بررسی روش های تشخیص خوردگی در خطوط لوله نفت و گاز توسط توپک هوشمند، پایان نامه مهندسي مکانیک | شبیه سازی، برنامه نویسی، پایان نامه

پایان نامه بررسی روش های تشخیص خوردگی در خطوط لوله نفت و گاز توسط توپک هوشمند، مهندسی مکانیک

عنوان: پایان نامه بررسی روش های تشخیص خوردگی در خطوط لوله نفت و گاز توسط توپک هوشمند، مهندسی مکانیک

رشته:  پروژه پایانی دوره کارشناسی‌،مهندسی مکانیک گرایش حرارت و سیالات

فرمت فایل: WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحه: ۱۰۰

فهرست مطالب
عنوان
فصل اول: مقدمه ای برای توپک رانی
۱-۱ مقدمه
۱-۲ توپک چیست؟
۱-۳ تاریخچه توپک رانی
۱-۴- تاریخچه توپک هوشمند
۱-۵- مقایسه بین توپک های مغناطیسی و ماوراء صوتی
۱-۶- ساختار پایان نامه
فصل دوم: هدف ازتوپک رانی و انواع توپک
۲-۱- مقدمه
۲-۲- ضرورت اجرای توپک رانی
۲-۲-۱- بالا بردن کیفیت جریان مواد در خطوط لوله
۲-۲-۲- کنترل خوردگی
۲-۲-۳- جداکردن محصولات
۲-۲-۴- مشخص کردن محل گرفتگی در خط لوله جدید
۲-۲-۵- هواگیری و آب زدایی (تست هیدروستاتیکی)
۲-۲-۶- تایید اندازه گیری
۲-۲-۷- توپک رانی ژلاتینی
۲-۳- انواع توپک ها
۲-۳-۱- توپک های هوشمند
۲-۳-۲- توپک های عملیاتی
۲-۳-۳- چند نمونه از توپک های عملیاتی
۲-۳-۴- توپک های تیین پیکربندی
۲-۴- توپک ها چگونه کار می کنند؟
۲-۵- خصوصیات و ابزار لازم خط لوله جهت توپک رانی
۲-۵-۱- توجه به طرح خط لوله
۲-۵-۱-۱- طول توپک رانی (حداکثر مسافت بین دو تله توپک)
۲-۵-۱-۲- خمیدگی ها
۲-۵-۱-۳ شیرها
۲-۵-۲- ابزار لازم
۲-۵-۲-۱- آشکار ساز (سیگنالر) توپک
۲-۵-۲-۲- تله های توپک
۲-۵-۲-۳- محک زنی زمانی
۲-۶- انواع خرابی ها
۲-۷-جمع بندی
فصل سوم: استفاده از نشتی شار مغناطیسی در تشخیص عیوب خطوط لوله نفت و گاز
۳-۱- مقدمه
۳-۲- تکنولوژی MFL
۳-۲-۱- اجزاء و مولفه های ارزیابی MFL
۳-۲-۱-۱- سیستم درایو یا جلو برنده
۳-۲-۱-۲- سیستم مغناطیس کننده
۳-۲-۱-۳- سیستم حس گر
۳-۲-۱-۴- سیستم ثبت و ضبط داده ها و تحلیل‌آنها
۳-۲-۱-۵- سیستم تغذیه
۳-۲-۱-۶- راه اندازی سیستم ارزیابی
۳-۲-۲- اهمیت مغناطیس کنندگی
۳-۲-۳- خصوصیات میدان مغناطیسی و عوامل موثر در اندازه آن
۳-۳- تاثیرنشتی بر میدان مغناطیسی
۳-۴- موضوعات ارزیابی
۳-۵- خرابیهای کاهش فلز
۳-۵-۱- عمق
۳-۵-۲- عرض
۳-۵-۳- طول
۳-۵-۴- تیزی
۳-۵-۵- کاهش فلز بصورت مدور
۳-۵-۶- تعیین نوع خوردگی
۳-۵-۷- سایر انواع خرابی ها
۳-۵-۸- منابع دیگر نشت فلو
۳-۵-۹- متغیرهای اندازه گیری
۳-۶- حس گرها
۳-۶-۱- تعیین جهت حسگرها
۳-۶-۲- اندازه گیری محیطی
۳-۶-۳- موقعیت محوری
۳-۷- اثر هال
۳-۸- چگونگی بهره گیری از اطلاعات
۳-۸-۱- کتابخانه هایی از سیگنال های خرابی
فصل چهارم: جمع بندی و پیشنهادات
۴-۱- مقدمه
۴-۲- مروری بر دو عملیات توپک رانی در خطوط لوله های نفتی ایران
۴-۳-توپک رانی در یک خط لوله نمونه
۴-۳-۱- مرحله انتخاب
۴-۳-۱-۱- تعیین هدف
۴-۳-۱-۲- شرایط عملیاتی
۴-۳-۱-۳- انتخاب توپک
۴-۳-۱-۴- به دست آوردن نتایج
۴-۴-نظرات و پیشنهادات
۴-۴-۱- ساخت یک نمونه عیب یاب آزمایشگاهی
۴-۴-۱-۱ – مقدمه
۴-۴-۱-۲- بلوک دیاگرام
۴-۴-۱-۳- بخش مغناطیس کننده
۴-۴-۱-۴- بخش حسگرها
۴-۴-۱-۵- بخش الکترونیکی
۴-۴-۱-۶- منبع تغذیه
۴-۴-۱-۷- بخش راهبر
منابع
فهرست اشکال
عنوان
شکل ۱-۱: نمایی از ارسال توپک
شکل ۲-۱: نمایی از توپک رانی ژلاتینی
شکل ۲-۲: نمودار تقسیم بندی انواع توپک
شکل ۲-۳: توپک هوشمند
شکل ۲-۴: انواع توپک
شکل ۲-۵: ردیاب چند توپک پشت سرهم که به طور جداگانه بررسی می شوند
شکل ۲-۶: تعیین دقیق موقعیت توپک با استفاده از روش رله
شکل ۲-۷: روشهای نصب سیگنالرها
شکل ۲-۸: Hot tapping( وقتی خطوط تحت فشارهستند)
شکل ۲-۹: اصول عملکرد intrusive pig signaller
شکل ۲-۱۰: واحدهای محک زنی CD47
شکل ۲-۱۱: مثال تصویری شامل تئوری استفاده از CD47
شکل ۳-۱: نمایی از شناساگر با استفاده از تکنیک نشتی شار مغناطیسی
شکل ۳-۲: تصویری از نشتی شار مغناطیسی
شکل ۳-۳: تصویری از خطوط فلو
شکل ۳-۴: انواع ادوات MFL
شکل ۳-۵: تصویری از توپک بازرسی
شکل ۳-۶: منحنی مغناطیس کنندگی
شکل ۳-۷: نمایش چگالی شار مغناطیسی در هر سه قسمت از منحنی مغناطیس کنندگی
شکل ۳-۸: نمایش شار نشتی برای یک حفره
شکل ۳-۹: نمودار سیگنالهای NFL تابعی از عمق خرابی
شکل ۳-۱۰: نمودار سیگنالهای MFL به عنوان تابعی از عرض
شکل ۳-۱۱: شارنشتی در حضور نقص
شکل ۳-۱۲: نمودار سیگنالهای MFL برحسب طول خرابی
شکل ۳-۱۳: نمودار سیگنالهای MFL محوری برحسب تیزی
شکل ۳-۱۴: نمودار سیگنال نشتی در حضور انواع خوردگی های محوری
شکل ۳-۱۵: ترکیب های متفاوتی از قرارگرفتن خرابی ها
شکل ۳-۱۶: سیگنالهای ناشی ازترکیبات مختلف قرارگیری فرورفتگی و خوردگی
شکل ۳-۱۷: منابع دیگرنشت فلو
شکل ۳-۱۸: نمودار اندازه محوری میدان مغناطیسی براساس موقعیت حسگر از مرکز عیب
شکل ۳-۱۹: نمایش تاثیر مغناطیس باقیمانده بردامنه سیگنال
شکل ۳-۲۰: نمایشی از واحد MFL
شکل ۳-۲۱: چگونگی تشخیص نوع نقص
شکل ۳-۲۲: مقایسه چگالی شار در دو نوع حس گر
شکل ۳-۲۳: مولفه های محوری و شعاعی از سیگنال خروجی دو نوع حسگر
شکل ۳-۲۴: رابطه تعداد و فاصله حس گرها و دقت شبیه سازی سیگنال
شکل ۳-۲۵: نمایش اندازه میدان مغناطیسی براساس موقعیت حس گر
شکل ۳-۲۶: نمایش پلاریزاسیون یک قطعه نیمه هادی درنتیجه حامل های بارمثبت
شکل ۳-۲۷: سیستم شبیه سازی جهت مدل سازی هرگونه خرابی
شکل ۴-۱: نمای شماتیکی خط لوله اهواز / تنگ فنی
شکل ۴-۲: نمایی از دوخوردگی توسط توپک هوشمند الکترونیک شرکت پلاتیپوس در خط لوله اهواز / تنگ فنی
شکل ۴-۳: نمایی از یکی از مراحل تعمیراتی خط لوله اهواز/تنگ فنی
شکل ۴-۴: نمایش خوردگی های داخلی و خارجی توپک MFL شرکت PII
شکل ۴-۵: نمودار Contour که با پردازش اطلاعات خوردگی را مدل کرده است
شکل ۴-۶: نمونه سیگنال نقص های مختلف پردازش شده توسط رایانه
شکل ۴-۷: توپک CalScan به کار گرفته شده در خط لوله ورسک الاجیم/ساری
شکل ۴-۸: نمونه ای از پردازش نرم افزاری که به طبقه بندی خوردگی ها براساس درجه اطمینان آنها و همچنین تعیین مکان نسبی آنها پرداخته است.
شکل ۴-۹: منحنی ERF
شکل ۴-۱۰: نمایان شدن خوردگی ها به وسیله A-B-C Scan
شکل ۴-۱۱: شماتیکی از شار مغناطیسی
شکل ۴-۱۲: بلوک دیاگرام سیستم MFL
شکل ۴-۱۳: شماتیک بخش راهبر
شکل ۴-۱۴: مدارپیشنهاد شده

مقدمه ای برای توپک رانی

موضوع این پایان نامه به منظور ارائه مطالعه مقدماتی از تکنولوژی نوینی است که با توجه به منابع غنی نفت و گاز ایران، می تواند انگیزه ای برای کارشناسان و متخصصین کشور باشد تا درصدد ایجاد فناوری توپک و کاربردهای متنوع آن در خطوط گاز و نفت قرار گرفته و بدین وسیله به راه کارهایی برای استقلال کشور از شرکت های خارجی در زمینه استفاه از این وسیله دقیق بازرسی دست یافت.
مطالعه پدیده های فیزیکی و استفاده از آنها، موجب برانگیختن فکر و در عین حال به مبارزه طلبیدن اندیشه می شود و شایان ذکر است علومی که پایه بوجود آمدن سیستم دقیقی چون توپک را بنیان نهاده اند اصول و پدیده های فیزیکی ساده ای هستند که در ادامه مباحث به بررسی‌آنها می پردازیم. در این فصل، ابتدا به معرفی مختصری از توپک و تاریخچه توپک انی و سیر پیشرفت آن و نهایتاًبه ساختار و اهداف پایان نامه می پردازیم.
۱-۲ توپک چیست؟

شکل ۱-۱: نمایی از ارسال توپک
توپک ها، ابزارهایی هستند که داخل خط لوله فرستاده می شوند و توسط جریان خط لوله اعم از نفت، گاز،‌آب و … حرکت می کنند. معمولاً برای از بین بردن مواد ته نشین شده که موجب مسدود شدن یا کندشدن جریان در خط لوله می شوند و یا شناسایی نقاط آسیب دیده، ترک ها و خوردگی ها در خطوط لوله از این وسیله بازرسی استفاده می شود. توپک هایی که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند، در یک تقسیم‌بندی کلی به دو دسته تقسیم می شوند:
۱)توپک های عملیاتی : این نوع توپک ها برای انجام اموری از قبیل تمیز کردن، جداسازی، آب زدایی خطوط لوله استفاده می شوند.
۲) توپک های بازرسی خط لوله : این نوع توپک ها که به توپک های هوشمند نیز معروفند برای فراهم کردن اطلاعاتی در مورد شرایط خط لوله، وسعت و موقعیت هر گونه نقص در خط لوله به کار می روند.
در فصل دوم به طور مفصل در مورد انواع توپک و وظایف آنها صحبت خواهیم کرد.

این پایان نامه با آیین نامه نحوه نگارش و تدوین پایان نامه تهیه شده و آماده ارائه میباشد.