 |
Магнитный дефектоскоп MFL
|
|
|
|
Магнитный дефектоскоп (рисунок 3.9) предназначен для дефектоскопии трубопроводов методом регистрации рассеяния магнитного потока, обнаружения и определения размеров дефектов потери металла и поперечных трещин по всей окружности трубопровода. Для трубопроводов диаметром 1020 мм снаряд состоит из ведущей магнитной секции, содержащей датчики, магниты, щетки, поддерживающие колеса и секции электроники, содержащей датчики, оборудование по электронной обработке данных, записывающее оборудование и батарейный модуль. Секции соединены между собой буксировочными тягами с универсальными шарнирами.
Рисунок 3.9. Магнитный дефектоскоп.
Основой магнитной секции (рисунок 3.10) является стальной корпус (23) к которому крепятся магниты (12), (13) и щетки (11). Проволочные щетки обеспечивают передачу магнитного потока в стенку трубы. Каждый конец магнитного контура снабжен креплениями для переднего и заднего привода. В задней части корпуса есть дополнительные крепления для межсекционного шарнирного соединения (9). Передняя надставка, на которой находятся передние поддерживающие колеса (7) крепится болтами к переднему приводу. Передняя часть надставки имеет фланец для переднего такелажного кольца (33), к которому крепятся буферные колеса (8) и приспособление для выемки снаряда (21). На корпусе закреплены кольцо датчиков (10) и внешнее электронное оборудование, а именно мультиплексорные коробки (4), (5) и распределительные коробки (1).
Магнитная секция удерживается в центре трубопровода с помощью щеток магнитного контура и передних поддерживающих колес, которые поджимаются к стенке трубопровода с помощью пружин. Для прохождения снарядом поворотов трубопровода с малым радиусом на снаряд установлены буферные колеса.
|
|
|
Рисунок 3.10. Магнитная секция магнитного дефектоскопа.
Система привода состоит из двух манжет (25) закрепленных таким образом, что обеспечивается свободное перемещение их в радиальном направлении, впереди и сзади магнитной секции. Давление продукта сзади прижимает манжеты к стенке трубы. Создается перепад давления перед манжетами и за манжетами. За счет этого снаряд продвигается по трубопроводу. Форма и степень гибкости манжет такова, что если снаряд застревает в трубопроводе, манжеты выворачиваются в сторону потока продукта при достижении определенного перепада давления продукта спереди и сзади манжеты. Это предотвращает значительное увеличение давления сзади снаряда и обеспечивает перекачку нефти по трубопроводу даже при застревании снаряда.
Секция электроники (рисунок 3.11) представляет собой цилиндрический корпус (18), к торцам которой крепятся передняя (20) и задняя (21) крышки. Герметичная капсула создает огнестойкую и взрывобезопасную среду, которая поддерживается при атмосферном давлении, когда секция электроники находится в трубопроводе под давлением. Батарейный модуль (далее по тексту БМ) и модуль обработки и записи данных располагаются в герметичной капсуле секции электроники.
Рисунок 3.11. Секция электроники магнитного дефектоскопа
Батарейный модуль и модуль обработки и записи данных соединяются между собой разъемом типа Hypertac. С внешними электронными устройствами батарейный модуль и модуль обработки и записи данных соединяются при помощи герметичных разъемов, установленных на передней и задней крышках, и подстыкованных к ним кабелей. На корпусе секции электроники закреплены поддерживающие колеса (17), буферные колеса (25), переднее и заднее такелажные кольца (34), кольцо с датчиком типа 2, мультиплексорные (22) и распределительные (11) коробки, одометрические колеса (19).
|
|
|
Модуль обработки и записи данных состоит из блока обработки данных и блока записи данных. Блок обработки данных собирает аналоговые сигналы от датчиков, преобразовывает их в цифровую форму и форматирует полученные цифровые данные для передачи в блок записи данных. В блоке обработки данных установлен счетчик реального времени. Бортовое время магнитного дефектоскопа синхронизируется при подготовке к прогону со временем используемого при подготовке персонального компьютера (далее по тексту ПК). С этим же ПК синхронизируются приборы Маглоггер, что позволяет при обработке данных прогона точно привязать особенности трубопровода к маркерным точкам на местности. Блок записи данных содержит два съемных записывающих устройства RDAT. Устройства RDAT установлены в корпусе, оснащенном противовибрационными креплениями и крышкой, позволяющей легко вынимать кассеты DAT. Устройства RDAT используют сжатие данных, что позволяет записывать до пяти гигабайт данных в зависимости от степени сжатия. Блок обработки данных соединен с блоком записи данных стандартным интерфейсом SCSI. Интерфейс имеет выход на внешний многоштырьковый разъем, что позволяет копировать данные с кассет, установленных в магнитном дефектоскопе, на кассеты установленные в подключенном к магнитному дефектоскопу приборе полевой оценки не вскрывая герметичные капсулы.
Батарейный модуль предназначен для обеспечения питания электронных систем магнитного дефектоскопа постоянным напряжением 15В. Батарейный модуль состоит из алюминиевого шасси, на котором закреплены пять литиевых батарей емкостью 60 ампер – часов каждая. Батареи соединены между собой параллельно. В зависимости от введенных установок батареи могут задействоваться в последовательном или параллельном режиме. Включение питания магнитного дефектоскопа происходит при замыкании двух включателей. Внутренняя электроника батарейного модуля позволяет установить необходимый режим задействования батарей и режим работы системы Latch. На заднем торце батарейного модуля расположены включатель системы Latch и счетчик израсходованной емкости батарей, который показывает израсходованную емкость в миллиампер – часах.
|
|
|
Система внешней электроники состоит из датчиков, внешних электронных модулей, проводки и крышек секций. Установленные на снаряде датчики выполняют три функции:
- обнаружение особенностей и определение их размеров;
- локализация особенностей;
- текущий контроль.
Основными являются датчики I типа (рисунок 3.12). 
Рисунок 3.12. Датчик I типа
Они находятся в мощном магнитном поле и служат для обнаружения особенностей трубопровода и определения размеров дефектов типа «потеря металла» и «аномалия поперечного сварного шва». Датчики представляют собой прецизионные электромагнитные катушки. В зоне дефекта постоянный магнитный поток, созданный магнитами дефектоскопа, искажается, что вызывает появление в цепи датчика электрического тока, величина которого зависит от размеров и формы дефекта.
Датчики II типа находятся в слабом, локальном магнитном поле, которое проникает только в поверхностный слой металла, и служат для определения на какой поверхности трубы расположен дефект – на внутренней или на внешней. Принцип их работы аналогичен датчикам I типа (рисунок 3.13).
Рисунок 3.13. Датчик II типа
Датчики III (рисунок 3.14) предназначены для измерения абсолютной величины магнитного поля.
Рисунок 3.14. Датчик III типа.
По их показаниям рассчитывается номинальная толщина стенки трубы. Датчик представляет собой полупроводниковую микросхему, использующую эффект Холла. Принцип работы заключается в следующем: если полупроводник, находящийся под током поместить в магнитное поле, то на его поверхностях возникает разность потенциалов, пропорциональная величине проходящего через полупроводник магнитного потока.
Датчики I и II типа опрашиваются через каждые 3,3 мм дистанции, датчики III типа опрашиваются через каждые 100 мм дистанции. Полученные от датчиков сигналы, интегрируются и преобразуются из аналоговой формы в цифровую, после чего записываются на магнитную ленту.
Система измерения расстояния основана на получении импульсов от одометрических колес. Одному импульсу соответствует дистанция 3,3 мм. Данные со всех этих датчиков отображаются программами обработки информации и позволяют производить распознавание особенностей и дефектов трубопровода.
|
|
|
Магнитный дефектоскоп обнаруживает дефекты стенки трубы типа «потеря металла» - коррозионные повреждения, забоины, вмятины в прокате, царапины, задиры, металлургические риски, позволяет определять трещиноподобные и другие повреждения поперечных сварных швов. Кроме того, магнитный дефектоскоп позволяет обнаружить и оценить параметры различных элементов трубной арматуры, как приварных, так и не приварных.
|
|
|
