|
Reflectometria cu impuls acustic este o tehnologie care a fost studiată în trecut în laboratoarele academice cu scopul de a examina sistemele tubulare. Principiul acestei tehnologii este simplu de explicat și totuși sunt multe provocări în ceea ce privește implementarea acestei tehnologii ca și unealtă industrială.
Bazele Reflectometriei cu impuls acustic (APR). Această tehnologie este bazată pe injectarea unui impuls acustic într-un tub, care apoi se comportă ca și un ghidaj de undă. Acest impuls poate fi măsurat prin montarea unui microfon într-un orificiu din peretele tubului. În cazul unui tub semi-infinit pulsul se va propaga de-a lungul tubului fără a genera nici un fel de reflexii. Dacă, cumva, impulsul va întampina o discontinuitate în secțiune se generează o reflexie. Amplitudinea și forma reflexiei este determinată de caracteristicile discontinuității: o strangulare (micșorare in secțiune) va crea o reflexie pozitivă, în timp ce o evazare, dilatare (creștere în secțiune) va crea o reflexie negativă.
Niciuna din aceste discontinuități nu își va schimba forma impulsului în vecinătatea lor, dar reflexia măsurată de către microfon va fi o replică atenuată a impulsului injectat, datorită pierderilor propagate. O gaură în tub, pe de altă parte, va crea o reflexie care va avea o formă mai complicată, afectată de mărimea orificiului și de radiația energiei acustice spre spațiul din afara tubului.
Schematic, exemple ale acestor cazuri sunt prezentate în figura 1.
 |
| Fig. 1 |
Diagnosticarea condițiilor interne ale tubului este deci o chestiune de interpretare corectă a reflexiilor care sosesc înapoi la microfon. Primul aspect al interpretării este direcția orizontală: timpul de sosire al reflexiei poate fi utilizat pentru a calcula localizarea precisă a discontinuității, pentru ca acest fel de reflexii se propagă la viteza sunetului. Al doilea aspect al interpretării este mai complicat, deoarece, implică concluzii referitoare la natura discontinuității pe baza formei detaliate a reflexiei. Într-un sistem practic, forma impulsului este determinată de către capabilitățile traductorului, ca urmare este mult mai complicat decât în exemplul schematic prezentat în figura 1.
Din laborator pe teren: prima provocare spre a crea un sistem mobil APR a fost de a reduce dimensiunile acestuia. Întregul ansamblu format din difuzoare, microfon și sursa au fost montate într-o carcasă portabilă așa cum se observă în fotografia din figura 2. Toată partea electronică privind emiterea, amplificarea, capturarea impulsului, precum si analizarea rezultatelor au fost montate intr-o unitate separată.
Identificarea automată a defectelor din tub pe baza semnalelor acustice este o altă provocare. Multe tehnici avansate de procesare a semnalului au fost aplicate pentru a face acest proces cât mai precis și mai exact posibil. Rezultatul este un echipament cu un timp de măsurare foarte mic (aprox. 10 sec. pe tub), care poate fi utilizat de către tehnicieni cu o specializare minimă. Un număr mare de măsurători poate fi efectuat într-un timp scurt, stocând toate datele pe un disc, producând un raport grafic complet al rezultatelor.
 |
| Fig.2 |
Exemplu: mentenanță periodică
În acest caz APR a fost utilizat pentru a examina un răcitor deschis pentru mentenanța periodică la Miami Dade Resource Recovery Facility. Capacul de pe o parte a fost îndepărtat expunând tuburile pentru inspecție. Un sfert din răcitor compus din 1140 de țevi a fost complet inspectat în 190 de minute rezultând un timp de inspecție de 10 sec. pe tub.
Inspectând acest răcitor utilizând echipamentul APR a dezvăluit informații interesante cu privire la starea internă a tuburilor.
APR, similar cu alte metode, necesită ca tuburile să fie curățate înainte de inspecție. Acest lucru este necesar pentru ca depunerile să nu acopere eventualele defecte. Pentru ca APR nu utilizează o probă de traversare, nu există nici un pericol ca măsurarea tuburilor murdare sa afecteze echipamentul, dar poate afecta integritatea măsurătorii. Unul dintre faptele interesante care au ieșit la iveală cu ocazia inspectării răcitorului a fost că procesul de curățare nu a fost realizat complet. Măsurătorile APR au dat indicații clare în astfel de cazuri arătând prezența multor strangulări ușoare datorate sedimentelor depozitate și care nu au fost curățate corespunzător. O măsurătoare tipică de acest fel este arătată în figura 3. În acest răcitor s-a constatat de exemplu că tuburile din ultimele 2-3 rânduri din partea inferioară a răcitorului nu au fost curățate.
Figura 3 prezintă un segment al măsurătorii care arată blocaje locale indicate printr-o strangulare (un vârf pozitiv) urmate de o evazare, indicând revenirea la secțiunea nominală (un vârf negativ).
Câteva blocaje complete sau aproape complete s-au găsit în răcitorul din Miami, care ar fi putut defecta alte tipuri de echipamente de testare. În final un model interesant de degradare a peretelui tubului a apărut într-o zonă a răcitorului. Majoritatea din 80 de țevi găsite în rândurile 35-43 au dezvăluit una sau două indicații: ori o creștere locală a secțiunii transversale indicând o coroziune ori o creștere a secțiunii transversale pe ultima jumătate de metru al tubului indicând eroziune. Faptul că aceste defecte erau concentrate într-o singură regiune a răcitorului este probabil datorată unor modele de curgere în răcitor. În orice caz aceste tuburi au fost marcate pentru supraveghere periodică sau înlocuire.
 |
| Fig. 3 |
Concluzii
Exemplele prezentate mai sus luate atât din laborator cât și pe teren demonstrează abilitățile sistemului APR. Rezultatele prezentate aici demonstrează un aspect singular al sistemului APR arătând în detaliu cum defecte în tuburile examinate s-au manifestat în semnale înregistrate. Utilitatea interfeței grafice cu utilizatorul (GUI - Graphic User Interface), abilitatea software-ului implementat pentru a scana un întreg set de măsurători și de a produce un raport automat indicând toate defectele găsite împreună cu o descriere a fiecăruia sunt caracteristici particulare importante ale acestui echipament, care contribuie la transformarea unei tehnologii promițătoare într-o unealtă productivă.
|
|
|
| home | contact | hartă site
FORUM la Turnu - Magurele 