Обзор методов контроля коррозии трубопроводов под изоляцией
Коррозия под изоляцией (КПИ, CUI, Corrosion under insulation) – распространённая проблема при эксплуатации трубопроводов любой отрасли промышленности: транспорт, нефтепереработка, Азотные производства, ТЭЦ, атомная энергетика (АЭС). Наиболее тяжелая форма коррозии под изоляцией – локализованный тип, который в виде кластера скапливается и стремительно прогрессирует на отдельных участках трубопровода, подверженных воздействию жёсткой среды. Часто встречается в трубах из углеродистой и низколегированной стали, главной причиной здесь является вода, которая поглощается и собирается изоляцией.
Почему нельзя закрывать глаза на проблему КПИ:
- Потенциальная причина аварии и реальная угроза для экономики предприятия, если вовремя её не устранить;
- Трудно обнаружить – изоляция будет скрывать коррозию до последнего момента пока не станет поздно.
Владельцы трубопроводов обычно понимают проблему и принимают определённые меры по диагностике и предотвращению КПИ. Однако на практике никакие меры не позволяют полностью застраховаться от коррозии.
Удаление изоляции для визуального контроля – крайне дорогостоящая процедура, особенно в холодных зимних условиях, где при изоляции дополнительно используется асбест.
Существует несколько современных методов неразрушающего контроля, позволяющих делать контроль без снятия изоляции. Самые актуальные сегодня: импульсный вихревой ток (PEC) и цифровая радиография (DR). Ультразвуковой контроль (UT) и управляемые волны (GWUT) работают только при удалении небольшого участка изоляции для доступа к трубе.
Импульсный вихретоковый контроль (PEC, Pulsed eddy current)
Импульсный вихретоковый контроль основан на создании магнитного поля под слоем изоляции. В результате магнитной индукции на исследуемом участке трубы возникают вихревые токи, которые проникают вглубь стенки трубы, постепенно теряя мощность. Чем толще стенка трубы, тем медленнее затузают вихревые токи.
Вихретоковый метод помогает эффективно определять среднюю толщину стенок компонентов из низколегированной углеродистой стали, позволяя обнаруживать и локализовывать КПИ. Импульсный вихреток успешно используется в промышленности для обнаружения КПИ.
Основным преимуществом PEC является его способность определять общее истончение стен в изолированных объектах без снятия изоляции и без какой-либо подготовки поверхности объекта. Технология характеризуется большой глубиной проникновения и относительно низкой чувствительностью к отрыву.
Использование оборудования PEC участков может привести к значительному снижению затрат на инспекцию.
GWUT – Направленные волны
Контроль направленными ультразвуковыми волнами (Guided wave ultrasonic testing, GWUT) является одной из дополнительных технологий для оценки коррозии под изоляцией для длинных отрезков труб. Метод использует низкочастотные управляемые ультразвуковые волны, которые распространяются вдоль стенки трубы на расстояние до 50 м.
Технология направленных волн требует удаления изоляции только на небольшом участке. Этот участок используется для крепления кольца с ультразвуковыми датчиками на трубе. Таким образом, длинные и труднодоступные трубы можно исследовать из одного места с минимальной подготовкой и без дальнейшего снятия изоляции.
Технология направленных волн может быть подвержена влиянию затухания сигнала, которое непосредственно влияет на длину распространения волны. Причины затухания сигнала возникают из-за нескольких причин:
- Затухание в материале
- Из-за использования покрытий с высокими потерями, таких как битум.
- Рассеяние, которое может быть вызвано общей коррозией;
- Отражение сигнала от таких элементов, как сварные швы и запорная арматура;
- На изгибах и ответвлениях.
Бывают случаи, когда стоимость получения доступа к трубам может значительно перевесить стоимость осмотра.
Радиография в реальном времени
Эта технология использует источник излучения и рентгеновский детектор. Они расположены таким образом, что можно проводить рентгеновский контроль в потоке, что приводит к визуализации потенциальной коррозии под изоляцией в режиме реального времени.
С помощью этой технологии можно обнаружить как внутренние, так и внешние коррозионные дефекты на участках трубы, пока она остается в эксплуатации и не снимая никакой изоляции. Когда устройство и / или сканер помещаются на трубу, рентгеновские данные собираются и отображаются на мониторе в режиме реального времени.
С помощью этой технологии можно проверять прямые участки трубопроводов, а также участки с изгибами и коленами. Система достаточно чувствительна, чтобы обнаружить коррозионные дефекты размером всего 0,25 дюйма в диаметре и 0,05 дюйма в глубину.
Цифровая радиография
Ещё один распространенный метод контроля коррозии под изоляцией. Рентгеновская технология используется различными способами, а именно компьютерной радиографии (CR) и цифровыми плоско панельными детекторами (DR). У каждого метода есть свои плюсы и минусы, и пригодность зависит от конкретного применения. Например, прибор CR подходит только тогда, когда есть доступ к обеим сторонам тестируемого объекта, в то время как устройства DR являются более точными и имеют меньшие искажения изображения.
Каждый из них работает по принципу рентгеновского излучения, обеспечивающего вид профиля диаметра трубы через изоляцию и выделяющего области изменения/толщины, которые могут указывать на накопление коррозии. Передовое программное обеспечение и цифровая визуализация позволяют просматривать изображения в режиме реального времени и улучшать их, чтобы дать операторам наилучший обзор. Другие преимущества включают мобильность, быстрый анализ, прослеживаемость и цифровое архивирование. Одно из основных преимуществ цифровой радиографии заключается в том, что оператор может проводить контроль не снимая изоляцию и не останавливая производство, что существенно сокращает затраты эксплуатирующей организации.
Однако, надо понимать, что не каждая система цифровой радиографии сможет обеспечить качество и чёткость рентгеновского снимка достаточное для того, чтобы выделить и вычислить толщину стенки трубопровода.
В частности, системы цифровой радиографии Новоскан, состоящие из плоскопанельных детекторов последнего поколения и профессионального программного обеспечения для обработки рентгеновских снимков, позволяют проводить точный контроль коррозии под изоляцией.
На каком из методов лучше всего остановиться
Основным недостатком GW, PEC и UT, является невозможность определения засоров на гибах трубопроводов, так как именно эти участки являются наиболее опасными.
Что касаемо цифровой радиографии, то она идеально подходит для локализации КПИ, с возможностью визуально оценивать наличие засоров, а также определять толщину стенок и при этом всем не останавливая производство.