Исследования

На сегодняшний день на территории России действует разветвленная сеть магистральных трубопроводов, которая покрывает 35% территории страны, пересекая автомобильные и железные дороги, водоемы и лесные массивы, иногда проходя в непосредственной близости от населенных пунктов. Поскольку транспортируемыми среда в большинстве случаев обладает пожаро- и взрывоопасностью, огромное значение придается вопросам обеспечения надежности и безопасности.

Одним из методов неразрушающегося контроля, использующимся для выявления дефектов в процессе эксплуатации магистральных трубопроводов, является метод акустической эмиссии (АЭ), который обладает высокой чувствительностью к наиболее опасным (развивающимся) дефектам, обеспечивает интегральную оценку технического состояния протяженных участков трубопроводов и учитывает динамику развития дефектов при оценке их степени опасности.

Несмотря на высокую производительность метода АЭ и современного АЭ оборудования, которые позволяют за один цикл измерений проконтролировать до 3 км трубопровода, одной из основных проблем, препятствующих более широкому применению этого метода на трубопроводах подземной прокладки, является необходимость проведения шурфования для установки на поверхность трубы пьезоакустических преобразователей на расстоянии до 12-70 м друг от друга. Данное требование возникает из-за того, что на больших дистанциях между шурфами акустические сигналы от дефектов, которые могут присутствовать на контролируемом объекте, могут затухать и не доходить до ближайших к ним датчиков, как правило, работающих на частотах 30-500 кГц.

Поскольку затухание акустических сигналов, как правило, пропорционально частоте, основным способом увеличения дистанции между шурфами до 100 и более метров является понижение рабочих частот до 0.1-30 кГц. Однако при переходе в область низких рабочих частот, помимо амплитуд полезных сигналов, растут и амплитуды шумов. Таким образом, решение поставленной задачи требует разработки методики эффективных алгоритмов и фильтров, позволяющих уверенно обнаруживать полезный сигнал в присутствии сильных помех или нестационарных технологических шумов с различной природой и априорно неизвестными свойствами, в т.ч. при отношении сигнал/шум меньше единицы.

Компанией «ИНТЕРЮНИС-ИТ» проводятся исследования в данной области. Они включают в себя беспороговый непрерывный съем данных на трубопроводах при помощи удаленных друг от друга на дистанции до 200 м ПАЭ и вибродатчиков, работающих на частотах от 0.2 до 60 кГц. Для удаления шумов разрабатываются и применяются специализированные методы фильтрации, автоматически адаптирующиеся к характеристикам фонового шума. Для локации низкоамплитудных и удаленных источников АЭ разрабатываются специальные беспороговые методы определения времени прихода сигнала, кроме того, используются корреляционные методы локации. Для теоретической оценки возможностей метода, анализа распространяющихся по трубопроводу мод колебаний и тестирования разрабатываемых методов локации используется моделирование распространения сигнала АЭ по трубопроводу методом конечных элементов.