В двух направлениях
Измерительная магнитная система представляет собой секцию диагностического прибора, которая приводится в движение двумя роботизированными механизмами — шасси. Сами роботы еще в стадии изготовления. Работа по их созданию ведется группой компаний РОСНАНО в рамках соглашения о взаимодействии с ПАО «Транснефть» и находится уже на завершающем этапе.
По своей сути новый прибор — все тот же магнитный дефектоскоп, но имеет ряд выгодных отличий от того внутритрубного диагностического оборудования, которое сейчас находится на вооружении «Транснефть — Диаскан». Главное его преимущество в том, что он может двигаться по трубе в обоих направлениях, причем для движения ему не нужна жидкая среда.
Для чего же компании понадобилось создание подобного прибора? Дело в том, что с диагностикой магистральных трубопроводов вполне справляются имеющиеся дефектоскопы, которые специально для этого приспособлены, как приспособлена и сама трубопроводная система, оборудованная камерами пуска-приема средств очистки и диагностики. Но запустить обычный дефектоскоп в технологические трубопроводы на станции проблематично — небольшие расстояния, множество изгибов и переплетений не позволяют этого делать. Поэтому диагностика трубопроводов на станциях проводится в настоящее время вручную с помощью наружного неразрушающего контроля. С труб полностью снимается изоляция, и специалист диагностирует их ручным прибором. Проблема в том, что примерно с 2006 года — со времен начала реализации проекта «Восточная Сибирь — Тихий океан» — трубы для строительства, реконструкции и ремонта объектов компании поставляются в заводской изоляции. Избавиться от нее — очень трудоемкая задача, да и делать этого не стоит, так как она не предусмотрена для снятия.
— По регламенту полная диагностика технологических трубопроводов на перекачивающих станциях проводится раз в 20 лет, — рассказывает главный конструктор АО «Транснефть — Диаскан» Руслан Маракаев. — Скоро подойдет срок диагностики новых и реконструированных в начале 2000-х годов перекачивающих станций, где трубопроводы в заводской изоляции. Тогда и встал вопрос, как диагностировать трубопроводы, чтобы изоляцию не трогать? Поэтому и была поставлена задача создать прибор, который сможет это сделать.
Одометр — прибор для измерения пройденного расстояния.
Сухая протяжка — внутритрубное диагностирование без наличия перекачиваемой жидкости. Как правило, применяется при строительстве трубопроводов. Диагностический прибор протаскивается сквозь трубу за счет внешней тяги, например лебедки.
MFL — технология продольного намагничивания трубопровода, применяется для выявления поперечных дефектов и диагностики поперечных сварных швов.
Скрытая электроника
Измерительная система создавалась в рамках научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ. Работа от формирования технических требований к измерительной системе до проведения приемочных испытаний заняла 5 лет. Сложности — доработка одометров, магнитных систем, доработка под сухие протяжки. В конце 2021 года начались эксплуатационные испытания с целью подтверждения требуемых характеристик измерительных систем в части прохождения участков трубопровода и выявлению дефектов. В основном они проводились на полигоне «Транснефть — Диаскан».— Технологические особенности прибора вытекают из задач, которые были поставлены при его разработке, — рассказывает ведущий специалист отдела проектирования электронных систем средств очистки и диагностики АО «Транснефть — Диаскан» Евгений Ермаков. — Для обеспечения возможности движения в двух направлениях, в том числе с помощью роботизированного движителя, была применена безщеточная магнитная система, состоящая из магнитопроводов с «подошвами» с интегрированными в них опорными роликами. До этого применялись магнитные системы с щеточными магнитопроводами, состоящими из плотного пучка металлических проволок, которые непосредственно соприкасались со стенкой трубы. Такая классическая конструкция системы намагничивания не позволяет двигаться диагностическим приборам в прямом и обратном направлении и создает большое сопротивление при перемещении в трубопроводе за счет сил трения скольжения. Использование «подошв» с роликами в новом приборе позволяет значительно уменьшить сопротивление перемещению, настолько, чтобы роботам хватало усилий двигать его в обе стороны. Еще одна особенность — мягкая и гибкая подвеска магнитной системы, которая может повторять любую неровность трубопровода.
— Для обеспечения работоспособности системы применено более 25 тыс. электронных компонентов, — рассказывает начальник отдела проектирования электронных систем средств очистки и диагностики АО «Транснефть — Диаскан» Олег Лексашов. — Все они скрыты за магнитным механизмом и не видны глазу. Кроме того, все электрические цепи разработаны во взрывозащищенном исполнении, что дает возможность прибору работать в местах присутствия взрывоопасных газов. Никакое короткое замыкание, даже если оно произойдет, не может привести к их воспламенению. В целом это была сложная задача, и мы с ней справились.
Формат диагностических данных прибора соответствует формату данных существующих диагностических комплексов продольного намагничивания MFL, так что их расшифровка не требует каких-то новых подходов, а проводится имеющимися на вооружении «Транснефть — Диаскан» средствами и методами интерпретации.
В разных диаметрах
Прибор создан в двух типоразмерах — один может проводить диагностику трубопроводов диаметром до 1220 мм, другой — до 530 мм. Но есть еще одна особенность — модульная сборка магнитного механизма, которая позволяет варьировать размер прибора. Перебирая его и добавляя или убирая магнитные модули, можно увеличивать или уменьшать диаметр в пределах максимальных отметок.Пока продолжается создание роботизированных механизмов, специалисты «Транснефть — Диаскан» нашли способ сделать так, чтобы система не пылилась без дела и могла применяться в реальных условиях. Имея такой конструктив, приборы помогут диагностировать трубы на строящихся объектах методом сухой протяжки. А двигать прибор внутри трубы, плети или открытого участка трубопровода можно с помощью простой лебедки.
— Уже сейчас понятно, что внедрение подобного прибора выгодно компании, ведь за счет его применения и отказа от вскрытия трубопровода по всей протяженности и снятия изоляционного покрытия, можно будет снизить расходы на проведение диагностики и сократить сроки подготовки технологических трубопроводов к полному техническому диагностированию, — говорит Руслан Маракаев. — Кроме этого, у прибора много скрытых возможностей, например, мы можем, не разбирая дороги или железнодорожных путей, проводить диагностику пересечений. Снижаются и транспортные издержки, ведь благодаря своей компактности, он требует гораздо меньше места при транспортировке по сравнению с существующими дефектоскопами.
В конце текущего года планируются первые испытания полного комплекса с участием роботов. Посмотреть прибор в реальной работе планируется осенью 2024 года на объектах ООО «Транснефть — Порт Приморск». Кстати, конструкторы «Диаскана» не прекращают искать новые возможности для диагностики, сейчас ведется разработка ручных инструментов, которые смогут диагностировать трубу через изоляционное покрытие.