Дефектоскопия нефте- и газопроводов с помощью технологии акустической голографии

Целостность линейной части – проблема эксплуатации трубопроводов, решение которой возможно благодаря систематическому контролю герметичности трубы и своевременному устранению выявленных дефектов.

    В России применяется много методов контроля целостности трубопроводов. Распространенный метод определения мест утечек газа из подземных газопроводов – ультразвуковой контроль. С помощью ультразвука проводится диагностика дефектов труб, водопроводов и теплотрасс без вывода из эксплуатации.

    Звук – это технический маркер, с помощью которого происходит обнаружение сбоев на промышленных предприятиях. Опытный инженер проводит инспекции, где сравнивает звуковую среду и определяет, изменилось ли что-либо и может ли это указывать, например, на утечку газа или поломку. При возникновении утечки газа или сжатого воздуха в месте дефекта происходит выброс струи газа, из-за чего в месте утечки возникают завихрения или турбулентность, которая и порождает ультразвуковые волны. 

    До не давних пор поиск утечки сжатого воздуха происходил с помощью детектора ультразвука, оснащенного одним или тремя микрофонами, который локализовал и измерял уровень утечки и переводил ультразвуковую частоту в слышимый человеческому уху формат. Оператор использовал наушники, чтобы на слух определить, в каком месте происходила утечка. Недостатком такой технологии было время – требовалось несколько часов для правильного и эффективного анализа. Кроме этого, возникали сложности с тем, чтобы локализовать дефект в пространстве, где существуют помехи от более мощных источников ультразвука. Чаще всего такие помехи не позволяли найти утечки малых размеров. Визуализация утечек в режиме обследования казалась чем-то недостижимым.

    Но прогресс не стоит на месте, и в 2021 году компания «Арман» совершила прорыв в применении ультразвука для поиска утечек газов. Устройство для поиска утечек газов (сжатого воздуха) приобрело «зрение». Это стало возможным благодаря технологии акустической голографии – метода обнаружения шума с помощью построения карты интенсивности звука с отображением цветовой схемы распространения шумов. Если раньше оператору требовалось несколько часов, чтобы «прослушать» все оборудование и участки, в которых возникают дефекты, то теперь поиск утечки с помощью новой акустической камеры занимает всего несколько секунд.

Как звук превращается в изображение?

    В основе устройства визуализации звука SVS лежит микрофонный сенсор, выполненный в виде решетки микрофонов, и передовое программное обеспечение российской разработки. Звуковая волна попадает на поверхность сенсора, в режиме реального времени программное обеспечение обрабатывает видеоизображение, и после обработки получаем акустическую картину с местоположением источника звука.

    Устройство визуализации звука SVS обнаруживает ультразвуковую сигнатуру утечек. Утечки отображаются как цветные пятна на компьютере оператора.   Предназначение прибора – предотвратить аварийные ситуации на объектах нефтегазовой отрасли. Утечки обнаруживаются на расстоянии, что исключает необходимость подъема по лестнице или входа в опасные зоны, тем самым повышая общую безопасность оператора и сокращая время осмотра, не говоря уже о том, что разрешение на работу не требуется. Обнаружение утечек с помощью устройства визуализации звука SVS выполняется во время работы оборудования, что снижает затраты из-за простоя.

    Сегодня оператор может быстро научиться работать с таким оборудование и визуализировать утечки в режиме экспресс-анализа. 

Журнал «НГС (Нефть и Газ Сибири)» № 3(44) 2021 г.