RU2538072C1 - Способ определения поврежденности участков подземного трубопровода, изготовленного из ферромагнитного материала - Google Patents
Способ определения поврежденности участков подземного трубопровода, изготовленного из ферромагнитного материала Download PDFInfo
- Publication number
- RU2538072C1 RU2538072C1 RU2013143808/28A RU2013143808A RU2538072C1 RU 2538072 C1 RU2538072 C1 RU 2538072C1 RU 2013143808/28 A RU2013143808/28 A RU 2013143808/28A RU 2013143808 A RU2013143808 A RU 2013143808A RU 2538072 C1 RU2538072 C1 RU 2538072C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipeline
- induction
- magnetic field
- sections
- damage
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой способ определения поврежденности участков подземного трубопровода и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности, коммунальном хозяйстве и других областях промышленности, эксплуатирующих трубопроводы. При реализации способа изменяют внутреннее давления в трубопроводе в диапазоне от нуля до рабочего, измеряют и регистрируют индукцию постоянного магнитного поля. Индукцию измеряют над осью трубопровода на поверхности грунта с определенным шагом, в каждой точке измерения рассчитывают разность вертикальных компонент индукции магнитного поля при разном внутреннем давлении, рассчитывают среднеквадратичные значения разности вертикальных компонент индукции постоянного магнитного поля для участков трубопровода, по величине среднеквадратичных значений судят о степени поврежденности участков трубопровода. 4 ил., 1 пр.
Description
Изобретение относится к области диагностики и контроля состояния подземных трубопроводов, изготовленных из ферромагнитных материалов. Изобретение может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности, коммунальном хозяйстве и других областях промышленности, эксплуатирующих трубопроводы.
Известен способ определения повреждаемости нагруженного материала и ресурса его работоспособности (патент РФ №2238535, МПК G01N 3/00, приоритет от 18.11.2002, опубл. 20.10.2004). Способ включает в себя испытания образцов, вырезанных из зон конструкции с максимальными напряжениями и по кривой зависимости, соответствующей установленной степени старения, определяют меру повреждения и ресурс конструкции.
Недостатком указанного способа является его принадлежность к разрушающим методам. Способ неприменим к действующим трубопроводам.
Известен способ диагностики технического состояния трубопровода специальными устройствами - внутритрубными снарядами-дефектоскопами (Патент РФ №2102652, кл. 6 F17D 5/00, опубл. 1998 г.). Способ включает пропуск снаряда-дефектоскопа с одновременным намагничиванием стенки трубопровода, регистрацию аномалий магнитного поля, расшифровку полученной информации для заключения о местоположении и характере выявленных дефектов.
Недостатком указанного способа является ограничение применения вследствие отсутствия камер пуска-приема на участках значительной части трубопроводов.
Известен также способ диагностики технического состояния подземных трубопроводов (патент РФ №2453760, МПК F17D 5/00, приоритет от 18.12.2009, опубл. 20.06.2012). Способ включает измерение не менее восемнадцати компонент индукции постоянного магнитного поля над трубопроводом трехкомпонентными датчиками при перемещении их вдоль трубопровода. Определяют расположение и магнитные моменты источников аномалий постоянного и переменного магнитных полей и параметры нарушений изоляции трубопровода и по полученным данным производят идентификацию и ранжирование особенностей технического состояния трубопровода.
Недостатком указанного способа является низкая достоверность, т.к. в способе учтены только источники магнитных аномалий, связанные с особенностями намагниченности металла, и не учтены изменения магнитного поля под действием механических напряжений в стенке трубы, связанные с избыточным внутренним давлением в трубопроводе.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ акустико-эмиссионного контроля трубопроводов (ГОСТ Р 52727-2007. Техническая диагностика. Акустико-эмиссионная диагностика. Общие требования), в соответствии с которым на поверхности трубопровода размещают преобразователи, соединенные с акустико-эмиссионной аппаратурой, трубопровод нагружают повышенным внутренним давлением, регистрируют сигналы акустической эмиссии и по параметрам эмиссии судят о степени повреждения трубопровода.
Недостатком указанного способа является необходимость доступа к поверхности трубопровода для установки датчиков, а также необходимость повышения давления выше рабочего, что может инициировать накопление дополнительных повреждений металла обследуемого участка.
Задача предлагаемого способа определения поврежденности участков подземного трубопровода состоит в получении диагностической информации без необходимости получения доступа к поверхности трубопровода и превышения давления в трубопроводе выше рабочего.
Поставленная задача решается тем, что в способе определения поврежденности участков подземного трубопровода, изготовленного из ферромагнитного материала, включающем изменение внутреннего давления в трубопроводе и регистрацию параметров при изменении давления, согласно изобретению изменение давления выполняют в диапазоне от 0 до Рраб, в качестве измеряемых параметров используют индукцию постоянного магнитного поля, измеренного над осью трубопровода на поверхности грунта с определенным шагом, в каждой точке измерения рассчитывают разность вертикальных компонент индукции магнитного поля при разном внутреннем давлении, рассчитывают среднеквадратичные значения разности вертикальных компонент индукции постоянного магнитного поля для участков трубопровода, по величине среднеквадратичных значений судят о степени поврежденности участков трубопровода.
В качестве пояснения приводим следующее. Предлагаемый способ основан на оценке изменения намагниченности металла трубопровода при изменении механических напряжений. При изменении механических напряжений, вызванных изменением внутреннего давления, на участке подземного трубопровода происходит изменение намагниченности металла (магнитоупругий эффект), а следовательно, и магнитного поля на поверхности грунта. При этом величина изменения зависит от магнитной предыстории диагностируемого участка трубопровода. Магнитная предыстория может существенно отличаться для разных участков, поскольку в процессе эксплуатации происходит неравномерное изменение структуры металла стенки трубопровода под действием различных повреждающих металл факторов, в результате намагниченность фрагментов трубопровода имеет различия. На участках трубопровода в качестве интегральной характеристики изменения намагниченности могут использоваться статистические характеристики, например среднеквадратичное значение разности значений индукции магнитного поля, измеренных при разных механических напряжениях.
На фиг.1 представлен график измеренных значений вертикальной компоненты индукции магнитного поля участка трубопровода длиной 1700 м при избыточном внутреннем давлении 6,3 МПа.
На фиг.2 представлен график измеренных значений вертикальной компоненты индукции магнитного поля участка трубопровода длиной 1700 м при отсутствии избыточного внутреннего давления.
На фиг.3 представлен график разности вертикальных компонент индукции магнитного поля до и после изменения внутреннего давления.
На фиг.4 представлены результаты расчетов среднеквадратичных значений разности вертикальных компонент напряженности постоянного магнитного поля трубопровода.
Способ реализуется следующим образом. Проводят измерение индукции постоянного магнитного поля при перемещении датчиков над осью трубопровода с шагом, равным примерно половине расстояния от точки измерения до оси трубопровода. Изменяют внутреннее давление в трубопроводе. Повторно измеряют индукцию магнитного поля при перемещении датчиков вдоль трубопровода. При измерениях датчики располагают в тех же точках, в которых проводились измерения до изменения давления. В каждой точке измерения рассчитывают разность вертикальных компонент индукции магнитного поля при разном давлении ΔBxi (i - номер точки измерения, i=1, 2,…, n, n - количество точек измерения):
где Bx1i - вертикальная компонента индукции в i-й точке измерения до изменения давления, Bx2i - вертикальная компонента индукции в i-й точке измерения после изменения давления.
Рассчитывают среднеквадратичное значение разности вертикальных компонент индукции постоянного магнитного поля для всего участка измерений:
Рассчитывают среднеквадратичные значения разности вертикальных компонент индукции постоянного магнитного поля отдельно для участков длиной не менее 50 м. Среднеквадратичное значение для j-го участка рассчитывается по формуле
В (3) суммирование производится по точкам измерения, расположенных в пределах рассматриваемого участка, m - количество точек измерения в пределах рассматриваемого участка.
Проводят сравнение рассчитанных значений dj и величины d0. Участки, для которых выполняется условие
считаются более поврежденными, чем остальные участки.
Пример
Необходимо дистанционно, без вскрытия грунта, определить наиболее поврежденные участки на фрагменте подземного магистрального газопровода длиной 1700 м, диаметром 1420 мм. Избыточное давление в трубопроводе 6,3 МПа. Измерения производят с помощью устройства дистанционного магнитометрического контроля состояния металла трубопровода «МАГ-01» (изготовитель ОАО «Гипрогазцентр»).
На местности определяют начальную - маркер М24 и конечную точки обследуемого фрагмента газопровода. Измеряют глубину заложения оси трубопровода на обследуемом фрагменте газопровода с шагом 20 м, средняя глубина заложения составляет 1,9 м, выбирают шаг измерений, равный примерно половине измеренного значения глубины заложения - 1 м. С выбранным шагом производят измерения величины вертикальной компоненты индукции постоянного магнитного поля газопровода в точках, расположенных вдоль проекции оси газопровода на поверхность грунта. Результаты измерений представлены на фиг.1. Положение точек измерения отмечают на местности. Производят изменение внутреннего избыточного давления в газопроводе с 6,3 МПа до нуля. Выполняют повторные измерения вертикальной компоненты индукции постоянного магнитного поля газопровода в тех же точках, что и до изменения внутреннего давления. Результаты измерений представлены на фиг.2. Для каждой точки измерения по формуле (1) рассчитывают разность вертикальных компонент индукции постоянного магнитного поля, измеренных до и после изменения внутреннего давления. Результаты расчета представлены на фиг.3. Рассчитывают среднеквадратичное значение разности измерений для всего фрагмента по формуле (2): d0=4,05 мкТл. Обследуемый фрагмент газопровода длиной 1700 м разбивают на 17 участков длиной 100 м каждый. Для каждого участка вычисляют среднеквадратичное значение разности вертикальных компонент индукции dj по формуле (3). Результаты расчетов представлены в таблице фиг.4. Полученные значения изменяются от 1,80 мкТл до 5,38 мкТл. Проводят сравнение величин dj и значения d0. Делают заключение о том, что участки с номерами 7, 8, 10, 11, 13-17 являются более поврежденными на обследуемом фрагменте газопровода. На данных участках для идентификации дефектов выполняют контрольное шурфование с оценкой дефектов методами неразрушающего контроля.
По результатам диагностики неразрушающими методами контроля, проведенной на данном фрагменте газопровода, количество и величина дефектов, найденных на участках, где среднеквадратичное значение разности вертикальных компонент индукции превышало 4,05 мкТл, больше, чем в среднем по обследуемому фрагменту газопровода.
Claims (1)
- Способ определения поврежденности участков подземного трубопровода, изготовленного из ферромагнитного материала, включающий изменение внутреннего давления в трубопроводе и регистрацию параметров при изменении давления, отличающийся тем, что изменение давления выполняют в диапазоне от нуля до рабочего давления, в качестве измеряемых параметров используют вертикальную компоненту индукции постоянного магнитного поля, измеренного над осью трубопровода на поверхности грунта с определенным шагом, в каждой точке измерения рассчитывают разность вертикальных компонент индукции магнитного поля, измеренных при разном внутреннем давлении, рассчитывают среднеквадратичные значения разности вертикальных компонент индукции постоянного магнитного поля для участков трубопровода, по величине среднеквадратичных значений судят о степени поврежденности участков трубопровода.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013143808/28A RU2538072C1 (ru) | 2013-09-27 | 2013-09-27 | Способ определения поврежденности участков подземного трубопровода, изготовленного из ферромагнитного материала |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013143808/28A RU2538072C1 (ru) | 2013-09-27 | 2013-09-27 | Способ определения поврежденности участков подземного трубопровода, изготовленного из ферромагнитного материала |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2538072C1 true RU2538072C1 (ru) | 2015-01-10 |
Family
ID=53287964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013143808/28A RU2538072C1 (ru) | 2013-09-27 | 2013-09-27 | Способ определения поврежденности участков подземного трубопровода, изготовленного из ферромагнитного материала |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2538072C1 (ru) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2238535C2 (ru) * | 2002-11-18 | 2004-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Севергазпром" | Способ определения повреждаемости нагруженного материала и ресурса его работоспособности |
| RU2453760C2 (ru) * | 2009-12-18 | 2012-06-20 | Открытое акционерное общество "Газпромнефть" | Способ диагностики технического состояния подземных трубопроводов (варианты) |
-
2013
- 2013-09-27 RU RU2013143808/28A patent/RU2538072C1/ru active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2238535C2 (ru) * | 2002-11-18 | 2004-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Севергазпром" | Способ определения повреждаемости нагруженного материала и ресурса его работоспособности |
| RU2453760C2 (ru) * | 2009-12-18 | 2012-06-20 | Открытое акционерное общество "Газпромнефть" | Способ диагностики технического состояния подземных трубопроводов (варианты) |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГОСТ Р 52727-2007 "Техническая диагностика. Акустико-эмиссионная диагностика. Общие требования". * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5140264A (en) | Method for non-destructively assessing the condition of a turbine blade using eddy current probes inserted within cooling holes | |
| CN103353479B (zh) | 一种电磁超声纵向导波与漏磁检测复合的检测方法 | |
| CN102565186B (zh) | 飞行器中的结构的无损探伤 | |
| Usarek et al. | Inspection of gas pipelines using magnetic flux leakage technology | |
| US7706988B2 (en) | Method for improved crack detection and discrimination using circumferential magnetic flux leakage | |
| US20180266992A1 (en) | Quantifying tubing defect severity | |
| Kandroodi et al. | Defect detection and width estimation in natural gas pipelines using MFL signals | |
| JP2020056688A (ja) | 構造物における非破壊試験装置及びその非破壊試験方法 | |
| de Souza Rabelo et al. | Impedance-based structural health monitoring incorporating compensation of temperature variation effects | |
| Rourke et al. | Algorithm development and case study for A 1-11/16" pulsed eddy current casing inspection tool | |
| RU2538072C1 (ru) | Способ определения поврежденности участков подземного трубопровода, изготовленного из ферромагнитного материала | |
| RU2536778C1 (ru) | Способ выявления локальных дефектов металла подземного трубопровода | |
| RU2623177C2 (ru) | Способ контроля технического состояния подшипников качения | |
| CN103776895A (zh) | 一种铁磁材料接触损伤评价的磁无损检测方法 | |
| KR101210472B1 (ko) | 초음파공명의 비선형특성을 이용한 미세균열 탐지장치 및 그 방법 | |
| RU2444675C2 (ru) | Способ внутритрубной диагностики глубины дефектов стенки трубы | |
| RU2521714C1 (ru) | Способ определения механических напряжений в стальных трубопроводах | |
| CN111474300B (zh) | 基于时空回归模型的结构局部缺陷检测方法 | |
| WO2005074349A2 (en) | Non-destructive method for the detection of creep damage in ferromagnetic parts with a device consisting of an eddy current coil and a hall sensor | |
| CN109298076B (zh) | 一种基于Lamb波的主动式阀门内漏损伤检测系统及方法 | |
| JP2017096678A (ja) | 被検査物の地際部分の減肉状態を検知するための渦流探傷プローブ及び渦流探傷プローブを用いた減肉検知方法 | |
| RU2688810C1 (ru) | Дефектоскопия трещин в трубчатых элементах в стволах скважин под высоким давлением с использованием акустической эмиссии | |
| RU2584729C1 (ru) | Способ мониторинга технического состояния подземных трубопроводов по остаточному магнитному полю | |
| RU2262691C1 (ru) | Способ определения состояния подземной части железобетонных опор контактной сети | |
| WO2023143737A1 (en) | Determining the mechanical stress in pipes using magnetic stress analysis |