Радиационные методы обнаружения утечек
Радиационные методы контроля используют различные виды ионизирующих излучений: гамма-излучение; тормозное с непрерывным энергетическим спектром; рентгеновское, включающее тормозное или характеристическое; нейтронное. Для неразрушающего контроля металла труб обычно применяют два вида ионизирующего излучения: тормозное рентгеновское и гамма-, испускаемое ядрами радиоактивных изотопов.
Источник для проведения радиационного контроля выбирают с учетом конкретных условий. В зависимости от вида используемого источника излучения, радиационные методы контроля подразделяют на рентгеновский, гамма-, нейтронный и др., а также по трем способам получения информации: радиографическому, радиометрическому и радиоскопическому.
Радиографический метод контроля позволяет получить на радиографическом снимке изображение просвечиваемого объекта.
Рентгеновский метод применяется для контроля качества сварных швов труб, толщины стенок которых не превышают 10 мм.
С помощью гамма-метода контролируют качество основного металла сварных швов больших толщин, а также элементов конструкций, расположенных в трудно доступных местах сооружения.
Анализ использования источников жесткого гамма-излучения показывает, что они обладают рядом как положительных, так и отрицательных качеств, которые обусловливают либо их применение, либо отказ от них. К положительным качествам можно отнести то, что они намного дешевле всех других, не требуют электроэнергии для питания и могут быть использованы вдали от этих источников. К недостаткам относятся: необходимость соблюдения жестких требований к условиям хранения и использования гамма-источников, а также невозможность регулирования жесткости и интенсивности излучения.
В последнее время на практике стали применять «цветовой» способ радиографии, который в сравнении с черно-белым дает дополнительную информацию о насыщенности снимка, яркости и его тонах. Цветовой способ радиографии основан на различной чувствительности и контрастности эмульсионных слоев многослойных радиографических цветных пленок при воздействии на них ионизирующего излучения. На цветной пленке поры, неметаллические включения, непровары и трещины воспроизводятся в красном тоне.
Места малых утечек в трубопроводе можно отыскивать с помощью радиоактивных изотопов, например, натрия-24 или брома-82. Радиоактивное вещество добавляется к перекачиваемой нефти (нефтепродукту) и при наличии утечек может быть зафиксировано счетчиком, вмонтированным в специальный детектор, движущийся внутри трубы. Однако указанные методы обладают рядом недостатков, главные из которых – невысокая чувствительность и низкая производительность контроля.
Широкое применение для дефектоскопии сварных соединений трубопроводов получили импульсные рентгеновские аппараты. Они портативны и транспортабельны, потребляют мало электроэнергии, просты и удобны в эксплуатации.
Применение метода радиографической дефектоскопии лимитируется энергией пучка фотонов или бета-частиц, плотностью потока частиц в пучке, а также чувствительностью аппаратуры. Рентгеновские аппараты, излучающие большую энергию, требуют мощных источников питания и поэтому, как правило, не используются в полевых условиях.
Дефектоскопические аппараты, работающие на бета-частицах, не обладают достаточной проникающей способностью при контроле качества трубопроводов со стенкой повышенной толщины.
У гаммаграфических аппаратов указанные недостатки отсутствуют. Они обеспечивают излучение достаточной проникающей способности, портативны и не требуют мощных источников питания. При помощь такого аппарата можно обнаруживать уменьшение толщины стенки трубы, эксцентриситет труб, а в некоторых случаях и неровности поверхности, задиры, забоины и другие дефекты. Гаммаграфическая аппаратура не требует механического контакта с трубой, что значительно снижает дополнительные погрешности контроля.
В качестве источников гамма-лучей используют кобальт-60, цезий-137, иридий-192. Уровни активности этих источников для целей гамма-дефектоскопии составляют от 0,1 до 2,0 Ки/г.
Представляет интерес и опыт применения радиографического метода контроля коррозийных процессов на сборных трубопроводах арктических нефтепромыслов на севере Аляски (США).
Фирмой S and N Diving разработан и эксплуатируется гамма-дефектоскоп ТН-1000, основанный на радиографическом методе. Дефектоскоп пригоден для контроля сооружений на глубине до 100 м, а в рабочем положении находится на расстоянии 2,5 см от поверхности трубопровода. При просвечивании испускаемый поток гамма-частиц имеет форму конуса с углом при вершине 60°. Конструкция дефектоскопа позволяет в каждом конкретном случае использовать источник гамма-излучения (иридий-192) различной активности при максимуме 7,4∙1012 с-1. Оценка толщины стенки трубопровода производится путем сравнения оптической плотности почернения различных участков снимка. Ошибка при оценке может составлять от 5 до 10%. Если в недавнем прошлом радиография носила экспериментальный характер, то в настоящее время ее можно считать надежным методом дефектоскопии даже подводных трубопроводов.
Дата добавления: 2016-04-19; просмотров: 1766;