В основе радиационного метода лежит  ионизирующее излучение в форме  рентгеновских лучей и гамма-излучения. С одной стороны объекта устанавливают  источник излучения – рентгеновскую  трубку, с другой – детектор, фиксирующий  результаты просвечивания (рентгеновские пленки).

     Ультразвуковой  метод основан на исследовании процесса распространения упругих колебаний  в контролируемом объекте. Этот метод  основан на способности ультразвуковых колебаний отражаться от внутренних неоднородностей контролируемой среды.

     Все трубопроводы подвергаются испытанию  на прочность и плотность. Для  этого чаще применяют гидравлическое испытание, реже – пневматическое. В соответствии с требованиями НТД  проведение гидравлического или  пневматического испытания трубопроводов относятся к основным видам работ при оценке их технического состояния. При диагностировании технического состояния длительно проработавшего оборудования, для продления ресурса его безопасной эксплуатации этод метод является обычно завершающим этапом диагностирования.

     При испытании на прочность в трубопроводе создают давление, превышающее рабочее. При этом в конструкции трубопровода возникают повышенные напряжения, которые  вскрывают его дефектные места.

     При испытании на плотность в трубопроводе создают рабочее давление, при котором производят осмотр и обстукивание с целью выявления неплотности системы в виде сквозных трещин, отверстий и т.д.

     На  плотность трубопроводы испытывают только после предварительного испытания  на прочность.

     Гидравлический  способ наиболее безопасный. Пневматический способ предусматривают в следующих случаях: когда опорные конструкции или трубопровод не рассчитаны на заполнение его водой; если температура воздуха отрицательная и отсутствуют средства, предотвращающие замораживание системы; гидравлический метод недопустим или невозможен по технологическим или другим требованиям.

     Вид и способы испытаний, значения испытательных  давлений указывают в проекте  для каждого трубопровода. Испытанию  следует по возможности подвергать весь трубопровод. Обвязочные трубопроводы, непосредственно примыкающие к аппаратам, испытывают одновременно с ними.

     Для проведения гидравлического испытания  необходимо заполнить изделие рабочей  жидкостью. Давление в испытываемом трубопроводе необходимо повышать плавно и с остановками для своевременного выявления возможных дефектов. Во время выдержки не должно наблюдаться падения давления.

     Давление  нужно плавно снизить до рабочего и выдержать изделие под рабочим  давлением в течение времени, необходимого для осмотра трубопровода.

     Пневматическое  испытание аналогично гидравлическому. В процессе испытания трубопровод  заполняется воздухом или инертным газом и поднимается давление. Необходимо постоянно наблюдать  за испытываемым трубопроводом. Утечки обнаруживаются по звуку.

     Контроль за деформациями и напряженным состоянием трубопровода в целом не производится. Контроль за деформациями и напряженным состоянием отдельных участков трубопровода в особо сложных условиях (при просадках и пучении на вечной мерзлоте, на переходах через водные препятствия, в районах оползневых и карстовых проявлений, тектонических разломов и т.д.) возможен с использованием:                                                 акустико-эмиссионного метода;                                                                   тензометрирования.

Использование шурфования, акустико-эмиссионного метода и тензометрирования требует  доступа к трубопроводу и непосредственного  контакта с ним.

     Рисунок 1 - Порядок диагностирования подземных трубопроводов

     Наиболее  сложными для технического диагностирования являются подземные трубопроводы. Оперативную диагностику выполняют посредством обхода обслуживающим персоналом трассы газопровода. При обходе подземных участков утечки газа на трассе газопровода определяются по внешним признакам и приборами. Наибольшие сложности возникают при диагностировании подземных участков, что связано с трудностями доступа к ним и более интенсивным накоплением повреждений, обусловленным агрессивным воздействием грунта.                                                                  Получить информацию о динамике изменения свойств металла и изоляционного покрытия на трассе подземных трубопроводов, необходимую для оценки остаточного ресурса, можно только при наличии шурфов, что значительно повышает трудности диагностирования. Поэтому на первом этапе технического диагностирования максимум информации стремятся получить без вскрытия грунта.                                                                                         • проверка эффективности электрохимической защиты от коррозии путем измерения потенциалов на защищенном участке (в точке подключения установки электрохимической защиты и на границах создаваемой ею защитной зоны);                                                                                                                   • проверка состояния изоляции (в том числе наличия сквозных повреждений) производится во всех местах, доступных для визуального контроля; на засыпанных участках газопровода — проверка сплошности изоляционного покрытия с помощью специальных приборов (АНПИ, КАОДИ, C-S_can и др.);  • выявление участков газопровода с аномалиями металла труб с помощью приборов, позволяющих дистанционно установить места коррозийных или иных повреждений труб, а также участки газопровода с местным повышением напряжений;                                                                                             • определение коррозийной активности грунта и наличия блуждающих токов на участках с наиболее неблагоприятными условиями по этому показателю.

Согласно ГОСТ 23829-79 акустические метода делят на две большие группы: использующие излучение и приём акустических волн (активные методы) и основанные только на приёме (пассивные методы). В каждой из групп можно выделить методы, основанные на возникновении в объекте контроля бегущих и стоячих волн или колебаний. Активные акустические методы, в которых применяют бегущие волны, делят на две подгруппы, использующие прохождение и отражение волн. Применяют как непрерывное, так и импульсное излучение.                                                                                                      К методам прохождения относятся следующие:

1. Теневой метод, основанный на уменьшении амплитуды прошедшей волны под влиянием дефекта. (рисунок 2 а)
2. Временной теневой метод, основанный на запаздывании импульса, вызванном огибанием дефекта.
3. Зеркально-теневой метод, основанный на ослаблении сигнала, отраженного от противоположной поверхности изделия (донного сигнала).
4. Велосиметрический метод, основанный на изменении скорости упругих волн при наличии дефекта.

В методах отражения  применяют, как правило, импульсное излучение. К этой подгруппе относятся  следующие методы дефектоскопии.

 
   

1. Эхо-метод. Регистрирует эхо-сигналы от дефектов. (рисунок 2 б)
2. Зеркальный эхо-метод основан на зеркальном отражении импульсов от дефектов, ориентированных вертикально к поверхности, с которой ведётся контроль.
3. Реверберационный метод предназначен для контроля слоистых конструкций типа металл-пластик. Он основан на анализе длительности реверберации ультразвуковых импульсов в одном из слоёв.

От рассмотриенных акустических методов неразрушающего контроля существенно отличается иимпедансный метод, (рисунок 2 г) основанный на анализе изменения механического импеданса участка поверхности контролируемого объекта, с которым взаимодействует преобразователь.     На использование стоячих волн основаны следующие методы:

1. Локальный метод свободных колебаний. Он основан на анализе спектра возбуждённых в части контролируемого объекта с помощью ударов молоточка-вибратора. (рисунок 2 д)
2. Интегральный метод свободных колебаний. Механическим ударом возбуждаются вибрации во всём изделии или в значительной его части.
3. Локальный резонансный метод. Применяется в тольщиномерии. (рисунок 2 в)
4. Интегральный резонансный метод. Применяют для определения модулей упругости материала по резонансным частотам продольных, изгибных или крутильных колебаний изделий простой геометрической формы.

2. Эхо-импульсный метод ультразвуковой дефектоскопии.

 

Как видно, существует огромное количество методов ультразвуковой дефектоскопии, но один из наиболее распространённых методов является эхо-импульстный  метод ультразвукового неразрушающего контроля. Это объясняется тем, что этот метод – в отличии от других – применим при одностороннем доступе к исследуемому объекту, и при этом позволяет определить размеры дефекта, его координаты, характер.

В эхо-импульсном методе ультразвуковой дефектоскопии (УЗД) используются те же принципы, что и в радио - и акустической локации.

Современный эхо-метод  УЗД основан на излучении в  контролируемое изделие коротких импульсов  упругих колебаний (длительностью 0,5 – 10 мксек) и регистрации интенсивности (амплитуды) и времени прихода эхо-сигналов, отраженных от дефектов отражателей.

Импульсный эхо-метод  позволяет решать следующие задачи дефектоскопии:

1. Обнаружение и определение координат дефектов, представляющих собой нарушения сплошности и расположенных как на поверхности, так и внутри металлических и неметаллических изделиях и в сварных соединениях.
2. Определение размеров дефектов и изделий.
3. Обнаружение зон крупнозернистости в металлических изделиях и заготовках.

Аппаратура, реализующая  данный метод, позволяет определить характер дефектов, идентифицировать их по размерам, формам, ориентации.

3.1 Характеристики

К основным характеристикам  метода относятся: чувствительность, максимальная глубина прозвучивания, минимальная  глубина ("мертвая" зона), разрешающая  способность, точность измерения расстояния, производительность контроля[4].

Под чувствительностью понимают минимальный размер дефекта, находящийся на максимальной глубине и четко регистрируемый прибором. Количественно ее определяют порогом чувствительности. Для эхо-метода – это минимальная площадь искусственного дефекта типа плоскодонного отверстия, который обнаруживается при контроле. Ее можно определить по отражателям другого типа, выполняя пересчет на площадь плоскодонного отверстия по формулам акустического тракта. Порог чувствительности ограничивается двумя главными факторами: чувствительностью аппаратуры и уровнем помех. В зависимости от структуры материала будет и изменяться порог чувствительности.

Максимальная  глубина прозвучивания определяется максимальным расстоянием от дефекта (отражателя) заданного размера, на котором он уверенно выявляется. Она ограничивается условием, чтобы сигнал от дефекта был больше минимального сигнала, регистрируемого прибором и уровня помех. Она также определяется параметрами аппаратуры. В технических характеристиках прибора в качестве максимальной глубины прозвучивания указывают максимальную длительность развертки дефектоскопа. Достижение максимальной глубины прозвучивания ограничивается теми же факторами, которые препятствуют повышению чувствительности.

Минимальная глубина  или "мертвая" зона - минимальное расстояние от преобразователя или от поверхности изделия до дефекта, на котором он четко выявляется не сливаясь с зондирующим импульсом или импульсом от поверхности ввода ультразвука.

Разрешающая способность - минимальное расстояние между двумя одинаковыми дефектами, при котором они регистрируются раздельно. Различают лучевую и фронтальную разрешающую способности метода.

Лучевая разрешающая  способность - минимальное расстояние в лучевом направлении, при котором сигналы от дефектов видны на экране как два раздельных импульса.

Фронтальная разрешающая способность по перемещению - минимальное расстояние между дефектами в направлении перпендикулярном лучевому.

Точность измерения расстояния до дефекта определяется погрешностью в % от измеряемой величины.

Производительность  контроля определяется шагом и скоростью сканирования (перемещения) преобразователя. При оценке времени контроля учитывается и время на исследование дефекта.

3.2 Условия выявления дефектов при эхо-импульсном методе

Для обеспечения  надежного выявления дефектов необходимо выполнение двух условий:

1. Сигнал от  дефекта должен превосходить  минимальный сигнал, регистрируемый  регистратором прибора:

2. Сигнал от  дефекта должен быть больше  сигнала помех: 

3.3 Условия получения максимального сигнала от дефекта

Для оптимального выполнения первого условия выявления  дефекта величина  должна иметь максимальное значение. Где V_д – сигнал от дефекта, а V₀ – сигнал посылаемый преобразователем.