Повторное использование труб: где возникает проблема
После завершения срока службы участок трубопровода не всегда отправляется в металлолом. Во многих случаях трубы проходят восстановление и могут использоваться повторно.
Удаление старой изоляции трубы
Типовой процесс выглядит следующим образом:
- демонтаж трубопровода;
- доставка труб на ремонтную базу;
- удаление старой изоляции;
- абразивная очистка поверхности;
- мойка водой под сверхвысоким давлением;
- визуально-измерительный контроль (ВИК);
- ресурсные расчёты;
- ремонт выявленных дефектов;
- нанесение нового защитного покрытия.
После восстановления трубы могут использоваться при капитальном ремонте действующих трубопроводов или при строительстве менее ответственных участков.
Однако именно этап визуально-измерительного контроля (ВИК) часто становится основным ограничением всей технологической цепочки.
Однако именно этап визуально-измерительного контроля (ВИК) часто становится основным ограничением всей технологической цепочки.
Почему ручной ВИК перестал справляться с задачей
Традиционно визуально-измерительный контроль выполняет дефектоскопист.
Специалист проходит вдоль трубы и вручную фиксирует:
Для измерений используются штангенциркули, шаблоны, линейки и щупы.
На обследование одной трубы длиной 12 метров и диаметром 1420 мм может уходить до 8 часов чистого рабочего времени.
Такой подход имеет ряд ограничений.
Специалист проходит вдоль трубы и вручную фиксирует:
- коррозионные язвы;
- вмятины;
- гофры;
- овальность;
- другие поверхностные дефекты.
Для измерений используются штангенциркули, шаблоны, линейки и щупы.
На обследование одной трубы длиной 12 метров и диаметром 1420 мм может уходить до 8 часов чистого рабочего времени.
Такой подход имеет ряд ограничений.
Длительность контроля
При больших объёмах ремонта ручной ВИК становится узким местом производственного процесса.
Человеческий фактор
Даже опытный специалист может пропустить дефект или допустить ошибку при измерениях.
Отсутствие цифровой модели
Результаты контроля хранятся в журналах и отдельных записях. При этом отсутствует полноценная цифровая развёртка поверхности трубы с координатами всех повреждений.
Требования нормативной документации
Для оценки остаточного ресурса необходимо учитывать не только глубину дефекта, но и:
Подобный объём данных сложно получать вручную при высокой производительности.
При больших объёмах ремонта ручной ВИК становится узким местом производственного процесса.
Человеческий фактор
Даже опытный специалист может пропустить дефект или допустить ошибку при измерениях.
Отсутствие цифровой модели
Результаты контроля хранятся в журналах и отдельных записях. При этом отсутствует полноценная цифровая развёртка поверхности трубы с координатами всех повреждений.
Требования нормативной документации
Для оценки остаточного ресурса необходимо учитывать не только глубину дефекта, но и:
- его длину;
- ширину;
- ориентацию;
- расположение относительно сварных швов;
- удалённость от торцов трубы.
Подобный объём данных сложно получать вручную при высокой производительности.
Решение: автоматизированный комплекс лазерного сканирования труб
Для решения данной задачи специалисты НПЦ «Самара» разработали аппаратно-программный комплекс бесконтактного лазерного сканирования наружной поверхности труб.
Комплекс предназначен для автоматического выявления и измерения дефектов поверхности с формированием цифровой модели трубы.
Комплекс предназначен для автоматического выявления и измерения дефектов поверхности с формированием цифровой модели трубы.
Как работает система
Труба размещается на роликовых опорах установки.
Вдоль трубы перемещается измерительная консоль, оснащённая:
Лазерные сканеры имеют разрешение 1280 точек и работают с частотой до 7000 профилей в секунду.
После каждого прохода труба автоматически поворачивается на заданный угол, что обеспечивает полное сканирование поверхности.
Полученные данные обрабатываются программным обеспечением, использующим свёрточные нейронные сети для классификации дефектов.
Вдоль трубы перемещается измерительная консоль, оснащённая:
- двумя 2D-лазерными сканерами;
- камерами машинного зрения;
- системой автоматической обработки данных.
Лазерные сканеры имеют разрешение 1280 точек и работают с частотой до 7000 профилей в секунду.
После каждого прохода труба автоматически поворачивается на заданный угол, что обеспечивает полное сканирование поверхности.
Полученные данные обрабатываются программным обеспечением, использующим свёрточные нейронные сети для классификации дефектов.
Что получает заказчик
По результатам сканирования формируется цифровая модель трубы с полной информацией о её состоянии.
Система позволяет получать:
Сканограмму поверхности
Развёртка трубы содержит:
Данные для ресурсных расчётов
Полученная цифровая модель может напрямую использоваться при расчёте остаточного ресурса трубной продукции.
Цифровой паспорт трубы
В системе хранится информация о жизненном цикле изделия:
Система позволяет получать:
Сканограмму поверхности
Развёртка трубы содержит:
- координаты дефектов;
- длину;
- ширину;
- глубину;
- фотоизображения повреждений.
Данные для ресурсных расчётов
Полученная цифровая модель может напрямую использоваться при расчёте остаточного ресурса трубной продукции.
Цифровой паспорт трубы
В системе хранится информация о жизненном цикле изделия:
- результаты контроля;
- протоколы испытаний;
- паспорта;
- ремонтная история;
- сопроводительная документация.
Производительность комплекса
Для трубы диаметром 1420 мм полный цикл занимает:
По сравнению с ручным визуально-измерительным контролем достигается ускорение в 20–25 раз.
- 18 минут сканирования;
- 6 минут обработки данных.
По сравнению с ручным визуально-измерительным контролем достигается ускорение в 20–25 раз.
Точность измерений
Точность измерений
Метрологические характеристики комплекса:
- длина и ширина дефекта — ±0,1 мм;
- глубина коррозии — ±0,1 мм;
- глубина гофр — ±0,5 мм;
- овальность — ±0,5% диаметра.
Область применения
Комплекс предназначен для контроля труб диаметром:
Длина контролируемых труб — от 5 до 12 метров.
Оборудование может работать как отдельный пост контроля либо интегрироваться в автоматизированную технологическую линию.
- 530 мм;
- 630 мм;
- 720 мм;
- 820 мм;
- 1020 мм;
- 1220 мм;
- 1420 мм.
Длина контролируемых труб — от 5 до 12 метров.
Оборудование может работать как отдельный пост контроля либо интегрироваться в автоматизированную технологическую линию.
Возможности дальнейшего расширения
Конструкция комплекса предусматривает интеграцию дополнительных систем контроля:
- магнитного дефектоскопа;
- ультразвукового контроля (УЗК);
- автоматической маркировки дефектов;
- контроля внутренней поверхности труб;
- контроля защитных покрытий;
- роботизированного ремонта дефектов;
- интеграции в поточные производственные линии.
Результат проекта
Комплекс был спроектирован, изготовлен, прошёл приёмочные испытания и передан заказчику, выполняющему восстановление труб для повторного использования.
Проект показал, что автоматизация визуально-измерительного контроля позволяет не только значительно сократить время диагностики, но и получить цифровую модель трубы, необходимую для объективной оценки её технического состояния и остаточного ресурса.
Проект показал, что автоматизация визуально-измерительного контроля позволяет не только значительно сократить время диагностики, но и получить цифровую модель трубы, необходимую для объективной оценки её технического состояния и остаточного ресурса.
