Способ диагностики состояния магистральных трубопроводов с использованием радиоактивных индикаторов

Способ диагностики состояния магистральных трубопроводов с использованием радиоактивных индикаторов

Реферат

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может найти применение при диагностике состояния магистральных газо- и нефтепроводов в процессе их эксплуатации. Сущность: способ включает перемещение внутри трубопровода снаряда-дефектоскопа, регистрацию его перемещения и излучения радиоактивных индикаторов. В качестве радиоактивных индикаторов используют содержащиеся в транспортируемом продукте природные радионуклиды и радиоактивные продукты их распада, накопившиеся в стенке трубопровода и прилегающем к внешней поверхности трубопровода грунте за время эксплуатации трубопровода. Регистрируют гамма-излучение указанных радионуклидов, выделяют участки поверхности трубопровода с повышенным суммарным уровнем гамма-излучения указанных радионуклидов и вычленяют из суммарного уровня гамма-излучения гамма-излучение короткоживущих изотопов и низкоэнергетическое гамма-излучение радионуклидов. Характер дефекта определяют, сравнивая уровень гамма-излучения короткоживущих изотопов с суммарным уровнем гамма-излучения или/и с уровнем низкоэнергетического гамма-излучения на выделенном участке стенки трубопровода. Технический результат: обеспечение повышенной экологической безопасности инспекции трубопровода и исключение возможности радиоактивного заражения. 7 з.п.ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может найти применение при диагностике состояния магистральных трубопроводов (нефте- и газопроводов) в процессе их эксплуатации, включая обнаружение утечек перекачиваемой среды, образование поверхностных трещин в стенке трубопровода, дефектов сварных швов и коррозию стенки трубопровода.

Известны многочисленные предложения по использованию радиоактивных индикаторов для диагностики состояния трубопроводов. В частности, в патенте США N 3045116, кл. 250-43.5, опубл. 17.07.1962 описан способ диагностики магистральных трубопроводов с использованием радиоактивных индикаторов, включающий формирование в трубопроводе отделенного от его основной полости технологического отсека, внешней стенкой которого является стенка трубопровода, заполнение полости указанного отсека технологической средой, маркировку технологической среды индикаторным радиоактивным веществом, перемещение технологического отсека с маркированной технологической средой вдоль контролируемого участка трубопровода, промывку стенки трубопровода после прохождения технологического отсека и перемещение внутри трубопровода снаряда-дефектоскопа с детектором гамма-излучения индикаторного радиоактивного вещества с записью уровня радиации и пройденного пути, по которым судят о наличии дефекта и его местоположении. Технологический отсек с маркированной средой отделяется от основной полости трубопровода двумя разнесенными по его длине пробками. В качестве радиоактивного индикатора используют растворимые в углеводородах или воде органические производные I-131, Br-82 или других радиоактивных изотопов с активностью 200 мКи/г. В 160 м³ технологической среды растворяют от 0,009 до 0,43 кг индикаторного вещества. Для промывки стенки трубопровода от оставшейся на ней пленки маркированной технологической среды используют нерадиоактивные углеводороды или воду с добавлением поверхностно-активных веществ. Предполагается, что технологический отсек с маркированной технологической средой перемещается по трубопроводу со скоростью перекачиваемой среды и длина его достаточна, чтобы при прохождении зоны утечек за пределы трубопровода вытекло достаточное количество радиоактивного индикатора, гамма-излучение которого можно зарегистрировать детектором, проходящим по трубопроводу после промывки его стенки незагрязненной средой. При реализации данного способа существенным является требование, чтобы гамма-излучение используемого радиоактивного индикатора было намного выше, чем гамма-излучение природных радионуклидов, накопившихся в стенке трубопровода при транспортировке продукта. Недостатком данного способа, как и всех остальных известных способов, использующих индикаторное радиоактивное вещество, является его повышенная экологическая опасность, особенно при инспекции трубопроводов большого диаметра, так как в этом случае объем полости технологического отсека будет превышать 1000 м³. Соответственно возрастают объемы маркированной индикаторным радиоактивным веществом технологической среды, что вызывает необходимость в разработке и проведении дорогостоящих мероприятий по экологической защите транспортируемого продукта, трубопровода и прилегающего к нему региона.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка способа диагностики состояния магистральных трубопроводов, обеспечивающего повышенную экологическую безопасность инспекции трубопровода и исключающего возможность радиоактивного заражения транспортируемого продукта и прилегающего к трубопроводу региона. Другой задачей изобретения является разработка способа, обеспечивающего снижение затрат на проведение инспекции трубопровода.

Поставленные технические задачи решаются тем, что в известном способе диагностики состояния магистральных трубопроводов с использованием радиоактивных индикаторов, включающем перемещение внутри трубопровода снаряда-дефектоскопа, регистрацию его перемещения и уровня гамма-излучения радиоактивных индикаторов и определение по результатам регистрации характера и местоположения дефектов, согласно изобретению, в качестве радиоактивных индикаторов используют содержащиеся в транспортируемом продукте природные радионуклиды и радиоактивные продукты их распада, накопившиеся в стенке трубопровода и прилегающем к внешней поверхности трубопровода грунте за время эксплуатации трубопровода, регистрируют гамма-излучение указанных радионуклидов, выделяют участки поверхности трубопровода с повышенным суммарным уровнем гамма-излучения указанных радионуклидов, вычленяют из суммарного уровня гамма-излучения гамма-излучение короткоживущих изотопов и низкоэнергетическое гамма-излучение радионуклидов, а характер дефекта определяют, сравнивая уровень гамма-излучения короткоживущих изотопов с суммарным уровнем гамма-излучения или/и с уровнем низкоэнергетического гамма-излучения на выделенном участке стенки трубопровода.

Для вычленения гамма-излучения короткоживущих изотопов природных радионуклидов или/и продуктов их распада дополнительно регистрируют уровни гамма-излучения в выделенных энергетических интервалах, определяемых сильными линиями спектра гамма-излучения природных радионуклидов или/и продуктов их распада, и сравнивают уровень гамма-излучения в выделенном энергетическом интервале с суммарным уровнем гамма-излучения выделенного участка трубопровода или/и с уровнем гамма-излучения в других выделенных энергетических интервалах.

При этом регистрируют уровни гамма-излучения при распаде адсорбированных природных радионуклидов Pb-210, Pb-212, Pb-214 в энергетическом интервале излучения гамма-квантов с энергией 40...550 кэВ, или/и Т1-208 и Bi-214 в энергетическом интервале излучения гамма-квантов с энергией 550...660 кэВ, или/и Ac-228 в энергетическом интервале излучения гамма-квантов с энергией 800. . . 1000 кэВ, или/и К-40 в энергетическом интервале излучения гамма-квантов с энергией 1350...1550 кэВ, или/и Tl-208 в энергетическом интервале излучения гамма-квантов с энергией 2400...2800 кэВ.

Кроме того, внутреннюю поверхность трубопровода разделяют в тангенциальном направлении на отдельные контрольные секторы, а регистрацию суммарного уровня гамма-излучения радионуклидов или/и уровней гамма-излучения в выделенных энергетических интервалах ведут для каждого контрольного сектора автономно.

При этом транспортируемый по трубопроводу продукт пропускают над бездефектными и содержащими типовые дефекты эталонными образцами его поверхности, регистрируют суммарное гамма-излучение или/и уровни гамма-излучения в выделенных энергетических интервалах от эталонных образцов поверхности и используют данные измерения как эталонные характеристики гамма-излучения.

Кроме того, зарегистрированный при инспекции трубопровода суммарный уровень гамма-излучения или/и уровни гамма-излучения в выделенных энергетических интервалах уменьшают на величину фонового гамма-излучения, характерного для бездефектного образца поверхности стенки трубопровода.

Для получения эталонных характеристик гамма-излучения выделяют на трубопроводе контрольный участок, а в качестве эталонных образцов используют участки его поверхности, на которых наблюдаются типовые дефекты, при этом в качестве контрольного участка используют начальный участок трубопровода, включающий по меньшей мере один поворотный и один неповоротный сварные швы.

Заявленный способ базируется на известном факте наличия в любом транспортируемом по магистральному трубопроводу продукте природных радионуклидов (уран, торий, продукты их распада и калий-40), так как добываемое из недр Земли природное сырье содержит то или иное количество радионуклидов. Количество природных радионуклидов в транспортируемом продукте не превышает предельно допустимых концентраций, но они адсорбируются стенкой трубопровода. При эксплуатации трубопровода природные радионуклиды и радиоактивные продукты их распада накапливаются на дефектных участках стенки трубопровода, а при наличии сквозных дефектов накапливаются также в прилегающем к трубопроводу грунте, что приводит к местному увеличению их концентрации на стенке трубопровода и, соответственно, к повышению уровня гамма-излучения дефектных участков трубопровода. Это делает возможным использование их в качестве природного индикаторного радиоактивного вещества, выделяя при проведении инспекции трубопровода участки стенки с повышенным суммарным уровнем гамма-излучения природных радионуклидов и продуктов их распада. В зависимости от характера дефекта и длительности эксплуатации трубопровода с данным дефектом изменяется соотношение между природными радионуклидами, имеющимися в транспортируемой среде, и радиоактивными продуктами их распада, которые включают как коротко-, так и долгоживущие радиоактивные изотопы. Вычленив из суммарного уровня гамма-излучения гамма-излучение короткоживущих изотопов и низкоэнергетическое гамма- излучение, более характерное для долгоживущих изотопов радионуклидов, получаем достаточно информации, чтобы, сравнив уровень гамма-излучения короткоживущих изотопов с суммарным уровнем гамма-излучения или/и с уровнем низкоэнергетического гамма-излучения выделенного участка трубопровода, определить характер дефекта, в частности, выделить поврежденные коррозией участки внутренней поверхности трубопровода, дефекты сварных швов, сквозные и несквозные трещины на внутренней поверхности трубопровода и т. п. Таким образом, можно проводить инспекцию магистрального трубопровода без введения дополнительного количества радиоактивного индикатора, не изменяя экологической обстановки на магистральном трубопроводе и не производя дополнительных затрат по экологической защите транспортируемого продукта, трубопровода и прилегающего к нему региона.

Регистрация уровней гамма-излучения в выделенных энергетических интервалах, определяемых сильными линиями спектра накопившихся в стенке трубопровода и прилегающем к нему грунте природных радионуклидов или/и продуктов их распада, и сравнение уровня гамма-излучения в выделенном энергетическом интервале с суммарным уровнем гамма-излучения в выделенном участке трубопровода или/и с уровнем гамма-излучения в других выделенных энергетических интервалах способствует более точному определению соотношения короткоживущих и долгоживущих изотопов, накопившихся на дефектном участке трубопровода, и повышает достоверность определения характера дефекта.

Регистрация уровня гамма-излучения в указанных в изобретении выделенных энергетических интервалах, привязанных к наиболее часто встречающимся изотопам природных радионуклидов и продуктов их распада, повышает достоверность результатов измерений и упрощает определение характера дефектов, так как наблюдается селективное адсорбирование указанных изотопов природных радионуклидов на различных дефектах стенки трубопровода.

Разделение внутренней поверхности трубопровода в тангенциальном направлении на отдельные контрольные секторы и автономная регистрация суммарного уровня гамма-излучения природных радионуклидов или/и уровней гамма-излучения в выделенных энергетических интервалах для каждого контрольного сектора дают возможность конкретизировать положение и размеры дефекта на стенке трубопровода.

Наличие бездефектных и содержащих типовые дефекты эталонных образцов поверхности трубопровода и пропускание над ними транспортируемого по трубопроводу продукта позволяет проводить диагностику состояния трубопровода без знания конкретного соотношения природных радионуклидов в транспортируемом продукте и изменения этого соотношения в процессе эксплуатации трубопровода, так как на эталонных образцах и на стенке магистрального трубопровода будут проходить одни и те же процессы селективного накопления изотопов природных радионуклидов и, зарегистрировав суммарное гамма-излучение или/и уровни гамма-излучения в выделенных энергетических интервалах от эталонных образцов, можно использовать результаты этих измерений как эталонные характеристики при анализе гамма-излучения от стенки трубопровода вне зависимости от соотношения изотопов природных радионуклидов в транспортируемом продукте.

Знание величины суммарного уровня гамма-излучения или/и уровня гамма-излучения в выделенных энергетических интервалах от бездефектного образца позволяет повысить точность диагностики, исключив влияние фонового гамма-излучения, характерного для бездефектной поверхности стенки трубопровода. Одновременно уменьшается объем регистрируемой информации и стоимость диагностики, так как информация от бездефектной стенки трубопровода может не регистрироваться.

Процедура получения эталонных характеристик гамма-излучения упрощается при выделении на трубопроводе контрольного участка с использованием в качестве эталонных образцов участков его поверхности, на которых наблюдаются типовые дефекты. Использование для этих целей начального участка трубопровода, включающего по меньшей мере один поворотный и один неповоротный сварные швы, позволяет уточнить эталонные характеристики гамма-излучения перед каждой инспекцией. Вид и характер дефектов внутренней поверхности стенки на начальном участке трубопровода может быть уточнен любым известным методом дефектоскопии.

Заявителю не известны способы диагностики состояния магистральных трубопроводов с указанной совокупностью существенных признаков, и заявленная совокупность существенных признаков не вытекает явным образом из современного уровня техники, что подтверждает соответствие заявляемого изобретения критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

На фиг. 1 изображена схема инспекции трубопровода в соответствии с изобретением; на фиг. 2 показана схема разбивки стенки трубопровода на отдельные секторы; на фиг. 3 представлена схема контрольного участка и части инспектируемого трубопровода; на фиг. 4 схематически представлена запись суммарного уровня гамма-излучения и уровней гамма-излучения в четырех выделенных энергетических интервалах, полученная от регистрации излучения от эталонных образцов бездефектной и имеющих типовые дефекты стенки трубопровода; на фиг. 5 и 6 схематически представлены записи суммарного уровня излучения и уровней гамма-излучения в тех же энергетических интервалах, характерные для инспектируемого трубопровода.

Способ диагностики состояния магистральных трубопроводов осуществляется следующим образом.

Инспектируемый магистральный трубопровод 1 расположен под слоем грунта 2. В тангенциальном направлении стенка инспектируемого трубопровода разделена на восемь секторов, каждый из которых диагностируется автономным каналом измерения. В качестве контрольного выбран начальный участок инспектируемого трубопровода между сечениями I-I и II-II, включающий два поворотных 3 и один неповоротный 4 сварные швы. На стенке начального участка трубопровода в пределах секторов измерений выделяют зоны 5 внутренней поверхности без дефектов, которые используют как эталонные образцы бездефектной поверхности. В качестве эталонных образцов поверхности стенки трубопровода, содержащей типовые дефекты, характерные для сварных швов, используют зоны 6 и 7, прилегающие к поворотному сварному шву, зоны 8, 9 и 10, прилегающие к неповоротному сварному шву. Дополнительно на начальном участке трубопровода выделяют зону 11 с коррозионным слоем на внутренней поверхности как эталонный образец поврежденной коррозией стенки трубопровода и зону 12, содержащую микротечь 13 как эталонный образец негерметичной стенки. Состояние начального участка трубопровода и имеющиеся на нем эталонные образцы дефектов в ходе эксплуатации могут контролироваться любым известным методом дефектоскопии.

Для диагностики состояния трубопровода в него введен снаряд-дефектоскоп 14, выполненный, например, аналогично снаряду-дефектоскопу, описанному в патенте Российской Федерации N 2069288 по кл. F 17 D 5/02. Снаряд-дефектоскоп оснащен системой измерения пройденного пути с одометром 15, бортовой гамма-спектрометрической установкой 16 для анализа и записи гамма-излучения природных радионуклидов и детекторами 17, автономно измеряющими гамма-излучение природных радионуклидов от каждого из выделенных секторов стенки трубопровода.

Снаряд-дефектоскоп перемещают вдоль инспектируемого участка трубопровода и измеряют детекторами 17 изменение гамма-излучения по длине трубопровода от каждого из секторов с анализом и регистрацией результатов измерений в гамма-спектрометрической установке 16 с привязкой их к пройденному пути. Перекачиваемый газ при этом проходит через снаряд-дефектоскоп, что позволяет перемещать снаряд-дефектоскоп со скоростью, существенно меньшей скорости перекачки газа, и проводить диагностику состояния действующего трубопровода. При перемещении снаряда-дефектоскопа по инспектируемому трубопроводу зарегистрированы несколько зон с повышенной активностью, в том числе зона 18 на нижней поверхности трубопровода и зона 19 на верхней поверхности трубопровода.

На начальном участке между сечениями I-I и II-II детекторы 17 измеряют гамма-излучение от стенки трубопровода, в том числе от зон 5-12, являющихся эталонными образцами бездефектной стенки трубопровода, и стенки трубопровода, содержащей типовые дефекты. Характер гамма-излучения от эталонных образцов стенки поверхности показан на фиг.4, на которой приведены записи: А - суммарного уровня гамма-излучения; Б, В, Г и Д - уровни гамма-излучения в диапазонах 40...550, 550...660, 800...1000 и 1350...1550 кэВ соответственно. Для наглядности на фиг. 4 совмещены записи уровней гамма-излучения от зон 5, 7, 10, 11 и 12, находящихся в разных секторах измерения.

Базовый уровень суммарного гамма-излучения 1550...1750 имп./сек совпадает с уровнем излучения A5 от зон 5, представляющих собой эталонные образцы бездефектной поверхности трубопровода. Эта зона характеризуется также минимальными уровнями гамма-излучения в выделенных энергетических интервалах: Б5 - 450...600 имп./сек, В5 - 65...85 имп./сек и Г5 - 15...25 имп./сек. Для бездефектного образца поверхности гамма-излучение в энергетическом интервале 1350...1550 кэВ практически отсутствует (единичные импульсы). При этом можно отметить, что уровни гамма-излучения Б5 и В5 существенно превышают уровень гамма-излучения Г5. Соотношение между собой уровней гамма-излучения Б5, В5 и Г5 примерно одинаково для всех бездефектных зон начального участка трубопровода. Это показывает, что на бездефектной поверхности имеет место равномерное накопление преимущественно изотопов, являющихся продуктами распада урана и тория.

Зоны 6 и 7 поверхности трубопровода, прилегающие к поворотному сварному шву, дают дискретное повышение уровня суммарного гамма-излучения А6 и А7 - 3000. ..4800 имп./сек, характерное в целом для зоны поворотного сварного шва и превышающее базовый уровень А5 суммарного гамма-излучения бездефектной поверхности в 2...3 раза. Эти зоны характеризуются также повышенными уровнями гамма-излучения в выделенных энергетических интервалах: Б6 - 900...1500 имп./сек, В6 - 130...200 имп./сек, Г6 - 60...80 имп./сек и Д6 - 20...25 имп. /сек. Уровни гамма-излучения Б6 и В6 в 2...3 раза превышают уровень гамма-излучения Б5 и В5 от бездефектных зон поверхности стенки трубопровода. Уровень гамма-излучения Г6 превышает уровень гамма-излучения Г5 в 4...5 раз, что показывает на накопление долгоживущих изотопов в отложениях на неоднородностях сварного шва. Соотношение между собой уровней гамма-излучения Б6, В6, Г6 и Д6 примерно одинаково для всех зон поверхности трубопровода, прилегающих к поворотным сварным швам. Те же характеристики суммарного гамма-излучения и гамма-излучения в выделенных энергетических интервалах имеют зоны 8 и 9 неповоротного сварного шва.

Зона 10 поверхности контрольного участка трубопровода, прилегающая к нижней части неповоротного сварного шва, также дает дискретное повышение суммарного уровня гамма-излучения А10 - 6000...7000 имп./сек и гамма-излучения в выделенных энергетических интервалах Б10 - 1700...3000 имп./сек, В10 - 300. . . 500 имп./сек, Г10 - 250...300 имп./сек и Д10 - 40...50 имп./сек. превышающие примерно в 2 раза аналогичные характеристики зоны 6 для поворотного сварного шва, что показывает на наличие местных дефектов сварного шва, например повышенной пористости, характерных для потолочного сварного шва.

Зона 11 поверхности контрольного участка трубопровода с коррозионным слоем на его внутренней поверхности регистрируется как протяженная зона с повышенным уровнем суммарного гамма-излучения A11 - 2700...3700 имп./сек, превышающим базовый уровень А5 суммарного гамма-излучения бездефектной поверхности в 1,8...2,5 раза. Эта зона характеризуется также повышенными уровнями гамма-излучения в выделенных энергетических интервалах: Б11 - 800... 1300 имп./сек, В11 - 115...185 имп./сек, Г11 - 60...80 имп./сек и Д11 - 20.. . 25 имп. /сек. Уровни гамма-излучения Б11 и В11 в 1,8...2,5 раза превышают уровень гамма-излучения Б5 и В5 от бездефектных зон поверхности стенки трубопровода. Уровень гамма-излучения Г11 превышает уровень гамма-излучения Г5 в 4...5 раз, что показывает на накопление продуктов распада Rn-222 в коррозионном слое. Принципиальным общим свойством всех несквозных неоднородностей стенки трубопровода типа несквозной микротрещины, коррозии, шероховатости внутренней поверхности и нарушений геометрической формы является накопление преимущественно изотопов Тl-208 и Bi-214 с нарушением количественного соотношения изотопов в транспортируемом продукте и на стенке трубопровода.

Зона 12 поверхности контрольного участка трубопровода с микротечью 13 регистрируется как дискретная зона с существенно повышенным уровнем суммарного гамма-излучения А12 - 10000 имп./сек, превышающим базовый уровень А5 суммарного гамма-излучения бездефектной поверхности в 5...6 раз. Эта зона характеризуется также повышенными уровнями гамма-излучения в выделенных энергетических интервалах: Б12 - 4500...4900 имп./сек, В12 - 800 имп./сек и Г12 - 560 имп. /сек и Д12 - 86 имп./сек. Уровни гамма-излучения Б12 и В12 в 10 раз превышают уровень гамма-излучения Б5 и В5 от бездефектных зон поверхности стенки трубопровода. Уровень гамма-излучения Г12 превышает уровень гамма-излучения Г5 в 20. . . 25 раз. Принципиальным отличием микротечи от несквозных неоднородностей стенки трубопровода является увеличение доли Rn-222 и продуктов его распада в природных радионуклидах, накопившихся в прилегающем к наружной поверхности трубопровода грунте в зоне микротечи, с приближением количественного соотношения накопившихся в грунте долгоживущих природных радионуклидов к их соотношению в транспортируемом продукте.

На фиг. 5 представлены записи уровней суммарного гамма-излучения А18 и гамма-излучения в выделенных энергетических интервалах Б18, В18 и Г18. Как видно из записи, на стенке трубопровода наблюдается протяженный дефект, характеризующийся дополнительно локальным повышением уровней суммарного гамма-излучения и гамма-излучения в выделенных энергетических интервалах. Уровень гамма-излучения А18 - 5600...7000 имп./сек в 3,6...4,5 раза превышает уровень гамма-излучения А5, характерный для бездефектной поверхности. Уровни гамма-излучения Б18 - 1600...2700 имп./сек и В18 - 230...350 имп./сек превышают аналогичные характеристики Б5 и В5 в 3,6...4,5 раза. Уровень гамма-излучения Г18 - 120...200 имп./сек превышает базовый уровень гамма-излучения Г5 в 8...9 раз, уровень гамма-излучения Д18 - 40...48 имп./сек. Данные соотношения характеристик гамма-излучения показывают, что на нижней поверхности трубопровода имеется зона коррозии, совпадающая с местным понижением трубопровода. Сопоставление характеристик гамма-излучения дискретного пика в середине зоны 18 с аналогичными характеристики поворотного и неповоротного сварных швов показывает, что зона 18 расположена примерно симметрично относительно поворотного сварного шва, что подтверждается схемой раскладки трубопровода.

На фиг 6 представлены записи уровней суммарного гамма-излучения А 19 и гамма-излучения в выделенных энергетических интервалах Б19, В 19 и Г19. Как видно из записи, на стенке трубопровода наблюдается местный дефект, характеризующийся повышением как суммарного гамма-излучения, так и гамма-излучения в выделенных энергетических интервалах. Уровень гамма-излучения А 19 - 8500. . .9000 имп./сек в 5,0...5,5 раз превышает уровень гамма-излучения А5, характерный для бездефектной поверхности. Уровни гамма-излучения Б19 - 4240. ..4350 имп./сек и В19 - 730...750 имп./сек превышают аналогичные характеристики гамма-излучения Б5 и В5 в 9,0...9,5 раз. Уровень гамма-излучения Г19 - 490. . . 510 имп./сек превышает базовый уровень гамма-излучения Г5 в 20 раз. Уровень гамма-излучения Д19 - 72...75 имп./сек. Данные соотношения характеристик излучения показывают, что на верхней поверхности трубопровода имеется сквозной дефект 20, микросвищ или микротрещина. Утечка через выявленный дефект сопоставима с утечкой через течь 13 на начальном участке трубопровода, и на момент инспекции дефект не представляет собой угрозы для эксплуатации трубопровода.

Представленные примеры показывают, что с помощью заявленного способа можно установить факт наличия дефекта в стенке трубопровода, его местонахождение, определить характер дефекта и оценить его угрозу для эксплуатации трубопровода. При ускоренной инспекции трубопровода можно ограничиться только регистрацией суммарного гамма-излучения и, например, гамма-излучения одного из выделенных энергетических интервалов. При полной инспекции анализируется весь спектр излучения. Конкретный выбор характерных природных радионуклидов и соответствующих им энергетических интервалов определяются характеристиками транспортируемой среды. В частности при транспортировке нефти можно дополнительно регистрировать излучение К-40.

Для осуществления заявленного способа дефектоскопии магистральных трубопроводов можно использовать освоенные промышленностью детекторы радиоактивного излучения и регистрирующую аппаратуру. Это подтверждает промышленную применимость заявленного способа.

Формула изобретения

1. Способ диагностики состояния магистральных трубопроводов с использованием радиоактивных индикаторов, включающий перемещение внутри трубопровода снаряда-дефектоскопа, регистрацию его перемещения и уровня гамма-излучения радиоактивных индикаторов и определение по результатам регистрации характера и местоположения дефектов, отличающийся тем, что в качестве радиоактивных индикаторов используют содержащиеся в транспортируемом продукте природные радионуклиды и радиоактивные продукты их распада, накопившиеся в стенке трубопровода и прилегающем к внешней поверхности трубопровода грунте за время эксплуатации трубопровода, регистрируют гамма-излучение указанных радионуклидов, выделяют участки поверхности трубопровода с повышенным суммарным уровнем гамма-излучения указанных радионуклидов, вычленяют из суммарного уровня гамма-излучения гамма-излучение короткоживущих изотопов и низкоэнергетическое гамма-излучение радионуклидов, а характер дефекта определяют, сравнивая уровень гамма-излучения короткоживущих изотопов с суммарным уровнем гамма-излучения или/и с уровнем низкоэнергетического гамма-излучения на выделенном участке стенки трубопровода.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что вычленения гамма-излучения короткоживущих изотопов природных радионуклидов или/и продуктов их распада дополнительно регистрируют уровни гамма-излучения в выделенных энергетических интервалах, определяемых сильными линиями спектра гамма-излучения природных радионуклидов или/и продуктов их распада, и сравнивают уровень гамма-излучения в выделенном энергетическом интервале с суммарным уровнем гамма-излучения выделенного участка трубопровода или/и с уровнем гамма-излучения в других выделенных энергетических интервалах.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что регистрируют уровни гамма-излучения при распаде адсорбированных природных радионуклидов Pb-210, Pb-212, Pb-214 в энергетическом интервале излучения гамма-квантов с энергией 40 - 550 кэВ, или/и Tl-208 и Bi-214 в энергетическом интервале излучения гамма-квантов с энергией 550 - 660 кэВ, или/и Ас-228 в энергетическом интервале излучения гамма-квантов с энергией 800 - 1000 кэВ, или/и К-40 в энергетическом интервале излучения гамма-квантов с энергией 1350 - 1550 кэВ, или/и Tl-208 в энергетическом интервале излучения гамма-квантов с энергией 2400 - 2800 кэВ.

4. Способ по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что внутреннюю поверхность трубопровода разделяют в тангенциальном направлении на отдельные контрольные секторы, а регистрацию суммарного уровня гамма-излучения радионуклидов или/и уровней гамма-излучений в выделенных энергетических интервалах ведут для каждого контрольного сектора автономно.

5. Способ по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что транспортируемый по трубопроводу продукт пропускают над бездефектными и содержащими типовые дефекты эталонными образцами его поверхности, регистрируют суммарное гамма-излучение или/и уровни гамма-излучения в выделенных энергетических интервалах от эталонных образцов поверхности и используют данные измерения как эталонные характеристики гамма-излучения.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что зарегистрированный при инспекции трубопровода суммарный уровень гамма-излучения или/и уровни гамма-излучения в выделенных энергетических интервалах уменьшают на величину фонового гамма-излучения, характерного для бездефектного образца поверхности стенки трубопровода.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что для получения эталонных характеристик гамма-излучения выделяют на трубопроводе контрольный участок, а в качестве эталонных образцов используют участки его поверхности, на которых наблюдаются типовые дефекты.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что в качестве контрольного участка используют начальный участок трубопровода, включающий, по меньшей мере, один поворотный и один неповоротный сварные швы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6