РЕНТГЕНОВСКИЙ ТОМОГРАФ ДЛЯ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ И ИССЛЕДОВАНИЙ В НЕФТЕГАЗОВОЙ ОТРАСЛИ
ФГБОУ ВПО «Удмуртский государственный университет»,
Институт нефти и газа им. ,
г. Ижевск, Россия
Рентгеновская радиография на протяжении многих лет является одним из наиболее востребованных методов неразрушающего контроля (НК). Появление портативных источников рентгеновского излучения и новейших материалов для фоторегистрирующих пластин позволяет применять методы рентгеновской компьютерной томографии (РКТ) для исследования сварных соединений и труб.
РКТ предполагает сканирование объекта несколькими источниками или поворот источника рентгеновского излучения вокруг объекта. Это приводит к созданию громоздких приборов предназначенных больше для производственного контроля отливки отдельных деталей.
Для проверки детали трубопровода в условиях эксплуатации, при ремонте трубопроводов, а также для проверки качества сварных швов в уже готовом трубопроводе требуется новое решение.
Решение заключается в просвечивании объекта круглого сечения портативным источником рентгеновского излучения с использованием в качестве детектора фоторегистрирующей пластинки расположенной перпендикулярно источнику. Новизна проекта заключается в использовании трёх источников рентгеновского излучения и трёх экранов-преобразователей рентгеновского излучения в видимый свет. Просвечивание одного объекта с 3-х различных ракурсов позволяет локализовать дефект, создать трёхмерную модель, и избежать ситуаций с расположением дефектов параллельно плоскости просвечивания.
Параллакс картины дефектов компенсируется компьютерной обработкой изображения. Также с помощью компьютера происходит восстановление компьютерного 3D-изображения объекта с внутренней структурой дефектов. Обнаружение и замер дефектов на компьютерной модели позволяет сделать экспертное заключение о состоянии сварного шва или исследуемой детали.
До разработки собственного ПО для данного прибора, предполагается использовать программы для медицинской компьютерной томографии (МРТ). Снимки проекций объекта будут конвертироваться в формат DICOM (отраслевой стандарт медицинских изображений). Это позволит использовать имеющиеся программы для МРТ, варианты: 1) eFilm Workstation™ (для Windows) разработчик Merege Healthcare (академическая лицензия – $300); 2) OsiriX (для MacOX) разработчик Pixmeo, Switzerland (лицензия – $700).
Область применения предлагаемого комплекса РКТ:
Материал: магнитный металл, немагнитный металл, рентгенконтрастные неметаллы, геологические образцы, формы простые и сложные, шероховатости 80 и ниже, 40 и выше. Расположение дефекта: на поверхности, в подповерхностном слое, на глубине, сквозной. Условия измерений: производство, эксплуатация, ремонт. Категория и (характер) дефектов, определяемых РКТ: Плавка и литье (шлаковые включения; неслитности; раковины; трещины; ликвации); Обработка давлением (внутренние трещины; поверхностные трещины; расслоения; волосовины; заковы, закаты; отклонения по толщине); Термическая обработка (пережог; трещины; обезуглероживание); Механическая обработка (трещины; прожог); Соединение металлов (металлургическое; сварные; непропай; трещины клепки; непроклей); Монтаж (нарушение взаиморасположения деталей; нарушение закрытых и герметических соединений); Эксплуатация (усталостные трещины; коррозия поверхностная; коррозия кристаллическая).
Смежные области применения комплекса РКТ: изучение керна, определение фильтрационно-емкостных свойств и визуализация строения пустотного пространства нефтегазоносных пород.
Преимущества перед существующими аналогами заключаются в: широком спектре определяемых дефектов (см. выше); портативности прибора и возможности применения в полевых условиях; устранении «человеческого фактора» при компьютерной интерпретации 3D-снимков; наглядности представления результатов; низкой стоимости томографа и обслуживания; возможности длительного накопления сигнала для повышения качества съемки. Недостатки: низкая скорость сканирования по сравнению с медицинскими томографами.
Междисциплинарный подход и использование современных рентгеновских излучателей позволяют создавать конкурентоспособные РКТ-комплексы, с перспективой дальнейшей коммерциализации. В настоящее время подготовлена заявка на патент, техническое решение проверяется на патентуемость.
Проект будет потенциально интересен предприятиям нефтегазовой отрасли и теплоэнергетической области. Везде где происходит перекачка агрессивных жидкостей и(или) пара под давлением по трубам и есть постоянная необходимость в НК. Предварительная договорённость о совместной работе над проектом получена от начальника департамента техники и технологии добычи нефти ОАО "Белкамнефть". Проект является межвузовским, создание прибора ведётся на базе ИжГТУ, УдГУ, Института нефти и газа им. .
