МАГНИТНЫЕ ВНУТРИТРУБНЫЕ ДЕФЕКТОСКОПЫ

Магнитный контроль основан на индикации эффекта взаимодействия магнитного поля с контролируемым объектом, изготовленным из ферромагнитного материала. Если в намагниченном металле встречаются области с дефектами-несплошностями, магнитная проницаемость которых отличается от магнитной проницаемости основного металла, появляются магнитные поля рассеяния, выходящие наружу. Индикация этих полей позволяет получить информацию о дефектах.

Магнитный контроль проводится в приложенном или остаточном магнитном поле. Выбор направления магнитного поля, а следовательно и способа намагничивания, зависит от ориентации дефектов. Магнитное поле должно быть перпендикулярно направлению дефекта.

В магнитных приборах, используемых при проведении внутритрубной дефектоскопии, индикация магнитных полей рассеяния осуществляется специальными магниточувствительными датчиками, установленными на упругих носителях и сканирующими внутреннюю поверхность трубопровода. Показания датчиков преобразуются в электрические сигналы, регистрируемые запоминающей системой прибора.

Намагничивание до полного насыщения стенки трубопровода осуществляется мощными постоянными магнитами, установленными на корпусе внутритрубного прибора. Замыкание магнитного потока на стенку трубы производится через гибкие магнитопроводы.

Современные магнитные приборы высокого разрешения способны выявлять как дефекты потери металла, вызывающие уменьшение толщины стенки трубопровода, так и дефекты в сварных швах, определять на какой поверхности находятся дефекты потери металла - наружной или внутренней. Размеры дефектов определяются по характеристикам магнитных полей рассеяния при помощи специально разработанных математических моделей.

Угловое положение зарегистрированных особенностей трубопровода определяется с помощью маятниковой системы. Система измерения пройденного расстояния основана на регистрации импульсов одометрических колес.

Привязка дефектов производится к ближайшим точкам-ориентирам (маркерным пунктам, задвижкам, вантузам), а также к ближайшим поперечным кольцевым сварным швам.

Магнитный дефектоскоп представляет собой автономную компьютерную диагностическую систему для обследования трубопроводов с использованием метода магнитной дефектоскопии. Магнитная система, входящая в состав дефектоскопа, осуществляет намагничивание участка трубопровода с помощью постоянных магнитов и гибких проволочных щеток.

Наличие трещин или дефектов, связанных с потерей металла (коррозия, задиры), приводит к изменению величины и распределения магнитной индукции вблизи дефекта. Для измерения магнитной индукции служат датчики высокого и сверхвысокого разрешения, расположенные между щетками магнитной системы.

Первое кольцо датчиков, расположенное между полюсами магнитов, образуют датчики двух типов – I и III. Основную часть из них составляют высокочувствительные индуктивные датчики типа I (рисунок 1), реагирующие только на магнитный поток рассеяния, обусловленный какими-либо особенностями, дефектами стенки трубопровода.

Рисунок 1– Принцип регистрации сигналов датчиками типа I

Датчики типа III, которых в 20 раз меньше, чем датчиков типа I – это датчики Холла, измеряющие абсолютное значение силы магнитного поля на внутренней поверхности трубопровода. Сигналы этих датчиков используются для определения толщины стенки трубы (рисунок 2).

Рисунок 2 – Принцип регистрации сигналов датчиками типа III

На второй (приборной) секции магнитного дефектоскопа имеется кольцо датчиков типа II, аналогичных датчикам типа I, но обладающих меньшей чувствительностью и реагирующих только на дефекты потери металла, расположенные на внутренней поверхности трубопровода. В нижнюю часть блока датчиков этого типа встроены небольшие постоянные магниты. Они создают локальное магнитное поле, сфера действия которого позволяет обнаружить наличие особенностей только в области внутренней поверхности стенки трубы (рисунок 3).

Рисунок 3 – Принцип регистрации сигналов датчиками типа II

По сигналам датчиков типа I и типа II можно определить, на какой поверхности – внутренней или наружной находится дефект

Опрос датчиков I и II производится по сигналам одометрических колес через 3,3 мм и не зависит от скорости движения прибора в диапазоне рабочих скоростей магнитного дефектоскопа от 0,35 до 4 м/с. Датчики типа III опрашиваются через каждые 100 мм дистанции. Магнитный дефектоскоп имеет бортовую систему записи данных, в состав которой входит счетчик реального времени. Бортовое время магнитного дефектоскопа перед прогоном синхронизируется со временем используемого при подготовке персонального компьютера и с приборами маркерной системы – маглоггерами. Маглоггеры, расставляемые в маркерных точках, реагируют на магнитное поле, создаваемое прибором и регистрируют время его прохождения. После прогона дефектоскопа информацию с маглоггеров переписывают на компьютер и используют при обработке данных для определения местоположения дефектов.