نوشته‌ها

سیستم نظارت پیوسته بر کابل

سیستم های پایش وضعیت پیوسته کابل


سیستم های پایش وضعیت پیوسته کابل

continuous rope monitoring systems


سیستم پایش وضعیت مداوم کابل

یکی از جدیدترین موضوعات موردبحث در صنایع مختلف، پایش وضعیت مداوم کابل‌ها با استفاده از روش های غیرمخرب است. این تفکر اجازه می دهد تا ایمنی تأسیسات مربوط به کابل را افزایش داد، این امر به‌ویژه در صنایع خطرناک مانند سکوهای حفاری، بالابرهای کارخانه‌های تولید فولاد و کاربردهای کابل در سواحل مهم است.

طراحی و اجرای سیستم های نظارت بر کابل باید به گونه ای باشد که چندین مشکل را حل کند، مشکلاتی که ابزارهای معمول آزمایش کابل آن را ممکن نمی‌سازند.

 

دو اصل اولیه در پیاده‌سازی سیستم های بازرسی کابل

  • در ابتدا باید این نکته را در نظر گرفت که سیستم های پایش وضعیت باید به گونه ای طراحی شوند که در شرایط مختلف و سخت محیطی نیز قابل به‌کارگیری باشند. منظور از این شرایط ویژه شرایطی همچون دمای بسیار بالا یا دمای بسیار پایین، رطوبت بالا، گرد و غبار و محیط‌های در معرض خطر انفجار است. البته محیط‌های بسیاری با شرایط‌های ویژه دیگری نیز وجود دارد اما نکته مورد توجه این است که در اکثر آن‌ها به دلیل وجود شرایط ویژه معمولا خدمات به کار گرفته‌شده حداقل سرویس‌دهی را دارند.
  • نکته دوم این است که این سیستم های پایش وضعیت باید خودکار و مداوم باشند و نشانه ای روشن و واضح ارائه دهند تا کارکنان عامل کابل‌ها بتواند اطلاعات به دست آمده را به راحتی مورد استفاده قرار دهند. برای تأمین این الزامات متناقض، سیستم نظارت باید برای کاربردهای خاص کابل بهینه شود.

بیشتر بخوانید : بازرسی غیرمخرب کابل ها و لوله ها به روش نشتی شار مغناطیسی MFL

چرا بازرسی خودکار و مداوم کابل

در بسیاری از صنایع، کابل‌های فولادی به گونه ای استفاده می‌شوند که وجود خرابی یا آسیب‌های جدی به کابل می تواند باعث تلفات سنگین مالی و حتی تلفات جانی شود. چنین شرایطی در کاربردهای دریایی، صنعت نفت و گاز، صنایع سنگین (مانند معدن و فولاد) بسیار معمول است.
امروزه برای جلوگیری از حوادث مربوط به موارد گفته‌شده بازرسی مغناطیسی کابل magnetic rope testing (MRT) به صورت روز افزون در حال استفاده است که به شما این امکان را می دهد که نقص‌های کابل مانند خوردگی، سایش، شکستگی و… در لایه های بیرونی و داخلی کابل را از پیش تشخیص داده و پیش‌بینی کنید.

 

سیستم CRM جایگزین سیستم MRT در بازرسی کابل

ثابت‌شده است که اگر فاصله زمانی بین بازرسی‌ها کوتاه باشد تا بتوان از بحرانی شدن شرایط کابل‌ها جلوگیری کرد روش MRT نسبت به سایر روش ها بازرسی کابل روش بسیار کارآمدتری است. با این وجود در بسیاری از موارد تشدید عملکرد تجهیزات به کار گرفته‌شده، کاربرد رایج MRT را مشکل می‌سازد و در نتیجه هزینه‌های آن را افزایش می دهد.
بنابراین در سال ها گذشته، تشخیص عیوب کابل‌ها تحقیقات جدیدی را به خود جلب کرده است و نتیجه آن‌ها سیستم های نظارت پیوسته بر کابل continuous rope monitoring systems (CRM) است. اهمیت به‌کارگیری این سیستم ها هم به خصوص در وورکشاپ ویژه IMCA در ۱۴ می ۲۰۱۵ مورد تأکید قرار گرفت. بازرسی مغناطیسی کابل (MRT) وضعیت فعلی موردنیاز برای بررسی غیرمخرب کابل‌هاست و پیاده‌سازی سیستم های پایش وضعیت پیوسته کابل (CRM) آینده آن است. مزایای روش ارزیابی مغناطیسی کابل می توانید در مقالات قبلی مجله مپوا توضیح داده شده است. 




 

بازرسی غیرمخرب کابل ها و لوله ها به روش نشتی شار مغناطیسی MFL مپوا

بازرسی غیرمخرب کابل ها و لوله ها به روش نشتی شار مغناطیسی MFL

بازرسی غیرمخرب کابل ها و لوله ها به روش نشتی شار مغناطیسی MFL

بازرسی غیرمخرب کابل فولادی

دلایل استفاده از بازرسی غیرمخرب کابل فولادی

خوردگی کابل های فولادی به دلایل مختلفی ممکن است رخ دهد و این خوردگی طی زمان باعث کاهش استحکام و عمر کابل ها می‌گردد.

کابل های فولادی به دلایل ایمنی مختلف باید به شکل دوره‌ای بازرسی شوند. این بازرسی های دوره‌ای سبب می‌شوند که کابل ها در زمان مناسب تعویض شوند و درنتیجه هزینه‌های ناشی از خرابی یا تعویض نا به هنگام کابل ها را از بین می‌برند. 

مقایسه داده‌های ناشی از بازرسی ها دوره‌ای و تطابق آن‌ها با استانداردهای گوناگون به افراد و شرکت‌ها اجازه می‌دهد که در خصوص تعویض کابل ها یا تعمیر آن‌ها تصمیمات آگاهانه‌تری بگیرند. به زبان ساده، درنتیجه‌ی این بازرسی ها می‌توان به‌خوبی تشخیص داد که آیا کابل باز هم می‌تواند به خدمت گرفته شود یا باید آن را تعویض نمود.

بازرسی دوره ای کابل به روش نشتی شار مغناطیسی

امروزه توصیه می‌شود که این بازرسی های دوره‌ای به روش نشتی شار مغناطیسی صورت گیرند. شرکت مهندسان پایش وضعیت امیرکبیر (مپوا) به تکنولوژی بازرسی مغناطیسی کابل به روش نشتی شار مغناطیسی دست یافته است.

سیستم عیب یابی کابل های سیم بکسل فولادی به روش نشتی شار مغناطیسی توانایی بازرسی غیرمخرب کابل ها و لوله ها با قطرهای مختلفی را دارد. این دستگاه ابزاری دوکاره است که هم می‌تواند عیوب ناشی از کاهش سطح مقطع (Loss of Metallic Area-LMA) را تشخیص دهد و هم عیوب موضعی (Local Flaw-LF) که می‌توانند ناشی از خوردگی، سائیدگی و شکست های داخلی و خارجی کابل باشند.

این بازرسی های دوره ای به روش MFL مزایای بسیار دیگری نیز دارند که در مقاله مزایای روش ارزیابی مغناطیسی کابل (MRT) به آن پرداخته شده است.

دستگاه MFL مپوا می‌تواند برای بازرسی های استاندارد کابل های فولادی، کابل های پیچشی، کابل های نیمه قفل‌شده (half-locked rope)، کابل های کاملاً قفل‌شده (full-locked rope)، کابل های پوشیده شده با سطح پلاستیکی یا کابل های ساخته شده از جنس فیبرهای سبک و گالوانیزه شده مورد استفاده قرار گیرد. همچنین این دستگاه استانداردهای مدنظر را در بردارد. این استانداردها موارد زیر هستند:

  • ISO 4309
  • EN 12927
  • IMCA LR 004
  • IMCA
  • HSSE 023
  • IMCA M 197
  • ASTM E1571

اساس کار دستگاه MFL

اساس کار دستگاه MFL بر مبنای روش نشتی شار مغناطیسی magnetic flux leakage یا MFL شکل گرفته است که با تشخیص ناهنجاری های موجود در الگوی شار نرمال ایجاد شده موارد ناپیوستگی را تشخیص می‌دهد. این روش بازرسی عموماً به‌عنوان روش بازرسی مغناطیسی کابل magnetic rope testing یا MRT شناخته می‌شود.

کابل فولادی در تجهیزات MFL

آهنرباهای قوی در هد مغناطیسی دستگاه MFL وجود دارند که به‌صورت مغناطیسی کابل را اشباع می‌کنند.

اگر کابل هیچ بی‌نظمی نداشته باشد میدان مغناطیسی بالای سطح کابل (نشتی شار) یکنواخت باقی می‌ماند. سنسورهای موجود در دستگاه این داده‌ها را جمع‌آوری می‌کنند؛ بنابراین در صورت وجود تغییراتی در بخش‌های مختلف کابل (به دلایل مختلف ازجمله شکستگی، خوردگی، فرسودگی، نقاط جوش و …) شار مغناطیسی بالای سطح کابل تغییر می‌کند. این بی‌نظمی‌ها، سیگنال های سنسورها را تغییر می‌دهند.

 

اجزا دستگاه MLF

واحد پردازش دستگاه سیگنال های موجود را ذخیره و پردازش می‌کند. درواقع دستگاه MFL دارای دو بخش کلی است یکی هد مغناطیسی دستگاه و دیگری واحد اصلی پردازش که توسط انتقال‌دهنده‌ی به خصوصی به یکدیگر متصل شده‌اند. هد مغناطیسی دستگاه برای بازرسی کابل ها با قطرهای مختلف از ۶ میلی‌متر تا ۱۰۰ میلی‌متر به کار می‌رود.

در طول مراحل بازرسی، کابل یا لوله داخل هد مغناطیسی دستگاه MFL حرکت می‌کند یا بالعکس هد مغناطیسی در طول کابل/لوله حرکت می‌کند و بدین طریق داده‌های اولیه از طریق واحد اصلی پردازش جمع‌آوری می‌شوند. طی عبور کابل از هد مغناطیس واحد اصلی پردازش داده‌های بازرسی را نمایش می‌دهند.

داده‌های مربوط به‌سرعت حرکت کابل و موقعیت کابل نیز در طول حرکت مشخص است. این داده‌ها در واحد پردازش جمع‌آوری و ذخیره می‌گردند و به‌راحتی می‌توانند به کامپیوتر یا سایر دستگاه‌های نیازمند بررسی انتقال داده شوند.

این داده‌ها معمولاً به شکل نمودارهای فاصله-سیگنال (signal-distance diagram) تبدیل می‌شوند که شامل LMA، LF و سرعت است. همچنین همان‌طور که بیان شد در طول بازرسی هم این داده‌ها به‌طور لحظه‌به‌لحظه قابل‌ردیابی هستند.

 

اطلاعات بیشتر در خصوص دستگاه MFL ایرانی شرکت مپوا

منبع :  Non-destructive testing of steel wire ropes

 

ارزیابی مغناطیسی کابل (Magnetic Rope Testing) چیست ؟

منظور از ارزیابی مغناطیسی کابل (Magnetic Rope Testing) چیست ؟

ارزیابی مغناطیسی کابل یا Magnetic Rope Testing (MRT)، روشی برای بررسی نقص و خرابی در کابل ها  یا طناب های فولادی است. این روش با استفاده از بررسی کابل و سپس تشخیص و اندازه‌گیری تغییرات میدان مغناطیسی حاصل از کابل های شکسته شده، خورده شده و بطور کلی آسیب دیده کار می‌کند.

باید بدانیم که قدرت یک کابل یا طناب در طول عمر خود کاهش خواهد یافت. این کاهش ممکن است تا جایی ادامه پیدا کند که نیروی باقی مانده، دیگر برای تحمل بار اعمال‌شده کافی نباشد. در این زمان است که احتمال دارد کابل شکسته شود و عواقب فاجعه‌باری را به همراه داشته باشد. پس مشخص است که کابل ها یا مفتول های به کار برده شده در تجهیزات مختلف با افزایش استفاده و در طول زمان ممکن است دچار شکستگی، خوردگی، خستگی و یا سائیدگی شوند. بنابراین برای جلوگیری از رخ داد چنین حوادثی، بازرسی های دوره‌ای لازم است تا اطمینان حاصل شود که کابل یا مفتول به کار رفته هنوز ایمن است. همچنین گاهی در این بازرسی ها مشخص می شود که عمر مصرف کابل به پایان رسیده است یا بهتر است از دیگر از آن استفاده نشود.

تجهیزات مورد استفاده در روش Magnetic Rope Testing

برای بررسی داخل یک کابل یا طناب، تجهیزاتی به وجود آمده‌اند که به ما این امکان را می‌دهد که شرایط طناب را بدون باز کردن فیزیکی رشته‌ها بررسی کنیم. این روش نوین نشان می دهد که بازرسی و ارزیابی موثر شرایط داخل یک کابل صرفا می‌تواند توسط روشMRT  به خوبی صورت گیرد چرا که ارزیابی این شرایط توسط روش های دیگر ممکن است به خوبی وضعیت آن را مشخص ننماید.

تجهیزاتی که در روش  Magnetic Rope Testing (MRT) استفاده می شوند نسبتاً سبک و قابل‌حمل هستند. این تجهیزات حتی می‌توانند در حالی که کابل در حال استفاده است هم به آن متصل شوند. بنابراین نیازی به قطع پروسه کارکرد کابل یا مفتول نیست.

نحوه کارکرد این روش بدین شکل است که مفتول یا کابل از طریق سر مغناطیسی حرکت می‌کند و سنسورهای درونی اطلاعات مربوط به شرایط کنونی کابل را فراهم می‌کنند. کاهش سطح مقطع Loss in Metallic Area (LMA)  و عیوب موضعی Localised Faults (LF)  در کابل ها به همراه موقعیت آن در طول کابل قابل اندازه گیری و تشخیص هست.

پس از آن که شکستگی، خوردگی، شکستگی و یا سائیدگی تشخیص داده شد، نرم‌افزارهای خاصی سیگنال‌ها را از سنسورها دریافت کرده و تفسیر می‌کنند  همچنین داده های حاصل ذخیره می شود که اجازه تجزیه و تحلیل بیشتر شامل بزرگن مایی مناطق مورد نظر، فیلتر کردن و مقایسه با آزمون‌های قبلی را می‌دهد.

چه زمانی می توانیم از روش MRT استفاده کنیم؟

اگر چه روش MRT معمولا برای ارزیابی شرایط طناب‌های مورد استفاده موجود به کار می رود، اما این روش می تواند برای ارزیابی کابل های جدید قبل از به خدمت گرفت نشان هم مورد استفاده قرار گیرد. یعنی با این روش می توانیم سلامت یک کابل یا طناب را قبل از استفاده نیز مورد ارزیابی قرار دهیم. همچنین نتایج را می توان به عنوان مرجع برای ارزیابی های آتی ذخیره کرد.

ادامه دارد ….

 

منبع:

https://www.tensology.co.uk/admin/resources/magnetic-rope-testing-tensology2019.pdf

بیشتر بخوانید :

مراحل بازرسی به روش آزمون نشتی شار مغناطیسی (MFL)