طراحی و ساخت سیستم بازرسی نشتی شار مغناطیسی برای تشخیص خوردگی پیتینگ در خطوط انتقال گاز

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترا، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت، تهران، ایران

2 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

چکیده

روش نشتی شار مغناطیسی متداولترین روش برای تشخیص خوردگی در خطوط انتقال گاز است. بازرسی خطوط لوله معمولا با استفاده از پیگهای هوشمند انجام می شود. پیگ هوشمند دارای تعدادی سیستم مغناطیس کننده برای مغناطیس کردن جداره لوله می باشد. در مکانهایی که عیوب وجود دارند، میدان مغناطیسی نشت می کند. مقدار این میدان نشتی توسط سنسورهای اثر هال اندازه گیری شده و برای تحلیل عیوب استفاده می گردد. در پژوهش های اخیر، طراحی مغناطیس کننده مناسب جهت بهبود احتمال تشخیص عیوب در روش نشتی شار مغناطیسی بسیار مورد توجه پژوهشگران بوده است. در این پژوهش، ابتدا شبیه سازی تست نشتی شار مغناطیسی بر اساس معادلات ماکسول در نرم افزار کامسول انجام شد. قطعه تحت بررسی از جنس کربن استیل با ضخامت 10 میلی متر بود و بر روی آن دو خوردگی پیتینگ با عمق های متفاوت (4 و 6 میلی متر) شبیه سازی شدند. سپس سیگنالهای نشتی شار مغناطیسی بدست آمده از این عیوب بررسی شدند. پس از انجام شبیه سازیها و بدست آوردن ابعاد سیستم مغناطیس کننده، سیستم نشتی شار مغناطیسی طراحی و ساخته شد. ابتدا بمنظور اعتبار سنجی، نتایج شبیه سازی با نتایج آزمایشگاهی مقایسه گردیدند. نتایج مقایسه نشان می دهد که تطابق خوبی بین نتایج شبیه سازی و آزمایشگاهی وجود دارد. خطای نسبی حدود 9% است. در نهایت تست نشتی شار مغناطیسی بر روی قطعه حاوی عیوب پیتینگ با عمقهای متفاوت انجام شده و تصویر سی-اسکن بدست آمد. تصویر سی-اسکن بدست آمده، برای شناسایی نوع عیب و تعیین ابعاد آن استفاده می گردد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Design and Manufacturing of the Magnetic Flux Leakage Inspection System for Detection of Pitting Corrosion in Gas Pipelines

نویسندگان [English]

  • Turaj Azizzadeh 1
  • Mir Saeed Safizadeh 2
1 Ph.D student, Department of mechanical engineering, Iran university of science and technology, Tehran, Iran
2 School of Mechanical Engineereing, University of Science and Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

The magnetic flux leakage technique (MFL) is a widely used method for corrosion detection in the gas pipelines. The inspection of pipelines is typically performed using intelligent PIGs. The MFL intelligent PIG is equipped with an array of magnetizers responsible for inducing a magnetic field in the pipeline wall. The magnetic field leaks out of the pipeline wall at the locations where defects are present. The magnitude of the leakage magnetic field is measured by Hall-effect sensors and used for analysis of defects. In recent studies, the design of the appropriate magnetizer, as a technique to improve the probability of detection of the MFL, has been of great interest to the researchers. In this study, the simulation of the MFL technique was carried out based on Maxwell equations and in 3D using COMSOL software. The specimen under test was a carbon steel plate with a thickness of 10mm, which contained two pitting defects with various depths of 4mm and 6mm. Then, the MFL signals obtained from the defects were analyzed. Following the finite element modeling and obtaining the magnetizer dimensions, MFL system was designed and manufactured. First, the FEM results were experimentally validated. The results of the comparison indicated that there was a good agreement between experiments and FEM. The mean error was below 9%. Finally, MFL experiments were carried out and C-scans from the defects of different depths were obtained. The C-scans can be used for characterization of the defects.

کلیدواژه‌ها [English]

  • finite element modeling
  • MFL
  • Gas Pipelines