Новости

    3 марта 2024
    178
    Категория:

    Оценка эффективности акустических камер для поиска утечек газа

    Проведение контроля герметичности трубопроводов и резервуаров с газом, а так же локализация утечек газов является актуальной повседневной задачей на предприятиях по добычи, транспортировке, хранению и распределению газа, а так же нефтехимических производствах. Профилактика и регулярный контроль экономически более эффективны, чем ликвидация последствий технологических нарушений.

                 

    Рис. Ультразвуковые камеры

    В связи с широким использованием газов в производственных процессах существует большой ассортимент методов и приборов для обнаружения и оценки утечек газа, которые мы рассматривали в нашей статье https://www.energoskan.ru/news/103.html. Выбор метода определяется его применимостью к конкретным видам газов, точностью и эффективностью метода, экономической целесообразностью и безопасностью применения.

    В настоящей статье рассмотрим ещё один метод поиска утечек, набирающий популярность в последние годы – акустический, а так же оценим его эффективность в сравнении с ранее рассмотренными методами.

    В данном методе используется многочастотная ультразвуковая акустическая камера, которая осуществляет визуализацию дефектов благодаря встроенной камере видимого спектра и массиву из 128 высокочувствительных ультразвуковых датчиков.  Камера прослушивает широкое поле обнаружения, которое отображается на цветном дисплее с наложением на визуальный кадр. Такое решение позволяет обнаружить утечку газа, определяя источник звука по разности фаз звуковых волн. Затем звуковой сигнал с помощью встроенных алгоритмов прошивки камеры преобразуется в цветовое поле (сонограмму), которое накладывается на видимое изображение.

     

    Рис. Принцип работы ультразвуковой камеры

    Чтобы определить уровень утечки в л/время из измеренного звука в таких камерах реализоване модель подсчета утечки газа, которая учитывает:

    - Расстояние от места утечки

    - Давление в системе

    При внесении в диалоговое окно стоимости газа, прибор пересчитывает результаты в экономические потери за год.

     

    Рис. Локализация места утечки газа УЗ камерой

     

    Рис. Количественная оценка объёма утечки УЗ камерой

    По своему функционалу акустический метод обнаружения и оценки утечек газа соответствует методу OGI (оптической визуализации газов с помощью тепловизора), хотя по принципу действия принципиально отличается. Существенно отличается стоимость приборов для этих методов. В связи с этим целесообразно сравнить эффективность качественного и количественного инструментов дефектоскопии у акустической камеры и тепловизора OGI, технологию работы которого мы подробно рассматривали в статье https://www.energoskan.ru/news/99.html.

    В полевых условиях нашими специалистами в 2022 году было произведено сравнение результатов тепловизора Flir GFX320 и ультразвуковой камеры Flir Si 124. Ультразвуковая камера обнаружила менее 10 % утечек, выявленных тепловизором и подтверждённых другими методами. Расчёт объёма утечки ультразвуковой камеры так же значительно отличался от результатов, полученных тепловизионным методом. В дальнейшем нами были выполнены замеры контролируемых утечек на лабораторном газовом стенде (метан) с использованием поверенного электронного ротаметра MV-102 и камеры Flir GFX320 с системой количественного расчёта, которые показали среднее отклонение в измерениях оптическим методом 22% при утечках 2,5 л/мин, 30% при утечках 0,7 л/мин.

     

    Рис. Количественная оценка объёма утечки тепловизионным методом

    На величину погрешности количественных результатов ультразвукового метода негативно влияет окружающий шум и пере отражения звуковой волны от окружающих предметов. Так же данный метод учитывает в расчётах такие параметры как расстояние от места утечки и давление в системе, но не учитывает тип газа, величину отверстия, скорость ветра и температуру.

    Исходя из полученных данных можно заключить, что ультразвуковые приборы являются рабочим инструментом для обнаружения любого типа газа, выходящего под давлением или обнаружения мест всасывания газа в системах пониженного давления. Для точного результата требуется высокая квалификация дефектоскописта, а так же ограниченные условия работы, такие как скорость ветра, расстояние до объекта и уровень фонового шума. Количественная оценка требует корреляции с учётом условий выполнения обследования, а так же усреднения результатов нескольких последовательных замеров.

    Метод

    Ультразвуковая камера

    Flir Si124

    Тепловизионная камера

    Flir GFx320

    Чувствительность

    Средняя

    Высокая

    Дистанционная инспекция

    До 120 м

    Расстояние не ограничено

    Визуализация газа

    Нет

    Да

    Определение концентрации газа

    Нет

    Да

    Доступ к трудно-доступным узлам

    Да

    Да

    Запись результата в файл

    Нет

    Да

    Количественный расчёт

    Да, с погрешностью

    Да

    Стоимость прибора

     Средняя

    Высокая

    Достоинства

     Детектирует любой газ, воздух, всасывания

    Точный количественный расчёт утечки

    Недостатки

     Низкая точность количественного расчёта утечки

    Применяется для ограниченного числа газов

     

     

     
    3 марта 2024
    22 февраля 2024
    29 декабря 2023
    22 декабря 2023
    11 декабря 2023
    16 ноября 2023
    30 октября 2023
    24 октября 2023
    20 октября 2023
    6 октября 2023

    Код вконце index.php