CC BY
35
контроля штатными дефектоскопами.
При испытаниях дефектоскопом А1550 «IntroVisor» выявлены дефекты сварного соединения, подлежащие отбраковке при ультразвуковом контроле в соответствии с [1]:
- стандартизованные искусственные дефекты (зарубки в валике усиления и околошовной зоне на расстоянии до 20 мм от валика усиления шва);
- естественные дефекты сварного шва (непровар в корне шва, несплавления по разделке кромок, шлаковые включения).
Данный прибор не позволяет выявлять дефекты в виде шлаковых включений диаметром до 2,0 мм и зарубки 3,5х2,0 мм в околошовной зоне на расстоянии 50 мм от валика усиления шва.
Литература
1. СТО Газпром 2-2.4-083-2006 «Инструкция по неразрушающим методам контроля качества сварных соединений при строительстве и ремонте промысловых и магистральных газопроводов». М.: ООО «ИРЦ Газпром» 2006. 123 с.
2. «Руководство по эксплуатации ультразвукового дефектоскопа А1550 Introvisor». М.: Акустические контрольные системы. 2013. 88 с.
Исследовательские испытания оборудования для дистанционного зондирования трубопроводов Степанов Е. Г.1, Вялых И. Л.2, Доронин А. В.3, Мухаметшина Л. А.4
1 Степанов Евгений Георгиевич /Stepanov Evgenij Georgievich - начальник испытательной лаборатории неразрушающего контроля,
ООО «Энергодиагностика»;
2Вялых Игорь Леонидович / Vjalyh Igor'Leonidovich - кандидат технических наук, начальник лаборатории технической диагностики трубопроводов и оборудования,
ООО «Газпром ВНИИГАЗ»;
3Доронин Алексей Викторович / Doronin Aleksej Viktorovich - начальник экспертноаналитического отдела,
ООО «Энергодиагностика», г. Москва;
4Мухаметшина Лилия Аминовна /Muhametshina Lilija Aminovna - первый заместитель
генерального директора,
ООО «Энергия», г. Дубна
Аннотация: в статье рассматриваются результаты исследовательских испытаний прибора экспресс-диагностики трубопроводов MsS 3030R на испытательном стенде ООО «Газпром ВНИИГАЗ» и оценка его основных рабочих характеристик.
Ключевые слова: дистанционное зондирование, длинноволновый ультразвуковой контроль, MsS 3030R, Teletest FOCUS+, Wawemaker G4.
Современная диагностика трубопроводов располагает большим арсеналом физических методов и средств, решающих различные задачи дефектоскопии. Все они позволяют с достаточной эффективностью находить в трубопроводах дефекты. Существенным недостатком оборудования является его низкая «дальнобойность», т. е. его можно эффективно применять для диагностики трубопроводов в малом диапазоне на участках длиной до 2-х метров.
Большой интерес для экспертов и специалистов НК представляют методы дистанционного зондирования, лишенные этих недостатков. Представителями этого класса являются приборы экспресс-диагностики трубопроводов MsS 3030R, Teletest FOCUS+ и Wawemaker G4.
40
Нами проводились исследовательские испытания возможности оборудования дистанционного зондирования трубопроводов с использованием прибора MsS 3030R (генератора направленных волн) [1], позволяющего выявлять дефекты различного происхождения.
Цель проведения исследовательских испытаний - оценка возможности оборудования MsS 3030R находить дефекты различных размеров и направлений и оценить погрешность измерения расстояния до них.
Объект испытаний
Исследовательские испытания прибора MsS 3030R проведены на стенде для проведения испытаний оборудования неразрушающего контроля и диагностирования ООО «Газпром ВНИИГ АЗ» (далее - испытательный стенд).
Испытательный стенд представляет собой расположенную на опорах плеть из четырех труб внешним диаметром 1420 мм с толщиной стенки 18,0 мм, 17,0 мм, 16,6 мм, 17,6 мм, имеющих естественные и искусственные дефекты в основном металле, стыковых и продольных сварных соединениях.
Испытательный стенд расположен на открытом участке Опытно -экспериментального центра ООО «Газпром ВНИИГАЗ». Общая длина стенда 45,5 метров. Общая длина участков труб стенда с паспортизованными дефектами, предназначенных для проведения испытаний - 39 метров.
Внешние условия при проведении испытаний: температура плюс 7 0С,
атмосферное давление 768 мм рт. ст., относительная влажность 86 %, без осадков.
Общая схема испытательного стенда показана на рисунке 1.
Порядок проведения испытаний
Исследовательские испытания возможности прибора MsS 3030R - выявлять дефекты различного происхождения, проведены в два этапа:
- оценка основных технических и технологических параметров прибора;
- оценка выявляемости различных типов дефектов трубопроводов прибором MsS 3030R.
Порядок проведения исследовательских испытаний:
- развертывание прибора в рабочее положение;
- установка (монтаж) преобразователя прибора на испытательный стенд (в околошовной зоне кольцевого сварного соединения № 2 на участке с угловым положением от 1 часа до 3 часов);
- генерация ультразвуковых волн в обе стороны от установки магнитострикционного датчика справа и слева от сварного соединения № 2 испытательного стенда с фиксированием результатов (дефектограмм) контроля для оценки чувствительности контроля и выявляемости различных типов дефектов.
Учитывая, что представленный на испытания комплект оборудования включал только один магнитострикционный датчик (длиной 800 мм), не позволяющий охватить всю поверхность труб испытательного стенда, зона излучения-приема была ограничена сектором с угловыми координатами от 0,5 часов до 3,5 часов.
41
После окончания контроля результаты диагностики были сопоставлены с паспортом дефектов испытательного стенда.
Оценка прибора MsS 3030R проведена по факту выявления в основном металле труб и сварных соединениях паспортизованных дефектов, находящихся в секторе от 0,5 часов до 3,5 часов.
По результатам контроля труб испытательного стенда с помощью прибора MsS 3030R выполнена оценка следующих параметров:
- выявляемость различных видов дефектов в основном металле труб и сварных соединениях;
- минимально обнаруживаемые размеры дефектов.
Результаты исследовательских испытаний.
Оценка выявляемости различных типов дефектов трубопроводов
Оценку выявляемости дефектов прибором MsS 3030R проводили по факту выявления отдельных естественных (глубиной более 10 % от толщины стенки трубы) и искусственных паспортизованных дефектов в основном металле труб, околошовных зонах и сварных соединениях испытательного стенда, находящихся в секторе от 0,5 часов до 3,5 часов (зона излучения-приема магнитострикционного преобразователя с учетом расширения диаграммы направленности по мере удаления от излучателя).
Перечни различных типов дефектов, выявленных прибором MsS 3030R, приведены в таблице 1.
Таблица 1. Перечень дефектов, выявленных прибором MsS 3030R (находящихся в зонах, отмеченных как дефекты по результатам контроля)
№ п/п № трубы, № дефекта по паспорту стенда Тип дефекта Размеры дефекта Результат выявления прибором Примечания
1 Труба № 4, дефект № 4.15 Наклонный пропил (угол наклона 45 градусов)в основном металле трубы Длина 220,0 мм; Ширина 3,0 мм; Максимальная глубина 6,5 мм Дефект Д1 по результатам MsS 3030R. Продольная координата 18600 мм Продольная координата, пересчитанная по паспорту стенда 18665 мм. Угловое положение 3,5 часа
2 Труба № 4, дефект № 4.16 Продольный пропил в основном металле трубы Длина 220,0 мм; Ширина 3,0 мм; Максимальная глубина 5,0 мм Дефект Д2 по результатам MsS 3030R. Продольная координата 15600 мм Продольная координата, пересчитанная по паспорту стенда 15725 мм. Угловое положение 2,5 часа. Требует подтверждения, поскольку поперечный отражатель практически отсутствует
42
3 Труба № 2, Дефект № 2.115 Засверловка в основном металле трубы Диаметр 20 мм; Глубина 14,2 мм Дефект Д5 по результатам MsS 3030R. Продольная координата 1880 мм Продольная координата, пересчитанная по паспорту стенда 1907 мм. Угловое положение 1,5 часа.
4 Труба № 2, Дефект № 2.113 Засверловка в основном металле трубы Диаметр 20 мм; Глубина 10,3 мм Дефект Д6 по результатам MsS 3030R. Продольная координата 2380 мм Продольная координата, пересчитанная по паспорту стенда 2409 мм. Угловое положение 1,5 часа.
5 Труба № 2, Дефект № 2.114 Засверловка в основном металле трубы Диаметр 20 мм; Глубина 8,0 мм Дефект Д7 по результатам MsS 3030R. Продольная координата 2900 мм Продольная координата, пересчитанная по паспорту стенда 2909 мм. Угловое положение 2,5 часа.
6 Труба № 2, Дефект № 2.103 Поперечный пропил в основном металле трубы Длина 230,0 мм; Ширина 4,0 мм; Максимальная глубина 9,0 мм Дефект Д8-Д9 по результатам MsS 3030R. Продольная координата 4050 мм Продольная координата, пересчитанная по паспорту стенда 4072 мм. Угловое положение 2,0 часа.
7 Труба № 2, Дефект № 2.112 Засверловка в основном металле трубы Диаметр 16 мм; Глубина 14,0 мм Дефект Д10 по результатам MsS 3030R. Продольная координата 6600 мм Продольная координата, пересчитанная по паспорту стенда 6600 мм. Угловое положение 1,5 часа.
8 Труба № 2, Дефект № 2.111 Засверловка в основном металле трубы Диаметр 16 мм; Глубина 14,0 мм Дефект Д11 по результатам MsS 3030R. Продольная координата 6750 мм Продольная координата, пересчитанная по паспорту стенда 6744 мм. Угловое положение 2,7 часа.
9 Труба № 2, Дефект № 2.118 Засверловка в основном металле трубы Диаметр 12 мм; Глубина 8,5 мм Дефект Д12 по результатам MsS 3030R. Продольная координата 7900 мм Продольная координата, пересчитанная по паспорту стенда 7880 мм. Угловое положение 2,7 часа.
10 Труба № 2, Дефект № 2.108 Засверловка в основном металле трубы Диаметр 12 мм; Глубина 8,5 мм Дефект Д13 по результатам MsS 3030R. Продольная координата 8500 мм Продольная координата, пересчитанная по паспорту стенда 8557 мм. Угловое положение 2,7 часа.
43
11 Труба № 1, Дефект № 1.83 Поперечный пропил по кромке валика усиления кольцевого сварного шва Длина 120,0 мм; Ширина 8,0 мм; Максимальная глубина 6,0 мм Дефект Д14 по результатам MsS 3030R. Продольная координата 11300 мм Продольная координата, пересчитанная по паспорту стенда 11457 мм. Угловое положение 1,0 час.
12 Труба № 1, Дефект № 1.82 Зашлифовка на внешней поверхности трубы Длина 90,0 мм; Ширина 90,0 мм; Максимальная глубина 7,0 мм Дефект Д15 по результатам MsS 3030R. Продольная координата 13400 мм Продольная координата, пересчитанная по паспорту стенда 13607 мм. Угловое положение 2,2 часа.
13 Труба № 1, Дефект № 1.84 Наклонный пропил (угол наклона 45 градусов)в основном металле трубы Длина 190,0 мм; Ширина 7,0 мм; Максимальная глубина 4,0 мм Дефект Д17 по результатам MsS 3030R. Продольная координата 18300 мм Продольная координата, пересчитанная по паспорту стенда 18377 мм. Угловое положение 3,5 часа.
Выявленные дефекты Д1, Д17 представляют собой наклонные пропилы размером 220х3,0х6,5, 190х7,0х4,0 Д2 - продольный пропил 220х3,0х5,0 мм; Д5-Д7
представляют собой сверление в металле трубы, диаметром 20 мм и глубиной 14,2, 10,3 и 8,0 мм; Д8, Д9, Д14 - поперечные пропилы 230х4,0х9,0 мм, 120х8,0х6,0 мм; Д10-Д11 - сверление в металле трубы, диаметром 16 мм и глубиной 14,0 мм; Д12-Д13 -диаметром 12 мм и глубиной 8,5 мм; Д15 - зашлифовка на внешней поверхности трубы 90х90х7,0 мм.
Минимальные глубины выявленных дефектов составили:
- для пропилов 4 мм (24 % толщины стенки трубы);
- для засверловок 8 мм (48 % толщины стенки трубы);
- для зашлифовки 7 мм (38 % толщины стенки трубы).
Таблица 2. Перечень дефектов, находящихся в зоне излучения-приема магнитострикционного преобразователя и не выявленных прибором MsS 3030R
№ п/п № трубы, № дефекта по паспорту стенда Тип дефекта Размеры дефекта Результат выявления прибором Примечания
1 Труба № 1, Дефекты 1С.19-1С.37 Стандартизованные продольные пропилы (19 шт.) Длина 20,0 мм; Ширина 0,5 мм; Глубина от 0,6 мм до 2,7 мм Не выявлены Угловое положение от 1,0 часа до 2,0 часа.
2 Труба № 1, Дефект № 1.85 Зашлифовка на внутренней поверхности трубы Длина 220,0 мм; Ширина 220,0 мм; Максимальная глубина 5,0 мм Не выявлен Угловое положение 3,2 часа.
44
3 Труба № 2, Дефект № 2.101 Продольный пропил по кромке валика усиления продольного сварного шва Длина 155,0 мм; Ширина 3,0 мм; Максимальная глубина 7,0 мм Не выявлен Угловое положение 0,7 часа.
4 Труба № 2, Дефект № 2.102 Продольный пропил в основном металле трубы Длина 140,0 мм; Ширина 2,0 мм; Максимальная глубина 2,0 мм Не выявлен Угловое положение 3,5 часа.
5 Труба № 2, Дефект № 2.106 Засверловка в основном металле трубы Диаметр 12 мм; Глубина 5,5 мм Не выявлен Угловое положение 2,7 часа.
6 Труба № 3, Дефекты 3С1-3С4 Стандартизованные поперечные пропилы в основном металле трубы (4 шт.) Длина от 20 мм до 40 мм; Глубина от 1,7 мм до 3,5 мм Не выявлен Угловое положение от 1,0 часа до 2,0 часов.
7 Труба № 3, Дефекты 3С11-3С15 Стандартизованные продольные пропилы в основном металле трубы (4 шт.) Длина от 20 мм до 40 мм; Глубина от 2,6 мм до 4,3 мм Не выявлен Угловое положение от 1,2 часа до 1,5 часов.
8 Труба № 3, Дефекты 3С5-3С10 Стандартизованные продольные пропилы в околошовной зоне продольного сварного шва (5 шт.) Длина 20,0 мм; Ширина 0,5 мм; Глубина 2,6 мм Не выявлен Угловое положение от 2,2 часа до 3,5 часов.
9 Труба № 3, Дефект 3.145 Сквозная вырезка в основном металле трубы, отремонтированная заваркой с нарушением технологии сварки (сквозные дефекты) Длина 250 мм; Ширина 150 мм Не выявлен Угловое положение 1,5 часа.
10 Труба № 4, Дефекты 4С1-4С4 Стандартизованные продольные пропилы в основном металле трубы (4 шт.) Длина 20,0 мм; Ширина 0,5 мм; Глубина 2,8 мм Не выявлен Угловое положение от 0,5 часа до 1,5 часа.
11 Труба № 4, Дефекты 4С22-4С25 Стандартизованные засверловки в основном металле трубы (4 шт.) Диаметр 10 мм; Глубина 4,7 мм Не выявлен Угловое положение от 0,5 часа до 1,5 часа.
45
12 Труба № 2, Дефекты 2.15; 2.29; 2.31; 2,32; 2,35; 2,36; 2,42; 2,49; 2,50 Естественные трещиноподобные дефекты в основном металле трубы и околошовной зоне продольного сварного шва (скопления трещин КРН, 9 шт.) Длина от 60 мм до 465 мм; Ширина от 20 мм до 90 мм; Максимальная глубина более 2,0 мм (более 12 % толщины стенки) Не выявлены Угловое положение от 0,5 часа до 3,0 часов.
13 Труба № 1, Дефекты 1.4; 1.9; 1.16; 1,20; 1,30 Естественные трещиноподобные дефекты в основном металле трубы (скопления трещин КРН, 5 шт.) Длина от 40 мм до 165 мм; Ширина от 30 мм до 100 мм; Максимальная глубина более 2,0 мм (более 12 % толщины стенки) Не выявлены Угловое положение от 2,0 часов до 3,0 часов.
14 Кольцевые сварные соединения № 1; № 2; № 3. Дефекты сварных швов (29 шт.) Провис корня шва, смещение кромок, непровар корня шва, несплавление кромок, цепочки пор, шлака Подлежат отбраковке в соответствии с [2] Не выявлены Угловое положение от 0,5 часов до 3,5 часов.
При проведении исследовательских испытаний прибором MsS 3030R не выявлены следующие типы дефектов:
- продольные пропилы глубиной до 7 мм (40 % толщины стенки трубы);
- зашлифовка на внутренней поверхности трубы глубиной 5 мм (26 % толщины стенки);
- естественные трещиноподобные дефекты в основном металле трубы и околошовной зоне продольного сварного шва (скопления трещин КРН) глубиной до 2,5 мм (16 % толщины стенки трубы);
- дефекты сварных соединений (смещения кромок, непровары, поры и др.), подлежащие отбраковке в соответствии с [2].
При проведении исследовательских испытаний погрешность определения расстояний прибором MsS 3030R составила:
- при определении расстояний до конструктивных отражателей (край трубы, кольцевое сварное соединение) 60-100 мм, не более 1 % от измеряемой величины;
- при определении расстояний до дефектов от 0 мм до 207 мм, что не превышает 2% от измеряемой величины. Результаты сравнения координат, выявленных прибором MsS 3030R, геометрических отражателей (края труб, кольцевые сварные соединения) с паспортными данными испытательного стенда приведены в таблице 3.
46
Таблица 3. Продольные координаты геометрических отражателей испытательного стенда
№ п/п Элемент испытательного стенда (метка дефекта) Продольная координата по данным прибора MsS 3030R, мм Продольная координата, пересчитанная по паспорту стенда, мм Разница, мм (%)
1 Край трубы (ЕР1) 22500 22600 100 (0,44 %)
2 Край трубы (ЕР2) 22800 22867 67 (0,29 %)
3 Кольцевое сварное соединение № 1 (W2) 11300 11360 60 (0,53 %)
4 Кольцевое сварное соединение № 2 (W1) 11240 11337 77 (0,69 %)
Заключительная часть
По результатам проведенных исследовательских испытаний установлено:
Представленная конструкция прибора экспресс-диагностики трубопроводов MsS 3030R обеспечивает контроль труб по всей ее длине, за исключением продольных сварных соединений.
Эффективная дальность действия прибора MsS 3030R на открытых участках трубопроводов - 45 метров практически без ослабления сигнала (т. е. представленный вариант конструкции прибора может быть использован для обнаружения крупных дефектов всех зон трубопроводов в малогабаритных шурфах, а также использовать его для диагностики переходов трубопроводов через овраги, автомобильные и железные дороги совместно с приборами акустико-эмиссионного контроля).
Прибор экспресс-диагностики трубопроводов MsS 3030R может быть применен для труб различного диаметра. При этом преимуществом MsS 3030R является возможность сборки датчика любой конфигурации непосредственно на объекте.
Управление прибора экспресс-диагностики трубопроводов MsS 3030R осуществлено по проводной связи с клавиатуры дефектоскопа при удалении оператора до 15 м.
Представленный прибор экспресс-диагностики поддерживает частотный диапазон от 1 до 250 кГц.
Зона, в которой невозможно обнаружить дефекты прибором MsS 3030R -расстояние 200 мм от установки датчика (в зависимости от частоты).
При проведении экспресс-контроля точность определения координат дефектов варьируется в пределах ±200 мм.
Прибор экспресс-диагностики трубопроводов MsS 3030R обеспечивает выявление в основном металле труб и околошовных зонах продольных сварных соединений:
- стандартизованных искусственных дефектов (пропилов и засверловок);
- скоплений естественных трещиноподобных дефектов;
- естественных коррозионных дефектов (зон общей и язвенной коррозии).
Чувствительность прибора экспресс-диагностики трубопроводов MsS 3030R
обеспечивает выявление в основном металле труб стандартизованных искусственных дефектов Sэкв 1,0 см2 и более.
Разрешающая способность прибора экспресс-диагностики трубопроводов MsS 3030R обеспечивает раздельное выявление в основном металле труб стандартизованных искусственных пропилов, расположенных на расстоянии 100 мм и более.
При испытаниях проведена проверка технологических параметров прибора экспресс-диагностики трубопроводов MsS 3030R непосредственно на трубопроводе.
При проведении экспресс-контроля в зонах продольных сварных соединений дефекты фактически не выявляются.
47
На основании полученных результатов исследовательских испытаний целесообразно:
- внедрить метод экспресс-диагностики трубопроводов с прибором MsS 3030R в качестве длинноволнового метода обследования нефте- и газопроводов на объектах нефтегазового комплекса и других производственных объектах различных министерств и ведомств, уточнение характера и размеров дефектов проводить традиционными методами НК.
Литература
1. Мониторинг состояния трубопроводов. Генератор волноводных волн MsS 3030R. М.: ООО «Компания МС Диагностика», 2010. 7 с.
2. СТО Газпром 2-2.4-083-2006. «Инструкция по неразрушающим методам контроля качества сварных соединений при строительстве и ремонте промысловых и магистральных газопроводов». М.: ООО «Информационно-рекламный центр газовой промышленности» 2007. 105 с.
Обнаружение статистических закономерностей при решении задачи прогнозирования температуры приземного воздуха Копылов А. Н.1, Синегубов С. В.2
1 Копылов Алексей Николаевич /Kopylov Alexey Nikolaevich — кандидат технических наук, доцент, старший преподаватель;
2Синегубов Сергей Владимирович /Sinegubov Sergey Vladimirovich — кандидат технических
наук, доцент,
кафедра высшей математики,
Воронежский институт МВД России, г. Воронеж
Аннотация: рассмотрен один из подходов к прогнозированию температуры приземного слоя воздуха на примере г. Воронежа.
Ключевые слова: обнаружение закономерностей, прогнозирование, температура воздуха, уровень значимости, таблица сопряженности.
Несмотря на то, что оправдываемость прогнозов метеорологических величин и явлений погоды за последние десятилетия возросла, проблема повышения точности прогнозов актуальна и на сегодняшний день [1]. В общем случае при решении задачи прогнозирования метеорологических величин (например, температуры воздуха) не всегда требуется знать их значения в заданный момент времени. В ряде случаев достаточно знать, будет ли температура воздуха выше либо ниже по сравнению с текущей.
Рассмотрим задачу среднесрочного прогнозирования погоды на примере Воронежа на основе архива данных за период с 01.02.2011 по 31.10.2013. При этом в качестве исходных данных возьмем только температуру воздуха по состоянию на 13:00 каждого из дней рассматриваемого промежутка. Разобьем исходную
последовательность на две: обучающую (первые отсчетов) и тестовую
(остальные п2 = 2 5 2 отсчета). Задачу прогнозирования будем решать как для исходного временного ряда, так и для ряда, полученного из исходного путем вычитания сезонной компоненты и среднего значения. Таким образом, если у t ( i = 1 , 1) - отсчеты исходного ряда (температуры воздуха), то значения второго ряда могут быть рассчитаны в соответствии с формулой:
48
