WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 19 |

Методы обработки результатов дистанционного магнитометрического обследования подземных трубопроводов

-- [ Страница 4 ] --

В [56] предлагается способ обнаружения дефектов трубопровода и несанкционированных врезок в трубопровод. Способ заключается в измерении вертикальной составляющей напряженности магнитного поля над трубопроводом с одновременным перемещением датчика вдоль трубопровода. Измерения проводятся непрерывно в процессе перемещения датчика. В качестве критерия дефектности используются изменения модуля вертикальной составляющей напряженности магнитного поля на 10% и более. На выявленных таким образом участках производится раскапывание трубы с последующим визуальным осмотром и контактной диагностикой.

В работах [57, 58] описывается применение метода магнитной локации для бесконтактного обследования магистральных трубопроводных систем и для оценки их коррозионной защищенности. Изложены основные принципы магнитной локации, характеристики диагностических комплексов серии «Орион», некоторые результаты обследований.

Указывается, что данный прибор рекомендуется для проведения магнитометрических обследований трубопроводов в нормативном документе [63], который, наряду с документом [64], является одним из немногих нормативных документов, регламентирующих работы по дистанционной магнитометрии подземных трубопроводов. Для интерпретации результатов измерений рассматриваемая группа авторов использует следующий эмпирический способ [65]. Проводится измерение над трубопроводом в заданных точках в процессе перемещения векторов магнитного поля в прямоугольных координатах, по крайней мере, двумя трехкомпонентными датчиками, составляется тензор градиентов магнитного поля, путем матричного преобразования проводится обработка полученной информации, по результатам обработки определяются фоновое значение и отклонения от этого значения, по отличию которых на заданную критериальную величину от фонового значения судят о наличии и местоположении дефектов трубопроводов. Остается не совсем ясным вопрос о выборе указанной критериальной величины, от значения которой, естественно, зависит количество и протяженность выявленных дефектных участков.

В работах [66 – 75] описывается применение для дистанционных измерений магнитного поля подземных трубопроводов приборов серии «ИКН». Указывается, что на результаты измерений и особенно на результаты интерпретации магнитного поля подземных трубопроводов существенным образом влияет так называемый человеческий фактор.

В работах [76, 77] рассматривается применение для дистанционных измерений магнитного поля подземных трубопроводов прибора «М-1» [78].

В [79] предлагается способ диагностики технического состояния подземных трубопроводов. Способ включает измерение не менее восемнадцати компонент напряженности постоянного магнитного поля над трубопроводом трехкомпонентными датчиками при перемещении их вдоль трубопровода, составление матрицы разностей величин напряженности постоянного магнитного поля, определение стандартных отклонений величин измеряемых компонент матрицы разностей от их средних значений. Одновременно измеряют не менее девяти компонент разностей величин напряженности постоянного магнитного поля и не менее шести компонент скоростей изменения разностей напряженности постоянного магнитного поля. В зоне трубопровода возбуждают переменное магнитное и переменное электрическое поля и одновременно с напряженностью постоянного магнитного поля измеряют напряженность переменного магнитного поля и напряженность переменного электрического поля, причем датчики постоянного магнитного поля, переменного магнитного поля и переменного электрического поля совмещены. Затем проводят предварительную статистическую обработку результатов измерений и по совокупности признаков выделяют участки трубопровода для последующей обработки. Определяют расположение и магнитные моменты источников аномалий постоянного и переменного магнитных полей и параметры нарушений изоляции трубопровода и по полученным данным производят идентификацию и ранжирование особенностей технического состояния трубопровода.

В ОАО «Гипрогазцентр» ведется разработка магнитометрического комплекса для обследования подземных трубопроводов «МАГ-01» [80, 81].

Таким образом, для магнитометрической диагностики трубопроводов предложен ряд приборов. Все перечисленные приборы представляют собой магнитометры, отличающиеся количеством, расположением, типом датчиков, а также другими особенностями. Некоторые из этих приборов («Орион», «М-1», «КМД-01М») ориентированы на комплексные магнитометрические измерения (измерения не только постоянного, но и переменного магнитного поля, создаваемого специальным генератором, для оценки состояния изоляционного покрытия в соответствии с [82]). Эти приборы представляют собой либо опытные образцы, существующие в одном или нескольких экземплярах, либо выпускаются малыми партиями.

Рассмотренные способы интерпретации результатов измерений основаны на предположении о том, что отклонения напряженности магнитного поля от средних значений связанны с дефектами трубопровода. Однако в рассмотренных работах не приводится каких-либо физических обоснований этого предположения. Следовательно, существующие в настоящее время способы интерпретации магнитограмм являются чисто эмпирическими. Эти способы, как правило, ориентированы на задачи диагностики – поиск дефектов, определение так называемых зон концентрации напряжений. Результативность этих способов обычно подтверждается обнаружением дефектов (причем не обязательно существенных) с помощью традиционных методов неразрушающего контроля при контрольных шурфованиях, назначенных по результатам магнитометрии.





Однако при этом остается неизвестным техническое состояние соседних участков трубопровода, на которых магнитных аномалий нет и которые, соответственно, не раскапывались и не диагностировались. Очевидно, что возможности того или иного способа поиска дефектов должны проверяться на участках трубопроводов, подлежащих полному диагностическому обследованию. Однако такие исследования в литературе не описаны. Таким образом, возникают достаточно обоснованные сомнения в результативности предложенных способов поиска дефектов по магнитограммам.

Рассмотренные приборы являются инструментами качественной оценки состояния труб. Прогноз возможного положения дефектов осуществляется по индикаторным показаниям приборов на основе опыта специалиста, проводящего обследование. В этом случае надежность результатов в значительной мере зависит от субъективных факторов: квалификации, опыта и добросовестности оператора.

Анализ рассмотренных работ показывает, что к настоящему времени не имеется научно обоснованных и достоверных способов интерпретации магнитограмм. Систематических исследований в этом направлении не проводилось. Для строгого обоснования возможностей применения результатов дистанционного магнитометрического обследования в целях диагностики необходимо проведение следующих работ:

1. Получение теоретического объяснения особенностей магнитограмм с использованием численного моделирования магнитных полей трубопроводов с неоднородной намагниченностью.

2. Решение задачи определения намагниченности металла подземного трубопровода на основании результатов дистанционного магнитометрического обследования.

3. Исследование влияния позиционирования датчиков на точность измерения магнитного поля. Разработка способов расчета погрешностей измерения магнитного поля и оценка величины этих погрешностей.

4. Проведение магнитометрических измерений на участках трубопроводов, подлежащих полному диагностическому обследованию. Анализ полученных магнитограмм с учетом информации о конструктивных особенностях трубопроводов, расположении кольцевых сварных швов и дефектов различных типов. Экспериментальная проверка возможности выявления дефектов.

трубопровода при изменении его напряженно-деформированного состояния.

Проверка возможности оценки механических напряжений с помощью магнитометрических измерений.

Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОСОБЕННОСТЕЙ

ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОСТОЯННОГО

МАГНИТНОГО ПОЛЯ ПОДЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

Получены приближенные аналитические выражения для напряженности магнитного поля однородно намагниченного цилиндра. Разработана математическая модель и программное обеспечение для численных расчетов намагниченностью. С помощью модели установлены основные закономерности пространственного изменения магнитного поля. Получено теоретическое объяснение некоторых наблюдаемых на практике особенностей реальных магнитограмм. Рассмотрены принципы разделения полей локальных и протяженных источников.

2.1. Магнитное поле бесконечного однородно намагниченного полого цилиндра с произвольным направлением намагниченности Рассмотрим прямолинейный участок трубопровода с диаметром D и средней толщиной стенки. Расположим начало декартовой системы координат (x, y, z) на оси трубопровода. Пусть ось x направлена вертикально вниз, ось y направлена вдоль оси трубопровода, ось z лежит в горизонтальной плоскости (см. рисунок 1.1).

Как известно [83], напряженность магнитного поля диполя определяется следующим соотношением:

где dP – магнитный момент диполя, а r – радиус-вектор, соединяющий диполь и точку наблюдения. Если с помощью диполя аппроксимируется некий объект, имеющий объем dV и намагниченный однородно, то магнитный момент этого объекта может быть записан в виде где J – вектор намагниченности, или магнитный момент единицы объема.

Рассмотрим бесконечный прямолинейный стержень, площадь поперечного сечения которого равна S, а намагниченность во всех точках одинакова и равна J.

Совместим ось y декартовой системы координат с осью стержня. Введем вспомогательную функцию – скалярный магнитный потенциал, известный по задачам магнитостатики [84] Очевидно, что потенциал стержня не зависит от координаты y, поэтому достаточно определить его в точке с координатами (x, y = 0, z):

Напряженность магнитного поля равна антиградиенту потенциала Компоненты вектора напряженности в точке с координатами x, y, z (при любом y) определяются следующими соотношениями:

Таким образом, напряженность магнитного поля бесконечного однородно намагниченного стержня с произвольным направлением намагниченности может быть определена точно с помощью аналитических соотношений (2.6) – (2.8).

Теперь рассмотрим бесконечный полый цилиндр, внутренний и наружный радиусы которого равны соответственно R1 и R2, а намагниченность во всех точках одинакова и равна J. Совместим ось y декартовой системы координат с осью цилиндра (рисунок 2.1). Представим цилиндр как совокупность стержней.

Потенциал стержня определяется соотношением (2.4). Полный потенциал цилиндра можно записать в следующем виде:

Интегрирование проводится по площади поперечного сечения цилиндра. R – радиус-вектор элемента площади dS. Если в (2.9) пренебречь Rx и Rz, то получим выражение того же вида, что и для тонкого стержня.

Следовательно, для приближенного определения напряженности магнитного поля бесконечного однородно намагниченного цилиндра с произвольным направлением намагниченности можно использовать соотношения (2.6) – (2.8), в которых величина S заменяется на площадь поперечного сечения цилиндра.

Для точек с координатой z = 0 (то есть расположенных непосредственно над осью цилиндра) соотношения (2.6) и (2.8) принимают следующий вид:

намагниченностью не зависят от координаты y, поэтому распределения компонент напряженности магнитного поля цилиндра вдоль оси y представляют собой тривиальные горизонтальные линии. Компоненты Hx и Hz при z = 0 обратно пропорциональны квадрату расстояния до оси цилиндра.



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 19 |
 


Похожие работы:

« Цыплакова Елена Германовна ПРИБОРЫ И МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ И МОНИТОРИНГА ВОЗДЕЙСТВИЯ АВТОТРАНСПОРТА НА АТМОСФЕРНЫЙ ВОЗДУХ СЕВЕРНЫХ ГОРОДОВ Специальность 05.11.13 – Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук Научный консультант заслуженный деятель науки РФ, лауреат Государственной премии РФ, доктор технических наук, профессор Потапов Анатолий Иванович Санкт-Петербург – 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ ...»

« 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 -2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ...»

« 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.