Експериментальна перевірка безконтактного ультразвукового методу контролю товщини стінки газопроводів у процесі внутрішньотрубної діагностики

Abstract

Наведено результати експериментального дослідження щодо підтвердження можливості здійснення безконтактного ультразвукового методу контролю товщини стінки газопроводів у процесі внутрішньотрубної діагностики. Дослідження проводилось за умов, що близькі до реальних робочих умов запуску снаряду для внутрішньотрубної діагностики (газ азот за тиску 5,0 МПа). В ході експерименту було використано звичайний комерційно доступний п’єзоелектричний перетворювач з робочою частотою 2,5 МГц. Підвищення тиску середовища та застосування погоджувальних елементів дозволило зменшити втрати енергії ультразвукового імпульсу на 18 дБ на границях розділу п’єзоелектричний перетворювач / середовище. Завдяки обробці отриманого сигналу в середовищі MATLAB процедурами згладжування та фільтрування вдалось детектувати серію донних луно–імпульсів та визначити товщину досліджуваних зразків з похибкою, що не перевищувала 5%.

Приведены результаты экспериментального исследования по подтверждению возможности осуществления бесконтактного ультразвукового метода контроля толщины стенки газопроводов в процессе внутритрубной диагностики. Исследование проводилось в условиях, близких к реальным рабочим условиям запуска снаряда для внутритрубной диагностики (газ азот при давлении 5,0 МПа). В ходе эксперимента были использованы обычный коммерчески доступный пьезоэлектрический преобразователь с рабочей частотой 2,5 МГц. Повышение давления среды и применение согласительных элементов позволило уменьшить потери энергии ультразвукового импульса на 18 дБ на границах раздела пьезоэлектрический преобразователь / среда. Благодаря обработке полученного сигнала в среде MATLAB процедурами сглаживания и фильтрации удалось детектировать серию донных эхо–импульсов и определить толщину исследуемых образцов с погрешностью, что не превышала 5%.

The article contains results of experimental studies to confirm the possibility of non–contact ultrasonic method of controlling the wall thickness of pipelines in the inner–pipe diagnosis. The study was conducted under conditions that are close to actual operating conditions for running pigd for inner–pipe diagnosis (nitrogen gas under pressure 5,0 MPa). During the experiment, we used conventional commercially available piezoelectric transducer at operating frequency of 2.5 MHz. Increasing pressure environment and the use of matching elements reduced the energy loss of ultrasonic pulse by 18 dB at the border section piezoelectric transducer / environment. Due to the received signal processing in MATLAB environment procedures, smoothing and filtering, we could detect a series of bottom–echo pulse and determine the thickness of samples with an error not exceeding 5%.