Кіріспе
Зыянсыз сынау әдісі. Магниттік ағынның ағып кетуі (TFI немесе көлденең өріс тексеру технологиясы) – құбырлар мен сақтау резервуарлары сияқты болат конструкциялардағы коррозияны және шұңқырларды анықтауға арналған зиянсыз сынаудың магниттік әдісі. Негізгі принцип – магниттік өріс коррозияланған немесе металлы жоқ жерлерде болаттан "ағып шығады". Болатты магниттеу үшін күшті магнит қолданылады. MFL (немесе Магниттік ағынның ағып кетуі) құралында магниттік детектор магниттің полюстері арасына орналастырылады, ол ағып шыққан өрісті анықтайды. Сарапшылар ағып шыққан өрістің тіркемесін интерпретациялап, зақымдалған аймақтарды анықтайды және металлдың жоғалған тереңдігін бағалайды.
Magnetic flux leakage (TFI or Transverse Field Inspection technology) is a magnetic method of nondestructive testing to detect corrosion and pitting in steel structures, for instance: pipelines and storage tanks. The basic principle is that the magnetic field "leaks" from the steel at areas where there is corrosion or missing metal. To magnetize the steel, a powerful magnet is used. In an MFL (or Magnetic Flux Leakage) tool, a magnetic detector is placed between the poles of the magnet to detect the leakage field. Analysts interpret the chart recording of the leakage field to identify damaged areas and to estimate the depth of metal loss.
Құбырларды тексеруге кіріспе
Құбырдың тұтастығын бағалаудың көптеген әдістері бар. In line Inspection (ILI) құралдары құбырдың ішінде қозғалып, осы қозғалыс барысында деректер жинау үшін жасалған. Магниттік ағынның ағып кетуін анықтайтын желілік тексеру құралы (MFL ILI) құбырларды тексеруде ең ұзақ қолданылып келеді. MFL ILI құбыр қабырғасының коррозиядан зақымдануы мүмкін аймақтарды анықтап, бағалайды. Көбірек сенсорлармен жабдықталғандықтан, оның жетілдірілген нұсқалары "жоғары ажыратымдылықтағы" деп аталады. Жоғары ажыратымдылықтағы MFL ILI құбырлардағы аномалияларды сенімді және дәл анықтауға мүмкіндік береді, соның салдарынан қымбат тексеру қазбаларын жүргізу қажеттілігі азаяды. Құбыр аномалияларын дәл бағалау тұтастықты басқару бағдарламасы шеңберінде шешім қабылдау процесін жақсартады, ал қазба жұмыстары калибрлеу немесе іздеу қазбаларының орнына, қажетті жөндеу жұмыстарына бағыттала алады. MFL ILI тексеру нәтижелерін пайдалану – бұл тек шығынды тиімді ғана емес, сонымен қатар құбыр тұтастығын басқару бағдарламасының өте құнды құрылыс бөлігі болуы мүмкін. Өнімді қауіпсіз және тиімді түрде сенімді жеткізу және тасымалдау – көптеген құбыр операторлық компанияларының басты мақсаты; осы мақсатқа қол жеткізу үшін құбырдың тұтастығын басқару ең маңыздысы болып табылады. Желілік тексеру бағдарламалары – тұтастықты басқару бағдарламасы үшін негізгі деректерді алудың ең тиімді тәсілдерінің бірі. Құбырдың әртүрлі ақауларын анықтайтын көптеген ILI құралдары бар. Дегенмен, жоғары ажыратымдылықтағы MFL құралдары олардың қолданылу аясы бастапқыда жоспарланғаннан асып түскендіктен, кеңінен қолданылуда. Бастапқыда металлдың жоғалуын анықтау үшін жасалған, қазіргі заманғы жоғары ажыратымдылықтағы MFL құралы коррозияның зақымдану деңгейін дәл бағалауға, сондай-ақ тыртықтарды, қырсықтарды, бүгілулерді және жарықтарды анықтауға қабілетті.
МФЖ қағидаты
МФЛ құралы құбыржолда қозғалғанда, құбыр қабырғасы мен құрал арасында магниттік контур пайда болады. Щеткалар әдетте құралдан құбыр қабырғасына магниттік ағынды жеткізуші ретінде жұмыс істейді, ал магниттер қарама-қарсы бағытта орналасқандықтан, ағын эллипстік үлгіде құбылады. Жоғары өрісті МФЛ құралдары құбыр қабырғасын магниттік ағынмен қанықтырады, осылайша құбыр қабырғасы одан әрі ағынды ұстай алмайды. Қалған ағын құбыр қабырғасынан сыртқа шығып, стратегиялық түрде орналастырылған үш осьті Холл эффектісі сенсорлары ағып шығу өрісінің үш өлшемді векторын дәл өлшеуге мүмкіндік береді. Магниттік ағынның ағуы векторлық шама болғандықтан және Холл сенсоры тек бір бағытта өлшеуге қабілетті болғандықтан, МФЛ сигналының осьтік, радиалды және шеңберлік компоненттерін дәл өлшеу үшін сенсорлық бастың ішіне үш сенсор орнатылуы керек. Векторлық сигналдың осьтік компоненті құбыр осіне перпендикуляр орнатылған сенсормен өлшенеді, ал радиалды сенсор құбырдан шығатын ағынның күшін өлшеу үшін орнатылады. Векторлық сигналдың шеңберлік компонентін осы өріске перпендикуляр сенсорды орнату арқылы өлшеуге болады. Бұрынғы МФЛ құралдары тек осьтік компонентті тіркесе, жоғары ажыратымды құралдар әдетте барлық үш компонентті өлшейді. Құбырдың ішкі немесе сыртқы бетінде металл жоғалту болатынын анықтау үшін, аномалияның қабырға бетіндегі орнын көрсету үшін жеке индукциялық сенсор қолданылады. МФЛ сигналын сезген кездегі өлшем бірлігі гаус немесе тесла болып табылады, және әдетте, анықталған магнит өрісінің өзгеруі неғұрлым үлкен болса, аномалия да соғұрлым үлкен болады.
Сигналдарды талдау
МФЛ құралының негізгі мақсаты – құбыржолдағы коррозияны анықтау. Коррозиялық ақаудың өлшемдерін (ұзындығы, ені және тереңдігі) дәл болжау үшін, құрал жұмыс істейтін құбыр желісіне кірмес бұрын, кең ауқымды сынақтар жүргізіледі. Белгілі өлшенген ақаулар жиынтығын пайдалана отырып, құралдар МФЛ сигналдарын дәл түсіндіру үшін оқытылып, сынақтан өтеді. Ақауларды түрлі әдістер арқылы модельдеуге болады. Ақаудың нақты өлшемдерін жасау және білу, құбыржолда табылған нақты аномалияларға сигналдардың қарапайым сәйкестігін анықтауды жеңілдетеді. Нақты құбырды тексеру кезінде алынған сигналдар, сынақ кезінде анықталған сигналдармен ұқсас сипаттамаларға ие болса, ақаулардың да ұқсас болатынын болжау логикалық. Коррозиялық ақаудың өлшемдерін есептеуге арналған алгоритмдер мен нейрондық желілер күрделі және көбінесе олар құпия сауда мәліметтері болып табылады. Аномалия көбінесе, болжанған ұзындығы, ені және тереңдігі бар текшелі түрінде қарапайым түрде хабарланады. Осылайша металл жоғалтудың тиімді ауданы есептеліп, анықталған аномалиядан туындаған құбырдың жарылу қысымын болжау үшін қолданылатын формулаларда пайдаланылады. Өлшемді анықтау алгоритмдерін үнемі жетілдірудің тағы бір маңызды факторы – ILI провайдерлеріне клиенттердің берген пікірлері. Құбырдың әрбір аномалиясы ерекше және барлық жағдайларда шеберханада оны қайта жасай беру мүмкін емес. Тексеру компаниялары мен құбыр операторлары арасында, не хабарланды және қазба жұмыстары кезінде не байқалды, туралы ашық байланыс болады. Тексеруден кейін жиналған деректер жүктелгеннен кейін құрастырылады, сонда талдаушы жиналған сигналдарды дәл түсіндіре алады. Көптеген құбыр тексеру компанияларының өз құралдары жинаған деректерді қарауға арналған эксклюзивті бағдарламалық жасақтамасы бар. МФЛ векторлық өрісінің үш компоненті коррозиялық ақауларды анықтау және жіктеу үшін жеке және бірлесіп қарастырылады. Металл жоғалту ақауларының ерекше сигналдары бар, оларды талдаушылар анықтауға оқытылған.
Тотығудың өсу жылдамдығын бағалау
Жоғары ажыратымды МФЛ құралдары құбыр осі бойында шамамен 2 мм қадаммен деректерді жинайды, және осы жоғары ажыратымдылық жиналған сигналдарды толыққанды талдауға мүмкіндік береді. Құбыр желілерінің қауіпсіздігін басқару бағдарламалары құбыр сегменттерін тексеру үшін белгілі бір аралықтарды қарастырады, ал жоғары ажыратымды МФЛ құралдарын пайдалану коррозияның өсуін егжей-тегжейлі талдау жүргізуге мүмкіндік береді. Осындай талдау келешектегі тексеру аралықтарын болжау үшін өте тиімді болып табылады.
МФЛ құралы анықтай алатын басқа да белгілер
Негізінен коррозияны анықтау үшін қолданылса да, МФЛ құралдары бастапқыда анықтауға арналмаған ақауларды да анықтауға мүмкіндік береді. МФЛ құралы геометриялық деформацияға, мысалы, ойысқа, бүктелуге немесе иілуге тап болғанда, құбыр қабырғасының пластикалық деформациясынан туындап, өте айқын сигнал пайда болады.
Сырларды анықтау
Магниттік ағындылық ағынынан ағу құралымен тексерілген құбыржолдарда ірі, оське перпендикуляр жарықтар табылды. Тәжірибелі MFL деректерді талдаушы үшін, векторлық өрістің радиалдық компонентіндегі ерекше "атжарқын" пішіндес сигнал бойынша кірпікті анықтау оңай. Бірақ жарықтың қалдыратын іздерін MFL құралымен анықтау қиын.