Нефть и газ

Техническая эндоскопия в нефтегазовой промышленности

Диагностика объектов нефтегазовой промышленности является важнейшим процессом, позволяющим определить и устранить различные дефекты до того, как они приведут к аварии, выходу из строя или преждевременной остановке работы оборудования, что в некоторых случаях может представлять опасность для жизни людей. Одним из методов диагностики является визуальный контроль, который заключается в осмотре и оценке технического состояния механизмов, устройств, узлов и агрегатов. Для объектов нефтегазовой промышленности необходимость проведения такого контроля регламентируется на законодательном уровне, а сам контроль должен проводиться квалифицированным персоналом в соответствии с предъявленными требованиями и стандартами.

Особенности визуального контроля

Визуальный контроль производится при помощи таких приборов, как технические эндоскопы, тепловизионные и высокоскоростные камеры. Целесообразно проводить визуальный контроль в следующих случаях:

• Контроль качества материалов, используемых при производстве;
• Контроль производства отдельных деталей и элементов;
• Диагностика в процессе эксплуатации для выявления дефектов.

В процессе диагностики могут быть выявлены дефекты следующего типа: изменение геометрии, повреждения внутренней поверхности материала, повреждение сварных швов, возникновение коррозии или эрозии, трещины, пробои, сколы, наличие отложений или посторонних предметов. В соответствии с поставленными требованиями визуальный контроль должен проводиться как для наружной, так и для внутренней стороны изделия, что в случае ограниченности доступа возможно только при помощи специальных оптических или электронных эндоскопов.

Применение эндоскопов в нефтегазовой промышленности

Нефтегазовая промышленность характеризуется наличием сложного оборудования и систем по переработке нефти и газа. Данные системы состоят из множества взаимосвязанных элементов, деталей и механизмов, обычно достаточно небольших размеров. Доступ к этим элементам возможен через специальные небольшие технологические отверстия для проведения контроля. В качестве примера таких элементов можно назвать химические реакторы, теплообменники, компрессоры, моторы, энергетические установки, парогенераторы и сосуды высокого давления. Современные технологии в области эндоскопии позволяют без особого труда и за довольно короткое время проводить визуальный осмотр скрытых и труднодоступных полостей в агрессивных и неблагоприятных условиях, в процессе осмотра снимать фотографии высокого качества и вести видеосъемку.

Основные типы используемых эндоскопов

На предприятиях нефтегазовой промышленности в основном используют следующие виды эндоскопов:

• Жесткие оптические эндоскопы (бороскопы);
• Гибкие оптические эндоскопы (на основе оптоволокна);
• Электронные видеоэндоскопы.

Отдельно можно отметить такие устройства, как проталкиваемые камеры, позволяющие осматривать трубопровод диаметром до пяти сантиметров и длиной до ста метров, телескопические системы, а также роботизированные устройства, позволяющие осматривать объекты большой протяженности. Подобные устройства позволяют не только проводить визуальный осмотр, но и выполнять различные измерения, что позволяет качественно определять развитие дефекта с течением времени.

Жесткие оптические эндоскопы

В жестких эндоскопах используется оптическая система, построенная на основе линз. Жесткий зонд обычно имеет диаметр от трех до десяти миллиметров и длину от десяти сантиметров до полутора метров. Обычно допускается изменение направления обзора, а также установка различных вспомогательных элементов для расширения углов обзора и для захвата посторонних предметов. Стоит отметить, что существуют и сверхтонкие жесткие эндоскопы, которые также называют градиентными. В любом случае данные устройства могут работать как в воздушной среде при температурах от -40С до +120С, так и в агрессивных условиях: топливо, масло, жидкости, растворители. Освещение осуществляется при помощи обычных источников света, результаты могут быть зафиксированы с помощью пленочного или цифрового фотоаппарата, камеры или передаваться на экран монитора.

Гибкие оптические эндоскопы

Основное преимущество гибких эндоскопов по сравнению с жесткими заключается в возможности проникнуть в самые труднодоступные и узкие места. Передача оптического сигнала передается по оптоволокну, благодаря чему толщина зонда может составлять всего 2.4 миллиметра. Принцип работы аналогичный – свет попадает на объектив, передается по оптическому волокну на окуляр. Такие эндоскопы также проявляют устойчивость к агрессивным веществам и могут эксплуатироваться при температурах от -10С до +80С.

Видеоэндоскопы

Видеоэндоскоп в отличие от оптических эндоскопов представляет собой цифровое устройство с жестким или гибким зондом, на дистальном конце которого установлена миниатюрная видеокамера с высокой разрешающей способностью. Видеосигнал с камеры поступает на цветной ЖК-дисплей. Благодаря использованию мощных светодиодов обеспечивается оптимальная яркость и четкость изображения, на котором несложно рассмотреть все особенности диагностируемого объекта. Основные преимущества видеоэндоскопов:

• Достаточно широкие углы обзора;
• Возможность проведения визуального осмотра одновременно несколькими специалистами;
• Высокое качество и разрешение изображения;
• Возможность фото и видео документирования.

Видеоэндоскопы работают от электрической сети 100-240В или от аккумулятора 12В. Могут работать при температурах от -20С до +80С. В комплектацию могут входить разнообразные дополнительные аксессуары: сменные насадки, зонды, захваты для посторонних предметов, магниты. Существуют как компактные портативные приборы, так и профессиональные стационарные с множеством дополнительных функций и возможностью проводить измерительные работы.

Тепловидение в нефтегазовой промышленности

Тепловизионные камеры также нашли широкое применение в нефтегазовой отрасли благодаря своей особенности. Так как чувствительный элемент камеры улавливает тепловое излучение от объектов, это позволяет с большой точностью определять местоположение дефектных участков, через которые могут происходить утечки нефти или газа. Благодаря такому контролю удается вовремя избежать возможных проблем, выявить ослабленные или поврежденные коррозией соединения, принять меры по ремонту или замене оборудования или участков трубопровода. Основное преимущество современных тепловизионных камер заключается в возможности проверки сразу большой площади и высокой скорости обнаружения утечек.