Методы неразрушающего контроля (НК), как например, ультразвуковой контроль с технологией фазированных решеток (УЗК ФР), являются эффективным способом определения целостности компонентов или конструкций, и обнаружения дефектов без повреждения объекта. Поскольку НК не повреждает материалы и не разрушает их, это экономит время и деньги. Для контроля целостности компонентов, находящихся в эксплуатации, УЗК ФР может быть бесценным инструментом, поскольку позволяет быстро и эффективно обнаружить поверхностные и объемные дефекты с помощью компактного оборудования.
На морских платформах для добычи нефти и газа райзеры представляют собой трубопроводы, по которым поток нефти или газа направляется вверх к платформе. Их особенно сложно проверить по двум причинам:
- Расположение — Райзеры частично погружены в воду и проходят через так называемую «зону заплеска». Это означает, что наружные поверхности трубопровода находятся под воздействием волн и ветра и подвержены коррозии, поэтому упреждающие проверки целостности являются важной частью технического обслуживания райзера. Оборудование контроля должно быть достаточно надежным для использования в суровых условиях и способным выявлять дефекты, вызванные агрессивными средами.
- Сложная геометрия—Для обеспечения безопасности райзеров и повышения их устойчивости к воздействию окружающей среды они крепятся к опорному основанию платформы с помощью кронштейнов, а само основание имеет узлы и крепления. Эти физические особенности могут мешать механическим сканерам и передвижным дефектоскопам, осуществляющим контроль трубы снаружи.
Поршень-дефектоскоп — тип сканера, который может осматривать трубы и трубопроводы изнутри — иногда используется для осмотра райзеров. Проблема использования таких сканеров для ультразвукового контроля (УЗК) заключается в том, что они перемещаются достаточно быстро, что ограничивает чувствительность датчиков и влияет на вероятность обнаружения (POD).
RotoTech — компания, занимающаяся контролем, ремонтом и техническим обслуживанием (IRM), — предлагает инструмент для решения проблемы чувствительности датчика, а также проблемы физических препятствий и внешних сред при осмотре райзеров. Наша технология контроля УЗК ФР является важной частью данного решения.
Решение проблем контроля райзеров
Модель Mark II RotoClimber™ компании RotoTech представляет собой моторизованную роботизированную систему, которая может включать в себя такие инструменты контроля, как видеокамеры высокого разрешения для визуального контроля, ультразвуковой толщиномер для измерения толщины стенок труб, и систему ультразвукового контроля с фазированной решеткой (УЗК ФР) для коррозионного мониторинга и выявления трещин. Система УЗК ФР включает два надежных и высокоэффективных решения Olympus: устройство сбора данных FOCUS PX и сканер HydroFORM™ с ФР-преобразователем. Программное обеспечение WeldSight™ используется для анализа данных.
FOCUS PX, установленный на раме Roto Climber: с крышкой (слева) и без крышки (справа)
FOCUS PX устанавливается внутри Roto Climber рядом со сканером HydroFORM, который располагается на поверхности металлической вертикальной трубы. Для использования в зоне заплеска, оба устройства должны быть приспособлены для погружения в воду. Сканер и преобразователь HydroFORM были протестированы на глубине до 80 метров, но могут использоваться и на большей глубине. Преобразователь, установленный в сканере, модель УЗК ФР 7.5L64-64X7, был оснащен водонепроницаемыми разъемами для морского применения.
Сканер HydroFORM (обведен), оснащенный преобразователем УЗК ФР, на образце трубы
В случае физических препятствий, зажимные механизмы Mark II позволяют частично отсоединять систему от вертикальной трубы и снова устанавливать ее на поверхность объекта после прохождения препятствия.
Преимущества УЗК ФР для применения в морских условиях
Дефектоскоп УЗК ФР может использоваться для выявления и измерения таких несплошностей, как трещины, пустоты, пористость и отслоения в различных материалах и сварных соединениях. Дефектоскопия УЗК ФР может применяться для контроля практически любых конструкционных материалов. В большинстве случаев, решения УЗК ФР применяются для контроля стали и других конструкционных металлов, но также могут использоваться для контроля пластмасс, композитов и стекловолокна, входящих в состав компонентов и конструкций коммерческих морских судов.
Контроль целостности сварных соединений металлов является распространенным применением ультразвукового неразрушающего контроля в морской промышленности. К видам дефектов сварных соединениях относятся трещины, непровар, неполное проплавление сварного шва, пористость и шлаковые включения. Все эти дефекты потенциально можно обнаружить методом УЗК ФР.
Полный набор инструментов для контроля коррозии
Поскольку райзеры находятся в постоянном контакте с морской водой и подвергаются ударам волн и ветра, трещины и коррозия являются целевыми дефектами при контроле целостности структур. Устройство FOCUS PX и сканер HydroFORM, используемые в комбинации, обеспечивают высокоточный коррозионный мониторинг со скоростью, экспоненциально превышающей стандартные методы.*
С помощью усовершенствованных инструментов коррозионного мониторинга ПО WeldSight данные могут быть эффективно проанализированы либо оператором в море, либо специалистами на берегу посредством удаленного сотрудничества.
Коррозионный мониторинг значительно упрощен благодаря автоматическим инструментам определения размера кластера и анализа потери толщины
Менеджер коррозии программного обеспечения WeldSight предоставляет практические функции, упрощающие коррозионный мониторинг, в том числе:
- С-скан толщины
- Статистические данные C-скана
- Определение кластерного анализа
- Экспорт данных и создание отчета
Программное обеспечение автоматически определяет минимальную толщину и признаки кластеров. Курсор устанавливается на обнаруженную минимальную толщину, также рассчитывается и отображается статистика размеров кластеров, включая процент потерь материала.
Расширенные аналитические возможности ПО WeldSight, дополненные высокой эффективностью обнаружения FOCUS PX и HydroFORM, наглядно показывают, почему было выбрано оборудование Olympus для решения контроля райзеров RotoTech.
*Источник: Society for Underwater Technology (SUT). Underwater Technology Two, Issue 4, Risers Dredgers, 2021. https://ut-2.com/issue-4-2021/
