Борисов М.Г.

Донецкий национальный технический университет Украина

Контроль толщин диэлектрических покрытий на трубах большого диаметра.

В последнее время в мире резко изменилось отношение к проблеме безопасности и защиты человека от техногенных катастроф. Проблема безопасности официально объявлена главнейшей в организационном, научном и экономико-политическом плане. Неразрушающий контроль и диагностика – начинающие и определяющие части проблемы безопасности, самостоятельная межотраслевая область науки и техники, значимость которой трудно переоценить в современном мире. Транспортировка российской нефти, газа и прочих жидких и газообразных веществ в страны Евросоюза являются очень важной доходной статьёй украинского бюджета. В нашей стране находиться большое количество магистральных трубопроводов и различных подземных сооружений обеспечения. И задача контроля целостности этих сооружений немаловажна. Одним из составных данного контроля - является контроль толщины изоляционного покрытия защищающего трубопровод от коррозии и других вредных воздействий.

Покрытия защищают металлы от коррозии, выполняют теплозащитные, электроизоляционные, декоративные функции. Среди показателей качества покрытий одним из важнейших является толщина, допустимые пределы изменения которой определяются нормативно-технической документацией. Для неразрушающего измерения толщины покрытий применяются разные методы, наиболдее распространненными являются магнитный и вихретоковый метод контроля

- Магнитный метод контроля. Магнитный метод контроля применяют для контроля изделий из ферромагнитных материалов, т. е. из материалов, которые способны существенно изменять свои магнитные характеристики под воздействием внешнего (намагничивающего) магнитного поля. Все магнитные методы неразрушающего контроля основаны на обнаружении локальных возмущений поля, создаваемых в намагниченном ферромагнетике. При намагничивании объекта магнитный поток протекает по объекту контроля. В случае нахождения несплошности на пути магнитного потока, возникают поля рассеивания, форма и амплитуда которых несет информацию о размере, характере, и глубине залегания дефекта.

При магнитном контроле приходиться иметь дело с измерением или индикацией магнитных полей вблизи поверхности изделий. Для этого применяют различные магнитные преобразователи, из которых наиболее широкое распространение получили индукционные. Магнитные толщиномеры предназначены для измерения толщины различных покрытий на ОК из ферромагнитных материалов. В магнитных толщиномерах используется зависимость магнитного сопротивления участка магнитной цепи от зазора. По принципу действия магнитные толщиномеры можно разделить на три группы: магнитоотрывные (пондеромоторного действия), магнитостатические и индукционные.

- Вихретоковый метод контроля. Вихретоковый метод контроля основан на анализе взаимодействия внешнего электромагнитного поля с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых возбуждающей катушкой в электропроводящем объекте контроля этим полем. В качестве источника электромагнитного поля используется индуктивная катушка, называемая вихретоковым преобразователем(ВТП). Синусоидальный (или импульсный) ток, действующий в катушках ВТП, создает электромагнитное поле, которое возбуждает вихревые токи в электромагнитном объекте. Электромагнитное поле вихревых токов воздействует на катушки преобразователя, наводя в них ЭДС или изменяя их полное электрическое сопротивление. Регистрируя напряжение на катушках или их сопротивление, получают информацию о свойствах.

Вихретоковая датчиковая система состоит из бесконтактного вихревого пробника, удлинительного кабеля и драйвера. Вихревой пробник представляет собой металлический зонд с диэлектрическим наконечником на одном конце и небольшим отрезком коаксиального кабеля на другом. Драйвер представляет собой электронный блок, который вырабатывает сигнал возбуждения пробника и осуществляет выделение информативного параметра.Выходным сигналом драйвера является, электрический сигнал пропорциональный расстоянию от торца вихревого пробника до контролируемого объекта.

Рис.2 – Схематический рисунок вихретокового датчика. а) общая схема с драйвером; б) на обьекте контроля.

В торце диэлектрического наконечника вихревого пробника находится катушка индуктивности. Драйвер обеспечивает возбуждение высокочастотных колебаний в катушке, в результате чего возникает электромагнитное поле, которое взаимодействует с материалом контролируемого объекта. Если материал обладает электропроводностью, на его поверхности наводятся вихревые токи, которые, в свою очередь, изменяют параметры катушки - ее активное и индуктивное сопротивление. Параметры, меняются при изменении зазора между контролируемым объектом и торцом датчика. Драйвер преобразует эти изменения в электрический сигнал, осуществляет его линеаризацию и масштабирование. Наибольшее количество вариантов исполнения имеет пробник (зонд), поскольку его конструкция существенно зависит от места монтажа.