Обзор средств НК для проведения инспекции в трубной промышленности

Также наряду с необходимостью проведения контроля готовой трубной продукции при выпуске ее из производства, существует необходимость проведения постоянной инспекции эксплуатируемых объектов в нефтегазоперерабатывающих, нефтехимических производственных секторах, теплоэнергетике.

Раскрывая эту тему, можно сказать, что на сегодняшний день, средства автоматизированного и ручного неразрушающего контроля качества продукции, используемые на отечественных заводах, требуют глобальной модернизации и даже полной замены.Учитывая острую потребность предприятий в модернизации имеющихся и приобретении новых систем и средств механизированного и автоматизированных контроля, ассоциация "ОКО" в лице НПФ "Ультракон-Сервис", НПФ "Промприлад" и УкрНИИНК продолжает и развивает научно-производственную работу в данной отрасли НК.

Говоря о достижениях наших предприятий в области автоматизированного контроля трубной продукции, можно отметить следующие Системы:

Система автоматизированного ультразвукового контроля на базе многоканального ультразвукового дефектоскопа «Унискан-ЛуЧ» - САУЗК «Унискан-ЛуЧ КТ-7», предназначенная для ультразвукового контроля концевых участков труб диаметром от 406 до 1422 мм с толщиной стенки от 6,3 до 40,7 мм и длиной до 12.5 м.

Система автоматизированного ультразвукового контроля концов труб «Унискан-ЛуЧ КТ-7» позволяет одновременно проводить комплексный 100% ультразвуковой контроль по всей толщине стенки трубы (за исключением ближней и дальний "мертвых зон") на наличие продольно-ориентированных трещин и плоскостных дефектов типа расслоений.

Внешний вид механической части системы САУЗК «Унискан-ЛуЧ КТ-7»

Ультразвуковой сканер в работе

Система обеспечивает ультразвуковой контроль зон на каждом из концов трубы шириной 540 мм. Система проводит измерение амплитуды сигналов, глубины залегания и угловых координат выявленных дефектов, толщины стенки трубы и оценку условной протяженности и площади выявленных дефектов.

Аппаратно-вычислительный комплекс и органы управления системой

Внешний вид интерфейса программ контроля и наладки

Система автоматизированного ультразвукового контроля концов труб «Унискан-ЛуЧ КТ-7» обеспечивает 100% документирование результатов контроля, в частности:

• запись, хранение результатов и on-line отображение информации о процессе контроля в виде дефектограммы - данная информация позволяет оперативно оценивать результаты контроля непосредственно в процессе его проведения;
• выдачу результатов контроля на электронном и бумажном носителе. При помощи специального пакета программного обеспечения предусмотрена удаленная работа с архивами сохраненных данных, формирование различных форм отчетов и протоколов по полученным результатам;
• также, по желанию заказчика может производиться передача информации о результатах контроля в систему АСУ ТП цеха.

Основные технические характеристики Системы:

• проведение ультразвукового контроля концевых участков труб диаметром от 406 до 1422 мм, с толщиной стенки от 6,3 до 40,7 мм.
• типы выявляемых дефектов: плоскостные дефекты типа расслоений и продольно-ориентированных трещины;
• количество ультразвуковых каналов – 48;
• рабочие частоты ультразвуковых ПЭП – 2.5, 5 МГц;
• углы ввода УЗК – 0°, 45°.
• индивидуальное отслеживание акустического контакта каждого ПЭП;
• автоматическое слежение за краем трубы в процессе контроля;
• раздельная маркировка координаты дефектного участка, а также факта контроля трубы;
• система автоматической сигнализации дефектов (АСД);
• возможность интегрирования системы видео-наблюдения;
• время контроля бездефектной трубы без учета времени загрузки-выгрузки на позицию контроля - не превышает 2 минут;
• 100% документирование результатов контроля.

Система автоматизированного ультразвукового контроля продольных сварных швов труб диаметром от 406 до 1422 мм с толщиной стенки от 6,3 до 40,7 мм на базе многоканального ультразвукового дефектоскопа «Унискан-ЛуЧ» - САУЗК «Унискан-ЛуЧ ПШ-10».

Три аналогичных автоматизированных системы будут смонтированы в первом квартале 2008 г. в технологические линии ОАО «Харцизский трубный завод».

Система осуществляет ультразвуковой контроль продольных сварных швов труб диаметром от 406 до 1422 мм с толщиной стенки от 6,3 до 40,7 мм на наличие внутренних дефектов типа шлаковых включений, пор, поперечно и продольно-ориентированных трещин по всей длине шва за исключением мертвых зон на концах трубы не более 180 мм. Система обеспечивает измерение глубины залегания и продольных координат выявленных дефектов, оценку условной протяженности выявленных дефектов в сварном шве трубы по уровню 0,5 от максимальной амплитуды эхо-сигнала.

Система САУЗК ПШ-10 в рабочем режиме

Система обеспечивает выполнение следующих функций:

• запись, хранение результатов и on-line отображение (в виде дефектограммы) информации о процессе контроля (вид протокола контроля согласовывается с Заказчиком на стадии рабочего проектирования);
• выдачу результатов контроля (протокола контроля) на электронном и бумажном носителе;
• выдачу светового и звукового сигналов о наличии дефектов;
• нанесение отметок краской на участки трубы, определяющие местоположение дефектов;
• передачу в систему АСУ ТП цеха информации о результатах контроля.

Основные технические характеристики Системы:

• проведение ультразвукового контроля продольных сварных швов труб диаметром от 406 до 1422 мм, с толщиной стенки от 6,3 до 40,7 мм.
• типы выявляемых дефектов: согласно API SPEC 5L;
• количество ультразвуковых каналов – 8 (в одном модуле);
• рабочие частоты ультразвуковых ПЭП – 2.5 МГц;
• углы ввода УЗК – 50°, 65°.
• индивидуальное отслеживание акустического контакта каждого ПЭП;
• маркировка продольной координаты дефектного участка, а также факта контроля трубы;
• система автоматической сигнализации дефектов (АСД);
• время контроля бездефектной трубы без учета времени загрузки-выгрузки на позицию контроля - не превышает 2,5 минут;
• 100% документирование результатов контроля.

Одним из достижений наших предприятий в области разработки аппаратуры НК является многоканальный универсальный дефектоскоп ОКО-01, который в меру своей универсальности и гибкости применения является необходимым средством для проведения механизации НК на предприятиях. Дефектоскоп может быть выполнен в двух исполнениях: вихретоковом и ультразвуковом.

Основные технические характеристики многоканального УЗ дефектоскопа ОКО-01:

• просмотр результатов контроля в реальном времени по выбранному каналу в режиме отображения «А-скан», «Б-скан»;
• фиксирование мест пропажи акустического контакта и превышения скорости сканирования в режиме «Дефектограмма»;
• звуковая и световая сигнализация при срабатывании всех методов контроля, нарушении акустического контакта и превышении скорости сканирования.
• 100%-ное документирование результатов и условий контроля;
• детальный анализ и мониторинг технического состояния контролируемых изделий;
• рабочие частоты ПЭП – 2.5, 5 МГц;
• сочетание малых габаритов и веса и возможности многоканальных установок;
• выдача паспорта качества на объект контроля;
• максимальное количество УЗ каналов – 32;
• цветной TFT дисплей;
• Flash карта (для сохранения данных контроля);
• поддержка USB интерфейса;

Режимы отображения информации при контроле сварных швов в режимах Б-скана и дефектограммы прибором УЗ ОКО-01

Основные технические характеристики многоканального УЗ дефектоскопа ОКО-01 в вихретоковом исполнении:

• просмотр результатов контроля в реальном времени по выбранному каналу в режиме годографа, а также в режиме ленточных диаграмм;
• звуковая и световая сигнализация при срабатывании всех методов контроля;
• 100%-ное документирование результатов и условий контроля;
• детальный анализ и мониторинг технического состояния контролируемых изделий;
• широкий диапазон рабочих частот (от100 Гц до 2 МГц)
• сочетание малых габаритов и веса и возможности многоканальных установок;
• выдача паспорта качества на объект контроля;
• максимальное количество УЗ каналов – 128;
• цветной TFT дисплей;
• Flash карта (для сохранения данных контроля);
• поддержка USB интерфейса;
• цветной TFT дисплей;

Режимы отображения информации при контроле сварных швов прибором ВТ ОКО-01

На базе наших предприятий разработаны и эксплуатируются в службах НК ГазПрома (Россия) серия сканирующих устройств, предназначенных для проведения ультразвуковой дефектоскопии сварных швов промышленных и магистральных трубопроводов. Данные серия сканирующих устройств предназначена для работы в паре с универсальным многоканальным дефектоскопом ОКО-01 и применяется для контроля качества кольцевых сварных швов.

Сканер СКТ-Ц в процессе проведения контроля труб большого диаметра

Сканера модификации СКТ-Ц используются для проведения ультразвукового контроля труб наружным диаметром от 219 до 1420 мм и обеспечивают полное прозвучивание кольцевого сварного шва толщиной от 4 до 60 мм.

Блоки ультразвуковых ПЭП сканера СКТ-Ц на регулируемой штанге

В составе сканера используются сменные блоки ультразвуковых ПЭП - АБ1, АБ2, АБ3, АБ4, которые позволяют обеспечить УЗ контроль во всем диапазоне указанных толщин.

Назначение акустических блоков:

• АБ1 – контроль сварных швов труб с толщиной стенок от 4 до 15 мм
• АБ2 – контроль сварных швов труб с толщиной стенок от 15 до 25 мм
• АБ3 – контроль сварных швов труб с толщиной стенок от 20 до 40 мм
• АБ4 – контроль сварных швов труб с толщиной стенок от 35 до 40 мм

Далее приведена серия сканеров предназначенных для контроля труб малого и среднего диаметров СКТ-М:

• СКТ-М-1 – контроль сварных швов труб наружным диаметром от 89 до 114 мм толщиной от 4 мм до 15 мм;
• СКТ-М-2 – контроль сварных швов труб наружным диаметром от 114 до 168 мм толщиной от 4 мм до 15 мм;
• СКТ-М-3 – контроль сварных швов труб наружным диаметром от 168 до 219 мм толщиной от 4 мм до 15 мм;

1. рычаги обхвата трубы
2. пара акустических блоков

Далее приведена серия сканеров предназначенных для контроля труб малого и среднего диаметров СКТ-М:

• Далее, приведены схемы контроля, реализованные в вышеперечисленных модификациях УЗ сканеров.

  

• эхо-зеркальный метод служит для обнаружения дефектов и определения их типа совместно с эхо-методом, оценки развития протяженности дефекта по сечению шва и основного металла;

• зеркально-теневой метод контроля предназначен для оценки уровня ослабления ультразвуковых колебаний в сварном шве и основном металле, а также оценки изменения качества акустического контакта.

Также на базе ультразвукового дефектоскопа ОКО-01 с использованием специализированного сканера проводится УЗ контроль сварных швов цистерн, резервуаров и прочих листовых конструкций.

В данной конфигурации системы используются следующие схемы прозвучивания:

• эхо-метод прямым лучом в разных направлениях;
• эхо-метод отраженным лучом в разных направлениях;
• несколько вариантов схемы «тандем»;
• несколько вариантов схемы «дуэт»;
• всевозможные варианты зеркально-теневого метода контроля.

Сканер для контроля продольных швов листовых конструкций

Для проведения механизированного контроля трубопроводов в состав вихретокового дефектоскопа ОКО-01 были разработаны несколько сканирующих устройств.

Опытно-промышленная проверка универсального многоканального вихретокового дефектоскопа «ОКО-01» в составе вихретоковых сканеров применительно к контролю трубопроводов была успешно проведена на участке магистрального газопровода «Пермь-Казань-Горкий 2» *(341-354км) Можгинского газотехнического центра ООО «Газнадзор» и ЗАО «Спектр КСК».

Также на базе наших предприятий была разработана полуавтоматизированная система "КРАБ", которая обеспечивает 4-канальный двухчастотный автоматизированный контроль труб в процессе их эксплуатации и состоит из сканирующего устройства, индустриального компьютера, 4-х идентичных вихретоковых плат и платы управления сканером. Вихретоковые платы обеспечивают формирование сигнала возбуждения вихретокового преобразователя и обработку сигнала, полученного от вихретокового преобразователя.

Технические характеристики:

• Диаметр контролируемых труб - 102 мм, толщина стенки – до 10 мм;
• Оценка и сохранение координат выявленных дефектов;
• Диапазон рабочих частот - 1,5 и 5 кГц;
• Система АСД;
• Количество ВТП – 4 шт.;
• Скорость сканирования вдоль оси трубы 1м/мин;
• Передача данных в архивы и формирование протокола контроля.

После установки на трубу сканирующее устройство без сбора данных перемещается вниз до тех пор, пока не сработает датчик нижнего положения (при касании к коллектору датчик формирует сигнал нижнего положения). По срабатыванию датчика нижнего положения запускается сбор данных. При этом, после каждого шага сканирующего устройства вверх, производится поворот блока вихретоковых преобразователей. После того, как сканер достигнет потолка печи реформинга, сработает датчик верхнего положения и сканер, прекратив сбор данных, без вращения блока вихретоковых преобразователей, передвигается вниз на заданное оператором количество шагов. После остановки сканера его снимают и устанавливают не следующую трубу. При помощью системы КРАБ, обеспечивается 100% вихретоковый контроль нержавеющих труб с толщиной стенки 15 мм, изготовленных из нержавеющей стали. При этом выявляются внутренние дефекты типа трещина с глубиной более 50 % от толщины стенки трубы и наружные дефекты глубиной более 20 % от толщины стенки. Система обеспечивает скорость контроля 10 м трубы за 10 минут, сохранение всех собранных данных вихретоковой дефектоскопии, оперативная выдача заключения.

Таким образом, проведя обзор всех систем и ручных средств НК для трубной промышленности, произведенных на наших предприятиях можно обоснованно показать потребителю постоянную тенденцию развития предприятий ассоциации "ОКО" в области разработки новых технологий и средств НК, и соответственно повышения уровня гарантий перед потребителем по выполнению поставленных задач.