Цифровая радиография гибких полимерных армированных труб

В рамках НИР требовалось определить, применима ли цифровая радиография для выявления дефектов ГПАТ при изготовлении и эксплуатации, в том числе непосредственно на действующем трубопроводе.
 

Что проверяли
 

   •    возможность контроля ГПАТ с металлическим и стекловолоконным армированием;
   •    работоспособность метода на трубопроводе с движущейся рабочей средой под давлением;
   •    выявление повреждений, имитирующих воздействия при строительно-монтажных работах;
   •    возможность оценки геометрических параметров и профильной толщинометрии.

Объект контроля
 

Наружный диаметр исследованных ГПАТ — 180 мм. Контролировались как выведенные из эксплуатации образцы, так и действующий трубопровод.

Нормативная база: ГОСТ ISO 17636-2—2017; ГОСТ Р 56787—2015; ГОСТ 25113—86; ГОСТ Р 55776—2013.

Решение
 

Контроль выполнили цифровым радиографическим методом в полевых условиях. В качестве средства контроля использовали КЦР «Цифракон 2532» с программным обеспечением «Дисофт»; источником излучения служил рентгеновский аппарат.
 

Полевой контроль ГПАТ на площадке Ярактинского НГКМ

Почему цифровая радиография
 

Результат формируется непосредственно в цифровом виде, поэтому изображение можно сразу анализировать, измерять размеры выявленных участков и оценивать качество снимка. В испытаниях использовались инструменты «Дисофт» для образмеривания дефектов и расчёта нормализованного отношения сигнал/шум.

ПАРАМЕТРЫ КЦР «ЦИФРАКОН»

   •    активная область детектора — 253 × 317 мм;
   •    размер пикселя — 124 мкм;
   •    базовое пространственное разрешение по ISO 17636-2 — 130 мкм;
   •    масса детектора — 3,4 кг;
   •    время работы батареи в режиме съёмки — до 8 часов.
 

Ключевая проверка: действующий трубопровод
 

Одна из наиболее показательных частей испытаний — контроль ГПАТ с металлическим армированием, по которому в момент исследования перемещалась рабочая среда под давлением.

Наличие рабочей среды не препятствовало получению радиографических изображений, пригодных для анализа. На снимках удалось визуализировать конструктивные элементы трубопровода и выполнить профильную толщинометрию.
 

Контроль эксплуатируемого ГПАТ с движущимся продуктом 

Качество изображения
 

Качество полученных радиограмм оценивали по параметрам, применяемым в цифровой радиографии. Для контроля геометрической нерезкости использовали двупроволочный эталон.

На всех полученных радиограммах удалось добиться требуемых параметров качества по ГОСТ ISO 17636-2—2017. Для одного из снимков значение SNRn составило 240.

На первом этапе работ производился контроль эксплуатируемого ГПАТ с движущимся под давлением продуктом с металлической армировкой.
 

 Снимок бездефектного участка ГПАТ с металлической армировкой 

Снимок бездефектного участка ГПАТ с неметаллическим (стекловолоконным) армированием

Для осуществления профильной толщинометрии в качестве калибровочного образца был использован стальной шарик диаметром 25,4 мм. Источник рентгеновского излучения был выставлен на фокусное расстояние 700 мм относительно объекта контроля. На выходное окно излучения был установлен фильтр из 10 мм стали для усиления контрастности. Анодное напряжение 200 кВ, анодный ток 2 мА. Время накопления кадра 5 секунд, количество кадров 5 шт.
 

 
Профильная толщинометрия ГПАТ

При толщинометрии внешний слой полимера составил 6 мм, общая толщина стенки — 20 мм.

После первичного контроля на образцы нанесли искусственные повреждения, моделирующие воздействия при СМР и эксплуатации. Это позволило проверить не просто получение изображения, а способность метода выделять конкретные изменения конструкции.

Продольный надрез — поверхностный надрез защитного слоя длиной 100 мм под углом 55°. На радиограммах дефект имел чёткие границы; измеренные размеры составили 80,5 и 97,7 мм.

Разрыв — разрыв ГПАТ со стекловолоконным армированием отчётливо визуализировался как нарушение непрерывности структуры, изменение взаимного положения армирующих элементов и локальное изменение толщины.

Изгиб — геометрическая деформация определялась по радиограмме по локальному изменению взаимного расположения армирующих слоёв.

Дефекты эксплуатации — на выведенных из эксплуатации трубопроводах были видны неоднородности, предположительно связанные с остатками продуктов эксплуатации, землёй, камнями и другими загрязнениями.
 

а

б

Снимок ГПАТ с нанесенным вытянутым плоскостным дефектом до (а) и после (б) увеличения масштаба.
 

 

Снимок ГПАТ без продукта с металлической армировкой и искусственно нанесенным вытянутым плоскостным дефектом
 

Изображение участка с искусственно нанесённым дефектом
 

 

Снимок ГПАТ с неметаллической армировкой
после разрыва трубопровода

Снимок ГПАТ с нанесенным искусственным продольным
плоскостным дефектом с неметаллической армировкой
 

 

 

 

Снимок с дефектами эксплуатации с неметаллической армировкой

Результат
 

Испытания подтвердили техническую применимость цифровой радиографии для контроля гибких полимерных армированных трубопроводов с различными типами армирования — как вне эксплуатации, так и на действующем трубопроводе.

   •    Получены информативные изображения ГПАТ с металлическим и стекловолоконным армированием.
   •    Подтверждена возможность контроля трубопровода с рабочей средой, находящейся под давлением.
   •    Выявлены искусственно сформированные повреждения: надрезы, разрыв и изгиб.
   •    По радиограммам оценены конструктивные элементы и выполнена профильная толщинометрия.
   •    Качество изображений соответствовало требованиям ГОСТ ISO 17636-2—2017; SRB — 130 мкм, SNRn > 200.

Вывод
 

Цифровая радиография в данном испытании показала возможность получать данные о внутреннем состоянии ГПАТ без остановки трубопровода и без извлечения рабочей среды. Метод позволяет одновременно оценивать конструкцию, состояние армирующего слоя, геометрические параметры и наличие дефектов защитного покрытия.
При этом выбор параметров контроля должен выполняться с учётом конструкции конкретной ГПАТ, типа армирования, толщины и условий эксплуатации. 

Хотите провести аналогичные испытания со своим оборудованием? Свяжитесь с нами:

info@ncontrol.ru   +7 343 227-333-7
 

Также могут быть интересны статьи:
 

Оцениваем комплект оборудования перед закупкой: производственные испытания ЭТНА-М250СН с цифровым детектором

Сравнительные испытания рентгеновских аппаратов при проведении цифровой радиографии

Рентгеновский аппарат сигнализирует: 6 симптомов, которые требуют срочной диагностики

Опыт контроля аустенитных труб на гибкий детектор «Цифракон 1025А»

Пять схем контроля на гибкий детектор Цифракон

Контроль сварных швов без снятия изоляции и выведения трубопровода из эксплуатации в жарких климатических условиях

Тренировка рентгеновского аппарата: зачем проводится и когда необходима

Чек-лист для проверки рентгеновских аппаратов после зимней эксплуатации