RU2499255C1 - Method to detect inner exfoliation of pipe walls - Google Patents
Method to detect inner exfoliation of pipe walls Download PDFInfo
- Publication number
- RU2499255C1 RU2499255C1 RU2012123367/28A RU2012123367A RU2499255C1 RU 2499255 C1 RU2499255 C1 RU 2499255C1 RU 2012123367/28 A RU2012123367/28 A RU 2012123367/28A RU 2012123367 A RU2012123367 A RU 2012123367A RU 2499255 C1 RU2499255 C1 RU 2499255C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe
- wall thickness
- grid
- ultrasonic
- cells
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к диагностированию стенок труб и может использоваться при выявлении внутренних расслоений стенок труб эксплуатирующихся трубопроводов.The invention relates to the diagnosis of pipe walls and can be used to identify internal delaminations of the pipe walls of operating pipelines.
Известен способ выявления внутренних расслоений стенок труб, заключающийся в разрезании стенки трубы и обнаружении расслоений визуально на травленой или нетравленой поверхности реза [Конакова М.А., Бирилло И.Н., Осенняя Т.Н. О влиянии расслоений металла на работоспособность магистральных газопроводов // Ремонт, восстановление, модернизация. - 2007. - №1. - С.45-48].There is a method of detecting internal delamination of the walls of pipes, which consists in cutting the pipe wall and detecting delamination visually on the etched or etched surface of the cut [Konakova MA, Birillo IN, Osennaya TN On the effect of metal bundles on the performance of gas pipelines // Repair, restoration, modernization. - 2007. - No. 1. - S. 45-48].
Основным недостатком способа является необходимость разрушения объекта контроля.The main disadvantage of this method is the need to destroy the control object.
Известен способ акустико-эмиссионного (АЭ) контроля технического состояния трубопровода, заключающийся в том, что по длине трубопровода размещают АЭ преобразователи, нагружают трубопровод, регистрируют сигналы акустической эмиссии и по параметрам сигналов акустической эмиссии судят о степени поврежденности трубопровода, отличающийся тем, что трубопровод оснащают стационарными АЭ преобразователями, каждый из которых установлен в герметичный защитный корпус и прижат с тарированным усилием к телу трубопровода посредством прижимной оснастки через обеспечивающую максимальный акустический контакт АЭ преобразователя с телом трубопровода контактную смазку, и содержит кабель с разъемом на конце, помещенный в защитный корпус и выведенный через защитный канал на поверхность земли, при этом коммутируют АЭ преобразователь с заданной периодичностью с мобильной аппаратной частью АЭ системы [см. патент РФ №2207562, МПК7 G01N 29/14, опубл. 27.06.2003].A known method of acoustic emission (AE) control of the technical condition of the pipeline, which consists in the fact that AE converters are placed along the length of the pipeline, load the pipeline, register acoustic emission signals and judge by the parameters of acoustic emission signals the degree of damage to the pipeline, characterized in that the pipeline is equipped stationary AE converters, each of which is installed in a sealed protective case and pressed with a calibrated force to the body of the pipeline by means of clamping nastki through providing maximum acoustic contact of the AE converter with the body of the pipeline contact lubricant, and contains a cable with a connector at the end, placed in a protective casing and brought out through the protective channel to the ground, while the AE converter is switched at a predetermined frequency with the mobile hardware of the AE system [ cm. RF patent No. 2207562, IPC 7 G01N 29/14, publ. 06/27/2003].
Недостатком способа является значительная трудоемкость и длительность процедуры контроля, а при наличии на контролируемом участке трубопровода несколькихвидов акустически активных дефектов (трещины, внутренние расслоения), невозможность выделения акустических сигналов, возникающих в трубопроводе вследствие наличия каждого из дефектов.The disadvantage of this method is the significant complexity and duration of the control procedure, and if there are several types of acoustically active defects on the controlled section of the pipeline (cracks, internal delamination), it is impossible to isolate the acoustic signals arising in the pipeline due to the presence of each of the defects.
Известен способ термографического обнаружения дефектов сплошности в твердом теле, заключающийся в тепловом воздействии на объект контроля и регистрации на наружной поверхности возникающего теплового поля [Завидей В.И., Зотов К.В. Новые методы и приборы в неразрушающем контроле расслоений металла трубопроводов и сосудов при работе в сероводородной среде // ].A known method of thermographic detection of continuity defects in a solid, which consists in the thermal effect on the object of control and registration on the outer surface of the emerging thermal field [Zavidey V.I., Zotov K.V. New methods and devices in non-destructive testing of metal stratifications of pipelines and vessels when working in a hydrogen sulfide environment //].
Недостатком этого способа является необходимость применения высокочувствительных (не менее 0,03°C) тепловизионных систем, позволяющих оценивать тепловое поле на контролируемой поверхности, а также тарировочных эталонов для интерпретации результатов контроля.The disadvantage of this method is the need to use highly sensitive (at least 0.03 ° C) thermal imaging systems that allow you to evaluate the thermal field on the surface being monitored, as well as calibration standards for interpreting the results of the control.
Известен способ ультразвукового обнаружения внутренних несплошностей, взятый нами в качестве прототипа, заключающийся в подготовке контролируемой поверхности трубы к ультразвуковому контролю, сканировании ее ультразвуковым преобразователем, подключенным к прибору (толщиномеру, дефектоскопу), и выявлении мест расслоений по показаниям прибора [РД 24.200.13-90 Трубы стальные бесшовные. Методика входного ультразвукового контроля сплошности].The known method of ultrasonic detection of internal discontinuities, taken as a prototype, which consists in preparing the controlled surface of the pipe for ultrasonic testing, scanning it with an ultrasonic transducer connected to the device (thickness gauge, flaw detector), and identifying the places of delamination according to the testimony [RD 24.200.13- 90 Steel seamless pipes. The technique of input ultrasonic continuity control].
Недостатком способа является невозможность распознавания вида дефекта (внутреннее расслоение стенки, коррозионное или эрозионное утонение поверхности трубы) при отсутствии доступа к внутренней поверхности трубы для осуществления визуального контроля ее состояния.The disadvantage of this method is the inability to recognize the type of defect (internal delamination of the wall, corrosion or erosion thinning of the pipe surface) in the absence of access to the inner surface of the pipe for visual inspection of its condition.
Задачей изобретения является создание способа, позволяющего нивелировать недостатки прототипа.The objective of the invention is to provide a method that allows to level the disadvantages of the prototype.
Технический результат, проявляющийся при осуществлении изобретения, выражается в повышении точности выявления внутренних расслоений стенок труб при наличии доступа только к наружной поверхности трубы.The technical result manifested in the implementation of the invention is expressed in increasing the accuracy of detecting internal delamination of the pipe walls with access only to the outer surface of the pipe.
Поставленная задача и технический результат в способе выявления внутренних расслоений стенок труб, включающем подготовку поверхности трубы к ультразвуковому контролю, сканирование ее ультразвуковым преобразователем, подключенным к прибору (толщиномеру, дефектоскопу), и выявление мест расслоений по показаниям прибора решается тем, что на контролируемую поверхность наносят координатную сетку, выполняют измерения толщины стенки трубы в каждой ячейке координатной сетки последовательно двумя преобразователями с разными рабочими частотами, определяют наличие внутреннего расслоения на основании разности значений толщины стенки, регистрируемых в каждой ячейке координатной сетки двумя преобразователями, и изменения количества ячеек со значениями толщины, составляющими 20…80% от номинального значения толщины стенки трубы, при этом преобразователи должны различаться рабочими частотами не менее чем в два раза, размер ячеек координатной сетки не должен превышать удвоенный диаметр пьезопластины преобразователя, а идентификационным признаком внутреннего расслоения является изменение значений толщины не менее чем на 10%, определенное исходя из значений, зарегистрированных двумя датчиками в точке контроля, и изменение не менее чем в 1,5 раза количества ячеек с показаниями, составляющими 20…80% от номинального значения толщины стенки.The task and technical result in a method for identifying internal delaminations of pipe walls, including preparing the surface of the pipe for ultrasonic testing, scanning it with an ultrasonic transducer connected to the device (thickness gauge, flaw detector), and identifying the places of delamination according to the readings of the device is solved by applying coordinate grid, measure the wall thickness of the pipe in each cell of the coordinate grid in series by two transducers with different working often they determine the presence of internal delamination based on the difference between the wall thickness values recorded in each cell of the coordinate grid by two transducers, and the change in the number of cells with thickness values of 20 ... 80% of the nominal value of the pipe wall thickness, while the transducers should not differ in operating frequencies less than two times, the size of the cells of the coordinate grid should not exceed twice the diameter of the piezoelectric plate of the transducer, and the identification sign of the internal bundle is Xia changing thicknesses not less than 10%, determined on the basis of the values for the two sensors at the control point, and the change is not less than 1.5 times the number of cells with readings of 20 ... 80% of nominal wall thickness.
Для понимания сущности предлагаемого изобретения отмечаем, что способ основан на возможности ультразвуковых волн отражаться от дефекта или его огибать в зависимости от соотношения длины волны и геометрических размеров дефекта.To understand the essence of the invention, we note that the method is based on the ability of ultrasonic waves to reflect from a defect or to bend around it depending on the ratio of the wavelength and the geometric dimensions of the defect.
Способ реализуют следующим образом. Подготавливают поверхность трубы для ультразвукового контроля, наносят на контролируемую поверхность координатную сетку, измеряют в центре каждой ячейки координатной сетки толщину стенки трубы ультразвуковым прибором с датчиком с большей рабочей частотой, определяют количество ячеек N1, в которых значения толщины стенки составляют 20…80% от ее номинального значения, измеряют в ячейках координатной сетки толщину стенки толщиномером с датчиком с меньшей рабочей частотой, определяют количество ячеек N2, в которых значения толщины стенки составляют 20…80% от ее номинального значения, определяют значение отношения N1/N2 и изменение показаний толщиномера Δδ в каждой точке контроля, выявляют наличие внутренних расслоений по значениям отношения N1/N2 и Δδ. При этом идентификационным признаком внутреннего расслоения является изменение значений толщины Δδ в точке контроля не менее чем на 10%, а отношение количества ячеек с показаниями, составляющими 20…80% от номинального значения толщины стенки, не менее чем в 1,5 раза.The method is implemented as follows. The pipe surface is prepared for ultrasonic testing, a coordinate grid is applied to the controlled surface, the pipe wall thickness is measured in the center of each coordinate grid cell with an ultrasonic device with a sensor with a higher operating frequency, the number of cells N 1 in which the wall thickness is 20 ... 80% of its nominal value, measure in the cells of the coordinate grid the wall thickness with a thickness gauge with a sensor with a lower working frequency, determine the number of cells N 2 in which the wall thickness constitute 20 ... 80% of its nominal value, determine the value of the ratio N 1 / N 2 and change the readings of the thickness gauge Δδ at each control point, identify the presence of internal delamination by the values of the ratios N 1 / N 2 and Δδ. In this case, an identification sign of internal delamination is a change in the thickness Δδ at the control point by at least 10%, and the ratio of the number of cells with readings of 20 ... 80% of the nominal value of the wall thickness is not less than 1.5 times.
Пример.Example.
В процессе проведения ультразвуковой толщинометрии элементов надземной трубопроводной обвязки (наружный диаметр 720 мм, номинальная толщина стенки 15,5 мм) компрессорной станции был обнаружен трубный элемент, имеющий на участке размером 210×150 мм значения толщины 6,1…9,4 мм (39,4…60,6% от номинального значения толщины стенки). В том случае, если зарегистрированные значения обусловлены уменьшением толщины стенки трубного элемента, то он подлежит замене вследствие недостаточной прочности, а если зарегистрированные значения обусловлены наличием внутреннего расслоения стенки, то трубный элемент не требует замены, так как обладает прочностью, достаточной для обеспечения дальнейшей безопасной эксплуатации.In the process of ultrasonic thickness gauging of the elements of the above-ground piping (outer diameter 720 mm, nominal wall thickness 15.5 mm) of the compressor station, a tube element was found that has a thickness of 6.1 ... 9.4 mm in a section 210 × 150 mm (39 , 4 ... 60.6% of the nominal wall thickness). In the event that the recorded values are due to a decrease in the wall thickness of the pipe element, then it must be replaced due to insufficient strength, and if the registered values are due to the internal delamination of the wall, the pipe element does not need to be replaced, since it has the strength sufficient to ensure further safe operation .
Для определения причины появления аномальных значений толщины стенки трубного элемента использовали два пьезоэлектрических преобразователя (далее - ПЭП) с рабочей частотой 5,0 и 2,5 МГц, имеющими диаметр пьезопластины 12 и 8 мм соответственно. Для проведения измерений на наружную поверхность контролируемого участка трубного элемента была нанесена координатная сетка с размером ячеек 10×10 мм.To determine the cause of the anomalous values of the wall thickness of the tube element, two piezoelectric transducers (hereinafter referred to as the probe) with an operating frequency of 5.0 and 2.5 MHz, with a piezoelectric plate diameter of 12 and 8 mm, respectively, were used. For measurements, a coordinate grid with a mesh size of 10 × 10 mm was applied to the outer surface of the controlled section of the tube element.
На фиг.1 показаны результаты ультразвуковой толщинометрии (мм) участка трубного элемента при измерении ультразвуковым толщиномером УТ-93П с пьезоэлектрическим преобразователем с рабочей частотой 5,0 МГц, на фиг.2 показаны результаты ультразвуковой толщинометрии (мм) того же участка ультразвуковым толщиномером УТ-93П с пьезоэлектрическим преобразователем с рабочей частотой 2,5 МГц.Figure 1 shows the results of ultrasonic thickness gauge (mm) of a section of a tube element when measured with an ultrasonic thickness gauge UT-93P with a piezoelectric transducer with an operating frequency of 5.0 MHz, figure 2 shows the results of ultrasonic thickness gauge (mm) of the same section with an ultrasonic thickness gauge UT- 93P with a piezoelectric transducer with an operating frequency of 2.5 MHz.
Количество точек контроля на участке: 315.The number of control points on the site: 315.
При проведении измерений в точках контроля ультразвуковым толщиномером УТ-93П с ПЭП с рабочей частотой 5,0 МГц значения толщины составили: в 115 точках контроля 15,3…15,4 мм, в 200 точках контроля 6,1…9,4 мм (39,4…60,6% от номинального значения толщины стенки), т.е. N1=200.When measuring at control points with an ultrasonic thickness gauge UT-93P with a probe with a working frequency of 5.0 MHz, the thickness values were: at 115 control points 15.3 ... 15.4 mm, at 200 control points 6.1 ... 9.4 mm ( 39.4 ... 60.6% of the nominal wall thickness), i.e. N 1 = 200.
При проведении измерений в точках контроля ультразвуковым толщиномером УТ-93П с ПЭП с рабочей частотой 2,5 МГц значения толщины составили: в 310 точках контроля 15,4…15,5 мм, в 5 точках контроля 8,8…9,6 мм (56,8…61,9% от номинального значения толщины стенки), т.е. N2=5.When measuring at control points with an ultrasonic thickness gauge UT-93P with a probe with a working frequency of 2.5 MHz, the thickness values were: at 310 control points 15.4 ... 15.5 mm, at 5 control points 8.8 ... 9.6 mm ( 56.8 ... 61.9% of the nominal value of the wall thickness), i.e. N 2 = 5.
Отношение количества ячеек координатной сетки со значениями толщины стенки, составляющими от 20 до 80% номинальной толщины стенки трубного элемента, равно N1/N2=200/5=40.The ratio of the number of grid cells with wall thickness values ranging from 20 to 80% of the nominal wall thickness of the pipe element is N 1 / N 2 = 200/5 = 40.
Изменения показаний толщиномера Δδ в каждой точке контроля при использовании ПЭП с рабочими частотами 5,0 МГц и 2,5 МГц определяли по формуле:Changes in the readings of the thickness gauge Δδ at each control point when using probes with operating frequencies of 5.0 MHz and 2.5 MHz were determined by the formula:
где δ5,0; δ2,5 - значение толщины стенки, зафиксированное в точке контроля толщиномером при использовании ПЭП с рабочими частотами 5,0 и 2,5 МГц соответственно.where δ 5.0 ; δ 2.5 - the value of the wall thickness recorded at the point of control of the thickness gauge when using probes with operating frequencies of 5.0 and 2.5 MHz, respectively.
Изменения показаний толщиномера Δδ в ячейках координатной сетки составили 10,5…154,1%.Changes in the readings of the thickness gauge Δδ in the cells of the coordinate grid amounted to 10.5 ... 154.1%.
Таким образом, Δδ=10,5…154,1%, N1/N2=40, т.е. в стенке трубы выявлены внутренние расслоения.Thus, Δδ = 10.5 ... 154.1%, N 1 / N 2 = 40, i.e. In the pipe wall, internal delamination was revealed.
Для проверки достоверности заявляемого способа был выполнен демонтаж 12 элементов трубопроводной обвязки, у которых после реализации заявляемого способа выявлено наличие внутренних расслоений стенок и проведено определение наличия вида дефектов путем визуального контроля внутренних поверхностей элементов, а также поверхностей реза, выполнявшихся на участках трубных элементов с аномальными значениями толщины.To verify the reliability of the proposed method, the dismantling of 12 elements of the piping, which after the implementation of the proposed method revealed the presence of internal delaminations of the walls and determined the presence of defects by visual inspection of the inner surfaces of the elements, as well as the cutting surfaces, performed on sections of pipe elements with anomalous values thickness.
Результаты экспериментальной проверки на всех 12 объектах подтверждают достоверность заявляемого способа.The results of the experimental verification at all 12 objects confirm the reliability of the proposed method.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012123367/28A RU2499255C1 (en) | 2012-06-05 | 2012-06-05 | Method to detect inner exfoliation of pipe walls |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012123367/28A RU2499255C1 (en) | 2012-06-05 | 2012-06-05 | Method to detect inner exfoliation of pipe walls |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2499255C1 true RU2499255C1 (en) | 2013-11-20 |
Family
ID=49710194
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012123367/28A RU2499255C1 (en) | 2012-06-05 | 2012-06-05 | Method to detect inner exfoliation of pipe walls |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2499255C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4819489A (en) * | 1988-05-09 | 1989-04-11 | Rca Licensing Corp. | Device and method for testing the adherence of a coating layer to a material |
US6948370B2 (en) * | 2004-02-05 | 2005-09-27 | Snecma Moteurs | Method of measuring the adhesion of a coating to a substrate |
RU2278378C1 (en) * | 2005-03-09 | 2006-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Уралтрансгаз" (ООО "Уралтрансгаз") | Method of revealing disturbances of polymer coating/metal tubes connection |
RU2380699C1 (en) * | 2008-07-08 | 2010-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" (ООО "Газпром ВНИИГАЗ" | Method of detecting bond failure between polymer coating and metal pipes |
-
2012
- 2012-06-05 RU RU2012123367/28A patent/RU2499255C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4819489A (en) * | 1988-05-09 | 1989-04-11 | Rca Licensing Corp. | Device and method for testing the adherence of a coating layer to a material |
US6948370B2 (en) * | 2004-02-05 | 2005-09-27 | Snecma Moteurs | Method of measuring the adhesion of a coating to a substrate |
RU2278378C1 (en) * | 2005-03-09 | 2006-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Уралтрансгаз" (ООО "Уралтрансгаз") | Method of revealing disturbances of polymer coating/metal tubes connection |
RU2380699C1 (en) * | 2008-07-08 | 2010-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" (ООО "Газпром ВНИИГАЗ" | Method of detecting bond failure between polymer coating and metal pipes |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Неразрушающий контроль и диагностика. Справочник под редакцией проф. В.В. Клюева. - М.: Машиностроение, 2005, с.213. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8820163B2 (en) | Nondestructive inspection apparatus and nondestructive inspection method using guided wave | |
KR20180063042A (en) | Detection and monitoring of changes in metal structures using multi-mode acoustic signals | |
US20130111999A1 (en) | Method and device for non-destructive material testing by means of ultrasound | |
Wagner et al. | Guided wave testing performance studies: comparison with ultrasonic and magnetic flux leakage pigs | |
JP5663319B2 (en) | Guide wave inspection method and apparatus | |
CN105866247A (en) | Device and method for detecting sticking compactness of steel plate | |
CN109298076B (en) | Lamb wave-based active valve internal leakage damage detection system and method | |
CN110487227A (en) | A kind of on-line monitoring system and method using ultrasound examination pipeline circumferential strain | |
JP5297791B2 (en) | Nondestructive inspection apparatus and nondestructive inspection method | |
JP5143111B2 (en) | Nondestructive inspection apparatus and nondestructive inspection method using guide wave | |
RU2499255C1 (en) | Method to detect inner exfoliation of pipe walls | |
KR101210472B1 (en) | Apparatus and method for detecting the micro-scale crack using nonlinear characteristics of ultrasonic resonance | |
Urayama et al. | Implementation of electromagnetic acoustic resonance in pipe inspection | |
Sun et al. | Active defects detection and localization using acoustic emission method | |
Trimborn | Detecting and quantifying high temperature hydrogen attack (HTHA) | |
JP5195407B2 (en) | Tubular diagnosis apparatus and method | |
RU2671296C1 (en) | Method of metal corrosion loss assessment in pipeline inaccessible area | |
KR20120028127A (en) | Ultrasonic inspection method of structure in a pipe | |
Villalobos et al. | Ultrasonic measurements for condition assessment of prestressed concrete cylinder pipe | |
JP5750066B2 (en) | Non-destructive inspection method using guided waves | |
Takagi et al. | Field application of electromagnetic acoustic resonance to inspection of pipe wall thinning in a nuclear power plant | |
Bergman et al. | Evaluation of the Real-Time Active Pipeline Integrity Dectection System for Corrosion Quantification | |
KR101487902B1 (en) | Apparatus and method for estimating quantity of accumulated gas in a pipe utilizing ultrasonic test | |
JP2013002822A (en) | Nondestructive check method and nondestructive check apparatus | |
Bertoncini et al. | 3D characterization of defects in Guided Wave monitoring of pipework using a magnetostrictive sensor |