Техническое задание на оказание услуг по экспертизе промышленной безопасности подземных стальных газопроводов (диагностирование газопроводов низкого давления) (филиал АО "Мособлгаз" «Красногорскмежрайгаз») (стр. 5 )

Рисунок 3 -  Пояснение к отношению амплитуд красной и черной кривой

9.4. Типичный результат контроля в программе «Wavepro» выглядит так, как показано на рисунке 4. По горизонтальной оси отложено расстояние в обе стороны от места установки кольца с преобразователями. Нулевая точка соответствует точке установки кольца, в правую сторону – положительное направление оси координат, в левую – отрицательное. Чтобы диаграмма соответствовала действительности, необходимо при установке кольца ориентировать его согласно стрелке, нанесенной на его боковую грань. По вертикальной оси отложена амплитуда сигнала. Зеленым цветом обозначена мертвая зона, серым цветом - ближняя зона. В этой зоне к интерпретации результатов надо относиться с осторожностью, так как в этой зоне происходит наложение волн и возможно искажение результатов.

9.5 Каждая особенность трубопровода имеет свою форму эхо-сигнала, самые распространенные из которых рассмотрены ниже.

Рисунок 4 -  Стандартная диаграмма сигнала

9.5.1. Сварные швы. Сварной шов на диаграмме имеет вид острого пика правильной формы с большой амплитудой черной составляющей и малой красной. Чем больше амплитуда красной составляющей, тем больше отклонений от правильной формы имеет сварной шов Смещение кромок сварного шва, неравномерная высота валиков усиления, непровары и прочие отклонения увеличивают амплитуду красной составляющей.

9.5.2. Фланцы. Фланец на трубопроводе означает окончание зоны контроля. Далее ультразвуковой сигнал не проходит. Сигнал от фланца обычно имеет очень большую амплитуду (больше, чем от сварных швов) и имеет в общем случае форму двойного пика меньшей и большей амплитудой. Первый сигнал обычно получается от сварного шва фланца, а второй (более сложной формы) от самого фланца. Сигналы, расположенные дальше фланца, в рассмотрение не принимаются.

9.5.3. Изогнутые отводы. Отводы на диаграмме имеют протяженный сигнал (рисунок 5). Ближний сигнал обычно получается от сварного шва и имеет обычный вид, описанный выше. Следующий сигнал имеет сложную форму ввиду того, что ультразвуковая волна проходит разный путь (с внутренней и внешней стороны) до второго сварного шва. Сигнал имеет явно выраженные два пика: от внутренней и внешней стороны шва. 

Рисунок 5 - Пример отображения отвода

9.5.4. Поддержки и опоры. Сигнал от опор различного вида обычно имеет ярко выраженную несимметричную составляющую и значительно изменяется с изменением частотного режима. Протяженные поддержки имеют более сложную форму и иллюстрируются рисунками 6 и 7.

Рисунок 6 - Низкочастотный режим

Рисунок 7 - Высокочастотный режим

С увеличением значения частотного режима сигнал от опоры уменьшается. Это изменение наглядно демонстрируется в программе «Wavepro» включением опции «Анимация».

9.5.5. Дефекты. Сигналы от различных дефектов обычно имеет ярко выраженную несимметричную составляющую и не исчезают с изменением частотного режима. Сигнал от  дефектов имеет неправильную форму (рисунки 8 - 10).

Рисунок 8 - Пример обнаружения коррозии на трубопроводе

Рисунок 9 - Пример обнаружения значительного одиночного дефекта

Рисунок 10 - Пример обнаружения дефектного сварного шва

9.5.6. Ложные сигналы. В определенных условиях при проведении замеров, если присутствует сильный отражатель на небольшом расстоянии, получаются ложные сигналы. Обычно это реверберация, отражение, появление фантомных сигналов (рисунок 11). Объясняется это физикой процесса: сигнал от особенности возвращается к преобразователям и отражается еще один раз (со значительно уменьшенной амплитудой).

Рисунок 11 - Пример возникновения ложных сигналов

9.6. Кривые DAC (коррекции амплитуды с расстоянием)  необходимо строить на полученной диаграмме ввиду того, что происходит ослабление сигнала ультразвуковой волны с расстоянием. Это ослабление мало в собственно металле трубопровода, однако сварные швы, изоляция, коррозионное состояние трубопровода, наличие отводов и ответвлений в сильной степени влияют на ослабление сигнала.

Различают 4 вида кривых DAC:

9.6.1. Кривая DAC фланцев представляет ожидаемую амплитуду отраженного сигнала от фланца (примерно 100% от амплитуды).

9.6.2. Кривая DAC сварного шва (на 14 дБ ниже кривой DAC фланца), которая приблизительно соответствует 25% изменению поперечного сечения. Это соответствует отражению сигнала от типичного сварного шва в среднем частотном режиме. Условно эта кривая DAC обычно строится по самому высокому уровню эхо-сигнала от сварного шва, даже если уровень отражения менее 25 процентов.

9.6.3. Кривая DAC фиксации (на 26 дБ ниже кривой DAC фланца), которая приблизительно соответствует 10% изменению в поперечном сечении. Обычно используется как пороговый уровень для классификации обнаруженных дефектов.

9.6.4. Кривая DAC шума: по умолчанию это уровень (первоначально установленный на 32 дБ ниже кривой DAC фланца), соответствующий 5%-ному изменению в поперечном сечении трубы. Обычно используется для оценки когерентного (основанного на обработке) шума. Также может использоваться как удобный классификационный размер.

Кривые DAC строятся автоматически по известной DAC сварных швов. В свою очередь ее уровень строится тоже автоматически с ручной коррекцией в случае необходимости по известным пикам сигналов от сварных швов.

9.7. Для упрощения интерпретации результатов программа содержит функцию развертки, позволяющую определить расположение дефекта по окружности (см. рисунок 12)

Рисунок 12 - Пример использования функции развертки трубопровода

9.8. Классификация дефектов производится по результатам анализа:

- амплитуды эхо-сигнала от особенности;

- зависимости амплитуды эхо-сигнала от частоты;

- отношения черной и красной составляющей;

- распределения сигнала по окружности трубопровода. 

Предполагаемые повреждения подразделяется на три категории:

9.8.1. Малозначительный дефект (или класс 3). Эта степень повреждений соответствует положению, когда черная и красная  кривая находятся ниже  DAC фиксации. Для данной степени коррозии характерна потеря менее 10% площади поперечного сечения. Класс 3 свидетельствует об удовлетворительном состоянии трубопровода.

9.8.2. Значительный дефект (или класс 2). Данная категория присваивается, если черная кривая находится между DAC фиксации и DAC сварных швов, но красная кривая остается ниже DAC фиксации. Данный уровень повреждений соответствует потере более 10% площади поперечного сечения при поверхностном характере повреждений.

9.8.3. Критический дефект (или класс 1). При данном уровне повреждений и черная, и красная кривые  находятся над линией DAC фиксации. Это свидетельствует о серьезных повреждениях с возможной сквозной коррозией стенки трубопровода.

Если нельзя  с уверенностью отнести рассматриваемый случай ни к одной из категорий, необходимо отметить это как особое замечание.

9.9. По результатам контроля по каждому замеру программа автоматически генерирует  отчет (см. Приложение А).

10. Обследования участков газопроводов, проложенных в футлярах под автомобильными и железными дорогами

10.1. При диагностировании участков  газопроводов, проложенных в футлярах под автомобильными и железными дорогами, совместно с системой «Wavemaker» проводятся дополнительные электрометрические измерения, с целью определения коррозионной ситуации на переходе.

10.2. Для определения коррозионной ситуации на переходе, проводят следующие измерения:

- синхронные замеры потенциалов на газопроводе и футляре относительно медно-сульфатного электрода сравнения в шурфе (в соответствии с ГОСТ 9.602);

- замер сопротивления цепи футляр-газопровод;

- определение удельного электрического сопротивления грунта (в соответствии с ГОСТ 9.602).

11. Меры безопасности

11.1. При работе с системой «Wavemaker», необходимо соблюдать меры безопасности, используемых при работе с ручными ультразвуковыми приборами.

11.2. При проведении работ оператор должен руководствоваться ГОСТ 12.0.004, ГОСТ 12.1.001, ГОСТ 12.2.003, правилами технической безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей по ГОСТ 12.1.019, ГОСТ 12.2.007 и правилами взрывобезопасности по ГОСТ 12.1.010.

11.3. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны – по ГОСТ 12.1.005.

11.4. При организации работ должны быть соблюдены требования пожарной безопасности в соответствии с ГОСТ 12.1.004 и документом [5].

11.5. Все элементы системы «Wavemaker» питаются от аккумуляторной батареи. Максимальное напряжение полностью заряженной батареи составляет 16.8 В. Максимальное напряжение на пьезоэлектрическом преобразователе составляет 400 В (150 Вrмс). Следует отметить, что для нормальной работы системе «Wavemaker» требуется пиковое выходное напряжение 150 В (50 Вrмс).