Способ определения точного объема вынесенного металла коррозионных дефектов по ультразвуковым данным втд



 


Владельцы патента RU 2607359:

Акционерное общество "Транснефть-Диаскан" (АО "Транснефть-Диаскан") (RU)
Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") (RU)

Использование: для определения точного объема вынесенного металла коррозионных дефектов. Сущность изобретения заключается в том, что способ определения точного объема вынесенного металла коррозионных дефектов состоит из следующих этапов: предварительная загрузка данных о потерях металла; разбиение на зоны в каждой области потери металла с вычислением объема каждой зоны; подсчет объемов во всех зонах областей потерь металла и вычисление общего объема для всего анализируемого участка трубопровода. Технический результат: обеспечение возможности определения точного объема вынесенного металла коррозионных дефектов.

 

Изобретение относится к процессу обработки и анализа данных внутритрубных дефектоскопов, а именно к способу определения точного объема вынесенного металла коррозионных дефектов по ультразвуковым данным внутритрубной диагностики, с целью дальнейшего анализа результатов внутритрубной диагностики в части расчета на прочность и долговечность.

Известна интерпретация широкополосных данных метода сопротивлений (RU 2452982 C2, МПК G01V 3/20, приоритет от 28.09.2007), которая является способом оценки толщин пород, в котором производят измерения, определяют величину удельного сопротивления, используют определенную величину для оценки параметров, а также включает в себя устройство, имеющее носитель, включающий постоянное запоминающее устройство, стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство, электрически-стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство, флеш-память и оптический диск.

Известен способ внутритрубной диагностики (RU 2169308 C1, МПК F17D 5/02, приоритет от 02.12.1999), включающий определение дефектов ультразвуковым методом, определение дефектов методом истечений, совмещение и дополнение результатов исследований в процессе анализа полученных данных, при этом дополнительно производят исследование стенки трубопровода магнитооптическим способом, результаты которого сопоставляют с результатами исследований ультразвуковым методом и методом истечений.

Известен способ определения ресурса металла трубопровода (RU 2426091 C1, МПК G01N 3/12, приоритет с 19.05.2010), включающий определение основных механических и геометрических параметров стенок трубопровода (временного сопротивления металла разрыву и диаметров внутреннего и внешнего), основных параметров текучей среды (расхода, давления и температуры в начале и конце трубопровода, угла натекания на стенку, загрязненности механическими примесями) и определение ресурса металла по расчетной формуле, отличающийся тем, что дополнительно определяют величину скорости снижения энергии межкристаллических связей между частицами металла и рассчитывают величину расхода энергии этих связей по времени, при этом величину скорости определяют опытным путем.

Известен способ определения объема тела (SU 1137315 A1, МПК G01F 17/00, приоритет с 22.07.1983), включающий в себя заполнение калиброванной емкости газом до фиксированного давления, перезапуск газа из калиброванной емкости в измерительную до установившегося давления и определения объема расчетным путем, при этом с целью повышения точности определения объема тело помещают перед перепуском газа в измерительную емкость, а перепуск осуществляют путем направления выравнивания потока перепускаемого газа.

Известен способ определения остаточного ресурса труб тепловых сетей (RU 2366920 C1, МПК G01N 3/00, приоритет с 05.03.2008), включающий выбор участка из труб одной марки стали, одного номинального диаметра и толщины стенки, определение остаточного ресурса, при этом остаточный ресурс определяют оставшимся временем до максимально возможного срока эксплуатации, который на 1-3 года предшествует моменту совпадения рабочего давления с разрушающим напряжением металла трубопровода, причем разрушающее напряжение определяют по формуле.

Известен способ определения остаточного ресурса металла длительно эксплуатируемых стальных труб (RU 2339018 C1, МПК G01N 3/00, приоритет с 16.05.2007), включающий врезку в направлении поперек продольной оси трубы заготовок под образцы, деформирование и искусственное их старение, измерение коэрцитивной силы, изготовление и механические испытания образцов, аппроксимацию зависимости изменения параметров механических свойств металла обследуемой трубы от величины пластической деформации, выбор из нормативно-технической документации параметров механических свойств металла трубы, определение величины наименьшего прироста пластической деформации , при накоплении которого в процессе дальнейшей эксплуатации значение одного из выбранных параметров механических свойств металла достигнет нормативного уровня.

Известен способ определения остаточного ресурса металла труб магистрального трубопровода, предназначенных для повторного использования (RU 2226681 C1, МПК G01N 3/00, приоритет с 19.08.2002), включающий контроль неразрушающими методами, изготовление образцов, проведение механических испытаний и определение остаточного ресурса, при этом трубы формируют в партию одной марки стали, одного номинального диаметра и толщины стенки, отбирают от партии трубы с максимальными диаметрами, выбирают из них неразрушающими методами контроля трубу с максимальными средними значениями твердости и коэрцитивной силой для изготовления образцов и проведения механических испытаний двух равных групп образцов, одну из которых предварительно подвергают термообработке, а остаточный ресурс достижения нормативных значений механических свойств металла труб определяют по формуле.

Известен способ определения ремонтопригодности трубы (RU 2366855 C2, МПК F16L 58/00, приоритет с 19.04.2007), при котором проводятся измерения с помощью дефектоскопа на участке поверхности трубы со стресс-коррозионными трещинами, при этом регистрируют максимальное значение показаний дефектоскопа, при сопоставлении данного значения для участка поверхности обследованной трубы со значениями показаний этого же дефектоскопа на эталонных образцах труб со стресс-коррозионными трещинами заданных глубин определяют значение глубины стресс-коррозионной трещины, для которой получено максимальное значение показания.

Известен способ реабилитации и определения эксплуатационного ресурса магистрального трубопровода, осуществляемый при его нагружении повышенным давлением в полевых условиях (RU 2324160 C1, МПК G01M 3/08, F17D 5/02, приоритет от 29.03.2007), основанный на нагнетании среды перекачивающей установкой из источника в магистральный трубопровод с давлением, равным давлению в источнике, с последующим подъемом давления до заданной величины и регистрацией расхода, температуры, давления среды, при этом первоначально базовый испытательный участок трубопровода выбирают неразрушающими методами контроля в процессе переизоляции труб, отделяют заглушками или камерами от магистрального трубопровода и т.д.

Технический результат заявленного изобретения состоит в том, что изобретение на основе полученных диагностических данных ультразвуковых внутритрубных инспекционных приборов позволяет определять точный объем вынесенного металла коррозионных дефектов с целью дальнейшего анализа результатов внутритрубной диагностики в части расчета на прочность и долговечность трубопроводов.

Технический результат заявленного способа заключается в том, что для определения точного объема вынесенного металла коррозионных дефектов используют следующие аппаратные средства: ультразвуковой внутритрубный инспекционный прибор (далее по тексту - ВИП); рабочая станция с программой - терминалом, предназначенная для выгрузки диагностических данных; файловый сервер для хранения данных; рабочая станция с программой, реализующей способ определения точного объема вынесенного металла коррозионных дефектов; сервер базы данных для хранения результатов применения способа, который состоит из следующих этапов.

- Предварительная загрузка данных о потерях металла, состоящая в том, что данные о дефектах типа «потеря металла» в виде информации в формате программы интерпретации диагностических данных поступают на рабочую станцию, которая реализует способ определения точного объема вынесенного металла коррозионных дефектов по ультразвуковым данным внутритрубной диагностики; при этом информация представлена в виде цифрового массива, содержащего информацию об амплитуде отраженного сигнала и времени прихода сигнала, пересчитанного в толщину стенки трубопровода.

- Разбиение на дефектные зоны в каждой области потери металла с вычислением объема каждой дефектной зоны, учитывая глубину потери металла в зоне и размеры покрытия сигнала датчиком в окружном направлении трубопровода и шага сканирования ультразвукового внутритрубного инспекционного прибора, при этом диагностические данные с рабочей станции, которая реализует способ определения точного объема вынесенного металла коррозионных дефектов по ультразвуковым данным внутритрубной диагностики, поступают на модуль разбиения на зоны и вычисления объема вынесенного металла коррозионных дефектов, при этом зоной вычисления объема вынесенного металла коррозионных дефектов у дефекта «потеря металла» считается множество точек трубопровода (xl, yi) i=1…N, в которых

depth(xl, yi)=nominal-WT(xl, yi)>eps,

где

eps - параметр, заданный в настройках заявленного способа, мм;

nominal - номинал толщины стенки трубопровода, мм;

WT(xl, yi) - толщина стенки трубопровода в точке (xl, yi) по показаниям ультразвуковых внутритрубных инспекционных приборов;

при этом теоретически объем вынесенного металла коррозионных дефектов в дефектной зоне вычисляется по формуле:

V=∫Ddepth(x, y)dxdy,

где

D - область зоны дефекта,

depth(xl, yi) - глубина в точке (xl, yi) дефектной зоны;

а численно способ определения точного объема вынесенного металла коррозионных дефектов по ультразвуковым данным внутритрубной диагностики в дефектной зоне реализован следующим образом:

,

где

i - 1…N - число дефектных точек;

Δx - шаг продольного сканирования ВИП, мм;

Δy - шаг поперечного сканирования ВИП, мм.

- Подсчет объемов во всех дефектных зонах областей потерь металла и вычисление общего объема для всего анализируемого участка трубопровода; при этом общий объем для всего анализируемого участка вычисляется по формуле:

Vобщj=1…KVj,

где

K - количество дефектных зон с дефектами «потеря металла» на всем анализируемом участке;

Vj - объем конкретной дефектной зоны потери металла, полученный теоретическим или численным способом на предыдущем этапе реализации заявленного способа.

Способ определения точного объема вынесенного металла коррозионных дефектов по ультразвуковым данным ВТД, включающий в себя следующие аппаратные средства: ультразвуковой внутритрубный инспекционный прибор (далее по тексту - ВИП); рабочая станция с программой - терминалом, предназначенная для выгрузки диагностических данных; файловый сервер для хранения данных; рабочая станция с программой, реализующей способ определения точного объема вынесенного металла коррозионных дефектов; сервер базы данных для хранения результатов применения способа; отличающийся тем, что состоит из следующих этапов:

- предварительная загрузка данных о потерях металла, состоящая в том, что данные о дефектах типа «потеря металла» в виде информации в формате программы интерпретации диагностических данных поступают на рабочую станцию, которая реализует способ определения точного объема вынесенного металла коррозионных дефектов по ультразвуковым данным внутритрубной диагностики; при этом информация представлена в виде цифрового массива, содержащего информацию об амплитуде отраженного сигнала и времени прихода сигнала, пересчитанного в толщину стенки трубопровода;

- разбиение на дефектные зоны в каждой области потери металла с вычислением объема каждой дефектной зоны, учитывая глубину потери металла в зоне и размеры покрытия сигнала датчиком в окружном направлении трубопровода и шага сканирования ультразвукового внутритрубного инспекционного прибора, при этом диагностические данные с рабочей станции, которая реализует способ определения точного объема вынесенного металла коррозионных дефектов по ультразвуковым данным внутритрубной диагностики, поступают на модуль разбиения на зоны и вычисления объема вынесенного металла коррозионных дефектов, при этом зоной вычисления объема вынесенного металла коррозионных дефектов у дефекта «потеря металла» считается множество точек трубопровода i=1…N, в которых

,

где

eps - параметр, заданный в настройках заявленного способа, мм;

nominal - номинал толщины стенки трубопровода, мм;

- толщина стенки трубопровода в точке по показаниям ультразвуковых внутритрубных инспекционных приборов;

при этом теоретически объем вынесенного металла коррозионных дефектов в дефектной зоне вычисляется по формуле:

,

где

D - область зоны дефекта,

- глубина в точке дефектной зоны;

а численно способ определения точного объема вынесенного металла коррозионных дефектов по ультразвуковым данным внутритрубной диагностики реализован в дефектной зоне следующим образом:

,

где

i-1…N - число дефектных точек;

Δх - шаг продольного сканирования ВИП, мм;

Δy - шаг поперечного сканирования ВИП, мм;

- подсчет объемов во всех дефектных зонах областей потерь металла и вычисление общего объема для всего анализируемого участка трубопровода; при этом общий объем для всего анализируемого участка вычисляется по формуле:

,

где

K - количество зон с дефектами «потеря металла» на всем анализируемом участке;

Vj - объем конкретной дефектной зоны потери металла, полученный теоретическим или численным способом на предыдущем этапе реализации заявленного способа.



 

Похожие патенты:

Использование: для контроля дефектов. Сущность изобретения заключается в том, что способ контроля дефектов включает в себя: первый процесс формирования ультразвуковых колебаний в поверхности стального листа; второй процесс обнаружения эхо-сигнала F и эхо-сигнала B в ультразвуковых колебаниях; третий процесс корректировки значения обнаружения эхо-сигнала B, обнаруженного на конце стального листа, на основе значения обнаружения эхо-сигнала B, обнаруженного в области общей оценки, причем область общей оценки является областью иной, чем конец стального листа; и четвертый процесс оценивания внутреннего дефекта стального листа на основе значения обнаружения эхо-сигнала F, полученного во втором процессе, и значения обнаружения эхо-сигнала B, скорректированного в третьем процессе на конце стального листа.

Изобретение относится к динамической локализации дефекта в дефектном изделии, полученном ковкой. Система локализации дефекта содержит средства обработки для моделирования операции ковки при помощи численного решения уравнений с получением набора моделей формования изделия, средства ввода для предоставления указанному средству обработки данных относительно дефекта в изделии, средства обработки для добавления к первой модели из набора отметчика дефекта и средства визуализации для отслеживания во времени отметчика дефекта.

Использование: для измерения внутренних механических напряжений при ультразвуковом неразрушающем контроле. Сущность изобретения заключается в том, что в нагруженный исследуемый объект и ненагруженный его аналог вводят импульсы ультразвуковых продольных и поперечных волн, принимают приемным преобразователем прошедшие сигналы и дополнительно принимают трансформированные поперечные волны от падающих на исследуемый объект продольных волн и трансформированные продольные волны от падающих на исследуемых объект поперечных волн, измеряют времена прохождения этих волн в нагруженном и ненагруженном объекте, определяют изменение времени задержки прошедших сигналов, а величину напряжения определяют по определенному математическому выражению, причем используют приемный и излучающий преобразователи с углом ввода продольных ультразвуковых колебаний, равным 18°.

Изобретение может быть использовано при восстановлении наплавкой крупногабаритных деталей типа валов, в частности судовых гребных и промежуточных валов. После предварительного контроля восстанавливаемой поверхности на наличие дефектов в виде несплошностей металла исследуют неразрушающим методом контроля макроструктуру металла в поперечном сечении детали на предполагаемом участке перехода от металла наплавки к основному металлу, соответствующем опасному сечению детали.

Использование: для определения остаточных механических напряжений в сварных соединениях различных трубопроводов. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют измерение эхо-методом времен распространения продольных и поперечных упругих волн, при этом для оценки напряжений используются коэффициенты Пуассона ν31 и ν32 материала, определяемые через времена распространения продольных и поперечных упругих волн.

Использование: для коррекции позиции дефекта. Сущность изобретения заключается в том, что способ коррекции позиции дефекта включает в себя: генерацию ультразвуковой вибрации на поверхности объекта обследования, к которому присоединена проводящая лента; регистрацию F-эхосигнала и B-эхосигнала ультразвуковой вибрации; выявление псевдодефектов с помощью проводящей ленты на основании обнаруженных значений F-эхосигнала и B-эхосигнала; получение позиционной информации псевдодефектов; получение разности между фрагментами позиционной информации псевдодефектов на основании позиционной информации псевдодефектов; и коррекцию позиционной информации внутренних дефектов на основании разности.

Использование: для контроля качества изготовления и оценки усталостной прочности литых лопаток с направленной кристаллизацией высокотемпературных турбомашин. Сущность изобретения заключается в том, что возбуждают в материале изделия поверхностные ультразвуковые механические импульсы, фиксируют изменение времени прохождения ультразвуковыми механическими волнами определенного расстояния по поверхности изделия и по количеству и местоположению зафиксированных изменений времени распространения определяют количество макрозерен и местоположение границ макрозерен.

Использование: для оценки исчерпания ресурса деталей из металлов и их сплавов. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют установку на поверхность контролируемой детали в месте контроля материала детали раздельно-совмещенного пьезоэлектрического преобразователя, ввод импульсов ультразвуковых колебаний в материал детали через ее внешнюю поверхность и прием смеси отраженных ультразвуковых колебаний от неоднородностей структуры материала детали, причем при приеме смеси отраженных ультразвуковых колебаний от неоднородностей структуры материала детали дискретно измеряют величины сигналов с момента заданного времени t1 по момент заданного времени t2 с дискретностью (t2-t1)/n, где n число измерений в интервале времени от t1 до t2, запоминают величины измеренных значений, определяют среднее значение измеренных значений отраженных ультразвуковых колебаний и стандартное отклонение смеси отраженных ультразвуковых колебаний относительно вычисленного среднего значения в интервале времени (t2-t1), после чего определяют стандартное отклонение смеси отраженных ультразвуковых колебаний Uпр для детали, соответствующей предельному состоянию материала, которое определяют экспериментально, доводя материал детали до состояния, предшествующего ее разрушению, что приводит к невозможности эксплуатации детали, далее определяют первую величину стандартного отклонения смеси отраженных ультразвуковых колебаний U1 для детали после выпуска из производства из того же материала, что и деталь, соответствующая предельному состоянию материала, затем определяют вторую величину стандартного отклонения смеси отраженных ультразвуковых колебаний U2 для детали из того же материала, по времени эксплуатации соответствующей первому плановому обслуживанию, далее по двум измеренным предыдущим значениям стандартного отклонения смеси отраженных ультразвуковых колебаний U1 и стандартного отклонения смеси отраженных ультразвуковых колебаний U2 определяют линейную зависимость времени эксплуатации детали от стандартного отклонения смеси отраженных ультразвуковых колебаний T(U), далее на основании полученных параметров проводят оценку исчерпания ресурса деталей из металлов и их сплавов.

Использование: для обнаружения дефектов при ручном и автоматическом контроле. Сущность изобретения заключается в том, что возбуждают с помощью ультразвукового преобразователя в контактной среде импульс продольной волны, которая падает на поверхность объекта контроля под углом, значение которого больше первого критического угла и меньше второго критического угла, анализируют амплитуду зарегистрированных эхосигналов.

Изобретение относится к геофизическим, в частности сейсмоакустическим, методам исследований и может быть использовано для калибровки характеристик сейсмоакустических преобразователей.

Использование: для выявления поперечно ориентированных дефектов при ультразвуковом сканировании изделия с отражающим дном. Сущность изобретения заключается в том, что два многоэлементных ультразвуковых преобразователя размещают на поверхности контролируемого изделия в заранее рассчитанном положении, излучают и фиксируют ультразвуковые эхо-импульсы, восстанавливают множество парциальных изображений, получают изображение дефектов, используя несколько путей от излучающего до приемного преобразователя с отражением от дна и поверхности, суммируют восстановленные парциальные изображения для каждого положения преобразователей. Технический результат: обеспечение возможности выявления плоскостных дефектов, находящихся на глубине половины толщины изделия и не выходящих на дно или поверхность изделия с целью повышения достоверности ультразвукового контроля. 3 ил.

Изобретение относится к области исследования материалов с помощью ультразвуковых волн акустическими контрольно-измерительными приборами и может быть использовано при неразрушающем контроле материалов и изделий в различных областях промышленности. Управляемый аттенюатор ультразвукового дефектоскопа содержит Г-образный аттенюатор 1, содержащий входной переменный резистор 2, резистор 3 и аналоговый ключ 4, подключенный к управляемому калиброванному усилителю 5. Управляемый калиброванный усилитель 5 содержит управляемый усилитель 6, выходы которого подключены к согласующему устройству 7, подключенному к управляемому усилителю 8. Выходы управляемого усилителя 8 соединены с устройством 9 управления и измерения, которое соединено со входом управления усилителем 6, со входом управления усилителем 8, аналоговым ключом 4 и дисплеем 10. Технический результат заключается в улучшении достоверности контроля дефектов деталей за счет повышения разрешающей способности дефектоскопа при определении размеров дефектов и их расположения. 1 ил.
Наверх