MsS 3030R

Трубопроводы являются неотъемлемой частью нашей цивилизации.Какой только продукт жизнедеятельности человека не перекачивается по трубам! Трубы используются как части несущих конструкций и фундаменов.

Точные знания о состоянии трубопроводов позволяют не только сэкономить затраты на ремонты и содержание, но и сохранить нашу планету в чистоте.

Специалисты знают, как особенно трудно диагностировать недоступные  участки трубопроводов (в стенах, под землёй и т.д.).

Прибор MsS 3030R  позволяет выявлять дефекты стенок трубопроводов  на ранней стадии развития. Поэтому такие дефекты можно устранять планово и практически полностью исключить  аварийные ситуации.

Технология Магнитострикционного Сенсора: Оборудование и датчики 

Рис.1  Генератор волноводных волн MsS 3030R

Электроника

На протяжении последних 15 лет Southwest Research Institute (США) является основным разработчиком технологии MsS и изготовителем электроники. Программные и аппаратные решения защищены более чем 25 патентами. Последняя модификация оборудования для генерации и приема направленных волн показана на рис.1.

Оборудование имеет следующие основные характеристики:

• Число измерительных каналов  -   2 (для контроля направленности волн)
• Частота оцифровки сигнала  -   250, 500, 1000, 3000, 5000 кГц
• Частотный диапазон  -   1-250 kГц, шаг изменения частоты - 1 kГц
• Частота опроса датчиков  -   1,2,4,8,16 Гц
• Длина кабеля (расстояние до сенсора)  -  до 30 метров
• Питание  -  190 - 132, 180 - 264 вольт  50/60 герц или от встроенной батареи 14.4 вольт (8 часов непрерывной работы)
• Вес  -  12.7 кг.
• Габариты  -  47 x 35,7 x 17,6 см
• Электроника  -   комплектуется портативным компьютером серии Durabook. 
• Программное обеспечение  -   работает на платформе Windows XP. 
• Программа для приема и обработки данных скрининга трубопроводов поставляется вместе с оборудованием. Программы для других приложений (скрининг трубок теплообменников и т.д) поставляются отдельно.

MsS Сенсоры производимые Southwest Research Institute

Магнитострикционный сенсор изготавливается из ферромагнитной ленты и катушки  на месте. Лента обычно приклеивается к трубе эпоксидным клеем. См. рис.2

Рис.2. MSsS сенсоры разработки SWRI

Отличительной особенность сенсора является низкая стоимость исходных материалов. К примеру, стоимость материалов на сенсор для трубы Ду 600 составит примерно 200 $ США.  Время установки сенсора с приклейкой к трубе составляет в среднем 30 минут. Частотный диапазон сенсора находится в пределах 8 -250 килогерц. 

Магнитострикционные преобразователи повышенной мощности производимые IHI Southwest Technologies, Inc.

Преобразователи серии MsT® являются разработкой IHI Southwest Technologies, Inc. и защищены патентом. Преобразователи не требуют сборки перед установкой и отличаются от аналогов значительно более мощным сигналом (2-5 раз в зависимости от способа установки).  Специальные модификации позволяют принимать сигнал на отдельные сегменты сенсора (обычно 8 сегментов) для определения положения дефекта по окружности трубы. Время установки преобразователя  - 2 - 5  минут. Основные частоты - 16, 32 и 90 килогерц. Указанный преобразователь является широкополосным преобразователем что делает его эффективным исследовательским инструментом в линейной и нелинейной акустике. Преобразователь не требует приклейки к трубе и является наиболее чувствительным при использовании ультразвукового геля. Преобразователи данной серии могут быть использованы при температурах до 200С. Специальные модификации были успешно оттестированы при температурах до 400С.

Рис.3. MsT преобразователи разработки IHI Southwest Technologies, Inc.

Магнитострикционные преобразователи серии MsT имеют следующие основные характеристики:

• Частотный  диапазон    8 - 250 килогерц.
• Сенсоры позволяют генерировать идеально аксиально-симметричную волну, ввиду того что вся окружность трубы используется для генерации сигнала.
• Сенсоры имеют низкий вес и толщину (необходимый для установки зазор может быть около 20 мм).
• Сенсоры могут быть изготовлены для труб или резервуаров диаметром от 10 мм до нескольких метров.
• Специальные модификации сенсора позволяют генерировать и поперечные и продольные волны без переустановки датчиков.
• Сенсоры имеют высокую точку Кюри и специальные модификации могут работать при температуре до 400С.
• Специальные модификации сенсора позволяют принимать сигнал на отдельные сегменты сенсора (обычно 8 сегментов) для определения положения дефекта по окружности трубы.

Датчики для скрининга трубок теплообменников

Скрининг трубок теплообменников может успешно осуществляться на принципе крутильных волноводных волн.

Рис. 4. Датчики для скрининга трубок теплообменников

а)  Для трубок из немагнитного материала разработаны датчики на принципе сухого контакта.
b)  Для трубок и магнитного материала наиболее эффективными являются датчики на принципе электромагнитной генерации сигнала.

Датчики изготавливаются под стандартные размеры трубок (12 -25 мм внутренний диаметр) и могут быть также изготовлены согласно спецификации заказчика.

Скрининг коррозии на принципе волноводных волн и технологии MsS

Скрининг с использованием волноводных волн на сегодняшний день является динамично развивающимся методом неразрушающего контроля. В основном он используется для скрининга трубопроводов, трубок теплообменников и стенок резервуаров.

Рис. 5. Cкрининг трубопровода и трубок теплообменника с использованием магнитострикционных преобразователей.  

Oсновой конструкции магнитострикционного сенсора является антенна из ферромагнитного материала которая активируется с помощью обмоток. Время установки сенсора зависит от диаметра трубы и может составить от 2 до 30 минут. Время записи данных составляет в среднем 10 минут.  Диапазон инспекции во многом определяется состоянием трубы. Сильное коррозионное повреждение трубы по всей длине, наличие толстой битумной изоляции вокруг трубы, а также плотный грунт вокруг трубы понижают чувствительность метода и сужают диапазон инспекции до 3 - 10 метров в каждом из направлений. Размер труб, доступных для инспекции с использованием указанной технологии может находиться в диапазоне от 10 мм до 1 метра. Датчик может быть также установлен на резервуарах диаметром в несколько метров. Опыт применения технологии в промышленности показал, что технология способна распознавать дефекты размером от 2% по отношению к поперечному сечению трубы. Метод позволяет точно определять местоположение дефекта по длине трубы и его примерный размер. Затем обычной практикой является использование традиционных ультразвуковых толщиномеров для более точных измерений остаточной толщины стенки трубы.  Технология может применяться для обнаружения разрывов в волокнах  поддерживающих тросов мостов, скрининга трубок теплообменников, коррозии несущей арматуры бетонных якорей для тросовых растяжек мачт и вышек различного назначения.

Уникальной особенностью технологии магнитострикционного сенсора является возможность постоянной установки сенсора на трубе в целях периодического мониторинга коррозионно-опасных участков без существенных финансовых затрат ввиду простоты конструкции. 

Ниже показана диаграмма откликов, полученная с трубы диаметром 114 мм и длинной 36 метров, содержащей дефекты  различного типа:

Рис.6. Типичная диаграмма откликов, полученная с участка трубы длиной 34 метра