Компьютерное моделирование процесса функционирования магнитных сканеров на основе спинтроники для поиска и идентификации дефектов технологических трубопроводов компрессорных станций магистральных газопроводов

Цель: разработка компьютерных алгоритмов и методов реконструкции геометрии дефектов действующих магистральных газопроводов и технологических трубопроводов компрессорных станций (КС) в реальном времени для определения остаточного ресурса их работоспособности, расчет и моделирование оптимальных портативных намагничивающих устройств на постоянных магнитах для магнитных сканеров системы внутритрубной диагностики (ВТД) с заданной конфигурацией магнитного поля. Проведены фундаментальные исследования, направленные на разработку и глубокое теоретическое изучение численных и приближенных (нестандартных) методов решения обратной задачи и соответствующих им алгоритмов, а также работы по компьютерному моделированию и экспериментальной проверке эффективности найденных алгоритмов на реальных изделиях различной формы, изготовленных из различных марок стали и обладающих определенным набором искусственных и естественных дефектов. Разработан новый тип магниточувствительного преобразователя для надежного определения сигнала от дефекта (непровар, слипание кромок) на электросварном шве и магнитный сканер (МС) на его основе с тонкопленочными магниторезистивными преобразователями, позволяющий осуществлять контроль качества нефтегазопроводных труб диаметром до 1420 мм с толщиной стенки до 22 мм с суммарным зазором до 7 мм. Разработано соответствующее программное обеспечение. Продолжена работа по созданию системы магнитного контроля (СМК) ВТД, которая является составной частью установки для дистанционного автоматизированного контроля изнутри трубопроводной обвязки КС ПАО «Газпром» (системы ВТД). Выполнены компьютерное моделирование и разработка макетного образца МС, являющегося основным измерительным блоком СМК ВТД, обеспечивающим выявление дефектов в теле трубы и сварных соединениях. МС создан на базе тонкопленочных матричных преобразователей на сапфировой подложке и постоянных магнитов из редкоземельных сплавов (Nd - Fe - B). Определены основные технические требования к системе внутритрубной диагностики.