مقاله یافته ها از یک تست واقعی توپک هوشمند الکترونیکی در خط ١٠۵٨ کیلومتری انتقال گاز

word قابل ویرایش
15 صفحه
دسته : اطلاعیه ها
12700 تومان
127,000 ریال – خرید و دانلود

یافته ها از یک تست واقعی توپک هوشمند الکترونیکی در خط ١٠۵٨ کیلومتری انتقال گاز
واژه های کلیدی :توپک الکترونیکی ، تست غیر مخرب ، کاهش فلز، عیوب ,MFL
چکیده : تست های غیر مخرب از جمله توپکرانی هوشمند خطوط لوله مدفون بهترین گزینه بازرسی فنی جهت تعیین عمر باقی مانده و شناسائی نقاط آسیب پذیر خطوط لوله می باشد.
در توپکرانی ( ١٠۵٨ )کیلومتر خط انتقال گاز فشار قوی (psi ١٠۵٠ )از خـانگیران در سـرخس تـا رشـت در شـمال و شـمال شرق ایران که در سال ٨۵ انجام شد یافته های تجربی ارزشمندی به دست آمد که در این مقالـه سـعی شـده بـه بخشـی از آن اشاره شود .توپکرانی به روش MFL بکار گیری یک متد تست غیر مخرب (Non Destructive Test) بـه منظـور تعیـین میـزان کاهش فلز (Metal Loss) در خطوط لوله مدفون می باشد.
برخی چالش های پیش روی بهره بردار خطوط انتقال گاز به منظور انجام توپکرانی در خط لوله گازدار وجود دارد و از جمله آن محدودیت در سرعت حرکت پیگ در خط به منظور به دست آوردن یافتـه هـای دقیـق و متعاقـب آن کـاهش اجتنـاب ناپـذیر جریان گاز(FLOW) است .
در این مقاله علاوه بر موارد فوق این مطالب مورد اشاره قرار می گیرد؛اصول کار توپک هوشمند مغناطیسی و مکان یابی توپک با استفاده از مگنت های ثابت و سیار , اقدامات قبل از توپکرانی از جمله آماده سازی خط لوله , اطلاعات عملیاتی توپک ,نحـوه ارزیابی عیب , نتایج آماری حاصل از توپکرانی هوشمند,مشکلات مشاهده شده در عملیات توپکرانی ,نقاط ضعف و قـوت توپـک رانی الکترونیکی MFL در خط لوله ، گراف ها و منحنی های به دست آمده از پیگرانی.

مقدمه :
تست های غیر مخرب بهترین ابزار بازرسی فنی خطوط انتقال می باشد و کیلومترها خطوط لوله مدفون را با روشی بهتر از توپکرانی هوشمند نمی توان بازرسی نمود .هرچند این روش هزینه بالائی دارد اما جهت دسترسی به اطلاعات دقیق خط لوله ، تداوم مطمئن انتقال گاز ,پیشگیری از بروز انفجار ناشی از خوردگی خط لوله و حفظ جان ساکنین مجاور خطوط انتقال گاز فشار بالا ؛مدیریت انتقال شرکت ملی گاز ایران در بسیاری نقاط با پرداخت این هزینه موافقت نموده است .توپکرانی در خط انتقال گاز شمال غرب ایران از سرخس تا رامسر به طول ( ١٠۵٨ ) کیلومتر در ١٠ مرحله ارسال و دریافت انجام شد که در هر مرحله به طور متوسط ؛ ۵ بار توپک جاروبی تمیز کننده, یکبار توپک مغناطیسی قوی جهت جمع آوری ذرات فلزی و مغناطیسی و یکبار توپک MFL رانده شد و این عملیات در مجموع حدود ۶٠ روز به طول انجامید.
زمان احداث خط لوله پیگرانی شده سال ١٩٧۶ بوده است ،ابعاد خط ٣٠ و٣۶ اینچ , حداکثر فشار مجاز خط لوله bar ٧٢، جنس لوله LX۵۶٠ API و محدوده ضخامت خط لوله mm ١۴.٢٧ ,٩.۵٣ بوده است .
توپک شارمغناطیسی : Magnetic Flux Leakage Pig( MFL
این توپک که از نوع توپک های درون خطی (In Line Inspection) است که برای ارزیابی شرایط دیواره لوله بر اساس شار مغناطیسی طراحی شده است .
توپک دارای یک میدان مغناطیسی دائم است که باعث القای میدان مغناطیسی قوی می شود.اگر لوله فاقد نقص و یکپارچه باشد همه شار مغناطیسی از داخل آن عبور می کند، اما در صورت وجود عیب و نقص در لوله ، اعوجاج رخ می دهد که توسط سنسورها تشخیص داده شده و با تولید یک سیگنال الکتریکی وجود عیب دریافت می شود. سیگنال های دریافتی از سنسورها همزمان با توپکرانی آنالیز شده و در محل ذخیره اطلاعات ثبت می گردد.
اجزاء توپک :
سیستمهای مسافت سنج سیستمهای اندازه گیری جهت سیستمهای محافظ فشار سیستمهای کنترل سرعت سیستمهای نگهدارنده در برابر لرزش سیستم جلو برنده سیستم مغناطیس کننده سیستم حسگر (سنسور) سیستم ثبت و تحلیل داده ها سیستم تغذیه این توپک دو نوع سنسور دارد:
سنسور اصلی (Primary Sensor) که بین قطب شمال و جنوب مغناطیسی قرار دارد، بر اساس اثر هال (Hall Effect) طراحی شده است . اعوجاج در میدان مغناطیسی قوی که در راستای طولی القا می شود توسط این سنسور گرفته شده، کاهش فلز داخلی (corrosion) و خارجی (gouge)،pipeline fitting و انواع مختلف anomalies شناسایی می شود.
شکل ١

سنسور ثانوی (Secondary Sensor) که در پشت ناحیه مغناطیسی قرار دارد. در ترانسفورماتور (transducer) اهنرباهای کوچکی ساخته می شود که یک میدان مغناطیسی ضعیف و موضعی عمود بر دیواره القا کرده و امکان اشکار سازی عیوب در
سطح داخلی و یا نزدیک به آن را فراهم می کند

شکل ٢
نحوه موقعیت یابی توپک :
الف – موقعیت توپک در طول لوله :
جهت شناسایی موقعیت و فاصله عیوب از نقطه ارسال وسیله ای روی توپک قرار گرفته است که دارای تجهیزات مسافت سنجی می باشد. این تجهیزات شامل یک ادمتر (odometer) و یک بازوی نگهدارنده که با یک سیم رابط به سیستم پردازنده توپک متصل می باشد. (شکل ٣)
جهت مکان یابی دقیق توپک با استفاده از مگنت های ثابت و سیار در روی لوله در فواصل دو کیلومتری آهنربای قوی قرار می گیرد که این وسیله با ایجاد امواج الکترو مغناطیسی اقدام به ایجاد هشدار می نماید (شکل ۴). توپک به محض دریافت بیشترین موج به سیستم دستور صفر کردن یکی از مسافت سنج ها را می دهد. در نهایت با اجرای این دستور یک شماره از ١ تا ۵٨٣ به مگنت داده می شود. این شماره پس از گذشتن توپک از هر مگنت (به فاصله ٢ کیلومتر از یک دیگر) یک شماره اضافه می گردد، به این ترتیب محل عیب در طول لوله از نقطه فرستادن توپک به دو صورت نشان داده می شود. فاصله از ابتدا تا محل عیب و فاصله از آخرین مگنت پشت سر گذاشته شده که داده های آن به صورت زیر نمایش داده می شود:

شکل ٣: مسافت سنج و مدول تحلیل داده

شکل ۴: مگنت های هشدار دهنده
ب- موقعیت توپک در محیط لوله :
جهت مشخص شدن موقعیت دقیق عیوب در محیط لوله اقدام به تعریف ساعت لوله می شود. در این تعریف محیط لوله به صورت یک ساعت در نظر گرفته می شود و از ١ تا ١٢ تقسیم بندی می شود. گاهی اوقات بعضی از شرکت های سازنده این تقسیم بندی ها را بر حسب دقیقه انجام می دهند، به دلیل اینکه قطر بعضی از لوله ها زیاد می باشد و تقسیم لوله به ١٢ قسمت خطای زیادی ایجاد می کند، در این روش عموماّ محیط به ۶٠ قسمت تقسیم می شود و هر قسمت بر حسب دقیقه بیان می شود.
سنسور کشف کننده مشخص کننده محل عیب می باشد. با توجه به قرار گرفتن سنسورها در توپک ، برنامه نرم افزاری به هر یک از ردیف های سنسورها عددی اطلاق می دهد که بیان کننده مکان سنسور نسبت به ساعت ١٢ لوله و همچنین موقعیت سنسور نسبت به اولین سنسور می باشد. در زمان کشف عیب با توجه به تداخل کشف شده توپک نام سنسور کشف کننده را بر حسب ساعت لوله ثبت می کند(شکل ۵).

شکل ۵: نحوه تشخیص ساعت لوله از نحوه قرار گیری
سنسورها
اقدامات قبل از توپکرانی:
قبل از بررسی مسیر خط توسط توپک هوشمند لازم است یک سری اقدامات برای به دست آوردن اطلاعات درست و کامل انجام شود.
اولین اقدام تمیز کردن خط لوله است که این کار توسط شرکت ملی گاز ایران (NIGC) انجام شد. به این منظور یک توپک مغناطیسی به منظور جمع آوری ذرات فلزی داخل خط نظیر الکترود،ذرات مغناطیسی اکسید آهن ،پیچ و مهره فرستاده شد.
بعد از آن یک توپک مقطع نمای نمایشگر (dummy.profile pig) توسط شرکت پیمانکار رانده شد تا از عبور بدون مشکل
, روان و مطمئن توپک MFL اطمینان حاصل شود.
این توپک با سرعت متوسط m.s ٣.٠٨ رانده شد.
اطلاعات عملیاتی توپک : (Tool Operational Data)
خصوصیات توپک :
حداقل ابعاد عیوب قابل اندازه گیری (Min dimensions of measured defects)
خوردگی عمومی :تا طول t٣و عرض t٣ وعمق t٠١ حفره :طول t١ و عرض t١ و عمق t٠٢ ترک طولی را نمی دهد ولی ترک عرضی با ابعاد t٢ و عمق t ٠.١ را می دهد مقدار خطای ممکن در اندازه گیری عیوب (Measurement error of defects)
خوردگی t٠١برای ٨٠ % عیوب و t ٠.٢برای ٩٠ % عیوب حفره ناشی از خوردگی : t٠١۵برای ٨٠% عیوب و t ٠.٢برای ٩٠% عیوب مقدار خطای ممکن در موقعیت عیب (Error of defect location) نیم درصد جهت نزدیک ترین مارکر مغناطیسی دفن شده و ١ درصد جهت نزدیک ترین جوش و تا ١۵ درجه خطا در جهت عیب .
اطلاعات بدست آمده از عملیات توپکرانی در غالب یک نرم افزار به بهره بردار تحویل می شود . در این نرم افزار حدود ٣٠ گیگا بایت اطلاعات وجود دارد که به راحتی می توان وضعیت خطوط میدان مغناطیسی را در برخورد با هر عامل روی خط لوله مشاهده نمود . با مشاهده این تصاویر شما نیز می توانید بدون مراجعه به نتایج گزارش شده تا حدی نوع عارضه یا عیب را تشخیص دهید اما تلفیق اطلاعات و تعیین ابعاد عیب نیاز به تجربه و نرم افزار دارد.امور پژوهش شرکت ملی گاز جهت ساخت این توپک و نرم افزار مربوطه اقداماتی را انجام داده است .
ارزیابی عیب :(Defect Assessment)
هدف از ارزیابی عیب ، بیان اهمیتی است که یک ایراد(Defect ) در خط لوله به طور باالقوه می تواند داشته باشد. به زبان ساده تر، فشاری که به ازای آن عملکرد تضعیف شده لوله در حضور عیب می تواند ایمن باشد محاسبه می گردد. به این منظور فاکتور تخمین تعمیر Estimated Repair Factor( ERF) را تعریف می کنیم . این فاکتور که نشان دهنده شدت عیب روی لوله میباشد، تا زمانی که ١£ERF عیب خطرناک نیست ، اما زمانی که ١<ERF عیب خطرناک بوده و نیاز به تعمیر فوری دارد.
ERF = MAOP.Psafe MAOP: ماکزیمم فشار مجاز کاری (Maximum Allowable Operating pressure) Psafe: ماکزیمم فشار ایمن در ناحیه خورده شده P Safe فاکتوری است که بر اساس استانداردهای مختلف بنا به توافق بین مشتری و پیمانکار محاسبه می شود، به عنوان مثال استانداردهای :
• ASME B31 G
• Rstreng-2 (Modified ASME B31 G)
• DNV RP-F101
• Shell 92
استاندارد G ASME B٣١ بیشترین کاربرد را دارد. اساس معادله استفاده شده در این روش شامل موارد زیر است :
فرض میشود ماکزیمم تنش حلقوی (hoop stress) لوله برابر است با تنش تسلیم (yield strength) جنس لوله شکل خوردگی های کوچک به صورت سهمی و خوردگی های بزرگ به صورت مستطیلی مشخص می شود. ابعاد عیب به صورت زیر تعریف می شود:

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 12700 تومان در 15 صفحه
127,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد