Диагностика трубопроводов тепловых сетей методом магнитометрии с помощью внутритрубного дефектоскопа

Диагностика трубопроводов тепловых сетей методом магнитометрии с помощью внутритрубного дефектоскопа А. С. Судницын, главный специалист производственно-эксплуатационного управления производственной дирекции по Свердловской области ОАО «ТГК-9», Л. М. Лившиц, ведущий инженер-технолог инженерно-технического центра по Свердловской области ОАО «ТГК-9», г. Екатеринбург.

(Доклад на второй научно-практической конференции «Системы теплоснабжения. Современные решения», 16−18 мая 2006 г.).

Магнитный метод диагностики сплошности металла основан на обнаружении локальных возмущений магнитного поля, создаваемых дефектами в намагниченном ферромагнетике.

В ходе обследования стальной трубопровод намагничивается и его магнитное поле регистрируется путем сканирования с помощью специальных датчиков. При обработке полученных сигналов регистрируются имеющиеся в металле трубы дефекты, определяется их характер, геометрический размер, форма, определяется также толщина стенки трубопровода.

Для диагностики трубопроводов магнитным методом необходимо перемещение специального прибора — интроскопа вдоль трубы снаружи или внутри нее, очевидно, что для решения поставленной задачи — дефектоскопии подземных трубопроводов без их вскрытия необходимы интроскопы для обследования труб изнутри. Широкое применение дефектоскопия трубопроводов с помощью магнитометрии нашла в газовой промышленности. Здесь создана система диагностики, включающая внутритрубные интроскопы, программное обеспечение для расшифровки сигналов, полученных при обследовании, стенды для калибровки интроскопов и др.

По данным ЗАО «Спецнефтегаз» — организации, занимающейся обследованием магистральных газопроводов, достоверность обнаружения дефектов составляет 95−98%.

В 2005 г. в Свердловском филиале ОАО «ТГК-9» на предприятии «Свердловские тепловые сети» было проведено обследование трубопроводов тепловых сетей подземной канальной прокладки с помощью внутритрубного дефектоскопа методом магнитометрии.

При проведении работ по дефектоскопии использовался набор внутритрубных аппаратов, разработанных (г. Екатеринбург) и широко применяющихся для обследования магистральных газопроводов.

Каких-либо переделок, применительно к работе в тепловых сетях, на аппаратах не производилось.

Технология магнитной диагностики с помощью этих аппаратов следующая.

В первую очередь по обследуемому трубопроводу пропускается аппарат, который выполняет функции механической очистки трубы, намагничивания металла и снятия профиля внутренней поверхности трубопровода — на предмет возможности прохождения измерительных аппаратов.

На следующем этапе обследования через трубопровод пропускаются аппараты с продольным и поперечным намагничиванием и соответственно считыванием продольного и поперечного магнитных полей, наводимых в металле трубы аппаратами (рис. 1а, 1б). Такая технология обследования позволяет более полно выявлять дефекты в теле металла.

Обследование проводилось на участке тепловой сети 2 ч Ду 500 мм протяженностью 340 м.

Трубопроводы на обследуемом участке отработали 36 лет и после обследования подлежали замене. Это позволило сравнить результаты обследования с реальной картиной состояния труб.

На начальном и конечном участках трубопроводов при подготовке к обследованию были выполнены шурфы, а в трубопроводах вырезаны специальные окна для запуска и извлечения аппаратов из трубопроводов (рис. 2).

Передвижение аппаратов внутри трубопроводов обеспечивалось протяжкой их за трос автомобилем.

Необходимо отметить, что применение магнитного метода диагностики с применением внутритрубных аппаратов, созданных для газопроводов, в тепловых сетях имеет ряд ограничений: относительно небольшая длина прямых участков трубопроводов тепловых сетей; крутоизогнутые 1−1,5 диаметра радиусы поворотов; наличие сальниковых компенсаторов; использование при монтаже подкладных колец при сварке стыков труб и т. д. Кроме того, использованные в наших обследованиях аппараты при работе в газопроводах движутся самостоятельно — за счет перепада давлений до и после аппарата (газопровод при обследовании работает в штатном режиме).

дефектоскопия трубопровод тепловой магнитный Сравнение результатов измерений и фактического состояния металла труб проводилось на контрольной вырезке участка обследованной трубы длиной около 8 м. При этом все дефекты, имеющие место быть, фактически совпали по характеристике и месту расположения с результатами измерений. Сходимость результатов составила ~98%.

В отчете исполнителя по результатам дефектоскопии (рис. 3) дается полная картина состояния трубы, включая дефектограмму (на рис. 3 не показана — прим. ред.).

Под трубой понимаются монтажные отрезки трубы, пронумерованные от места запуска аппарата.

На развертке трубы видны все выявленные дефекты и дана их характеристика в табличном виде.

Кроме того, методика обработки данных позволяет охарактеризовать любой дефект отдельно. При обработке результатов также систематизируются различные статистические данные результатов обследования.

В результате обследований было установлено, что глубина износа металла трубопровода достигает 30−40%. При этом, результаты опрессовки годичной давности были положительными, и труба надежно проработала отопительный сезон.

Таким образом, работы по магнитной дефектоскопии трубопроводов тепловых сетей показали высокую эффективность метода применительно к данному типу оборудования.

Разработчики считают, что применительно к работе в тепловых сетях ими может быть разработано семейство внутритрубных дефектоскопов.

Для этого необходимо определить объем работ и изыскать источник финансирования разработки аппаратов для тепловых сетей.