اول، جهت توسعه فناوری بازرسی خطوط لوله فولادی. در حین بهره برداری از خطوط لوله فولادی نفت و گاز در فواصل طولانی، معمولاً از محیط داخلی و خارجی خورده می شوند. خوردگی داخلی عمدتاً به دلیل عملکرد ترکیبی محیط حمل و نقل، تجمع مایع در خط لوله، خاک و تنش داخلی در خط لوله ایجاد می شود. خوردگی خارجی معمولاً در اثر آسیب و خرابی پوشش ایجاد می شود. خوردگی داخلی به طور کلی با استفاده از مدیریت شرایط و افزودن بازدارنده های خوردگی مقابله می شود.
در سال های اخیر، با تقویت مدیریت عملیات خط لوله توسط صاحبان خطوط لوله و الزامات سختگیرانه برای رسانه های حمل و نقل، خوردگی داخلی تا حد زیادی کنترل شده است. در حال حاضر، جهت توسعه اصلی کنترل خوردگی خطوط لوله نفت و گاز در داخل و خارج از کشور از جنبه حفاظت در برابر خوردگی خارجی است، بنابراین بازرسی خطوط لوله نیز بر روی عیوب پوشش و عیوب خط لوله ناشی از خوردگی خارجی تمرکز دارد.
با رواج گسترده و کاربرد فناوری رایانه، فناوری تشخیص در داخل و خارج از کشور به سرعت توسعه یافته است و فناوری تشخیص خطوط لوله به تدریج دو شاخه از فناوری تشخیص داخلی و خارجی خط لوله (تشخیص پوشش و تشخیص هوشمند) را تشکیل داده است. معمولاً پوشش آسیب دیده و خط لوله زیر خرابی نیز خورده می شود. هدف از فناوری تشخیص خارجی خط لوله، تشخیص اثربخشی پوشش و حفاظت کاتدی و تشخیص عیوب خوردگی بدنه لوله از طریق بازرسی گودال است.
اکثر خطوط لوله فعلی که شرایط تشخیص داخلی شمالی را مشخص می کنند کاملاً مؤثر هستند. فناوری بازرسی در خط لوله عمدتاً برای یافتن عیوب مانند خوردگی داخلی و خارجی، تغییر شکل موضعی و ترک های جوش در خط لوله استفاده می شود و همچنین می تواند به طور غیر مستقیم درباره یکپارچگی پوشش قضاوت کند.
دوم، فناوری تشخیص خارج از خط لوله.
خطوط لوله مدفون معمولا از یک سیستم حفاظتی متشکل از پوشش و حفاظت الکتریکی (CP) برای کنترل خوردگی خارجی استفاده می کنند. این دو روش نقش مکمل را ایفا می کنند: پوشش محافظت کاتدی است، یعنی حفاظت کاتدی مقرون به صرفه و موثر، اجازه می دهد تا پوشش در جایی که سوراخ یا آسیب ایجاد می شود کنترل شود. این روش به عنوان بهترین روش حفاظتی شناخته شده است و به طور گسترده در کنترل خوردگی خطوط لوله مدفون استفاده شده است.
این پوشش اولین خط دفاعی برای محافظت از خطوط لوله مدفون در برابر خوردگی خارجی است و اثر محافظتی آن مستقیماً بر راندمان کاری جریان حفاظت الکتریکی تأثیر می گذارد. مقاله شماره 7 کنفرانس سالانه NACE993 اشاره کرد: “پوشش صحیح باید اجزای مدفون 99 درصد نیازهای حفاظتی را تامین کنند، در حالی که درصد باقیمانده توسط حفاظت کاتدی تامین می شود”. بنابراین لازم است پوشش دارای خواص جامع خوبی مانند عایق الکتریکی، چسبندگی، پیوستگی و مقاومت در برابر خوردگی باشد و حفظ یکپارچگی آن بسیار مهم است.
عملکرد جامع پوشش تحت تأثیر عوامل زیادی مانند مواد پوشش، فناوری پر کردن، کیفیت ساخت، محیط خوردگی، سطح مدیریت و غیره است. درجه، که به صورت پیری، ترک، پوسته شدن، آسیب و سایر شرایط ظاهر می شود، سطح بدنه لوله در اثر تماس مستقیم یا غیرمستقیم با هوا و خاک خورده می شود. اگر پوشش را نتوان به طور موثر تشخیص داد و نگهداری کرد، در نهایت منجر به سوراخ شدن لوله، پارگی و حوادث آسیب می شود.
فناوری تشخیص پوشش عبارت است از استفاده از تجهیزات ویژه برای تشخیص عملکرد جامع پوشش بدون تماس بر روی زمین با فرض عدم حفاری خط لوله، مکان یابی علمی، دقیق و اقتصادی عیوب پیری و آسیب پوشش و تعیین اندازه آمار طبقه بندی شده را انجام دهید، در عین حال ارزیابی جامعی را در مورد اندازه و کمیت عیوب انجام دهید و یک طرح اصلاحی را پیشنهاد دهید تا مالک خط لوله را راهنمایی کند تا وضعیت پوشش خط لوله را درک کند و تعمیر و نگهداری عملی را برای اطمینان از یکپارچگی و سلامت انجام دهد.
یکپارچگی پوشش اجرای داخلی فناوری تشخیص
خطوط لوله در اواسط دهه 1980 آغاز شد. روش‌های تشخیص عمدتاً شامل تشخیص پتانسیل لوله/زمین استاندارد، تست مقاومت عایق پوشش پیرسون (پیرسون) و آزمایش جریان لوله است. نتایج آزمایش نقش مهمی در ارزیابی کلی پوشش ایفا می کند، اما هنوز شکاف بزرگی در مکان یابی دقیق عیوب و راهنمایی های معقول برای تعمیرات اساسی وجود دارد. در سال‌های اخیر، از طریق وام‌های بانک جهانی و مبادلات با شرکت‌های خطوط لوله خارجی، تجهیزات تست خارجی خط لوله نسبتاً ارزان و آسان برای کار هستند. فناوری خارجی خط لوله خارجی به طور گسترده در آزمایش پوشش داخلی خطوط لوله نفت و گاز از راه دور استفاده می شود.
فناوری تشخیص به سطح کشورهای پیشرفته پیشرفته رسیده است و فناوری‌های تشخیص خارجی که به طور گسترده در کار واقعی مورد استفاده قرار می‌گیرند عمدتاً عبارتند از: تشخیص پتانسیل لوله/زمین استاندارد، تشخیص پیرسون، آزمایش پتانسیل نزدیک، تست جریان مخاطب با فرکانس چندگانه، و تست گرادیان DC.
فناوری تشخیص موقعیت لوله/محل استاندارد (P/S)
این فناوری عمدتاً برای نظارت بر اثربخشی اثر حفاظت کاتدی، با استفاده از یک مولتی متر برای آزمایش پتانسیل بین الکترود زمین شده CU/CuSO4 و نقطه خاصی روی فلز استفاده می‌شود. سطح خط لوله و از طریق منحنی فاصله پتانسیل درک توزیع پتانسیل برای تشخیص تفاوت بین پتانسیل فعلی و پتانسیل قبلی و اندازه گیری شرایط پوشش با توجه به اینکه آیا پتانسیل حفاظت کاتدی اندازه گیری شده با استاندارد مطابقت دارد یا خیر. این روش سریع و ساده است و هنوز به طور گسترده در مدیریت و نظارت روزانه پوشش خط لوله و حفاظت کاتدی توسط بخش های مدیریت خطوط لوله استفاده می شود.
فن آوری نظارت پیرسون (PS)
این فناوری برای یافتن عیوب پوشش و نواحی نقص استفاده می شود. از آنجایی که جریان حفاظت کاتدی مورد نیاز نیست، فقط سیگنال AC (000 هرتز) فرستنده باید روی خط لوله بارگذاری شود، بنابراین عملیات ساده و سریع است و به طور گسترده در نظارت بر پوشش استفاده شده است. با این حال، دقت نتایج تشخیص پایین است، به دلیل تداخل جریان خارجی، گروه های مختلف خاک و بخش پوشش می توانند باعث تغییرات سیگنال شوند و قضاوت عیوب و اندازه عیوب به تجربه اپراتور بستگی دارد.
3. فناوری آزمایش پتانسیل فاصله نزدیک (CIS، CIPS) آزمایش پتانسیل فاصله نزدیک (Close Interval Survey) و نظارت بر پتانسیل پلاریزاسیون فاصله نزدیک (Close Interval Potential Survey) شبیه به روش آزمایش استاندارد لوله/پتانسیل زمین (P/S) است. ماهیت آن آزمایش رمزگذاری شده بالقوه لوله به زمین و فناوری تست پتانسیل خاموش کردن رمزگذاری شده است.
با آزمایش پتانسیل شدید و پتانسیل فشرده حفاظت کاتدی روی خط لوله، می توان اثربخشی حفاظت کاتدی را تعیین کرد و موقعیت و اندازه نقص را می توان به طور غیرمستقیم برای منعکس کننده شرایط پوشش یافت. این روش همچنین دارای محدودیت هایی است، میزان دقت آن پایین است، به تجربه اپراتور بستگی دارد، به راحتی تحت تأثیر تداخل خارجی قرار می گیرد و برخی از خطاهای خواندن می تواند به 200-300 میلی ولت برسد.
آزمایش جریان لوله چند فرکانس PCM
روش نقطه میانی لوله چند فرکانس یک فناوری جدید برای نظارت بر نشت پوشش است و یک روش تشخیص پوشش بهبود یافته بر اساس روش آزمایش گرادیان جریان لوله است. ابزار PCM نسبتا پیشرفته در حال حاضر را انتخاب می کند، جریان را با توجه به بازه تشخیص شناخته شده اندازه گیری می کند، توزیع گرادیان جریان را اندازه می گیرد و نمای کلی کل خط لوله را به تصویر می کشد. می تواند به سرعت و اقتصادی بخش خط لوله را با نشتی جدی سیگنال جریان پیدا کند و از آن عبور کند.
رایانه وضعیت پوشش را تجزیه و تحلیل و ارزیابی می کند و سپس از قاب “A” ابزار PCM برای تشخیص گرادیان پتانسیل سطح استفاده می کند تا به طور دقیق مکان یابی شود. نقطه شکست پوشش این روش با خطوط لوله با مشخصات و مواد مختلف سازگار است. این می تواند کل خط لوله را در مسافت طولانی تشخیص دهد و کمتر تحت تأثیر تغییرات مواد پوشش و محیط های زمین قرار می گیرد.
مقدار مقاومت سطح Rg برای تقسیم درجه فنی پوشش خط لوله، ارزیابی وضعیت پوشش خط لوله و پیشنهاد روش نگهداری پوشش استفاده می شود. با استفاده از یک کویل کوپلینگ اختصاصی، می تواند بازرسی پوشش روی خطوط لوله زیر آب را نیز انجام دهد.
روش گرادیان پتانسیل DC (DCVG)
این روش گرادیان پتانسیل ایجاد شده بر روی محیط خاک توسط جریان حفاظت کاتدی که به قسمت آسیب دیده پوشش مدفون خط لوله (یعنی افت IR خاک) جریان می یابد را شناسایی کرده و پوشش را محاسبه می کند.
بر اساس درصد افت IR. اندازه نقص لایه این مزیت را دارد که توسط جریان متناوب مختل نمی شود و با تعیین اینکه آیا جریان به خط لوله می گذرد یا از آن خارج می شود، می توان تشخیص داد که آیا خط لوله از خوردگی رنج می برد یا خیر.
مقایسه چند روش تست
در سال های اخیر نویسنده اثربخشی پوشش و حفاظت کاتدی را بر روی چندین خط لوله مانند خط سیچوان لانگ کانگ، خط گونگ-زی، خط لو-وی، خط شن دائو و غیره آزمایش کرده است. از یک طرف، روش های ذکر شده در بالا مقایسه شد و مشخص شد که انواع فناوری های تشخیص نقص پوشش با بارگذاری سیگنال های DC یا AC بر روی خط لوله محقق می شود و تفاوت فقط در ساختار، عملکرد و عملکرد است.
هر روشی تاکید خود را دارد و در ارزیابی عملکرد جامع پوشش قانع کننده است، اما هر کدام مزایا و معایب خود را دارند. برای غلبه بر محدودیت‌های یک فناوری تشخیص واحد، نویسنده دریافت که ترکیب چندین روش تشخیص برای تشخیص عیوب پوشش می‌تواند کمبودهای فناوری‌های مختلف را در طول بازرسی در محل جبران کند. برای خطوط لوله ای که با حفاظت کاتدی محافظت می شوند، ابتدا به مقدار آزمایش در رکورد مدیریت روزانه (P/S) مراجعه کنید و سپس از فناوری CIPS برای اندازه گیری پتانسیل زمین لوله خط لوله استفاده کنید.
پتانسیل خاموشی اندازه گیری شده می تواند اثر سیستم حفاظت کاتدی را تعیین کند. پس از اینکه پوشش ممکن است معیوب باشد، از فناوری DCVG برای تعیین مشخصات کاتد و آند هر عیب استفاده کنید و در نهایت از DCVG برای تعیین موقعیت مرکزی عیب استفاده کنید و از افت IR ناشی از جریان نشت نقص اندازه گیری شده برای عبور از داخل دستگاه استفاده کنید. خاک برای تعیین اندازه و شدت عیب، از این به عنوان مبنایی برای انتخاب تعمیرات استفاده کنید.
برای خطوط لوله بدون حفاظت کاتدی، می توان از فناوری تست PCM برای تعیین بخش لوله با نشتی جدی سیگنال فعلی استفاده کرد و سپس قاب A یا فناوری تشخیص پیرسون مورد استفاده در PCM می تواند به طور دقیق نقطه آسیب پوشش را تعیین کند و اندازه آن را تعیین کند. آسیب پوشش همچنین می توان از فناوری تست PCM برای خطوط لوله با حفاظت کاتدی استفاده کرد و دقت تشخیص آن کمی کمتر از فناوری DCVG است.
از آنجایی که تمام تکنیک‌های تشخیص پوشش سیگنال‌های الکتریکی را روی خط لوله اعمال می‌کنند، در تکنیک‌های مختلف نقص‌هایی وجود دارد و برخی از عیوب پوشش را نمی‌توان یافت. نمی تواند برای تشکیل یک حلقه به زمین جریان یابد و فقط می توان آن را با روش های دیگر جستجو کرد. به دلیل اثر محافظ، برای عبور خطوط لوله با پوشش مناسب نیست. همه فن آوری ها نمی توانند تعیین کنند که آیا روکش کنده شده است یا خیر.
سوم، فناوری تشخیص درون خطی فناوری تشخیص درون خطی عبارت است از افزودن تجهیزات مختلف آزمایش غیر مخرب (NDT) به پیگ جزیره (PIG) و تغییر غیرهوشی که در ابتدا برای تمیز کردن استفاده می‌شد به جمع‌آوری، پردازش و ذخیره‌سازی اطلاعات. و غیره آشکارساز نقص خط لوله هوشمند (SMART PIG) با عملکردهای متعدد می تواند از طریق حرکت پیگ در خط لوله، عیوب خط لوله را تشخیص دهد.
در اوایل سال 965، شرکت Tuboscopc ایالات متحده با موفقیت از فناوری آزمایش غیرمخرب نشت شار مغناطیسی (MFL) برای تشخیص داخلی خطوط لوله نفت و گاز در فواصل طولانی استفاده کرد و سایر فناوری‌های تشخیص داخلی غیر مخرب نیز یکی پس از دیگری تولید می شود. چشم انداز کاربرد گسترده آن را کشف کنید.
در حال حاضر شرکت های مانیتورینگ خارجی معروف Tuboscopc GE PII در آمریکا، British Gas در انگلستان، Pipetronix در آلمان و Corrpro در کانادا هستند و محصولات آنها به سریال سازی و تنوع رسیده است. آشکارسازهای داخلی را می توان به گیج های کولیس برای تشخیص تغییر شکل هندسی خطوط لوله، آشکارسازهای نشت خط لوله برای آشکارسازهای نشت خط لوله، آشکارسازهای نشت شار مغناطیسی برای تشخیص عیب حجمی ناشی از خوردگی و آشکارسازهای مسطح ترک مانند تقسیم کرد. آشکارسازهای جریان گردابی برای تشخیص عیب، آشکارسازهای اولتراسونیک و تجهیزات تشخیص ترک بر اساس امواج برشی الاستیک. چندین روش که به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند در زیر به اختصار معرفی می شوند.
1. فن آوری بهبود فن آوری اندازه گیری قطر عمدتا برای تشخیص تغییر شکل هندسی خط لوله ناشی از نیروی خارجی و تعیین مکان خاص تغییر شکل استفاده می شود. برخی از دستگاه های مکانیکی و برخی از اصل القای مغناطیسی استفاده می کنند که می تواند هندسه چاله ها، بیضی و قطرهای داخلی را تشخیص دهد. تغییرات و سایر ناهنجاری های هندسی بر قطر داخلی موثر لوله تأثیر می گذارد.
2. فن آوری تشخیص نشت در حال حاضر، فن آوری های بالغ تر روش فشار دیفرانسیل و روش تابش صوتی است. اولی شامل یک ابزار با یک دستگاه اندازه گیری فشار است و خط لوله ای که باید آزمایش شود باید با مایع مناسب پر شود. نشتی از پایین ترین منطقه فشار در خط لوله، و ابزار تشخیص نشت در اینجا نصب شده است.
دومی مبتنی بر تشخیص نشت صوتی است، با استفاده از صدای منحصر به فرد در محدوده 20 تا 40 کیلوهرتز که هنگام نشت خط لوله تولید می شود، از طریق یک سنسور با انتخاب فرکانس مناسب، دستگاه الکترونیکی آن را جمع آوری می کند، نشتی را از طریق چرخ مسافت پیموده شده شناسایی و مکان یابی می کند.
3. فناوری تشخیص نشت شار مغناطیسی (MFL) در میان تمام فناوری‌های تشخیص نشت خط لوله، تشخیص نشت شار مغناطیسی طولانی‌ترین سابقه را دارد، زیرا می‌تواند عیوب حجمی ناشی از خوردگی داخلی و خارجی جزیره لوله را تشخیص دهد و نیازهای کمی برای محیط تشخیص و می تواند برای خطوط لوله نفت و گاز نیز استفاده می شود و می تواند به طور غیرمستقیم وضعیت پوشش را قضاوت کند و دامنه کاربرد آن گسترده ترین است.
از آنجایی که نشت شار یک فرآیند نسبتاً پر سر و صدا است، سیگنال‌های غیرعادی در رکورد داده‌ها حتی بدون هیچ گونه تقویتی از داده‌ها مشهود هستند و کاربرد آن نسبتاً ساده است. شایان ذکر است که هنگام استفاده از آشکارساز نشت شار مغناطیسی برای تشخیص خطوط لوله، سرعت عملیات پیگ باید کنترل شود و نشت شار مغناطیسی به سرعت عملکرد حامل آن بسیار حساس است، اگرچه سنسور جریان به جای سیم پیچ سنسور سرعت پیگ را کاهش می دهد.
حساسیت، اما نمی تواند اثر سرعت را از بین ببرد. هنگامی که این فناوری خط لوله را شناسایی می کند، دیواره لوله برای رسیدن به اشباع مغناطیسی کامل مورد نیاز است. بنابراین دقت تست به ضخامت دیواره لوله مربوط می شود. هرچه ضخامت بیشتر باشد، دقت کمتری دارد. محدوده قابل اجرا معمولاً این است که ضخامت دیواره لوله از 2 میلی متر تجاوز نکند. دقت این فناوری به اندازه اولتراسونیک نیست و تعیین ارتفاع دقیق نقص همچنان به تجربه اپراتور بستگی دارد.
4. فن آوری تست اولتراسونیک پیزوالکتریک اصل فناوری تست اولتراسونیک پیزوالکتریک مشابه است.
مقاله های پیشنهادی :
روش‌های پوشش دادن سطح لوله‌های فولادی
تشخیص لوله‌های فولادی (مانیسمان) تقلبی و با کیفیت پایین