования участка подземного трубопровода, производится серия многократно повторяющихся измерений в каждой точке контроля, которые снабжаются метками времени, а также имеется наличие дополнительного измерительного канала для записи градиентов напряжений, lice это позволяет освободить оператора от рутинной необходимости слежения за многочисленными измерениями и за правильностью занесения их в протоколы контроля. Большой объем памяти позволяет записать всю необходимую информацию о распределении сигнала электромагнитного поля па различных частотах переменного тока. Это дает возможность достоверно интерпретировать полученные данные при составлении результирующих отчетов. Также сохраненная информация в флэш-карте позволяет автоматически формировать базу данных в ПК и провести корректные сравнения результатов обследований участка подземного сооружения с обследованиями этого участка прошлых лет для выявления негативных тенденций (развитие дефектов, изменения в пространственном положении и т.п.).

Полученные данные пространственного положения подземного сооружения могут быть объединены по временным меткам в один файл с результатами измерении приборов навигационной системы, что расширяет возможности системы r плане составления и корректировки маршрутных карт коммуникаций, а также в подготовке документации для ремонтных работ.

Система ВТТ «Оникс», состоящая в основном из генератора переменного тока и детектора (рис. 16), имеет три режима работы:

Рис.16. Внешний вид а) детектора и б) генератора.

1) При работе в гальиаиостатическом режиме система позволяет с высокой точностью определять местоположение конкретной (трассируемой) коммуникации и ее направление, производить прямое цифровое определение глубины залегания и протекающего в ней тока. Большой выбор рабочих частот позволяет эффективно работать на многих типах коммуникаций с различными покрытиями.

2) Используя пассивный режим (без генератора), детектор «Оникс ТМ-2», имеющий широкий набор используемых частот, позволяет определять местонахождение трубопроводов, находящихся под потенциалом катодной защиты (СКЗ), силовых и радиочастотных кабелей, а также выявлять неизвестные коммуникации (например, перед проведением строительных работ) и, таким образом, увеличивает производительность труда при трассировке магистральных трубопроводов ввиду отсутствия необходимости периодического подключения и переноски генератора.

3) В режиме дефектоскопа система позволяет решать задачи по обследованию состояния антикоррозионного покрытия магистральных трубопроводов, размещенных в грунте: определение качества покрытия, выявление и локализацию мест повреждения и утоньшения изолирующего слоя, оценку эффективной величины дефекта. Благодаря использованию нескольких рабочих частот одновременно и возможности использования трёх методов дефектоскопии (анализ затухания тока, исследование фазовых соотношений, измерение градиентов потенциалов на поверхности земли) система позволяет проводить дефектоскопию с достаточной точностью при высокой достоверности результатов обследования.

Созданное программное обеспечение под Windows позволяет сохранять данные в ПК (рис.17), оценивать и сравнивать с прошлыми обследованиями на предмет выявления негативных тенденций.

®лйл Очистить всё ТЕКСТ ЗАГОЛОВКА Шаг и>мерв»»й постов»»<ый Ко*М»1циемт Нес тройки

Рис.17. Вид «окна» программы «ОНИКС» в среде «Windows ХР». Приведены технические характеристики системы.

Получены экспериментальные зависимости тока и глубины, представленные программой «ОНИКС».

Результаты промышленной эксплуатации системы с использованием предложенного методического обеспечения показали их высокую эффективность при обнаружении дефектов покрытия в виде трещин и объемных отслоений в местах с низкой адгезией и оценки степени их опасности (наличия коррозии металлической части и утоньшения стенки трубы).

В заключении приведены основные выводы и результаты работы. В результате теоретических и практических исследований предложен научно-методический подход при комплексном контроле подземных трубопроводов; предложены способы определения пространственного положения подземных коммуникаций и технология диагностики; создана и внедрена в промышленность система дефектоскопии покрытий металлических трубопроводов, размещенных в грунте и методическое обеспечение.

В приложении представлены акты внедрения системы, номограммы и таблицы определения интегрального сопротивления покрытия по величине затухания сигнала при различных частотах и диаметрах трубопроводов, методика калибровки системы и копия сертификата соответствия.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.

1. На основе проведенных исследований решена актуальная задача создания новых средств НК, предназначенных для обследования состояния антикоррозионного покрытия трубопроводов, размещенных в грунте. Разработанная система ВТТ «ОНИКС» позволяет на основе бесконтактных измерений переменного тока, протекающего по трубопроводу, осуществить интегральную оценку качества изоляционного покрытия, выявить и локализовать места повреждений покрытия, оценить эффективную величину площади дефекта.

2. Предложена расчетная модель, описывающая закономерности электромагнитного поля переменного тока подземного трубопровода с учетом влияния электрофизических параметров трубопровода, грунта и покрытия.

3. Предложено использование нескольких рабочих частот одновременно и анализ результатов контроля по трем параметрам: затуханию тока; фазовым соотношениям сигналов; измерению потенциалов на поверхности земли, что позволило осуществлять диагностику с необходимой точностью при достаточной достоверности результатов обследования. При этом выявляются дефекты в покрытии площадью от 3 мм2.

4. Разработан детектор системы, имеющий большой набор рабочих частот, с помощью которого определяют местонахождение трубопроводов, находящихся под потенциалом катодной защиты, силовых и радиочастотных кабелей, что позволило обнаруживать неизвестные коммуникации, а также увеличить производительность труда при обследованиях трубопроводов ввиду отсутствия необходимости переноски и подключения генератора.

5. Разработано методическое обеспечение, являющееся следствием многолетних обследований трасс подземных трубопроводов, которое позволяет в настоящее время эффективно и качественно определять пространственное положение трубопроводов и их защищенности от коррозии, без которых невозможно развитие современной технологии эксплуатации магистральных подземных трубопроводов. Также позволяет, на основе полученных значений затухания тока, определять состояние изоляционного покрытия, вычислять интегральную величину его сопротивления и интегральную величину площади дефектов, скорость старения изоляционного покрытия и его остаточный ресурс.

7. Предложены технологические схемы контроля трубопроводов и производства измерений в полевых условиях по нахождению мест повреждений изоляционного покрытия. Предложена технологическая последовательность диагностики трубопроводов, позволяющая поэтапно проводить обследования и делать своевременное заключение о состоянии трубопровода.

8. Предложен способ использования магнитных антенн, позволяющий создать мобильный георадар для дистанционного поиска местоположения подземных магистральных коммуникаций с определением их поперечного размера и глубины залегания в грунте.

9. Определены критерии интегральной оценки состояния изоляционного покрытия подземных трубопроводов, находящихся в эксплуатации и в процессе строительства.

10. Сформулированы рекомендации по применению оборудования при долгосрочных программах обследования магистральных коммуникаций с сохранением и сравнением результатов прошлых обследований на протяжении многих лет.

11. Разработаны номограммы и таблицы интегральных величин сопротивлений изоляционных покрытий для различных частот и диаметров трубопроводов на основе практических и расчетных данных затухания переменного тока.

12. Система ВТТ «ОНИКС» внедрена в промышленную эксплуатацию предприятиями: КЦ ОАО «ВЛАДИМИРОБЛГАЗ» РАО «ГАЗПРОМ»; НРУПТН «Дружба» ОАО «ТРАНСНЕФТЬ»; ООО «Технический АУДИТ»; НПП по строительству ОАО «ЭКОС». Система производится серийно и поставляется промышленным предприятиям России и стран СНГ. Система превосходит существующие аналоги по ряду технических характеристик.

Система сертифицирована Органом по сертификации СНК, сертификат соответствия № 085.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ.

1. Мартынов С.А., S.Tate, F.Hoerauf. Система CORPAC МК.2 - контроль состояния изоляции трубопровода и диагностика дефектов катодной защиты. -Тезисы докладов 15-й Российской научно-технической конференции «Неразрушающий контроль и диагностика», - М., 1999, с. 152.

2. Мартынов С.А. «Опыт использования зарубежного оборудования», Контроль. Диагностика, 1999, № 5, с. 58 - 59.

3. Сидоров Б.В., Харионовский В.В., Мартынов С.А. Оценка состояния изоляционных покрытий подземных трубопроводов. - Контроль. Диагностика, 2001, № 6, с.7 - 16.

4. Сидоров Б.В., Харионовский В.В., Мартынов С.А., Лидс Д.М. Методика оценки фактического положения и состояния подземных трубопроводов. ВРД 391.10-026-2001, - ОАО «ГАЗПРОМ», ООО «ВНИИГАЗ», М., 2001, 105 с.

5. Мартынов С.А., J.Edwards, P.Barnes. Система проверки трубопроводов С-Scan 2010. Автоматическое определение состояния изоляции с привязкой к местности, определение дефектов и получение диагностических данных. -Контроль. Диагностика, № 5, 2001, с. 45 -46.

6. John 1. Edwards, Peter R. Barnes, S. A. Martynov. DYNALOG C-SCAN 2010 PIPELINE SYRVEY SYSTEM AUTOMATIC PIPELINE MAPPING SHOWING COATING CONDITION, FAULT LOCATIONS AND DIAGNOSTIC DATA. - 8 th ChSNDT Conference and International Symposium on NDT, CHINA, 25 September,

2003.

7. Мартынов С.А. Комплексные технические решения для определения пространственного положения и кривизны подземных трубопроводов с использованием глобальной системы позиционирования и современных технических средств. - Тезисы докладов 3-й Международной конференции «Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности», М.,

2004, с. 196.

8. Мартынов С.А., Запускалов В.Г., Маслов А.И., Артемьев Б.В., Волчков Ю.Е. Мобильный георадар для дистанционного поиска местоположения подземных магистральных коммуникаций и определение их поперечного размера, и глубины залегания в грунте. - Патент РФ № 2256941 // БИ - 2005, № 20.

9. Мартынов С.А., Маслов А.И., Запускалов В.Г., Артемьев Б.В. Способ контроля толщины покрытий цилиндрических изделий и устройство для реализации способа. - Патент РФ № 2284471 // БИ - 2006, № 27

10. Куклев A.B., Мартынов С.А. Трассоискатели нового поколения. Диагностика изоляционных покрытий. - Тезисы докладов 4-й Международной выставки и конференции «Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности», М., 2005, с.34.

11. Мартынов С.А. Оценка состояния изоляционного покрытия подземных трубопроводов. - Семинар ОАО «АК «ТРАНСНЕФТЬ», Учебно-исследовательский центр повышения квалификации РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина, - М., 2005.

12. Сидоров Б.В., Мартынов С.А. Рекомендуемая технология диагностики подземных трубопроводов. - Контроль. Диагностика, № 12,2005, с.18-19.

13. Мартынов С.А. Применение современных технологий диагностики и ремонта линейной части МН для обеспечения безопасного и работоспособного состояния магистральных нефтепроводов. - Семинар ОАО «АК «ТРАНСНЕФТЬ», Учебно-исследовательский центр повышения квалификации РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина, - М., 2006.

14. Мартынов С. А., Куклев A.B. Способы повышения достоверности результатов обследования изоляционных покрытий подземных трубопроводов. Высокоточный трассоискатель ВТТ «ОНИКС», - Тезисы докладов 5-й Международной выставки и конференции «Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности», - М., 2006, с. 149.

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Мартынов, Сергей Анатольевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ДЕФЕКТОСКОПИИ ИЗОЛЯЦИИ ТРУБОПРОВОДОВ, РАЗМЕЩЕННЫХ В ГРУНТЕ.

1.1. Известные теоретические и экспериментальные исследования в области дефектоскопии трубопроводов, размещенных в среде с низкой электропроводностью.

1.2. Анализ существующих электромагнитных приборов и систем контроля изоляции трубопроводов.

1.3. Основные процедуры диагностики покрытий.

1.4. Выводы.

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ФУНКЦИИ

РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ ТОКА, ПРОПУСКАЕМОГО ПО ТРУБОПРОВОДУ, РАЗМЕЩЕННОМУ В ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩЕЙ СРЕДЕ.

2.1. Физическая модель исследуемого процесса.

2.2. Математическая модель и исследование основных закономерностей формирования электромагнитного поля тока, пропускаемого по трубопроводу, размещенному в грунте.

2.3. Выводы.

ГЛАВА 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛОЖЕНИЯ И СОСТОЯНИЯ

ИЗОЛЯЦИИ ТРУБОПРОВОДОВ, РАЗМЕЩЕННЫХ В ГРУНТЕ.

3.1. Способы определения осевой линии трубопровода с дневной поверхности.

3.2. Способы определения глубины заложения подземного трубопровода.

3.3. Способы определения пространственного положения трубопровода.

3.3.1. Способ использования систем глобального позиционирования.

3.3.2. Способ использования магнитных антенн в виде коллемирующих решеток, закрепленных на летательном аппарате.

3.4. Способ определения радиуса прогиба трубопровода.

3.5. Разработка критериев интегральной оценки состояния изоляционных покрытий подземных трубопроводов, находящихся в эксплуатации и в процессе строительства

3.6. Разработка технологической последовательности диагностики подземных трубопроводов.

3.7. Выводы.

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРИБОРОВ ДИАГНОСТИКИ ПОКРЫТИЙ ТРУБОПРОВОДОВ,

РАЗМЕЩЕННЫХ В ГРУНТЕ.

4.1. Выработка требований к аппаратным средствам диагностики покрытий подземных трубопроводов.

4.2. Конструктивные решения и функциональные схемы.

4.3. Технические данные системы.

4.4. Принцип работы и блок- схема алгоритма аппаратного вычисления.

4.5. Использование программного обеспечения.

4.6. Результаты промышленного внедрения.

4.7. Выводы.

Введение 2007 год, диссертация по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, Мартынов, Сергей Анатольевич

Увеличение количества и сроков эксплуатации подземного магистрального трубопроводного транспорта выдвинуло в число первоочередных проблему обеспечения надежности и безопасной эксплуатации трубопроводов и оценки их ресурса. Каждые три дня на газо- и нефтепроводах России случается крупная авария. Максимальное число аварий происходит из-за коррозии металла. Во избежание аварий необходимо постоянно контролировать техническое состояние трубопроводов. Большой вклад в решение этой проблемы вносят средства неразрушающего контроля (НК) и технической диагностики (ТД), использующие различные методы [86,11, 72].

Важное место среди всех методов занимает электромагнитный метод (ЭМ), который обеспечивает высокую надежность обнаружения дефектов в объекте контроля (ОК), высокую производительность, низкое энергопотребление, возможность бесконтактного съема информации и является экологически безопасным. Поэтому он широко используется в средствах НК в различных областях промышленности.

В настоящее время и в будущем стальные трубы остаются основным элементом промысловых и магистральных трубопроводов [65, 63]. Этому способствует их высокая прочность и технологичность применения. Ни стеклопластиковые, ни полимерные трубы не смогут составить им конкуренцию. Но есть проблема: низкая коррозионная стойкость при эксплуатации, решением которой является защитное покрытие наружной и внутренней поверхности, но и оно также подвержено разрушению. Созданная на протяжении 35 - 40 лет уникальная система магистральных трубопроводов для транспортировки газа, нефти и продуктов их переработки является одним из самых крупных инженерных сооружений. Причем только российская часть магистралей составляет около 300 тысяч км, из них большую часть представляют трубы большого диаметра (1220 - 1420 мм) и высокого давления. В настоящее время практически около половины трубопроводов имеют конечный расчетный эксплуатационный ресурс выработки и, поэтому, сейчас стоит первоочередная задача - обеспечение надежности и экологической безопасности [64, 81].

Трубопроводы несмотря на их конструктивную простоту отличаются от других сооружений объемом воздействия силовых факторов, разнообразием нагрузок, неопределенностью напряженно - деформированного состояния, масштабностью и различными климатическим условиями эксплуатации. Ежегодно ремонтируется около 4-5 тысяч км трубопроводов для поддержания их безопасной работы.

Трубопроводные системы постарели: 30% газопроводов эксплуатируются более 20 лет, примерно 15% из них имеют возраст около 30 лет, многие выработали свой расчетный ресурс; 75% нефтепроводов эксплуатируются более 25 лет, причем 40% - свыше 30 лет. Еще больше постарели продуктопроводы, которые в основном были построены в 60-е годы и к настоящему времени в значительной степени износились морально и физически.

Естественно старению подвержены и изоляционные покрытия, которые со временем теряют свои электрические характеристики, а также и свойства адгезии, на которые в первую очередь влияют появляющиеся дефекты. Кроме того, большинство нефтяных и газовых магистралей большого диаметра имеют противокоррозионную изоляцию, выполненную полимерными лентами в трассовых условиях. С вынужденным применением в отсутствии заводской изоляции этого типа покрытий связано наибольшее число отказов из-за коррозии. При этом на нефтепроводах диаметром 1020 -1220 мм ресурс пленочных покрытий подходит к критическому сроку. Установлено, что полимерная пленочная изоляции в настоящее время требует все больше внепланового ремонта. Как правило, сейчас при строительстве новых магистралей предпочтение отдается использованию труб с заводской изоляцией.

Плохое состояние изоляции наблюдается в подводных переходах, главным образом из-за обнажения в русловой части, недостатков в закреплении берегов и опорных мест трубопроводов. В последние годы для диагностики состояния подводных переходов используются гидролокаторы, водолазные телевизионные системы, данные приборов по определению координат пространственного положения, бесконтактные электромагнитные системы.

Таким образом, общее состояние магистральных трубопроводов можно охарактеризовать как крайне сложное.

Коррозия металла и в дальнейшем аварийные ситуации наступают чаще всего в местах дефектов изоляционного покрытия. Поэтому, в первую очередь уделяется внимание диагностике изоляционных покрытий. Из-за финансовых трудностей в настоящее время предпочтение отдается стратегии выборочного ремонта и реконструкции после выявления различными методами (бесконтактными, контактными, внутритрубными) потенциально опасных участков трубопроводов или участков, на которых в предыдущие годы при обследовании были замечены появившиеся дефекты. Одной из главных причин всех технических аварий является отсутствие необходимого обеспечения средствами и методиками контроля. Утвердился комплексный подход диагностики трубопроводов, в котором предполагается последовательное применение ряда известных методов, интегрированных по различным физическим эффектам. Методическое обеспечение в этом случае играет существенную роль.

Средства контроля и диагностики должны являться неотъемлемой частью любого крупного подземного сооружения и не только. В настоящее время в России и за рубежом разработаны и используются во многих областях промышленности различные типы электромагнитных приборов и систем, позволяющих контролировать подземные трубопроводы в целом, как металлической части, так и изоляционного покрытия. Однако точно оценить состояние изоляционного покрытия и размеры найденных дефектов без вскрытия подземного трубопровода крайне сложно и трудоемко.

Поэтому, необходимость разработки и совершенствование средств электромагнитной дефектоскопии с точки зрения повышения информативности, достоверности результатов и упрощения технологии обследования является весьма актуальной задачей.

Целью данной работы является разработка средств дефектоскопии покрытий металлических трубопроводов, размещенных в грунте, исследование электромагнитных методов и средств НК, предназначенных для диагностики изоляционных покрытий подземных металлических трубопроводов, разработка методического обеспечения для оценки фактического положения и состояния трубопроводов. Для достижения цели необходимо решить ряд задач:

Объекты и методы исследований.

В качестве объектов исследований использовались магистральные нефтегазопроводы и продуктопроводы.

Теоретические исследования осуществлялись с привлечением методов математического анализа и интегрального исчисления. Математическое моделирование проводилось на базе вычислительных средств общего применения с использованием математического пакета прикладных программ «MathCad». Для экспериментальных исследований использовалось оборудование как отечественного, так и зарубежного производства. Научная новизна работы.

2. Предложена технология диагностики подземных трубопроводов, которая позволяет определять состояние покрытия и прогнозировать скорость старения или ухудшение состояния покрытия во времени на любой год эксплуатации подземного трубопровода.

Практическая значимость.

Предложенный способ использования магнитных антенн в виде коллемирующих решеток позволяет создать мобильный георадар для дистанционного поис ка в тр удно доступных местах магистральных коммуникаций с определением их поперечного размера и глубины залегания в грунте (патент РФ № 2256941).

Результаты работы подтверждаются актами внедрения системы и методики в промышленную эксплуатацию предприятиями: КЦ ОАО «ВЛАДИМИРОБЛГАЗ» РАО «ГАЗПРОМ»; НРУПТН «Дружба» ОАО «ТРАНСНЕФТЬ»; ООО «Технический АУДИТ»; Hi 111 по строительству ОАО «ЭКОС».

Система ВТТ «ОНИКС» сертифицирована Органом по сертификации СНК, сертификат соответствия № 085 от 02.05.2006г.

Апробация работы.

Результаты работы докладывались и обсуждались на: 15-й Российской научно-технической конференции «Неразрушающий контроль и диагностика» (г.Москва, 1999г.); 3-й Международной конференции «ДИАГНОСТИКА ТРУБОПРОВОДОВ» (г.Москва, 2001г.); 8 th ChSNDT Conference and International Symposium on NDT (CHINA, 2003); 3-й Международной конференции «Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности» (г.Москва, 2004г.); 4-й Международной конференции «Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности» (г.Москва, 2005г.); 5-й Международной конференции «Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности» (г.Москва, 2006г.); семинарах ОАО «АК «ТРАНСНЕФТЬ» в Учебно-исследовательском центре повышения квалификации РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина в 2005 и 2006 гг.

Материал диссертации опубликован в 12 печатных работах, в том числе в журнале «Контроль. Диагностика» и ведомственном руководящем документе ООО «ГАЗПРОМ» ВРД 39-1.10-026-2001, приоритет предлагаемых решений подтвержден 2-я патентами (РФ № 2256941, РФ № 2284471).

Структура и объем диссертации.

Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, приложения и списка литературы из 136 наименований. Общий объем работы составляет 172 страницы текста, включая 20 таблиц и 51 рисунок. Основные положения, выносимые на защиту.

1. Расчетная модель для исследования закономерностей формирования электромагнитного поля переменного поля, пропускаемого по трубопроводу, размещенному в грунте.

3. Критерии интегральной оценки состояния изоляционного покрытия подземных трубопроводов, находящихся в эксплуатации, так и в процессе строительства, полученные на основе практических исследований и предложенного аналитического решения определения интегральной величины сопротивления изоляционного покрытия по величинам затухания тока.

4. Номограммы определения интегрального сопротивления покрытия по измеренным величинам тока и рассчитанным величинам затухания тока для различных частот и диаметров трубопроводов.

5. Созданная система ВТТ «ОНИКС» дефектоскопии покрытий трубопроводов, размещенных в грунте, обладающая многофункциональностью, достоверностью и улучшенными массогабаритными характеристиками.

Заключение диссертация на тему "Исследование электромагнитных методов и разработка средств дефектоскопии покрытий х трубопроводов, размещенных в грунте"

6. Результаты работы подтверждаются актами внедрения системы и методического обеспечения в промышленную эксплуатацию предприятиями: ОАО «ВЛАДИМИРОБЛГАЗ» РАО «ГАЗПРОМ»; НРУПТН «Дружба» ОАО

ТРАНСНЕФТЬ»; ООО «Технический АУДИТ»; НЛП по строительству ОАО «ЭКОС».

Система ВТТ «ОНИКС» сертифицирована Органом по сертификации СНК, сертификат соответствия № 085 от 02.05.2006г.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Для обеспечения безопасной эксплуатации и оценки остаточного ресурса, а также на основе проведенного анализа современных методов и средств неразрушающего контроля подземных протяженных трубопроводов показана перспективность применения и необходимость создания электромагнитных дефектоскопических приборов и систем для обследования состояния антикоррозионного покрытия.

2. Разработанная система позволяет на основе бесконтактных измерений тока, протекающего по трубопроводу, осуществить интегральную оценку качества изоляционного покрытия, выявить и локализовать места повреждения покрытия, оценить эффективную величину площади дефекта.

3. Благодаря предложенному использованию нескольких рабочих частот одновременно и анализу результатов контроля по трем параметрам: затуханию тока; фазовым соотношениям сигналов; измерению градиентов потенциалов на поверхности земли, диагностика подземных трубопроводов осуществляется с достаточной достоверностью результатов обследования.

4. Разработан детектор системы, имеющий большой набор рабочих частот, с помощью которого определяют местонахождение трубопроводов, находящихся под потенциалом катодной защиты, силовых и радиочастотных кабелей, что позволило обнаруживать неизвестные коммуникации, а также увеличить производительность труда при трассировке трубопроводов, ввиду отсутствия необходимости переноски и подключения генератора.

6. Разработана методика, которая позволяет, на основе бесконтактных методов, путем измерения составляющей электромагнитного поля, создаваемого переменным током, протекающим по трубопроводу от генератора звуковой частоты, определять состояние изоляционного покрытия, вычислять интегральную величину его сопротивления и интегральную величину площади дефектов, скорость старения изоляционного покрытия и его остаточный ресурс.

7. Предложены технологические схемы контроля трубопроводов и последовательность производства измерений в полевых условиях по нахождению мест повреждений изоляционного покрытия, предложена технологическая последовательность диагностики трубопроводов.

8. Сформулированы рекомендации по использованию системы ВТТ «ОНИКС» при долгосрочных программах обследования с сохранением и сравнением результатов прошлых обследований на протяжении многих лет.

9. Разработаны номограммы и таблицы интегральных величин сопротивлений изоляционных покрытий почти для всей номенклатуры производимых труб.

10. Разработаны научно-методологические основы для обеспечения инженеров и студентов вузов теоретическими знаниями и практическими результатами при проведении диагностики подземных металлических трубопроводов без вскрытия грунта.

11. Система ВТТ «ОНИКС» внедрена в промышленную эксплуатацию предприятиями: КЦ ОАО «ВЛАДИМИРОБЛГАЗ» РАО «ГАЗПРОМ»; НРУПТН «Дружба» ОАО «ТРАНСНЕФТЬ»; ООО «Технический АУДИТ»; Hi 111 по строительству ОАО «ЭКОС». Система производится серийно и поставляется промышленным предприятиям России и стран СНГ. Система превосходит существующие аналоги по ряду технических характеристик. Система сертифицирована Органом по сертификации СНК, сертификат соответствия № 085.

Библиография Мартынов, Сергей Анатольевич, диссертация по теме Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

1. Аркадьев В.К. Электромагнитные процессы в металлах.- М.-Л., ОНТИ, Глав. ред. энергет. литературы, ч.1, 1934.-310 е.; ч.П, 1936. 210 с.

2. Атабеков Г.И. Основы теории цепей. М.: Энергия, 1969. - с. 282 -311.

3. Бекман В. Катодная защита. Справочник. М.: Металлургия, 1992. с. 121126 / von Dipl.-Phys. W. Von Baeckmann. Taschenbuch flier den kathodischen Korrosionssuchutz. 4. Auflage. Essen: Vulkan - Verlag, 1987.

4. Бери Р., Микинз Б. Язык СИ. Введение для программистов. Перевод с английского Д.Б. Подшивалова. -М.: 1988. - 192с.

5. Бюлер Г.А., Сапожников А.Б., Путков Б.Н. Исследование распределения потенциала вдоль полосы с поперечной внутренней трещиной, обтекаемой постоянным током.- Труды СФТИ, 1948, вып. 26, с. 195 200.

6. Введенский Б.А. Токи Фуко при апериодических процессах в железе; поверхностный эффект.- ЖРФХО, 1923. т.55, вып. 1-3, с. 1 -12.

7. Вольман В.И., Пименов Ю.В. Техническая электродинамика. М.: Связь, 1971.-е. 208-212.

8. Герасимов В.Г. Электромагнитный контроль однослойных и многослойных изделий. М.: Энергия, 1972, - 160 с.

9. Герасимов В.Г., Клюев В.В., Шатерников В.Е. Методы и приборы электромагнитного контроля промышленных изделий. М.: Энергоатомиздат, 1983. - 272 с.

10. Глазков В.И., Глазов В.Н., Петров Н.А. Коррозия и защита подземных трубопроводов. Серия «Коррозия и защита в нефтегазовой промышленности». М.: ВНИИОЭНГ, 1972. - с. 18 - 22.

11. Глазов В.Н. Эффективность электрохимической защиты магистральных нефтепроводов. Серия «Коррозия и защита в нефтегазовой промышленности». М.: ВНИИОЭНГ, 1982. - Вып.5. - 56 с.

12. Глазов Н.П. Подземная коррозия трубопроводов, ее прогнозирование и диагностика. М.: ИРЦ «ГАЗПРОМ», 1994.

13. Глазов Н.П., Дуков Б.С., Сидоров Б.В. Способ измерения поляризационных потенциалов подземных конструкций. Авт.свид. № 744345//БИ. 1980. №24.

14. Глазов Н.П., Шамшетдинов К.Л., Сурис М.А., Фрейман Л.И., Левин В.М. Об измерениях поляризационного потенциала на стальных подземных трубопроводах. // Ж. "Практика противокоррозионной защиты". -КАРТЭК, 2000. № 2, с. 24 - 29.

15. ГОСТ 18353-79. Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов.

16. ГОСТ 25812-83. Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии.

17. ГОСТ 9.602-89. Единая система защиты от коррозии и старения. Сооружения подземные. Общие требования к защите от коррозии. С изменениями №1.

18. ГОСТ Р51164-98. Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии / Госстрой СССР. М.:ЦИТП Госстроя СССР, 1999.

19. Гросманн Ю.С., Бондарчук А.И. Обнаружение неоднородностей в среде по ее электропроводности. Дефектоскопия, Наука, № 11, с. 87 - 91.

20. Диагностическое обслуживание и повышение надежности магистральных газопроводов, объектов добычи и переработки газа: Отраслевая научно-техн. и производственная программа. М. ГАЗПРОМ. 1998.- 112 с.

21. Дорофеев A.JI. Применение электромагнитного контроля качества изделий в машиностроении. Дефектоскопия, 1979, № 3. - с. 5 -18.

22. Дорофеев A.JI. Электроиндуктивная дефектоскопия. М.: Машиностроение, 1967. - 232 с.

23. Дорофеев A.JI., Казаманов Ю.Г. Электромагнитная дефектоскопия. М.: Машиностроение, 1980. - 234 с.

24. Дякин В,В., Сандовский В.А., Дударев М.С. Магнитная проницаемость сферических изделий в переменном однородном поле. Дефектоскопия, Наука, № 11, 2002. - с. 3.

25. Загидулин Р.В., Мужицкий В.Ф., Савенков Д.В. К вопросу о выявлении дефектов сплошности на фоне случайных помех и их классификации. В кн.: 15 Российская научн.-техн.конф. «Неразрушающий контроль и диагностика». Тезисы докл. - М., 1999.

26. Зацепин Н.Н. Неразрушающий контроль. Минск: Наука и техника, 1979. -192 с.

27. Защита подземных металлических сооружений от коррозии: Справочник / И.В.Стрижевский, А.Д.Белоголовский, В.И.Дмитриев и др. М.: Стройиздат, 1990.-303 с.

28. Зиневич A.M., Глазков В.И., Котик В.Г. Защита трубопроводов и резервуаров от коррозии. М.: Недра, 1975. - 288 с.

29. Зиневич A.M., Санжаровский А.Т., Уразов Б.В. Состояние и перспективы производства и применения изоляционных материалов и покрытий // Защита трубопроводов от коррозии. М.: ВНИИСТ, 1985. - с. 3 - 14.

30. Инструкция по интегральной оценке состояния изоляционного покрытия законченных строительством участков трубопроводов на переменном токе. М.: ВНИИГАЗ, 1989. - 27 с.

31. Инструкция по эксплуатации и техническое описание: «АНПИ» и «УКИ-1МК». Уфа.: ООО «КВАЗАР», 2004.- 22 с.

32. Инструкция по эксплуатации. Оперативная диагностика трубопровода «ПОИСК-02». М.: ООО «ПАРСЕК», 2004.- 38 с.

33. Инструкция пользователя. Система «MoData 2» контроля КЗ и изоляции. D.: Weilekes Elektronic GmbH, 2004.

34. Искатель повреждений изоляции «ИПИ-95», паспорт (инструкция пользователя). Саратов.: ООО «НЕФТЕГАЗКОМПЛЕКС-ЭХЗ, 2000. 20с.

35. Каталог технических средств диагностики трубопроводов, М.: ИРЦ ГАЗПРОМ, 1997. 73 с.

36. Клюев В.В., Запускалов В.Г., Мартынов С.А. Устройство для определения физического состояния и качества веществ магистральных трубопроводов. Положительное решение по заявке № 2007112009 на выдачу патента на изобретение.

37. Комаров В.А., Мужицкий В.М. Теория физических полей. 4.1: Электромагнитное поле: Учебн. пос. Ижевск, 1997. 208 с.

38. Комаров В.А., Мужицкий В.Ф. Оценка физико-механических свойств твердых тел квазистационарным электромагнитным полем. Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2004. 536 с.

39. Конов В.В. Тепловизионный мониторинг нефтегазопроводов с применением мотодельтоплана. Тезисы 3-й Международной выставки и конференции «Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности». М., 2004. - с. 167.

40. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1973. - 832 е., ил.

41. Куклев А.В., Мартынов С.А. Трассоискатели нового поколения. Диагностика изоляционных покрытий. Тезисы 4-й Международной выставки и конференции «Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности. - М., 2005. - с. 34.

42. Лазарев С.Ф. Развитие теории электромагнитного контроля, разработка измерительных средств геометрических размеров электропроводящих изделий. Дисс. док. техн. наук, М., МГАПИ, 1995. - 310 с.

43. Марков Г.Т., Чаплин А.Ф. Возбуждение электромагнитных волн,- М.; Л.: Энергия, 1967. 376 с.

44. Мартынов С.А. Опыт использования зарубежного оборудования. -Контроль. Диагностика. 1999, № 5, с. 58 - 59.

45. Мартынов С.A., Ankit Vajpayee M.Sc. Новая инспекционная технология по обнаружению дефектов трубопроводов. Тезисы 5-й Международной выставки и конференции «Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности. - М., 2006. - с. 104.

46. Мартынов С.А., J.Edwards, P.Barnes. Система проверки трубопроводов С-Scan 2010. Автоматическое определение состояния изоляции с привязкой к местности, определение дефектов и получение диагностических данных, Контроль. Диагностика, № 5,2001. - с. 45-46.

47. Мартынов С.А., Запускалов В.Г. Способ определения газового состава окружающей среды. Патент № 2256902, БИ. - 2005, № 20.

48. Мартынов С.А., Запускалов В.Г., Маслов А.И. Способ определения метрологических показателей и надежности матричного вихретокового преобразователя в динамических условиях эксплуатации. Патент № 2248565, БИ. - 2005, № 8.

49. Мартынов С.А., Маслов А.И., Запускалов В.Г., Артемьев Б.В. Рентгеновское устройство контроля толщины многослойных покрытий цилиндрических изделий. Патент № 2253837, БИ - 2005, № 16.

50. Мартынов С.А., Маслов А.И., Запускалов В.Г., Артемьев Б.В. Способ контроля толщины покрытий цилиндрических изделий и устройство для реализации способа. Патент № 2284471// БИ - 2006, № 20.

51. Михайлов М.И., Разумов Л.Д. Защита кабельных линий связи от влияния внешних электромагнитных полей,- М.: Связь, 1967. с. 96 - 106, 128 -136.

52. Михайлов М.И., Разумов Л.Д. Электромагнитное влияние линий высокого напряжения на магистральные металлические трубопроводы и меры их защиты.- М.: Труды ВНИИСТа, 1962. вып. 13.

53. Мужицкий В.Ф. Развитие теории и создание электромагнитных средств дефектоскопии изделий сложной формы. Дисс. докт. техн. наук. - М., НИИИН, 1986.-360 с.

54. Мустафин Ф.М., Быков Л.И., Гумеров А.Г. и др. Промысловые трубопроводы и оборудование. М.: Недра, 2004. - 662 е., ил.

55. Мустафин Ф.М., Кузнецов М.В., Васильев Г.Г. и др. Защита трубопроводов от коррозии: Том 1: С 74 Учеб. пособие. СПб.: ООО «Недра», 2005. - 620 е., ил.

56. Надежность и ресурс газопроводных конструкций./ Сборник научных трудов./ ОАО «ГАЗПРОМ» М.: Наука, 2003.- 425 с.

57. Недбала P.M. Пленочные покрытия позволяют снизить плотность защитного тока. Инженер-нефтяник, 1971, № 3, с. 86 88.

58. Не разрушающий контроль и диагностика: Справочник/ В.В.Клюев, Ф.Р.Соснин, В.Н.Филинов и др.; Под ред. В.В.Клюева. М.: Машиностроение, 1995. - 488 е., ил.

59. Неразрушающий контроль качества изделий электромагнитными методами./ Герасимов В.Г., Останин Ю.Я., Покровский А.Д., Сухорукое В.В., Чернов Л.А. -М.: Энергия, 1978.-216 с.

60. Неразрушающий контроль качества изделий электромагнитными методами. / Герасимов В.Г., Останин Ю.А., Покровский А.Д., Сухорукое В.В., Чернов Л.А. -М.: Энергия, 1978.-216 с.

61. Неразрушающий контроль металлов и изделий. Справочник/ Под ред. Г.С. Самойловича. М.: Машиностроение, 1976. - 456 с.

62. Неразрушающий контроль. В 5 кн. Кн.З. Электромагнитный контроль: Практ. пособие / В.Г. Герасимов, А.Д. Покровский, В.В. Сухорукое; Под ред. В.В. Сухорукова. М.: Высш. шк., 1992. - 312 е.: ил.

63. Неразрушающий контроль. Справочник. В 7 т. Под общ.ред. В.В.Клюева. Т.6: В 3 кн. М.: Машиностроение, 2004. - 832 е.: ил.

64. Никитин А.И. Исследование электромагнитных полей преобразователей вблизи ограниченных криволинейных проводящих сред, создание методов и средства неразрушающего контроля трубчатых изделий. Дис. докт. техн. наук. Днепропетровск, ВНИИТП,1978. - 418с.

65. Патент РФ № 1287080, кл. G 01 V 3/08, БИ, 1987, № 4.

66. Патент РФ № 2202812, ioi.G 01 V 3/12.

67. Патент США №3.299.351 С1. 324-52,1967.

68. Патент США № 3617865, Кл.324/3,1969.

69. Пашагин А.И., Беклевская Н.П., Щербинин В.Е. Проблемы оценки параметров дефектов при магнитной дефектоскопии изделий. -Дефектоскопия, Наука, № 6, 2002. с. 3.

70. Петров Н.А., Сидоров Б.В., Соколов А.С. и др. Современные средства комплексной защиты подземных металлических трубопроводов от коррозии // Сер. Транспорт и хранение газа. Вып. № 8. М.: ВНИИЭГазпром, 1984.-е. 18-32.

71. Перечень средств НК, выпускаемых промышленностью / Составитель Боровиков А.С. Киев: ИЭС им.Патона, 1985. 82 с.

72. Потехин А.И. Излучение и распространение электромагнитных волн в анизотропной среде.- М.: Наука, 1971. 78 с.

73. Приборы для неразрушающего контроля качества материалов и изделий. Справочник/Под ред. В.В. Клюева. Кн.2.- М.: Машиностроение, 1976. -326 с.

74. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий: Справочник / Под ред. В.В.Клюева. М.: Машиностроение, Кн.2, 1976. -141 е., ил.

75. Регламент электрометрической диагностики линейной части магистральных газопроводов // СТО РД ГАЗПРОМ 39-1.10-088-2004.

76. Рекомендации по контролю глубины заложения подземного трубопровода. Р-352-79. М.: ВНИИСТ, 1979.

77. Реутов Ю.А., Лоскутов В.А., Лобов Ю.Л., Ваулин С.Л. Магнитное поле кольцевого стыкового шва магистрального нефтегазопровода. М.: Дефектоскопия, Наука, № 11, 2003. - с. 51.

78. Руководство по эксплуатации. Трассоискатель CSC АТ-33 XD., А.: С-Scope, 1995.-34 с.

79. Руководство пользователя. C-Scan. В.: Dynalog, 1992. 46 с.

80. Самокрутов А.А. Развитие методов акустического неразрушающего контроля и создание устройств на базе информационных технологий с антенными системами и малоапертурными преобразователями. -Автореф. докт. дисс. М., 2003. 49 с.

81. Сапожников А.Б. Теоретические основы электромагнитной дефектоскопии металлических тел.- Томск: Изд-во ТГУ, 1980. 308 с.

82. Сапожников А.Б. Основы электромагнитной дефектоскопии металлических тел. Докт. дисс. - Томск: ТГУ, 1951.

83. Светлов А.В. О распределении переменного магнитного поля витка в присутствии проводящих плоскостей. Труды физико-матем. ин-та им. В.А.Стеклова, 1933. т.4, с. 13 - 21.

84. Серданов А.С. Автоматический контроль и техническая диагностика. -Киев: Техника, 1971.-241 с.

85. Сидоров Б.В., Ботов В.М., Курганова И.Н., Дорогобужев Е.А. Комплексный подход к оценке фактического состояния подземных газопроводов. / Сб. Надежность газопроводных конструкций. М.: ВНИИГАЗ, 1990. с. 24 - 39.

86. Сидоров Б.В., Мартынов С.А. Рекомендуемая технология диагностики подземных трубопроводов. М.: Контроль. Диагностика, № 12, 2005, с. 18 -19.

87. Сидоров Б.В., Никитенко Е.Е. О достоверности измерения поляризационных потенциалов подземных сооружений. // Индустриализация электрохимической защиты магистральных трубопроводов и промысловых объектов. М.: ВНИИСТ, 1989. с. 113 -128.

88. Сидоров Б.В., Харионовский В.В. Применение системы C-SCAN при обследовании состояния изоляционного покрытия. Ж. Газовая промышленность, № 6,1993. с. 18-20.

89. Сидоров Б.В., Хариоиовский В.В., Мартынов С.А. Оценка состояния изоляционных покрытий подземных трубопроводов. Контроль. Диагностика, № 6,2001. с. 7 - 16

90. Сидоров Б.В., Харионовский В.В., Мартынов С.А., Лидс Д.М. Практическое руководство. Методика оценки фактического положения и состояния подземных трубопроводов. ВРД 39-1.10-026-2001. Издательство «ГАЗПРОМ», 2001.- 105 с.

91. Сидоров Б.В., Щербакова Л.Ф. О расчете электрических параметров трубопроводов // Изоляция трубопроводов. М.: ВНИИСТ, 1982. - с. 92109.

92. Справочник по специальным функция. Под ред. М. Абрамовича и И. Стиган. М.: Наука, 1979. 830 с.

93. Стандарт США, AWWA С 203-57.

94. Стандарт США, NACE RP-01-69.

95. Стандарт США, NACE ТМО 102-2002.

96. Сухоруков В.В. Математическое моделирование электромагнитных полей в проводящих средах. М.: Энергия, 1975. - 152 с.

97. Тетерко А.Я. Исследование электромагнитного поля поверхностных дефектов и разработка средств электромагнитной дефектоскопии. Канд. дисс. - Львов, 1976.

98. Технические средства диагностирования. Справочник / Под ред. В.В.Клюева. М.: Машиностроение, 1998, 642 с.

99. Томашов Н.Д. Теория коррозии и защита металлов. М.: Изд-во АН СССР, 1959.-422 с.

100. Требования к противокоррозионной защите. Инженер-нефтяник, № 9, 1971.- с. 92-101.

101. Уэйт М., Прата С., Мартин Д. Язык СИ. Перевод с английского Л.Н.Горинович, B.C. Явниловича. / Под ред. д.т.н. Трахтенгерца Э.А. - М.: Мир, 1988.-512 с.

102. Фатрахманов Ф.К., Петров Н.А., Долганов М.Л. Новые технологии и аппаратура для обследований магистральных трубопроводов. III Международный конгресс "ЗАЩИТА-98". М., 1998. с. 27.

103. Федосенко Ю.К. Разработка теории и создание технических средств вихретокового многопараметрового контроля на основе решения обратных нелинейных многомерных задач.- Автореферат докт. дисс. М., 1981.-53 с.

104. Химмульблау Д. Прикладное программирование. М.: Мир, 1975.- 534 с.

105. Шатерников В.Е. Взаимодействие полей электромагнитных преобразователей с проводящими телами сложной формы. -Дефектоскопия, 1977, № 2. с. 54 - 62.

106. Шатерников В.Е. Электромагнитные методы и средства контроля изделий сложной формы. Диссертация докт.техн.наук. Куйбышев, КуАИ, 1976. - 320 с.

107. Шатерников В.Е., Буров В.Н. Автоматическая обработка информации при электромагнитном контроле геометрических и электрофизических параметров изделий. Дефектоскопия, № 6,1980. - с. 15-24.

108. Шатерников В.Е., Денисов В.А. Вихретоковой датчик. А.С.283654 СССР МКИ G01 № 27/90. БИ. № 8,1971.

109. Шимони К. Теоретическая электротехника.- М.: Мир, 1964. 773 с.

110. Шкатов П.Н. Математическая модель для решения задач электромагнитной дефектоскопии. Дефектоскопия, №1,1988. - с. 56- 67.

111. Шумайлов А.С. и др. Диагностика магистральных трубопроводов. М. Недра. 1992.- 360 с.

112. Янке Е., Эмде Ф., Леш Ф. Специальные функции. М.: Наука, 1968. -344 с.

113. Byerley D.D. Electrical Survey Methods on Underground Coated Pipe Lines. West Virginia University. Engineering Experiment Station. Bulleting, 1973, № 110.-p.511 -520.

114. Cameron R.M. Aerial pipeline surveys ensure cathodic protection. // Pipeline and Gas J. 1993. V.220. N 3. P.34,36,38.

115. Foerster F. Stumm W. Application of Magnetic and Electromagnetic Nondestructive Test Methods for Measuring Physical and Technological Material Values. Materials Evalution, 1975, № 1, p. 5 -16.

116. Guhring W.H. Praxisnahe verahren, Gerate und Anlagen zur Schichtdickenmessung. Teil II. „Metalloberflache", 1976, 30, № 4, S. 188-191.

117. Leeds J.M. Interaction between coatings and CI. deserves basic review. // J. Pipe Line and Gas Industry. 1995, III, V. 78, №3, p. 21 - 25.

118. Measuring coating thickness. „Ind.Finsh.and Surfase Coat.", 1976, 28, № 33, p. 10-14, 16.

119. Pat. 3.617.865 (USA), U.S. CI 324/3. Method and apparatus for locating a buried metallic line employing magnetic field gradient measurements. Goroku Hakata. Filed May 22. 1969.

Похожие работы

Приборостроение, метрология и информационно-измерительные приборы и системы
05.11.00