Акустические методы и средства неразрушающего контроля и дистанционной диагностики трубопроводов

Реферат

Россия по протяженности трубопроводов различного назначения (около 2 млн км внутренних и 15 млн км наружных) занимает второе место в мире после США.

По оценкам специалистов Министерства по чрезвычайным ситуациям, аварийность трубопроводов ежегодно возрастает в 1,7 раза, и в XXI век эти системы жизнеобеспечения страны вошли изношенными па 50−70%.Сейчас на территории России действует 46 800 км стальных трубопроводов диаметром от 530 до 1220 мм. Около половины нефтепроводов было построено 30−50 лет назад.

В настоящее время по данным корпорации «Лукойл» протяженность российских трубопроводов «в возрасте» более 20 лет составляет 37,1%- более 30 лет -15,9%. Па долю «двадцатилетних» нефтепроводов приходится до 29% от их общей протяженности, а 25% — уже перевалило рубеж в 30 лет. За последние 10 лет было обследовано более 40 тыс. км магистральных нефтепроводов., выявлено 14 1ыс. опасных дефектов.

На газопроводах за последние 10 лет по данным корпорации «Лукойл» по результатам пропуска внугритрубных снарядов-дефектоскопов обнаружено более 7,8 тыс. дефектов различного вида (вмятины, «задиры», коррозионные повреждения), требовавших безотлагательного ремонта. Было устранено более 2,1 тыс. них, кроме того, заменено около 80 км труб.

Таблица 1 Зависимость доли дефектных труб от срока их службы, %.

Даже при использовании самых современных методик для распознавания дефектов не все1да представляется возможным определять степень их потенциальной опасности.

Так, например, затруднена оценка дефекта как концентратора напряжений, не определяются изменения физико-механических свойств в связи со старением трубных сталей, напряжения в теле самой трубы, участки катодного отслаивания изоляции и сохранения ее защитных свойств и др. Словом, внутритрубная диагностика пока не в состоянии решить многие из проблем, связанных с эксплуатацией магистральных трубопроводов. По информации, доступной Greenpeace, от 10 до 20 миллионов топи нефти и от 6 до 50 миллиардов кубических метров газа в России терякмея ежегодно из-за утечек и загрязняют окружающую среду Масштаб утечек составляет от 3 до 7% от общею количества добываемой нефти.

В основном, аварии на нефтепроводах происходя i по причине износа труб (более 1/3 нефтепроводов имеют возраст более 30 лет), из-за внутренней коррозии (внутрипромысловые нефтепроводы) и из-за внешней коррозии (магистральные нефтепроводы).

Часто нефтепроводы прокладывают с нарушением глубины зало.

21 стр., 10051 слов

Техническая диагностика магистрального трубопровода

... технических систем и оборудования, позволяет получить большой экономический эффект и повысить промышленную безопасность соответствующих опасных производственных объектов. 1. Объект диагностирования Магистральным газопроводом (МГ) называется трубопровод, ... испытаний. На каждой трубе на расстоянии около 500мм от одного ... .2 Неисправности и дефекты объекта диагностирования Дефекты в магистральном проводе: ...

Бездефектные трубы I рубы с дефектами В том числе с опасными дефектами.

До 10 лет 10−20 лет 20−30 лет 88,1 74,4 64,7 11,9 25,6 35,3.

0,05 0,34 0,44 жения. На внутрипромысловых нефтепроводах 42% труб служа1 менее 5 лет из-за внутренней коррозии. В результате сокращения утечек до уровня мирового стандарта можно сохранить до 24 миллиардов кубометров газа.

Современные методы и средства неразрушающе1 о контроля и диа1 нос тики трубопроводов получили широкое развитие и распространение. Наибольшее применение получили такие методы как магнитные (магнитной анизотропии, магнитной памяти металла, магнитной проницаемости и др.), акустические (импульсные ультразвуковые, волн Лэмба, фазовые, акустоэмиссионные, шумодиагностические и др.), электрические, оптические (визуальные — эндоскопические, лазерные, голо-графические и др.) и др. Данные методы применяются при контроле различных дефектов, нарушения герметичности, контроле напряженного состояния, контроле сварных соединений, контроле протечек и др. параметров, ответственных за эксплуатационную надежность трубопроводов. При этом, контроль трубопроводов различного назначения (теплопроводов, газопроводов, нефтепроводов, продукто-проводов, водопроводов и др.) незначительно отличается друг от друга.

В работе приведен анализ современных акустических методов и средств не-разрушающего контроля и диагностики трубопроводов различного назначения.

Оценка состояния трубопроводов, анализ безопасности их эксплуатации и ранжирование участков трубопроводов по срокам ремонта является важной и актуальной задачей для компаний газовой и нефтяной промышленности.

Насущность решения данной проблемы на современном эшпе, помимо социальных и экологических факторов, обусловлена большой стоимос1ью замены или ремонта трубопроводов. Тотальное обновление трубопроводной системы практически не реальная задача для любой крупной газовой или нефтяной компании. Ранжирование участков трубопроводов, но срокам их замены или ремонта позволяет спланировать затраты компании, делает их сбалансированными и обоснованными.

Исходные данные для оценки состояния трубопровода определяются в результате: внешней и вну тритрубной диагностикисбора информации о параметрах транспортируемой среды, полученных с помощью интегрированных автоматизированных систем управления (ИАСУ) на уровне компрессорной станции (КС), линейного производственного управления (ЛПУ) или предприятия в целомметаллографических исследованийанализа карто1рафического материала и проект но-сгроительпой документации.

Внешняя диа! ностика трубопроводов, в частности, позволяет оцепить смещения труб от проектного расположения в результате естественной подвижки грунтов и тепловых деформаций трубопроводов.

Внутритрубная диатностика осуществляется с помощью специальных магнитных или акустических внутритрубных снарядов-дефектоскопов. Применение современных численных методов позволяет существенно повысить качество внутри-трубной диатностики и улучшить конструкцию снарядов-дефектоскопов. Так, например, магнитная дефектоскопия основана на различии параметров магнитною поля в средах с разными магнитными характеристиками. Оценка параметров магнитного поля, создаваемою в трубе при вну тритрубной инспекции (с помощью снаряда-дефектоскопа), позволяет на стадии разработки дефектоскопа качественно спроектировать его матнитную систему. Численный трехмерный анализ изменения параметров магнитного ноля в зоне различных по конфигурации и типу дефектов дает возможность построения эффективных алгоритмов идентификации дефектов по магнитограммам.

5 стр., 2258 слов

Дефектоскопия. Методы обнаружения дефектов рельсов. Рельсовые дефектоскопы

... контроля головки рельса эхо-методом и шейки-зеркально-теневым методом; при этом импульсы ультразвука направляются и принимаются по обеим нитям совмещенными искателями. Это позволяет одновременно выявлять все те дефекты, ... дефекты головки и шейки рельса. Заключение В лабораторной работе мы ознакомились с принципами маркировки дефектов, видами дефектов, основными средствами для дефектоскопии рельсов.

К сожалению, импортная диагностическая техника не всегда приемлема для российских трубопроводов! которые значительно отличаются от зарубежных по качеству их строительства, свойствам материала труб и их изоляционного покры-1ия, а также рядом других специфических особенностей.

В настоящее время широкое распространение в народном хозяйс1ве получаю I различные изделия из полимерных композиционных материалов и пластмасс, особенно изделия в виде труб, цилиндрических оболочек, емкостей, сосудов высокого давления и др. Их широкое распространение обусловлено высокими эксплуатационными свойствами, отсутствием коррозии, высокой удельной прочное шо, малой плотностью, технологической эффективностью и др. Однако ПКМ имеют и ряд существенных недостатков, основными из которых являются высокая неоднородность физико-механических свойств и наличие специфических дефектов, гаких как расслоения, непроклеи и трещины.

Полимерные композиционные материалы, имея весьма широкие перспеюшвы использования в различных отраслях техники, требуют особого подхода, новых решений при разработке и создании методов и средств их дефектоскопии. Они позволяю! исключить брак на ранних стадиях изготовления изделий и контролировать правильность параметров технологии, оценивать их надежность, технологичность, конструктивную отработку и т. д. Это вызвано тем, что изделие и материал изготавливаю 1ся одновременно, большим разнообразием видов гаких материалов, специфическими особенностями конструкций из них и техноло! ией изюювления, разбросом физико-механических и прочностных характеристик, большим разнообразием типов дефектов, возникающих в процессе изготовления и эксплуатации изделий из полимерных композиционных материалов.

Вопросам дефектоскопии ма1ериалов уделяется все большее внимание как у нас в стране, так и за рубежом, о чем свидетельствует непрерывный рост числа учебных центров, задачей которых является подготовка и переквалификация специалистов для работы в области разработки методов дефектоскопии.

В мировой практике неразрушающего контроля существует тенденция повышения информативности методов дефектоскопии и точности результатов контроля как за счет использования все более сложных методов и шиоритмов обработки информации, так и применения новых методических приемов, базирующихся на традиционно используемых в практике неразрушающего контроля.

Традиционными методами дефектоскопии изделий из полимерных композиционных материалов (ПКМ) являются акустический, радиационный, радиоволпо-вой и тепловой. Одним из наиболее распространенных методов неразрушающе! о контроля является акустический, имеющий ряд преимуществ перед другими методами контроля изделий из ПКМ: а) информативным признаком дефекта является изменение параметров упругого импульса, распространяющеюся в контролируемом материале, что расширяе1 область применения этого метода в части возможносш определения физико-механических характеристик материалаб) большая возможность механизации и автоматизации, которая обеспечивается высокой технологичностью процесса контроля, а, следовательно, и повышение производительности контроляв) несложная и безопасная по сравнению с другими методами аппаратурная реализацияг) сравнительно невысокая стоимость и наличие серийно выпускаемой аппаратуры.

5 стр., 2051 слов

Радиоволновой метод неразрушающего контроля

... радиоволновой метод - это метод радиоволнового неразрушающего контроля, при котором объект контроля подвергается воздействию источника радиоволнового излучения Пассивный радиоволновой метод - это метод радиоволнового неразрушающего контроля, при котором источником радиоволнового излучения является объект контроля Амплитудный радиоволновой метод – это метод радиоволнового неразрушающего контроля, ...

Тем не менее, несмотря на все возрастающий объем использования акустических методов дефектоскопии для контроля изделий из ПКМ, проблемам автоматизации этих методов, в т. ч. комплексного контроля, в производственных условиях, исследованиям повышения их достоверности, информативности и т. п. посвящено относительно небольшое количество рабо1. Поэтому, учитывая упомянутые преимущества, общую тенденцию развития методов и средств неразрушающего контроля, а также недостаточную степень автоматизации, не позволяющую реализовать все их достоинства, представляется весьма актуальным создание меюда и программно-аппаратных средств автоматизированного акустического неразрушающего контроля как коррозионного состояния трубопроводов из металла, так трубопроводов из полимерных композиционных материалов, обеспечивающего высокую производительность контроля, информативность и достоверность результатов.

Целью диссертационной работы является совершенавование акустических методов неразрушающего контроля и диагностики физико-механических характеристик и дефектов трубопроводов из полимерных композиционных материалов (ПКМ) и коррозионного состояния трубопроводов из металлов.

В соответствии с поставленной целью были сформулированы следующие задачи:

  • провести анализ существующих акустических методов и средств неразрушающего контроля и диагностики физико-механических характеристик и дефектов трубопроводов из полимерных композиционных материалов (ПКМ) и коррозионного состояния трубопроводов из металлов;
  • разработать теоретические основы распространения пластинчатых волн Лэмба в трубопроводах из ПКМ от широкополосных акустических источников;
  • разработать оптимальную конструкцию пьезоэлектрического преобразова1е-ля, излучающего широкополосный сигнал;
  • провести анализ особенностей и разработать метод диагностики акустически активных объектов;
  • разработать математические и физические модели и алгоритмы для компьютерной обрабо1ки акустических сигналов;
  • разработать телекоммуникационный преобразователь для дисганционной передачи сигнала на большое расстояние;
  • разработать методику дистанционной диа1нос1ики коррозионною состояния трубопровода;

— — па основе теоретических и экспериментальных исследований провести количественную и качественную оценку информативности параметров при идентификации дефектов типа «несплошносгь» в изделиях из ПКМ и определить наиболее информативные параметры для использования в методиках и алгоритмах обнаружения и распознавания дефектов.

  • провести исследования прочностных характеристик ПКМ непосредственно в трубопроводах без их разрушения.

Научная новизна работы состоит в том, что.

10 стр., 4521 слов

Организация эксплуатации и диагностики состояния телекоммуникационных ...

... до определенной точки. Несмотря на то, что FTTx - технология не новая, широкое распространение она получает именно сейчас [16]. ... способы организации, эксплуатации и диагностики линий FTTx; устновить достоинства и недостатки технологии; проанализировать развитие технологии FTTx в рамках конкретного предприятия ... Мбит/с, длина участка 53 км и рабочая длина волны l = 1,3 мкм; 1978 г. -- получено ...

  • разработана физико-математическая модель ультразвукового неразрушаю-щего контроля многослойных изделий из ПКМ с резиновым покрытием, приюдная для практических исследований процесса контроля и определения ошимальных параметров ультразвукового тракта;
  • решена задача моделирования процесса возбуждения упру1их волн и их распространения волн вдоль изогнутой поверхности в многослойных трубах из ПКМ с резиновым покрытием;
  • в результате исследования распространения упругих волн Лэмба в многослойных изделий из ПКМ с резиновым покрытием установлено, что.
  • достоверно выявляются дефекты типа нарушений сплошности (например, трещина) на расстояниях до 3/8Н от ценгра иласгипы.
  • в основном при разработке методик и построении акустического тракта системы неразрушающего контроля необходимо учитывав рассеяние по каналу изгиб-изгиб.
  • рассеяние изгиб-изгиб имеет выраженную «дипольную» диаграмму направленности: наиболее уверенно будут выявляться дефекты гипа нарушений сплошности (трещины), расположенные недалеко от центральной плоское I и пластины.
  • получены аналитические зависимости, устанавливающие связь прочноеIи цилиндрических оболочек из ПКМ с соотношением скоростей УЗК вдоль и поперек структурных направлений анизотропного композиционного материала;
  • установлена зависимость величины деформации цилиндрической оболочки из ПКМ при нагружении внутренним давлением составляющим не более 20% 01 разрушающего с ее прочностью, при этом деформация определяется по времени распространения ультразвукового сигнала;
  • экспериментально установлено значительное снижение скорости продольных и изгибных УЗК в зависимости от степени коррозии металла в трубопроводе;
  • разработана методика телекоммуникационного дистанционного неразрушающего контроля и диагностики коррозионно1 о состояния трубопроводов;
  • экспериментально установлено наличие взаимосвязи между соошошениями предельных напряжений (прочностей) ПКМ, упругих характеристик и скоростей УЗ К в соответствующих структурных направлениях.

Практическая значимость работы заключается в следующем.

В результате анализа полученных аналитических зависимостей распространения и рассеяния волн Лэмба в многослойной структуре пластик-резина можно сделать следующие общие выводы и сделать практические рекомендации по определению инженерных ситуационных решений акустического контроля структуры пластик-резина:

  • достоверно выявляются дефекты шпа нарушений сплошности (например, трещина) на расстояниях до 3/8Н от центра пластины.
  • в основном при разработке методик и построении акустического тракта системы перазрушающего контроля необходимо учитывать рассеяние по каналу изгиб-изгиб.
  • рассеяние изгиб-изгиб имеет выраженную «дипольную» диа1рамму направленности: наиболее уверенно будут выявляться дефекты типа нарушений сплошности (трещины), расположенные недалеко от центральной плоскости пласшны.

Огромный экономический эффект могут дать методики неразрушающего контроля прочности цилиндрических оболочек и сосудов высокого давления из ПКМ, которые позволя1 существенно сокраш1ь объем подтверждающих разрушающих испытаний при их I идрооппресовке (5, «https:// «).

Для обеспечения телекоммуникационного дисганционнот ультразвукового контроля коррозийной стойкости и эффективности антикоррозионного покрытия в трубопроводах предложена новая физическая концепция и телекоммуникационная система, позволяющая производить оценку состояния трубных коммуникаций в период их эксплуагации. Сущность концепции заключается в определении непосредственно в трубопроводе параметров распространения упругих ультразвуковых низкочастотных (20−200 кГц) волн Лэмба типа Бо, Эь 82. симметричной и а0, аь Э2. антисимметричной мод колебаний. Показано, что скорости распространения данных типов волн непосредственно связаны с толщиной стенки трубопровода и его коррозионным состоянием.

12 стр., 5969 слов

Внутритрубная ультразвуковая диагностика газонефтепроводов

... приборный контроль параметров вибрации виброопасных участков трубопроводов и др. Для магистральных газонефтепроводов, имеющих большую протяженность, наиболее технологичным является проведение диагностики с помощью внутритрубных инспекционных приборов (ВИП). 2. Внутритрубная диагностика газонефтепроводов Внутритрубная ...

Научные положения и результаты, выносимые на защиту:

Физико-математическая модель процесса возбуждения и распространения упругих волн Лэмба вдоль цилиндрической оболочки из полимерною композиционного материала с резипоподобным покрытием.

Физико-математическая модель процесса рассеяния упругих воли па дефектах типа «непроклей» между слоями пласшка и между пласгиком и резиноподобным покрытием.

Методика телекоммуникационного дистанционного неразрушающего контроля и диагностики коррозионного состояния и протечек трубопроводов.

Телекоммуникационная система диагностики и контроля с использованием волн Лэмба коррозионного состояния и герметичности трубопроводов.

Результаты экспериментальных исследований неразрушающего контроля и диагностики прочности полимерных композиционных материалов и цилиндрических оболочек на их основе.

Методика акустоэмиссионного контроля прочности цилиндрических оболочек и емкостей из ПКМ.

Методика временного ультразвукового контроля прочности цилиндрических оболочек и емкостей из ПКМ.

Аналитические зависимости ультразвукового контроля прочности цилиндрических оболочек и емкостей из ПКМ, но соотношению скороаей УЗК вдоль структурных направлений ПКМ.

Апробация работы. Основные результаты работы обсуждались на: Всероссийском научно-практическом семинаре «Опыт использования в промышленноеI и неразрушающего контроля качества неметаллических изделий, чугунного литья и композитов», (СПб, декабрь 2007 г.).

VI Всероссийской научно-технической конференции «Неразрушающий контроль качества и диагностика материалов, конструкций, промышленных изделий и окружающей среды», (СПб. июнь 2005 г.) — 2-й международной научно-технической конференции «Современные методы и приборы контроля качества и диагностики состояния объектов» (Могилев, октябрь, 2006 г.) — Международной научно-практической конференции «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде Lab VIEW и технологии National Instruments» (Москва, ноябрь 2006 г.).

Публикации. Материалы диссертационной работы опубликованы в 15 научных трудах, в том числе 2 работы опубликованы в изданиях перечня ВАК.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы, включающего 450 наименований, и содержит 180 страниц основного текст, 55 рисунков и 11 таблиц.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ.

1. Проведен анализ существующих акустических методов и средств не-разрушающего контроля и диагностики физико-механических характеристик и дефектов трубопроводов из полимерных композиционных материалов (ПКМ) и коррозионного состояния трубопроводов из металлов.

10 стр., 4820 слов

Акустические методы контроля материалов

... медицинскую диагностику, контроль уровня жидкости, скорости потока, давления, температуры в сосудах и трубопроводах, а также использование акустических колебаний и волн для неразрушающего контроля (НК). В своей контрольной работе я планирую рассмотреть акустические методы контроля ...

2. В результате исследования распространения пластинчатых волн Лэмба в трубопроводах из ПКМ от широкополосных акустических источников разработана физико-математическая модель процесса возбуждения и распространения упругих волн Лэмба вдоль цилиндрической оболочки из полимерного композиционного материала с резиноподобным покрытием, а также модель процесса рассеяния упругих волн на дефектах типа «непро-клей» между слоями пластика и между пластиком и резиноподобным покрытием.

3. Разработана методика телекоммуникационного дистанционного не-разрушающего контроля и диагностики коррозионного состояния и протечек трубопроводов.

4. Разработана оптимальная конструкция пьезоэлектрического преобразователя, излучающего широкополосный сигнал.

5. Разработана телекоммуникационная система диагностики и контроля с использованием волн Лэмба коррозионного состояния и герметичности трубопроводов.

6. На основе теоретических и экспериментальных исследований проведена количественная и качественная оценку информативности параметров неразрушающего контроля и диагностики прочности полимерных композиционных материалов и цилиндрических оболочках на их основе.

7. Получены аналитические и корреляционные зависимости, устанавливающие связь параметров интенсивности, суммарного счета и энергии аку-сюэмиссионною излучения при нафужении изделия пробной нагрузкой с прочностью цилиндрических оболочек и емкостей из ПКМ.

8. Разработана методика временного ультразвукового контроля прочности цилиндрических оболочек и емкостей из ПКМ.

9. Установлены теоретически и экспериментально проверены аналитические зависимости ультразвукового контроля прочности цилиндрических оболочек и емкостей из ПКМ по соотношению скоростей УЗК вдоль структурных направлений ПКМ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Настоящая работа направлена на совершенствование акустических методов неразрушающего контроля и диагностики физико-механических характеристик и дефектов трубопроводов из полимерных композиционных материалов (ПКМ) и коррозионного состояния трубопроводов из металлов, на повышение эксплутаци-онной надежности трубопроводов тепловых сетей путем создания и разработки эффективных методов и средств диагностики и контроля коррозионной стойкости и герметичности трубопроводов на стадиях проектирования, изготовления, эксплуатации и ремонта.

1. В результате проведенных исследований была разработана новая физическая концепция, в основу которой была положена идея последовательного использования метода возбуждения и анализа параметров распространения бегущих волн Лэмба, а о — и/ или Бо — мод. При этом, информативным параметром является фазовая скорость, регистрация которой позволяет измерять изменение толщины стенки трубы, вызванное коррозией, в реальном масштабе времени.

2. Последовательное использование низкочастотного эхо-импульсного метода, для обнаружения различных дефектов (рисок, трещин, непроваров, раковин и т. п. ) на всем протяжении трубопровода. Информативными параметрами в эюм методе являются параметры отраженных эхо-сигналов. Использование указанною метода стало возможным, т.к. были разработаны принципиально новые пьезоэлектрические излучатели, обеспечивающие излучение в трубопровод упру1их импульсов малой длительности (10−20 мкс) изгибной (а0) и симметричной (Яо) волн Лэмба. Несущая частота в указанных излучателях (50 — 100) кГц.

7 стр., 3172 слов

Техническая диагностика. Радиоволновой контроль

... включает разработку средств и методов получения диагностической информации, автоматизированный контроль и поиск неисправностей. Техническую диагностику можно рассматривать как раздел общей теории надёжности. Качество ... передачи информации. Применение волн СВЧ для целей НК потребовало создания теории их взаимодействия с объектом контроля. Вполне естественно, что в разработанной теории были учтены ...

3. Последовательное использование пассивного акустико-эмиссиопного метода, направленного на исследование кинетических коррозионных процессов, а также обнаружение нарушения герметичности в случае аварийных ситуаций и определение координат акустико-эмиссионных источников. Принципиальное решение было найдено за счет разработки раздельно-совмещенных пьезоэлектрических преобразователей (короткоимпульсного излучателя и широкополосною приемника).

При этом, излучатель и приемник конструктивно расположены в одном корпусе. Про-звучивание (прослушивание) всей поверхности трубопровода (или ею отдельного участка) достигается за счет того, что раздельно-совмещенные пьезопреобразова-тели размещаются на поверхности металлической трубы по винтовой линии по всей ее длине, что позволяет выборочно возбуждать любой излучатель и анализировать параметры распространения упругих волн серией приемников. Такое расположение раздельно-совмещенных преобразователей позволяет также определять пространственно-временные координаты акустико-эмиссионных источников без использования калибровочных стержневых мер.

4. Разработаны основы методики диагностики и контроля трубопроводов с использованием комплексного меюда, содержащего модификации указанных методов.

5. Разработана функциональная схема телекоммуникационной установки, требования к основным узлам установки, нучно-методические принципы ее иснользо-ваия, обоснована ее надежность и работоспособность в решении проблемы дистанционной диагностики и контроля трубопроводов тепловых сетей.

6. Поставлена задача обеспечения оперативною обнаружения протечек в трубопроводах.

Разработан и изготовлен опытный образец акустического течеискателя, позволяющего обнаруживать и определять координаты протечек в случае аварийных ситуаций без вскрытия трубопроводов (через асфальт, землю, воду и т. п. ).

Вместе с гем остается часть проблемных задач, решение которых необходимо найти при дальнейшем продолжении исследований в данном направлении, а именно:

1. Рассмотренные теоретические основы возбуждения и распространения волн Лэмба относятся к случаю, когда поверхность стальной пластины (трубы) свободна, т. е. Лэмб при решении волновых уравнений воспользовался пулевыми граничными условиями по напряжению. В рассматриваемом случае наружная и внутренняя поверхности трубы являются «нагруженными», т.к. внутри протекает вода под давлением, снаружи труба имеет многослойную антикоррозионную и тепловую защиты. Требуется решить задачу Лэмба при новых граничных условиях, ко1да смещения поверхности металлической трубы являются нулевыми, а напряжения не нулевые. Решения могут быть найдены в аналитическом виде, численными мею-дами или получены экспериментально.

2. Для измерения фазовой скорости анализируемых волн Лэмба необходимо использование: компьютера с процессором (800−1000) мГц, с оперативной памятью > 296 Мб, многоканального высокочастотного (до 1мГц) аналого-цифрового преобразователя, что позволит один капал использовать для подключения опорного сигнала, а остальные — для подключения и анализа сравниваемых сигналов, снимаемых с пьезоэлектрических приемников.

Необходима разработка программного обеспечения, позволяющею автоматизировать процессы измерения смещения фазы (длины волны), расчета фазовой скорости, толщины стенки трубы, построения дисперсионных кривых и определение координат коррозионных участков.

42 стр., 20816 слов

Технические средства наблюдения, контроля и охраны таможенных объектов (2)

... досмотровой работе оперативных работников таможен является применение ими технических средств таможенного контроля, без которых в настоящее время уже невозможно обеспечить своевременность, качество и культуру таможенного контроля. Высокая результативность контроля достигается комплексным применением технических средств ...

3. При изготовлении пьезоэлектрических элементов (дисков), для подбора нестандартных размеров был использован метод шлифования, что приводило к частичной располяризации. Необходимо обеспечить технологию изюювления пьезо-элементов, начиная с изготовления прессформы необходимых размеров, с последующим прессованием, поляризацией и нанесением электродов.

Необходимо изготовление экспериментальной телекоммуникационной системы, что связано с разработкой и изготовлением генератора электрических импульсов с изменяющимся спектром, оснащенного усилителем мощное! и и согласующим каскадомсогласующего каскада и усилителя мощности для генератора синусоидальных непрерывных электрических сигналовэлектронных коммутаторов для излучателей и приемников.

Необходимо провести исследования по реализации телекоммуникационной системы и отработке методик диагностики и контроля на полигоне с реальными трубопроводами.