Акустическая томография

Метод акустической томографии- вибродиагностический (ВД) метод неразрушающего контроля трубопроводов жидких сред. Метод позволяет обнаружить на действующем трубопроводе  интервалы повышенных напряжений, вызванных не только утонением стенки трубы, но и силовой нагрузки, в частности, возникающей при недостаточной компенсации температурного удлинения трубы.

Кроме этого на основе результатов обследования методом акустической томографии с использованием методов статистического анализа прогнозируются вероятности и частоты отказов по длине обследуемого участка тепловой сети. Это, в свою очередь, позволяет обоснованно планировать ремонты и формировать соответствующие программы и графики ремонтов. Практика показывает, что использование акустической томографии при планировании ремонтов позволяет уменьшить число отказов (соответственно, внеплановых ремонтов) в отопительный период до 80% по сравнению с используемыми подходами планирования ремонтов при аналогичных затратах на плановые ремонты.

Метод акустической томографии основан на осуществлении синхронных записей акустических сигналов участка трубопровода по 2-м каналам, обработка которых методами спектрального и корреляционного анализа позволяет определить техническое состояние трубопровода и выявить течи с максимально возможным результатом.

Метод акустической томографии (АТ) основывается на известном физическом явлении- возбуждении потоком воды зон (интервалов) колебаний трубопровода на их собственных резонансных частотах. К таким зонам относятся также и интервалы, на которых имеется утонение стенки трубы за счет коррозии (внутренней и внешней). Исследования на стенде и на действующих трубопроводах показали, что дефекты размером в поперечнике несколько десятков сантиметров и более излучают сигналы в диапазоне частот от 300 до 5000 Гц - акустический диапазон. Эти сигналы передаются через жидкость к концам участка трубы, где и фиксируются акселерометрами (виброакустическими датчиками).

Так как мощность таких сигналов на несколько порядков меньше мощности сигнала от течи, то использование для их записи обыкновенных течеискателей не даст требуемого результата. Синхронные регистраторы акустических сигналов "Каскад" обладают необходимыми техническими характеристиками для фиксации таких сигналов.

С помощью спектрального анализа указанный способ позволяет выделить относительно слабые сигналы на фоне значительной зашумленности. С помощью корреляционного анализа осуществляется определение местоположения источника излучения (дефекта) и по значению функции взаимной корреляции производится оценка уровня напряжений.

Кроме этого фиксируются сигналы, вызванные турбулентностью жидкости в местах внутренних неоднородностей.
Основное достоинство метода- высокая достоверность результатов и экономичность, обусловленная следующими технологическими особенностями:

• для проведения диагностирования не требуется менять режим эксплуатации трубопровода;
• на проведение диагностирования не влияют наличие у трубопровода углов поворота и компенсаторов;
• для проведения диагностирования достаточно получить доступ к трубопроводу в камерах или смотровых колодцах, т.е. в основной массе случаев можно обойтись без проведения шурфов;
• для установки датчиков требуется снимать минимум изоляции. Получить доступ к металлу трубы достаточно в  пятне, по площади соответствующем размерам основания датчика. Как правило такие места без изоляции имеются в любой камере или смотровом колодце;
• обработка данных производится автоматически;
• на основе диагностирования даются рекомендации по планированию ремонтов.

Высокая достоверность метода подтверждается широким кругом его пользователей. Кроме этого неоднократно проводились испытания метода на различных стендах и действующих трубопроводах. Наиболее показательными являются сравнительные испытания метода Акустической томографии на трубопроводах тепловых сетей, холодного водоснабжения и промысловых нефтепроводах с внутритрубной диагностикой, произведенной с помощью внутритрубных снарядов. Совпадение утонений, обнаруженных внутритрубным методом, и зон напряжений, обнаруженных методом Акустической томографии, составило около 90%. Более 70% точек совпали и по степени оценки их критичности для эксплуатации.

В настоящее время проведен ряд успешных испытаний метода Акустической томографии для технического контроля промысловых трубопроводов нефти, что открывает новые перспективы для его развития.

При проведении экспертизы промышленной безопасности трубопроводов вибродиагностический (ВД) метод Акустической томографии может использоваться в совокупности с другими методами НК. Это  на порядок повышает качество экспертизы и уменьшает расходы на ее проведение.

В настоящее время более 100 организаций теплоснабжения и экспертных организаций приобрели необходимое оборудование и самостоятельно осуществляют диагностику тепловых сетей методом Акустической томографии.