Дефектоскоп Ультраскан (рисунок 3.15) призначений для визначення дефектів стінки труби методом ультразвукової товщинометрії радіально встановленими ультразвуковими датчиками. Наявність і розташування дефекту в стінці труби визначається за часом приходу ультразвукових сигналів, відбитих від внутрішньої і зовнішньої поверхні або неоднорідності всередині стінки труби, дозволяючи тим самим визначати крім зовнішніх і внутрішніх втрат металу, різного роду несплошності в металі труби, а саме розшарування, шлакові і інші включення.
Дефектоскоп Ультраскан забезпечений системою вимірювання пройденої відстані (одометріческіе колеса), системою прийому-передачі електромагнітних сигналів низької частоти, а також програмованої мікропроцесорної системою управління.
Дефектоскоп Ультраскан складається з секцій - сталевих герметичних корпусів з розташованої усередині електронікою, накопичувачами інформації та батареями і носія датчиків, пов'язаних між собою за допомогою карданних з'єднань і кабелів. Кількість секцій і склад кожної секції визначаються можливістю компонування електроніки і батарей в обмеженому обсязі корпусу, габаритні розміри якого повинні забезпечити контроль трубопроводу з певними характеристиками. Для трубопроводів діаметром 1020 мм дефектоскоп виконаний односекційний, для трубопроводів діаметром 820 мм і менше - дво- п'яти-секційним. У передній частині провідної секції встановлений бампер, що закриває антену приймача, що знаходиться в захисному карболітовими кожусі. Кожна секція і носій датчиків забезпечені поліуретановими манжетами, призначеними для центрування і забезпечення руху снаряда по трубопроводу потоком, що перекачується. На кожному герметичному корпусі встановлені також конічні манжети, службовці для запобігання застрявання снаряда в трійниках, не обладнаних запобіжними гратами. У задній частині секції електроніки на пружних важелях встановлені одометріческіе колеса. Носій датчиків складається з поліуретанових полозів, які забезпечують сталість відстані від датчика до поверхні труби. Полози з'єднані між собою плоскими пружинами, завдяки яким вони щільно прилягають до внутрішньої поверхні труби. Датчики з'єднані з модулем електроніки спеціальними кабелями з гермораз'емамі. Для забезпечення омивання датчиків нафтою, від кожного полоза відходить шланг до передньої секції. Мінімальна прохідний перетин трубопроводу, необхідне для пропуску дефектоскопа Ультраскан, становить 85%, а мінімальний радіус повороту на 90о суцільнотягнутого коліна труби, прохідний снарядом, становить 1,5 Dн.
Малюнок 3.15. дефектоскоп Ультраскан
Ультразвуковий дефектоскоп типу WM оснащений апаратурою опитування ультразвукових датчиків, обробки і запису інформації, контролю харчування, а також апаратурою датчиків дистанції, маркера і кутового положення. Ультразвукова апаратура забезпечує послідовне збудження ультразвукових датчиків через 3,3 мм при швидкості руху приладу до 2 м / с і реєстрацію відлуння - сигналів.
Апаратура контролю батарейного живлення забезпечує автономне включення і виключення живлення по запрограмованим параметрам, контроль стану батарей, реєстрацію пройденої відстані і видачу сигналів на запуск ультразвукових датчиків.
Ультразвуковий метод дефектоскопії - один з основних, що використовуються в даний час на магістральних нафтопроводах. Він заснований на властивості ультразвукових хвиль, відбиватися на кордоні розділу середовищ з різними акустичними властивостями. Запуск ультразвукових імпульсів і прийом відбитих ультразвукових луна - сигналів проводиться ультразвуковими датчиками, встановленими по нормалі до поверхні труби, що перетворюють електричне поле в акустичне і навпаки (малюнок 3.18).
Малюнок 3.18. Ультразвуковий датчик.
Щоб ввести ультразвукові хвилі між датчиками і стінкою труби необхідно забезпечити акустичний контакт. При цьому між датчиком і поверхнею труби немає безпосереднього контакту, введення ультразвукових коливань здійснюється через шар рідини. При внутрішньотрубної контролі нафтопроводу акустичний контакт забезпечує нафту. Після випромінювання датчиком ультразвукового імпульсу відбувається відображення ультразвукового сигналу спочатку від внутрішньої, а потім від зовнішньої стінки труби або від внутрішнього дефекту. Час від імпульсу, що запускає до приходу першого відбитого сигналу (рисунок 3.19), при відомій швидкості поширення ультразвуку в рідкому середовищі, пропорційно подвійному відстані до стінки труби - відступ (stand - off).
Малюнок 3.19. Тимчасова діаграма ультразвукового датчика.
Час приходу від першого відбитого сигналу при відомій швидкості поширення звуку в стали пропорційно подвійній товщині стінки трубопроводу. У разі зовнішньої корозії час проходження сигналу в стінці сталевої труби зменшується (малюнок 3.20). У разі внутрішньої корозії збільшується час проходження сигналу в нафти. Таким чином визначаються зовнішні та внутрішні втрати металу, різного роду несплошності в металі труби. Даним приладом виявляються дефекти втрати металу, дефекти геометрії труби, ризики, дефекти типу розшарування в стінці труби, конструктивні елементи трубопроводу.
Малюнок 3.20. Відображення інформації від УЗК датчика.
Апаратура обробки і запису інформації забезпечує опитування ультразвукових датчиків і суміщення отриманої інформації з інформацією від одометріческіх датчиків, датчика кутового положення, тимчасового таймера і надходять сигналами маркерів, завдяки чому при обробці даних здійснюється прив'язка інформації до місцевості і окружності труби. Після прогону по ділянці трубопроводу і вилучення дефектоскопа з камери прийому інформація зчитується з накопичувачів і надходить на обробку.
Профілемер Каліпер (рисунок 3.21) є двосекційним снарядом, призначеним для вимірювання внутрішнього прохідного перетину і радіусів поворотів труби, що необхідно для оцінки можливості безпечного пропуску ВІП.
Профілемер Каліпер складається з двох секцій, пов'язаних між собою карданним з'єднанням. У передній і задній частинах першій секції і на другій секції встановлені манжети, призначені для центрування і приведення в рух снаряда в трубопроводі. Конічна манжета, встановлена на передній секції, призначена для запобігання застрявання снаряда в трійниках, не обладнаних запобіжними гратами. У носовій частині першій секції встановлений бампер, під яким знаходиться антена приймача в захисному карболітовими кожусі, а на задній частині, на пружних важелях, одометри для вимірювання пройденої відстані. На другій секції встановлені манжети та вимірювальна система, що складається з безлічі важелів з колесами - для вимірювання прохідного перерізу, вм'ятин, овальні та інших геометричних особливостей труби. На карданном з'єднанні змонтована система вимірювання кута повороту, що складається з нерухомого та рухомого "грибків". Мінімальна прохідний перетин трубопроводу, необхідне для пропуску профілемера, становить 70% або 60% Dн, в залежності від конструкції профілемера.
Наявність дефектів і особливостей на трубопроводі, їх геометричні параметри і місця розташування визначаються по роздруківці даних профілеметріі після пропуску Каліпери по трубопроводу.
Малюнок 3.21. Профілемер Каліпер.
Виявлення снаряда в трубопроводі здійснюється локатором за сигналами приймача при заляганні труби на глибині до двох метрів.
Підйом і переміщення Каліпери проводиться за корпусу за допомогою м'яких поясів і траверси.