RU2362159C1 - Способ обнаружения дефектов в трубопроводах - Google Patents
Способ обнаружения дефектов в трубопроводах Download PDFInfo
- Publication number
- RU2362159C1 RU2362159C1 RU2008115082/09A RU2008115082A RU2362159C1 RU 2362159 C1 RU2362159 C1 RU 2362159C1 RU 2008115082/09 A RU2008115082/09 A RU 2008115082/09A RU 2008115082 A RU2008115082 A RU 2008115082A RU 2362159 C1 RU2362159 C1 RU 2362159C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipeline
- signal
- flaw
- microwave
- receiver
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Pipeline Systems (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области неразрушающего контроля изделий и может быть использовано для дефектоскопии магистральных трубопроводов, заполненных газом, нефтью, нефтепродуктами под давлением. Технический результат заключается в повышении точности определения местонахождения дефекта в трубопроводе. Для этого в способе, включающем подключение СВЧ-генератора к трубопроводу, использование трубопровода в качестве волновода для излучаемых электромагнитных волн, определение наличия дефекта по СВЧ-сигналу, перемещают приемник СВЧ-сигнала вдоль трассы трубопровода, местоположение дефекта определяют по максимальному значению принимаемого СВЧ-сигнала, координаты дефекта определяют с помощью GPS-приемника. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области неразрушающего контроля изделий и может быть использовано для дефектоскопии магистральных трубопроводов, заполненных газом, нефтью, нефтепродуктами под давлением.
Известен способ регистрации сигналов акустической эмиссии (АЭ) [1]. Дефект на поверхности металлического изделия, например трубопровода, находящегося за слоем диэлектрика, обнаруживают по параметрам СВЧ-волны, дифрагированной на поверхности изделия на сигналах АЭ, возникающей при истечении газа или иного продукта под давлением через сквозную щель. Схема реализации данного способа регистрации сигналов АЭ содержит СВЧ-генератор и СВЧ-приемник, передающую и приемную антенну, направленные на поверхность контролируемого изделия, которая покрыта слоем диэлектрика.
Способ реализуется следующим образом. Генерируют электромагнитную когерентную поляризованную волну СВЧ-диапазона с помощью генератора. Посредством передающей антенны излучают ее на поверхность контролируемого изделия, принимают дифрагированную электромагнитную волну приемником СВЧ. Электрический сигнал с выхода СВЧ-приемника усиливают, обрабатывают по выбранному параметру и регистрируют в блоке обработки и регистрации сигналов. Сравнивают параметры СВЧ-излучения, полученные ранее при отражении от поверхности изделия без дефектов (а, следовательно, и без присутствия акустоэмиссионных сигналов) с параметрами СВЧ-излучения, измененными при появлении акустических сигналов. По изменению параметров регистрируемого СВЧ-поля отмечают наличие сигналов АЭ и, следовательно, наличие дефекта. Данный способ позволяет дистанционно регистрировать сигналы АЭ, а посредством их и наличие дефекта, однако, он может быть использован лишь для наблюдения за участком контролируемого изделия ограниченной площади, характеризующимся наибольшей вероятностью появления в нем дефектов. Довольно низка и чувствительность метода, во-первых, из-за низкой интенсивности самого акусто-эмиссионного сигнала, а, во-вторых, из-за низкой эффективности дифракции падающего СВЧ-излучения на сигналах АЭ. С другой стороны, поскольку на приемник наряду с полезным сигналом попадает интенсивное излучение, отраженное от металлической поверхности, например трубы, то на фоне этого излучения (одинаковой частоты с полезным сигналом, но с другой фазой) сложно выделить и обработать полезный сигнал из-за низкого соотношения сигнал/шум. На формирование полезного сигнала влияют также интерференционные явления, возникающие за счет проникновения внешнего электромагнитного поля внутрь трубы (дифракция на щели), и дополнительного отражения от внутренней поверхности трубы в сторону щели. В этом случае коэффициент отражения и набег фазы являются сложными функциями как диэлектрической проницаемости покрытия трубы, так и отношения d/λ, где d - толщина стенки трубы, λ - длина зондирующей волны. Поскольку при обнаружении трещины по сигналу АЭ основным информативным параметром является фаза дифрагированной волны, а детекторы, чувствительные к фазе, также чувствительны и к амплитуде сигнала, то при реализации способа большая погрешность в обнаружении фазового сдвига обусловлена затуханием отраженной волны в слое грунта, которым может быть закрыта труба. Сильное влияние на определение местоположения трещины оказывают акустические шумы, метеоусловия и т.д. Вредному влиянию подвержены как передающий, так и приемный каналы предлагаемой диагностической системы, реализующей способ. К недостаткам следует отнести также низкую степень развязки приемного и передающего трактов. Поскольку в способе и в реализующем его устройстве положение приемника и передатчика зафиксировано в пространстве, то зона обзора контролируемой трубы фактически ограничена размером пятна, определяемым диаграммой направленности передающей антенны. Это означает, что способ-прототип не позволяет непрерывно контролировать протяженный участок трубы.
Наиболее близким к предлагаемому является способ обнаружения сквозных дефектов в трубопроводах [2], заключающийся в том, что излучают и принимают электромагнитные волны СВЧ-диапазона, используя трубопровод в качестве волновода для излучаемых электромагнитных волн, а наличие сквозного дефекта определяют по СВЧ-сигналу, принимаемому приемником, удаленным от трубопровода на расстояние L, определяемое из соотношения
где λ - длина электромагнитной СВЧ-волны, λ<1,71D, D - диаметр трубопровода;
Ро - мощность электромагнитной волны;
α - коэффициент ослабления электромагнитной волны в трубопроводе, на щели и в грунте;
G - коэффициент усиления приемника;
Ра min - пороговая мощность приемника;
L - длина непрерывно контролируемого участка трубопровода.
Недостатком этого способа является низкая точность определения местонахождения дефекта в трубопроводе и отсутствие возможности дальнейшего его уточнения.
Цель изобретения - повышение точности определения местонахождения дефекта в трубопроводе.
Для достижения этой цели в предлагаемом способе определения дефектов в трубопроводах, включающем подключение СВЧ-генератора к трубопроводу, использование трубопровода в качестве волновода для излучаемых электромагнитных волн, определение наличия дефекта по СВЧ-сигналу, перемещают приемник СВЧ-сигнала вдоль трассы трубопровода, местоположение дефекта определяют по максимальному значению принимаемого СВЧ-сигнала, координаты дефекта определяют с помощью GPS-приемника.
На чертеже представлена функциональная схема устройства, реализующего определение сквозных дефектов в трубопроводах по данному способу.
Устройство подключается к трубопроводу 1, имеющему дефект 10, через устройство ввода СВЧ-энергии 2 и содержит генератор 3, приемную антенну 4, селективный усилитель 5, детектор 6, индикатор 7, GPS-приемник 8, блок управления 9.
Принцип работы устройства, реализующего данный способ, заключается в следующем.
Создаваемый генератором 3 импульс электромагнитного излучения СВЧ-диапазона посредством устройства ввода 2 возбуждает в трубопроводе 1 электромагнитную волну. Тип и рабочую длину волны λ выбирают с учетом обеспечения приемлемого для практики затухания и стабильности структуры поля (волны) в трубопроводе диаметром D.
При передаче электромагнитной энергии по волноводам в СВЧ-технике принято работать на низшем типе (основном) колебаний (Изюмова Т.И., Свиридов В.Т. Волноводы, коаксиальные и полосовые линии. - М.: Энергия, 1975). Для круглого волновода этим типом является Н11. С учетом диаметра трубы рабочую длину волны λ выбирают из соотношения
1,31D<λ<1,71D,
где D - диаметр трубопровода.
При соблюдении этого условия в волноводе будет существовать только основная волна Н11 и передаваемая энергия не будет перераспределяться на другие типы, менее благоприятные по условиям их распространения в волноводе. По мере распространения по трубопроводу-волноводу часть энергии СВЧ-импульса расходуется на потери в стенках. При прохождении импульса по участку трубопровода-волновода с дефектом часть энергии излучается через щель (дефект) 10 в свободное пространство, являясь информативным сигналом для обнаружения и определения местоположения дефекта-щели. Этот сигнал принимается перемещаемой вдоль трассы приемной антенной 4, усиливается селективным усилителем 5 и подается на детектор 6, после чего подается на устройство управления 9 и выводится на индикатор 7. Максимальное значение СВЧ-сигнала указывает на местоположения дефекта. Координаты дефекта определяются с помощью GPS-приемника 8 и выводятся на индикатор 7.
Таким образом, за счет перемещения приемника СВЧ-сигнала вдоль трассы прокладки трубопровода и наличия GPS-приемника повышается точность определения местонахождения дефекта в трубопроводе.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР №1578636, МКИ G01N 29/04. Способ регистрации сигналов акустической эмиссии / Бурыхин А.А., Горбунов В.И., Савиков А.А.
2. Патент России 2020467, МПК G01N 27/90. Способ обнаружения сквозных дефектов в трубопроводах / Арзин А.П., Жуков В.Л., Левин С.Ю., Овчинников В.П., Саяпин А.Ф., Фетисов Г.О., Шиян В.П., Штейн Ю.Г.
Claims (1)
- Способ обнаружения дефектов в трубопроводах, включающий подключение СВЧ-генератора к трубопроводу, использование трубопровода в качестве волновода для излучаемых электромагнитных волн, определение наличия дефекта по СВЧ-сигналу, отличающийся тем, что перемещают приемник СВЧ-сигнала вдоль трассы трубопровода, местоположение дефекта определяют по максимальному значению принимаемого СВЧ-сигнала, координаты дефекта определяют с помощью GPS-приемника.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008115082/09A RU2362159C1 (ru) | 2008-04-16 | 2008-04-16 | Способ обнаружения дефектов в трубопроводах |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008115082/09A RU2362159C1 (ru) | 2008-04-16 | 2008-04-16 | Способ обнаружения дефектов в трубопроводах |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2362159C1 true RU2362159C1 (ru) | 2009-07-20 |
Family
ID=41047270
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008115082/09A RU2362159C1 (ru) | 2008-04-16 | 2008-04-16 | Способ обнаружения дефектов в трубопроводах |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2362159C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2474812C1 (ru) * | 2011-07-27 | 2013-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Омский государственный университет путей сообщения | Способ обнаружения дефектов в трубопроводах |
RU2634755C2 (ru) * | 2016-06-03 | 2017-11-03 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Техносфера-МЛ" | Способ и устройство диагностики технических параметров подземного трубопровода |
RU2679042C2 (ru) * | 2017-07-05 | 2019-02-05 | Анатолий Николаевич Наянзин | Способ и устройство для дефектоскопии внутренних защитно-изоляционных покрытий действующих промысловых трубопроводов |
-
2008
- 2008-04-16 RU RU2008115082/09A patent/RU2362159C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2474812C1 (ru) * | 2011-07-27 | 2013-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Омский государственный университет путей сообщения | Способ обнаружения дефектов в трубопроводах |
RU2634755C2 (ru) * | 2016-06-03 | 2017-11-03 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Техносфера-МЛ" | Способ и устройство диагностики технических параметров подземного трубопровода |
RU2679042C2 (ru) * | 2017-07-05 | 2019-02-05 | Анатолий Николаевич Наянзин | Способ и устройство для дефектоскопии внутренних защитно-изоляционных покрытий действующих промысловых трубопроводов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10253615B2 (en) | Method and a system for ultrasonic inspection of well bores | |
US20090040093A1 (en) | Method and apparatus for using collimated and linearly polarized millimeter wave beams at brewster's angle of incidence in ground penetrating radar to detect objects located in the ground | |
US10094659B2 (en) | Method and apparatus for determining properties of a pipeline, in particular the position of a branch of a sewage pipeline | |
AU2016100570A4 (en) | Nondestructive, absolute determination of thickness of or depth in dielectric materials | |
EP2326933B1 (en) | Improvements in and relating to apparatus for the airborne acoustic inspection of pipes | |
JP2007327935A (ja) | 媒質内の物体の計測方法 | |
CN107430096B (zh) | 用于检查管道的装置和方法 | |
JP2008249532A (ja) | 探知装置及び探知用プログラム並びに探知方法 | |
US12007464B2 (en) | Method for ascertaining at least one physical parameter of a system by exploiting the reflection from a reference object | |
RU2362159C1 (ru) | Способ обнаружения дефектов в трубопроводах | |
RU2541699C1 (ru) | Гидроакустический способ измерения дистанции с помощью взрывного источника | |
CN112154324B (zh) | 使用多模声学信号来检测、监控和确定金属结构中变化的位置 | |
JP2018063245A (ja) | 比誘電率の決定方法及び地中埋込物体の検出方法 | |
Bruliński et al. | Characterization of ultrasonic communication channel in swimming pool | |
RU2020467C1 (ru) | Способ обнаружения сквозных дефектов в трубопроводах | |
KR101826917B1 (ko) | 다중 채널 초음파를 이용한 장거리 배관 진단 방법 | |
JP5317176B2 (ja) | 物体探査装置及び物体探査プログラム、物体探査方法 | |
RU2474812C1 (ru) | Способ обнаружения дефектов в трубопроводах | |
JP5030185B2 (ja) | 材料を検査するためのマイクロ波装置 | |
RU143839U1 (ru) | Комплексная гидроакустическая система для поиска гидробионтов | |
RU2153163C1 (ru) | Способ внутритрубной ультразвуковой диагностики состояния трубопровода | |
JP2005233783A (ja) | 電磁波レーダを用いた位置の遠隔計測方法 | |
JP2017161452A (ja) | 振動検査装置 | |
RU2050559C1 (ru) | Эхолокатор для поиска объектов вблизи дна, на дне и в приповерхностном слое дна | |
JP4423158B2 (ja) | 電磁超音波探傷方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100417 |