Перспективы применения бесконтактной магнитометрической диагностики (БМД) нефтепромысловых трубопроводов

Развитие метода бесконтактной магнитометрической диагностики (БМД)  началось с 2000 года, когда предприятие ООО «Энергодиагностика» (г. Москва) приступило к практической реализации метода магнитной памяти металла (МПМ) для проведения экспресс-диагностики трубопроводов, расположенных под слоем грунта. К тому времени специалистами ООО «Энергодиагностика» под руководством профессора Дубова А.А. были даны достаточные теоретические обоснования и проведено большое количество практических исследований, показавших достоверность данного метода для проведения контактного неразрушающего контроля оборудования и конструкций, изготовленных из магнитных материалов.

Согласно А.А.Дубову, основными источниками возникновения повреждений в конструкциях являются зоны концентрации напряжений (КН), в которых коррозионные процессы, развитие усталости и ползучести проходят наиболее интенсивно. При развитии этих процессов изменяется намагниченность металла, отражающая фактическое напряженно-деформированное состояние (НДС) конструкций. Таким образом, метод магнитной памяти металла — это метод неразрушающего контроля, основанный на регистрации и анализе распределения собственных магнитных полей рассеяния (СМПР) на поверхности изделий с целью определения зон концентрации напряжений, дефектов, неоднородности структуры металла и сварных соединений. В 2003 году разработаны и утверждены в установленном порядке государственные стандарты ГОСТ Р 52005-2003 «Контроль неразрушающий. Метод магнитной памяти металла. Общие требования» и ГОСТ Р 52081-2003 «Контроль неразрушающий. Метод магнитной памяти металла. Термины и определения», принятые позднее в качестве международных.

В свою очередь, бесконтактная магнитометрическая диагностика (БМД) основана на измерении искажений магнитного поля Земли, обусловленных изменением магнитной проницаемости металла трубы в зонах концентрации напряжений (ЗКН) и в зонах развивающихся коррозионно-усталостных повреждений. При этом характер изменений магнитного поля Земли обусловлен деформацией трубопровода, возникающей в нем вследствие воздействия ряда факторов, таких как остаточные технологические и монтажные напряжения, рабочие нагрузки напряжений самокомпенсации при колебаниях температуры наружного воздуха и грунта.

Экспертной организацией ООО «Стрела» в 2006 г. было начато освоение метода БМД с помощью измерителя концентрации напряжений ИКН-3М-12.

Конечно, этот метод является гораздо более сложным, чем большинство известных методов неразрушающего контроля, но тем не менее нам хотелось бы сделать некоторые выводы по итогам применения данного метода в течение этого небольшого срока.
Самым большим и неоспоримым преимуществом данного метода диагностики является возможность выявления дефектов металла различной природы без вскрытия трубопровода на значительном удалении от них. Не требуется специальной подготовки трассы, кроме расчистки от зарослей и высоких насаждений. Существует возможность проведения контроля при температуре окружающего воздуха до минус 200С.

Однако необходимо отметить и ряд недостатков, присущих этому методу:
- Неудобство в использовании на трассе. Множество проводов блока счета длины затрудняет прохождение по заросшим трассам, болотистым участкам.
- При использовании режима «таймер» измерение длины проконтролированного участка трубопровода и определение координаты обнаруженных ЗКН осуществляются расчетом, исходя из скорости оператора, которую достаточно сложно выдержать постоянной во время замеров.
- Необходимо очень точное прохождение над осью трассы трубопровода с минимальными отклонениями от оси для получения достоверных данных о состоянии трубопровода, что особенно важно для трубопроводов малого диаметра.
- Достаточно хорошо освоена диагностика трубопроводов сравнительно большого диаметра (более 159 мм), контроль трубопроводов с меньшим диаметром вызывает затруднения при расшифровке магнитограмм ввиду низкого уровня СМПР, особенно для большой глубины залегания трубопровода.

Метод БМД со стороны выглядит очень привлекательным ввиду того, что позволяет определить техническое состояние трубопроводов по всей длине без серъезных материальных затрат со стороны эксплуатирующей организации. Без сомнения, этот метод ждет большое будущее. В планах  ООО «Энергодиагностика» – разработка классификации магнитных сигналов в ЗКН по видам развивающихся повреждений и дальнейшее совершенствование программного обеспечения. Однако здесь все же  хочется привести слова профессора Дубова А.А. на IV Международной  научно-технической конференции «Диагностика оборудования и конструкций с использованием магнитной памяти металла»:
«Конечно, многим из нас хочется все упростить в БМД. Мы хотим предостеречь таких скороспелых специалистов от неизбежной  компроментации себя и БМД перед заказчиками. Не изучив основы взаимодействия силовых и слабых полей, невозможно эффективно развивать БМД».

Литература

IV Международная научно-техническая конференция «Диагностика оборудования и конструкций с использованием магнитной памяти металла»
г. Москва, 14-16 февраля 2007 г., сборник докладов.