КОМПЛЕКС ЦИФРОВОЙ РАДИОГРАФИИ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ СТЕНКИ ПРОДУКТОПРОВОДОВ В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ
DIGITAL RADIOGRAPHY COMPLEX FOR MEASUREMENT OF WALL THICKNESS OF PRODUCT LINES IN SERVICE

Комплекс цифровой радиографии для измерения толщины стенки продуктопроводов в процессе эксплуатации относится к измерительной техники, в частности к рентгеновским толщиномерам, и может быть использован для измерения остаточной толщины стенки основного металла продуктопроводов и элементов запорной арматуры в производственных объектах химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, нефтяной и газовой промышленности, трубопроводного транспорта.
Известен способ радиографического контроля с применением фосфорных пластин (РФ 2393463, G01N 23, 27.06.2010) для радиографического контроля сварных соединений, наплавок и основного металла. Согласно указанным в данном способе ГОСТ 7512-82 (п.п. 1.1, 1.2) и ГОСТ 20426-82 измерение толщины стенки остаточного металла не проводится, поэтому данный способ нельзя отнести к толщинометрии.
Известен, как наиболее схожий, рентгеновский толщиномер (РФ 2172930, G01B 15, 27.08.2001), предназначенный для измерения толщин металлических полос и полотнищ на прокатном стане и содержащий приемник излучения, состоящий из сцинтиллятора и фотоэлектронного умножителя, оптически связанного со сцинтиллятором, расположенный между контролируемым изделием и эталонным образцом, рабочим и компенсационным источником излучения и схемой обработки. Схема обработки выполнена в виде двухтактного модулятора и делителя.
Эти измерители предназначены для измерения толщин лент и полос и других плоскостных изделий без большого перепада толщин, так как применяемые приемники излучения имеют ограниченное пространственное разрешение и узкий динамический диапазон. Функциональные возможности таких толщиномеров ограничены измерением малых отклонений толщины контролируемого объекта от заданной толщины, т.е. эталонной. При больших отклонениях толщины, относительно эталонной погрешности, погрешность измерения резко возрастает за счет увеличения нелинейности, поэтому недостатком данного толщиномера является невозможность измерения толщины стенки при перепаде толщин более двухкратной от номинальной.
Так как контролируемое изделие располагается между источником и приемником излучения, одномоментно проводится измерение только одного значения толщины стенки, находящееся непосредственно в плоскости источника излучения и приемника. При этом измерение толщины стенки труб возможно исключительно при двухстороннем доступе (внешнем и внутреннем) к контролируемой стенке трубы.
Также недостатком вышеуказанного толщиномера является сложность конструкции с применением нескольких источников излучения (основного и компенсационного), постоянное размещение эталона в зоне контроля и сложная схема обработки.
Предлагаемый комплекс цифровой радиографии для измерения толщины стенки продуктопроводов в процессе эксплуатации, содержащий источник излучения, приемник излучение - многоразовая гибкая фосфорная пластина, устройство для считывания информации с многоразовых гибких фосфорных пластин, запоминающее и обрабатывающее устройство, отличающийся тем, что контролируемое изделие размещается между источником излучения и приемником излучения на расстоянии друг от друга не менее трех диаметров изоляции продуктопровода перпендикулярно направлению просвечивания, тем самым при контроле не плоскостных изделий, например труб, позволяет разместить источник излучения за наружными габаритами контролируемого изделия. Также с увеличением расстояния между источником излучения и приемником при использовании в качестве приемника излучения многоразовой фосфорной пластины больших габаритов появляется возможность проводить одновременное измерение толщин стенки и определять внешний и внутренний профиль двух противоположных стенок продуктопровода в процессе эксплуатации, тем самым в 2 раза увеличивая производительность контроля.
Применение гибких многоразовых пластин позволяет расширить динамический диапазон с увеличением пространственного разрешения и проводить измерения изделий сложной геометрии с большим перепадом толщин (более двухкратной толщины стенки от номинальной), изделий с защитными и теплоизолирующими покрытиями и изделий, заполненных различными плотными средами. Данная схема контроля позволяет контролировать продуктопроводы и элементы запорной арматуры на производственных объектах химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей промышленности, нефтяной и газовой промышленности, трубопроводного транспорта без вывода их из эксплуатации, а именно без снятия наружного защитного алюминиевого покрытия и наружного теплоизолирующего слоя, а также проводить контроль объектов с внутренними средами (газовыми, парогазовыми и жидкостными).
Для определения остаточной толщины основного металла (sRohr, мм) предлагается схема просвечивания (Фиг. 1),
где
1. Источник излучения,
2. Приемник излучения - многоразовая гибкая фосфорная пластина,
3. Трубопровод с толщиной стенки sRoch,
4. Изоляция трубопровода,
5. Направление просвечивания.
Также для определение остаточной толщины основного металла (sRohr, м) предлагается расчетная формула:
где sFilm - проявившаяся на пластине толщина стенки в м,
FFA - расстояние от источника излучения до пластины в м,
Радиус изоляции (Riso) в м.
Техническим результатом является возможность измерения остаточной толщины стенки основного металла продуктопровода и (или) элемента запорной арматуры без вывода производственного объекта из эксплуатации, что снижает эксплуатационные затраты на удаление защитного алюминиевого покрытия, теплоизолирующего слоя и их последующее восстановление, а также позволяет исключить остановку технологических процессов на время диагностических работ в химических, нефтехимических, нефтеперерабатывающих производствах и трубопроводном транспорте.