MSTPP Guided Wave.pdf

7/25/2019 MSTPP Guided Wave.pdf

1/37


2/37

UTILIZARE A DISPOZITIVULUIGUIDED WAVE PENTRU DEPISTAREASTRII DE DEFECTEDEPISTATE PE

COMPONENTELE REZERVOARELOR,CONDUCTELOR I RECIPIENTELORSUB PRESIUNE


3/37

Metoda de testare Guided Wave(GWT) este utiliza t n diferite aplicaii

industriale ca metod nedistructiv pentru evaluarea rapid a evilor. Aceastmetod este cea mai eficient dintre toate me todele nedistructive utilizate nmomentul actual pentru identificarea eventualelor anomalii prezente peconducte. Aceasta a fost dezvoltat iniial pentru scanarea de conducte cuizolaie deoarece necesit o poriune foarte redus fr izolaie (n locul unde semonta inelul). n momentul de fa procedeul este utilizat intr-o varietate deaplicaii: inspectarea de conducte ngropate, conducte care se afl imersateparial sau total n ap, rezervoare utilizate pentru stocarea anumitor produse.

Evaluarea, monitorizarea i realizarea operaiilor de mentenan pesisteme de conducte care pot avea lungimi de zeci, sute sau chiar mii dekilometri reprezint sarcini foarte dificile i de mare rspundere. n cele mai

multe cazuri, neidentificarea la timp a eventualelor defecte, imperfeciuni i ascurgerilor pe aceste sisteme de conducte pot avea efecte catastrofale. De celemai multe ori pe un traseu de conduct exist anumite poriuni la care accesul


4/37

pentru efectuarea anumitor operaii se face destul de greu. n toate aceste cazuri metoda Guided Wave este cea mai accesibil din

toate punctele de vedere, aceasta reuind s obin informaii indiferent decondiiile de amplasament ale conductei sau utilajului respectiv care este supusinspeciei.

1 .1. Considera ii generale privind i nspecia Guided Wave

Un sistem Guided Wave (fig. 1.1.) este alctuit in principal din treicomponente primare: benzi magnetostrictive care se nfoar in jurulconductei, bobine care sunt amplasate pe benzile magnetostrictive i un laptopnumit MsSR3030R pe care ruleaz software-ul necesar pentru realizarea uneiinspecii .

n majoritatea situaiilor pentru realizarea unei inspecii este necesarpregtirea unei suprafee foarte mici deoarece banda care este nfurat are deasemenea dimensiuni reduse. Banda magnetic este capabil sa realizeze


5/37

contactul chiar daca pe eav este prezent un strat de vopsea, straturi subiri derin epoxidic sau o cantitate mic de coroziune general ns atunci cand pe

eav sunt prezente exfolieri de vopsea sau pierderi de material datorateprocesului de coroziune se impune ca acestea sa fie remediate nainte ca bandasa fie montat.

Fig. 1.1 Echipamentul utilizat in cadrul unei inspecii folosind metoda Guided Wave

Dup ce inspecia a fost planificat i operaiile de pregtire au fostrealizate, procedeul de msurare in fiecare locaie este foart e rapid, acesta fiind


6/37

un alt avantaj al acestei metode. Banda magnetic este ataat, software-ul de pelaptop a fost setat la parametri respectivi (dimensiunile conductei, raza de

transmitere a ultrasunetelor, viteza de deplasare a acestora, frecvena), iar intr-operioad scurt de timp sunt achiziionate datele pe laptop. Rezultate inspeciei sunt reprezentate in primul rand grafic pe axa

amplitudinii prezentat in fig. 1 .2. Sistemul este capabil s colecteze dateleseparat pentru fiecare direcie a evii, aa ca rezultate sunt reprezentate graficpentru ambele direcii: pozitiv i negativ n raport cu poziia bandeimagnetice. Eventualele defecte sunt semnalate atunci cnd banda magneticprimete semnale cu o amplitudine mai mare dect cea care a fost setat lanceputul inspeciei( in general frecvena de lucru este sub 100 kHz).

O reprezentare secundar a rezultatelor arat variaia refleciilor n raportcu circumferina evii. Aceast informaie este reprezentat ca o imagine C-

scan, cele dou axe reprezentand dimensiunile longitudinale icircumfereniale.


7/37


8/37

Metoda Guided Wave const in deplasarea ghidat a ultrasunetelor dectre geometria obiectului n care acestea sunt propagate. Ultrasunetele

propagate n eava respectiv se deplaseaz cu o anumit vitez, aceasta fiindsetat cu ajutorul software-ului instalat pe laptop. n timpul deplasrii, nmomentul cand ultrasunetele detecteaz o neregularitate (ex. cordon de sudur,pierderi de material) un impuls se propag n sens invers, acesta fiind nregistratde ctre aparat, reprezentat sub form grafic, iar n final este interpretat dectre un operator cu o calificare ridicat. Necesitatea unui operator cu ocalificare rid icat reprezint un dezavantaj major al acestei metode.

Echipamentul utilizat de Universitatea Petrol Gaze din Ploieti este unsistem MsS care prin proprieti electromagnetice genereaz i recepioneazultrasunetele n materialul care este supus inspeciei prin aceast metod.Sistemul este alctuit din urmtoarele componente: laptop, instrumentul

MsSR3030R i probele MsS prezentate in fig.1.3.


9/37


10/37

Sonda MsS este un traductor ultrasonic format din benzi feromagnetice(grosime de 0,10 mm) i cabluri subiri (cu o grosime mai mic de 4 mm). Valulde ultrasunete este generat n band i se cupleaz la eava respectiv printr-uncuplaj uscat sau printr- o mbinare epoxidic.

Instrumentul de control MsSR3030R este caracterizat prin urmtoarelespecificaii de lucru:

- prezint dou canale de transmitere i recepionare a ultrasunetelor

propagate in diferite direcii;- posibilitatea utilizrii unei baterii sau interioare sau alimentarea direct

de la o surs cu caracteristicile: 120V sau 240V AC, 50/60 Hz. Bateriaproprie poate furniza energie pentru ambele echipamente pe o durat deaproximativ 2 zile n condiii de funcionare normal, durat n care se potreali za peste 50 de inspecii;

- frecvena ultrasunetelor poate avea valori cuprinse ntre 5 kHz i 250 kHz.- sonda MsS poate fi montat daca accesul la eav este mai mare de 60% n


11/37

jurul circumferinei acesteia. - exist posibilitatea funcionrii pe 2 canale: canalul puls ecou, unde

inspecia cu ultrasunete se defoar n condiii normale i un canal pecare se lucreaz cu semnale care prezint o rat de atenuare ridicat - existena funciei TCG, funcie careraportul semnal-zgomot pe distane

lungi- echipamentul utilizat este foarte uor de manevrat deoarece are o greutate

redus: sonda MsS are o greutate de 0.8 kg pentru o eav cu diametrul de24 inch. Greutatea total a echipamentului este de maxim de 12,5 kg Software-ul instalat pe laptop, prezentat in figura 4.4, care seteaz

parametrii ne cesari inspeciei i care la sfaritul acesteia genereaz certificatulde inspecie este caracterizat prin urmtoarele proprieti: sorteaz apelurilefalse aprute din cauza reflexiilor multiple, analiza datelor pe diferite frecvene

pentru identificarea defectele de toate dimensiunile.


12/37

Fig. 1.4. Interfa software Guided Wave


13/37


14/37

Fig. 1.5. Modul de propagare a ultrasunetelor n eav


15/37

Principalele etape pentru eliberarea unui certificat de inspecie GuidedWave sunt prezentate n continuare, in succesiunea de imagini 1.6 1.11.

-

Selectarea datelor , presupune urmtoarele operaii: gsirea tuturorfiierelor de date relevante, revizuirea datelor care sunt afiate pe ecranullaptop-ului, selectarea celor mai bune dou seturi de date dintre celeacum ulate in timpul inspeciei.

Fig. 1.6. Selectarea datelor


16/37

1) Selectarea frecvenei, aceast este aleas n corelaie cu defectele careurmeaz a fi depistate deoarece dac se alege o frecven mare,defectele cu dimensiuni reduse nu vor fi detectate sau invers.

Fig. 1.7. Selectarea frecvenei


17/37

- Calibrarea distanei, este estimat n primul rand de operatorul carerealizeaz inspecia. Aceast etap presupune operaiile: calibrarea vitezei

undelor, reglarea la zero a pulsului iniial, alinierea i schimbarea datelordac acestea sunt preluate din dou testri diferite, setarea distanei dereferin folosit pentru raportul de inspecie.

Fig. 1.8. Calibrarea distanei


18/37

2) Calibrarea amplitudinii semnalului se realizeaz cu ajutorulimpu lsurilor reflectate de ctre sudurile care se regsesc pe eavarespectiv.

Fig. 1.9. Calibrarea amplitudinii


19/37

3) Revizuirea datelor presupune verificarea datelor cu atenie deoarece

este ultima etap naintea elaborrii raportului de inspecie.

Fig. 1.10. Revizuirea datelor


20/37

4) Raportul final , este eliberat dup ce toate datele achiziionate n timpultestului au fost analizate cu meticulozitate de ctre operatorul

responsabil cu aceast inspecie.

Fig. 1.11. Raportul final de inspecie


21/37

Analiza s trii tehnice a unei evi, utiliznd metoda GuidedWave, n condiii de

laborator

Dispozitivul Giuded Wave tip MSSR 30 este echipat cu senzorimagnetostrictive (aceeasi tehnologie este utilizat n sonar sau senzori de impactairbag) prezint o serie de caracteristici unice, care le ofer o serie de avantaje fa deomologii lor piezoelectrice. D ispozitivul MSSR 30303 poate face totul i mai mult

decat ceea ce alte tehnologii de control pot realiza, pentru cel puin 7 motive:Efectueaz screening-ul cu raz lung de conducte inaccesibile: 300 de metri potfi inspectate de la o singur locaie, n condiii ideale.Potrivit pentru inspecie deeav i mai mult : Cu doar un instrument, o multitudine de aplicaii de inspeciediferite sunt posibile: de contr ol eav, stlpi de iluminat (chiar cu caractere non-circular pct.) rezervoare de combustibil, materiale compozite, tuburi schimbtor decldur, cazane tuburi, cabluri, tije de ancorare etc.Potrivit pentru monitorizare petermen lung i mai mult : pro iectarea senzorului (mai puin de cativa milimetri


22/37

grosime) l face uor de instalat, permanent sub izolaia conductei normal;Temperatura conductei poate fi mult mai mare dect n cazul traductoare

piezoelectrice : (- 90 C pn la 500 C) face potr ivit pentru o gama larga deaplicaii din industria de criogenie pentru aplicaii de nalt temperatur de rafinrie.Conducte de diametre mari pot fi inspectate i chiar mai mult : pot fi folosite

sectoare de control in locul inelele GW de pentru intreaga circumferinta. O gamlarg de frecvene de testare sunt posibile. De obicei, inele GW sunt stabilitepentru o frecven optim ca de exemplu 64kHz. Flexibilitatea inelelor le face

adaptabile uor la mai multe frecvene optime ntr -o gam larg (de la 8 kHz pn la256kHz).

Specificaii dispozitivului MSSR 3030: Dou emitoare i receptoare decanal pentru controlul direciei de propagare a undei; 120 V sau 240 V AC, 50/60Hz, putere sau baterie intern acionate; bateria intern este sursa de alimentare attla echipamentul i calculatorul pentru operarea mai mult de 2 zile n funcionarenormal cu locaii de inspecie mai mult de 50 de m; gam larg de frecven: 5 kHzla 250 kHz; Sistemul a benzii de trecere filtru la 16, 32 , 64, 90, 128, 180, i 250 kHz.


23/37

n cadrul analizei s-a utilizat dispozitivul cu unde ultrasunete, tip MSSR3030, pentru evaluarea strii de anomalii a unui tronson pilot, realizat prin sudarea adou evi, una de 1 m i cealalt de 3 m, cu diametrul exterior de 273,2 mm igros imea de perete de 7,8 mm, evi pe care au fost realizate, prin achiere i

burghiere, 5 defecte ( aa cum se prezint n fig. 1.12, 1.13).


24/37

Fig. 1.12. Tronsonul de conduct analizat i configuraia defectelor realizate


25/37

n cadrul acestui test a fost inspectat o eav realizat din dou poriuni,mbinate printr -un cordon de sudur i care prezint un numr de ase defecte. eavaare o lungime total de L = 3740 mm i o grosime de perete de s = 7,8 mm. Pe acesttronson sunt prezente cinci defecte, cu dime nsiunile urmtoare:

Defect 1- d = 7,5 mm;- adncimea defectului este de 4,5 mm;

- este poziionat la o distan de 3160 mm fa de captul din dreapta.

Defect 2- lungimea defectului L = 50 mm;- d = 6 mm;- adncimea defectului este de 4,8 mm; - este poziionat la o distan de 2350 mm fa de captul din dreapta.


26/37

Defect 3- lungimea defectului L = 48 mm; - d = 44 mm; - adncimea defectului este de 5 mm - este poziionat la o distan de 1825 mm fa de captul din dreapta


27/37

Fig. 1.13. Configuraia defectelor realizate pe tronsonul pilot analizat


28/37

Defect 4- se caracterizeaz prin aceeai configuraie ca defectul numrul I i prin aceleai

dimensiuni; - este poziionat la o distan de 1225 mm fa de captul din dreapta

Defect 5- se caracterizeaz prin aceeai configuraie ca defectul numrul II i prin aceleai

dimensiuni;

- este poziionat la o distan de 750 mm fa de captul din dreapta


29/37

Procedura de evaluare const n parcurgerea urmtoarelor etape:

A. Lipirea benzii de titan pe circumferina evii supuse analizei, aa cumse prezint n figura1.14. i aplicarea cmp magnetic pe material, folosind fie unmagnet permanent

Fig. 1.14. Lipirea benzii magnetostrictiv din FeCo pe circumferina evii supuse analizei imagnetizarea tubulaturii


30/37

B. Montarea senzorului, configurat s aplice un cmp magnetic variabil ntimp asupra materialului testat i pentru a detecta schimbri ale induciei magnetice nmaterial cauzate de undele ghidate v. fig. 1.15

Fig. 1.15. Montarea dispozitivului care realizeaz transmiterea ultrasunetelorde la unitatea central n peretele tubulaturii evii analizate


31/37

C. Analiza modificrilor suferite de ultrasunetecu ajutorul softwar-uluiMSsPIPE2, pagina de introducere este prezentat n figura1.16.

Fig. 41.16. Soft de analiz a strii de defecte dintr- un tronson de conduct.


32/37

C1. Introducerea datelor generale privind tronsonul de conduct analizat figura 1.17.

Fig. 1.17. Modulul pentru informaii generale privind conducta supus investigaiei


33/37

C2. Achiziia datelor necesarerealizrii evalurii a strii de anomalii dinconduct figura1.18.

Fig. 1.18. Modulul de achiziie date al soft-ului MsSPipe


34/37


35/37

C3. Analiza datelor achiziionatei stabilirea strii de anomalii din conduct (direcie+), prezentat n fig.1.20.

Fig. 1.20. a. Analiza i interpretarea rezultatelor obinute(direcie +)


36/37

Fig. 1.20. b. Analiza i interpretarea rezultatelor obinute(direcie-)


37/37

Metoda Guided Wave, de depistare a defectelor de pe tubulatura conductelorde transport gaze naturale, reprezint o modalitate eficient i rapid, implicnd nso experien mare din parte celui care analizeaz datele obinute.

Simulrile realizate cu dispozitivul Guided Wave pe standul de laborator arelevat faptul c trebuie scanat tubulatura analizat folosind cel puin trei frecvene:32Hz (anomalii de dimensiuni mari), 64Hz i 128Hz (anomalii de dimensiuni mici),astfel nct s poat fi construit o imagine ct mai clar a strii de anomalii ct i adiscontinuitile geometrice situate pe conduct.

MSTPP Guided Wave.pdf

Documents

Transcript of MSTPP Guided Wave.pdf