WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 17 |

Повышение эффективности магнитометрического метода дистанционного контроля технического состояния подземных магистральных трубопроводов

-- [ Страница 1 ] --

Министерство образования и наук

и Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

На правах рукописи

ЛЮБЧИК АННА НИКОЛАЕВНА

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МАГНИТОМЕТРИЧЕСКОГО

МЕТОДА ДИСТАНЦИОННОГО КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО

СОСТОЯНИЯ ПОДЗЕМНЫХ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

Специальность 05.11.13 – Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель доктор геолого-минералогических наук, профессор Е.И. Крапивский САНКТ-ПЕТЕРБУРГ -

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ ТЕХНИЧЕСКОГО

СОСТОЯНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ МАГНИТНЫМИ МЕТОДАМИ

1.1 Использование анизотропии магнитных свойств металла трубопровода для оценки его напряженных состояний

1.2 Магнитные поля рассеяния трубопроводов

1.3 Исследования кольцевых стыковых швов трубопровода

1.4 Эффект Баркгаузена

1.5 Метод магнитной памяти металла (ММПМ)

1.6 Выводы и постановка задач исследования

ГЛАВА 2 МАГНИТОМЕТРИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА

2.1 Феррозондовый магнитометр - градиентометр PipeMaG

2.2 Описание программы «НВ ТЕСЛА 0204.5a v1.0» для совместной работы магнитометра – градиентометра и персонального компьютера

2.3 Аппаратура электромагнитной диагностики трубопроводов АЭМД............ 2.4 Комплекс электромагнитной диагностики трубопроводов

2.5 Выводы по главе 2

ГЛАВА 3 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

ТРУБОПРОВОДОВ

3.1 Физические основы магнитометрии трубопроводов

3.1.1 Магнитные свойства конструкционных материалов трубопроводов......... 3.2 Теоретические основы дистанционного контроля технического состояния трубопроводов магнитным методом

Магнитное поле горизонтального кругового цилиндра

3.2. 3.2.2 Магнитное поле произвольного трехосного эллипсоида

Математическое моделирование магнитного поля трубопровода с 3. дефектами с помощью ANSYS

3.4 Выводы по главе 3

ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

МОДЕЛИ ТРУБОПРОВОДА

Методики проведения эксперимента

4. Зависимость от расстояния

4. Зависимость от намагничения

4. Исследования стыков

4. Оценка погрешности магнитометрического обследования 4. трубопровода……………………………………………………………………. 4.7 Выводы по главе 4

ГЛАВА 5 ИССЛЕДОВАНИЯ АНОМАЛИЙ ПОСТОЯННОГО МАГНИТНОГО

ПОЛЯ ПОДЗЕМНЫХ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

Методика исследования магнитных полей подземных магистральных 5. трубопроводов

Результаты исследования магнитных полей подземных магистральных 5. трубопроводов

5.3 Выводы по главе 5

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы объемах в России, с этой целью, применяется внутритрубная магнитная диагностика. Однако более 50% трубопроводов не могут быть обследованы этим методом из-за неравнопроходного сечения, отсутствия камер приема и запуска внутритрубных приборов. Кроме того практически не решена задача контроля напряженных состояний трубопроводов с помощью внутритрубной магнитной диагностики. Поэтому дистанционная магнитная диагностика подземного трубопровода является важным направлением. Основное внимание в диссертации уделено повышению эффективности магнитометрического дистанционного трубопроводов с использованием разработанной аппаратуры, методики и программного обеспечения.

В области дистанционного контроля необходимо отметить работы ученых и специалистов: Р.В. Агиней, Ю.В. Александров, В.Т. Власов, С.С. Гуськов, А.А. Дубов, Р.В. Загидуллин, В.В. Клюев, А.А. Коршак, Е.И. Крапивский, В.Ф. Мужицкий, В.О. Некучаев, М.Б. Ригмант, В.В. Семенов, С.С. Субботин, Ф.Г. Тухбатулин, Я.С. Шур, В.Е. Щербинин и многие другие. Однако в большинстве предшествующих работ повышению достоверности определения магистральных трубопроводов не уделено, по нашему мнению, достаточного внимания.

Для диагностики магистральных трубопроводов наиболее перспективным является магнитометрический метод дистанционной градиентометрии, позволяющий устанавливать зависимость между напряженностью магнитного поля стального подземного трубопровода и его местоположением в плане и в разрезе, напряженным состоянием и местоположением поперечных сварных швов. Разработка многодетекторной магнитометрической градиентометрии, методики исследований дистанционного контроля состояния подземных трубопроводов для обеспечения безаварийной эксплуатации, является актуальными.

Цель работы: обоснование способа совершенствования дистанционного контроля, местоположения напряженных состояний и поперечных сварных швов стального подземного трубопровода.





Идея работы: применение многодетекторной системы, состоящей, по меньшей мере, из трех пар трехкомпонентных феррозондов постоянного магнитного поля, расположенных ортогонально друг относительно друга и трехкомпонентного акселерометра, позволяет дистанционно определять местоположение напряженных состояний и поперечных сварных швов стального подземного трубопровода.

Для реализации поставленной цели решались следующие задачи исследования:

Проведен анализ существующих дистанционных методов состояния магистральных трубопроводов и приборов для их осуществления. Дана оценка эффективности их применения для подземных магистральных трубопроводов;

состояния подземного магистрального трубопровода, на основе применения многодетекторной системы, состоящей из трех пар трехкомпонентных феррозондов постоянного магнитного поля, расположенных ортогонально друг относительно друга и трехкомпонентного акселерометра;

На основании полученных в лабораторных и полевых условиях исследовании магнитных полей трубопроводов и теоретических исследований проведена модернизация магнитометрической аппаратуры для контроля местоположения напряженных состояний и поперечных сварных швов стального подземного трубопровода;

исследования магнитных полей трубопроводов;

трубопровода в среде ANSYS 13;

Научная новизна работы:

магнитных полей напряженных состояний, необходимо использовать многодетекторную магнитометрическую систему, в которой трехкомпонентные датчики магнитной индукции расположены в различных точках пространства относительно трубопровода;

Получены новые зависимости взаимно ортогональных составляющих вектора напряженности постоянного магнитного поля от местоположения сварных швов и напряженного состояния линейной части подземного трубопровода.

Исследована форма аномалии магнитной индукции в зависимости от остаточной намагниченности и напряженного состояния трубопровода.

Защищаемые положения:

1. Применение многодетекторной магнитометрической системы, содержащей не менее трех пар взаимно перпендикулярных феррозондов, расположенных на различном расстоянии от трубопровода и трехкомпонентный акселерометр, позволяет определять местоположения напряженнодеформированных состояний и сварных швов линейной части стального подземного трубопровода с точностью до 0,1 м.

2. Для установления местоположения поперечных сварных швов трубопровода необходимо определить направление намагниченности его смежных секций на расстоянии более 1 метра от сварного шва и форму магнитной аномалии.

3. Экспериментально подтверждено, что напряженно-деформированные состояния трубопроводов проявляются в магнитном поле в виде знакопеременных аномалий его составляющих.

Методы исследований. При решении поставленных задач использовался комплексный метод исследований, включающий: анализ и обобщение научных работ в области магнитометрии и магнитного дистанционного контроля стальных изделий, экспериментальных исследований. В работе использовались экспериментально-аналитические методы исследований: расчеты методом конечных элементов в лицензионной программе ANSYS 13, теория планирования эксперимента, статистической обработки результатов измерений, теория погрешностей.

Обоснованность и достоверность выводов и рекомендаций обеспечиваются значительным объемом экспериментального материала, хорошей сходимостью результатов параллельных опытов, близостью результатов полевого эксперимента и лабораторного моделирования, положительным результатом диагностирования на действующей линейной части трубы.

Практическая значимость работы заключается в следующем:

Создан аппаратурно-методический комплекс, включающий: три магнитометра разработанных по ТЗ научного руководителя и автора работы, устройство намагничивания, устройство размагничивания, трубу с дефектами.

математической модели горизонтального кругового цилиндра для расчета магнитного поля трубопровода конечной длины.

Предложен способ диагностики технического состояния трубопровода (заявка на изобретение №2013130749 от 04.07.2013).

Реализация выводов и рекомендаций работы Разработанная методика магнитометрического дистанционного контроля местоположения напряженных состояний и поперечных сварных швов стального подземного трубопровода, интерпретации его результатов может быть использована инженерно-техническими работниками при проведении магнитной дистанционной диагностики трубопровода, на предприятиях эксплуатирующих подземные магистральные трубопроводы, а так же использовано аспирантами при исследовании магнитного поля трубопровода с дефектами.

Личный вклад автора: состоит в постановке цели и задач исследований, участие в составление ТЗ, разработке методики полевых и лабораторных исследований и их проведении, разработке и обосновании технологии дистанционного магнитометрического метода на базе разработанных и изготовленных устройств. Экспериментальные работы выполнены автором либо при его непосредственном участии.

экспериментальных исследований, выводы и рекомендации работы докладывались и получили положительную оценку на: 5-я Международная научная школа молодых ученых и специалистов. «Проблемы освоения недр XXI веке глазами молодых» (г. Москва, ИПКОН РАН, 2008г.); 10-я Международная научная школа молодых ученых и специалистов. «Проблемы освоения недр XXI веке глазами молодых» (г. Москва, ИПКОН РАН, 2013г.); Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Проблемы рационального природопользования» (г. Санкт-Петербург, СПГГИ (ТУ), 2008-2010гг.); Международной конференции «New developments in Geoscience, Geoengineering, Metallurgy and Mining Economics» (Германия, г.



Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 17 |
 


Похожие работы:

« ПЕНКИН КОНСТАНТИН ВЛАДИМИРОВИЧ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ СТАДИИ СИНТЕЗА ПРОИЗВОДСТВА ЭТАНОЛАМИНОВ И РАЗРАБОТКА ОПТИМАЛЬНЫХ СИСТЕМ КОРРЕКЦИИ ЕГО ФРАКЦИЙ НА ОСНОВЕ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ Специальность 05.11.13 – Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель – доктор технических наук, профессор Сажин С.Г. Дзержинск – 2014 г. 2 Оглавление Введение Глава 1. Анализ ...»

« ПЕНКИН КОНСТАНТИН ВЛАДИМИРОВИЧ Математические модели стадии синтеза этаноламина и разработка оптимальных систем коррекции его фракций Специальность 05.11.13 – Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель – доктор технических наук, профессор Сажин С.Г. Дзержинск – 2014 г. 2 Оглавление Введение Глава 1. Анализ технологического процесса синтеза этаноламинов как ...»

«Величко, Александр Павлович Разработка ИК­радиометрического комплекса, обеспечивающего дистанционный контроль и исследование облаков и прозрачности атмосферы Москва Российская государственная библиотека diss.rsl.ru 2007 Величко, Александр Павлович.    Разработка ИК­радиометрического комплекса, обеспечивающего дистанционный контроль и исследование облаков и прозрачности атмосферы [Электронный ресурс] : дис. . канд. техн. наук : 05.11.13. ­ Москва: РГБ, 2007. ­ (Из фондов Российской ...»

« Пастухов Юрий Викторович ИНФОРМАЦИОННО – ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ПРОМЫШЛЕННОЙ КОРРОЗИИ С ИЗМЕРИТЕЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ НА ОСНОВЕ ЯДЕРНО-ФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ 05.11.16 - Информационно-измерительные и управляющие системы (в машиностроении) Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук Научный руководитель – докт. техн. наук, профессор Муха Ю. П. Волгоград - 2014 2 Оглавление Введение.... 5 Глава 1. Современное состояние ...»

« Фесько Юрий Александрович РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРЕХМЕРНОЙ ФОРМЫ ОБЪЕКТОВ 05.11.07 – Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель – кандидат технических наук, профессор Тымкул Василий Михайлович Новосибирск – 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ Введение 1 Аналитический обзор научно-технической и патентной литературы по оптическим и оптико-электронным ...»

« ЛАРИН АЛЕКСЕЙ АНДРЕЕВИЧ СПОСОБЫ ОЦЕНКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТОМОГРАФИИ Специальность: 05.11.13 – Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель -кандидат технических наук, старший научный сотрудник Бакулин В.Н. Научный консультант - кандидат технических наук, доцент Резниченко В.И. Москва 2013 2 Содержание ...»








 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.