نوشته‌ها

پیاده سازی سیستم های پیوسته نظارت بر کابل

پیاده‌سازی سیستم پایش وضعیت پیوسته کابل

پیاده‌سازی سیستم پایش وضعیت پیوسته کابل


الزامات سیستم‌های نظارت پیوسته بر کابل

سیستم‌های قدیمی پایش وضعیت کابل از بسیاری جهات با ابزارهای امروزی و رایج شده روش ارزیابی مغناطیسی کابل MRT متفاوت هستند. برای اطمینان از قابلیت اطمینان و مقاومت بالا، چنین سیستم‌هایی باید دارای طراحی مستحکم بوده و کار با آن‌ها بسیار آسان باشد.

بیشتر بخوانید :  مقایسه روش های سنتی بازرسی کابل با روش ارزیابی مغناطیسی کابل


سنسورها باید حساسیت بالایی در برابر تشخیص خرابی کابل داشته باشند و همچنین عوامل جانبی تأثیرگذار (ولی کم‌اهمیت) بر سطح دقت آن‌ها تأثیری نداشته باشند. این تجهیزات تقریباً باید به‌طور خودکار داده‌ها را تفسیر کنند و نتایج حاصل از تفسیر داده‌ها باید بدون ابهام و قابل درک باشد. در عین حال دقت و تکرارپذیری داده‌ها باید چنان باشد که اجازه تأیید این نتایج را بدهد. این به معنای ذخیره نتایج در مدت زمان قابل‌توجه و امکان بازیابی این نتایج برای بررسی بعدی است.
معیارهای تعویض کابل که به‌طور خودکار محاسبه شده باید با استانداردهای بین‌المللی مانند ISO 4309 مطابقت داشته باشد، بنابراین باید حداقل کاهش سطح مقطع فلزی و تعداد شکستگی کابل در یک طول ثابت را اندازه‌گیری کند.

 

پیاده‌سازی سیستم پایش وضعیت پیوسته کابل

مجموعه تجهیزات پیچیده جهت پیاده‌سازی سیستم های پایش وضعیت پیوسته کابل بیشتر برای سیستم‌های با طراحی تخصصی که به‌منظور کاربردهای خاصی از کابل‌ها به کار گرفته می‌شوند قابل بهره برداری است. به‌عنوان مثال سیستم پایش وضعیت کابل برای بلند کردن بلوک‌های سکوهای حفاری ، برای جرثقیل‌های جابجایی مواد مذاب کارخانه‌های فولادی.
سیستم خودکار برای نظارت بر کابل‌های حفاری متشکل از اجزای زیر است:
• هد مغناطیسی فشرده compact magnetic head (MH) ، قرار داده شده بر روی کابل که به یک واحد کنترل است
• نمایشگر (CDU) که در کنسول اپراتور قرار داده شده است.

 

ویژگی سیستم پایش وضعیت پیوسته کابل

سیستم مانیتورینگ دارای طراحی ضد انفجار، دامنه دمایی گسترده و محافظت در برابر نفوذ آب با استاندارد IP 66 است، بنابراین می‌توان از آن در محیط‌های با شرایط سخت هم استفاده کرد.
این سیستم دو حالت عملکرد را فراهم می‌کند:

  1. نظارت پیوسته
  2. آزمایش دوره‌ای و خودکار کابل
    هد مغناطیسی نشان داده شده در شکل ۱ برای آزمایش دوره‌ای کابل (هر shaft) طراحی شده است.
    هد مغناطیسی دستگاه MFL
    هد مغناطیسی فشرده (MH) به‌طور دائم در نزدیکی درام (drum) در یک واحد گردان واقع شده است، این ویژگی امکان نصب و برچیدن سریع و آسان از کابل را فراهم می‌کند، در این حالت هیچ‌گونه اتصال اضافی لازم نیست.
    روش بازرسی کاملاً خودکار است، بنابراین اپراتور تنها باید سیستم را روشن و خاموش کرده و نتایج را در صفحه نمایش ببیند. برای فهم بهتر و آسان‌تر، نتایج به‌گونه‌ای است که نشانه‌ها با اصل چراغ راهنمایی مطابقت دارند.

بیشتر بخوانید  : بازرسی کابل فولادی؛ آنچه نمی‌توانید مشاهده کنید ؛ ایمنی از داخل به خارج

فرآیند بازرسی مغناطیسی توسط سیستم پایش وضعیت پیوسته کابل

اگر کابل معیوبی (مثلاً پوسیده یا شکسته) از هد مغناطیسی عبور کند، بسته به شرایط کابل، چراغ نمایشگر CDU رنگ زرد یا قرمز را روشن می‌کند (نور زرد مربوط به شرایط هشدار و نور قرمز مربوط به شرایط بحرانی است). اگر هیچ‌گونه عیبی در کابل مشاهده نشود، چراغ نمایشگر سبز رنگ می‌شود.
در صورت بررسی کامل طول قابل دسترس کابل، می‌توان بازرسی‌های پی‌درپی را با یکدیگر مقایسه کرد تا زمانی که کابل شروع به خرابی می‌کند را تشخیص داد.
در پایان بازرسی، برخی اطلاعات اضافی در مورد عیوب آشکار شده در نمایشگر CDU نمایش داده می‌شود تا اپراتور بتواند در صورت لزوم عیب را از نظر چشمی نیز بررسی کند.

 

پایداری و کارایی سیستم پایش وضعیت پیوسته کابل

این سیستم می‌تواند داده‌های مربوط به بازرسی‌های چند سال را ذخیره کند ، این نتایج را می‌توان از طریق Wi-Fi یا کابل به سیستم‌های کامپیوتری ارسال کرد. همچنین امکان کنترل روند بازرسی از طریق این سیستم‌ها از راه دور نیز وجود دارد. مجموعه این سیستم حالت‌های نظارت مستمر و دوره‌ای را پیاده‌سازی می‌کند.
با توجه به تقاضا ، نتایج بازرسی توسط متخصصان قابل‌تجزیه و تحلیل است. تاکنون اغلب اندازه‌گیری ها، نمایشی مشابه ردیابی LMA و LF دارند. سرعت کابل در هنگام بازرسی می‌تواند از ۰٫۲ تا ۵ متر بر ثانیه باشد.

بیشتر بخوانید: مزایای روش ارزیابی مغناطیسی کابل (MRT)

 

تخمین وضعیت کابل

وضعیت کابل بر اساس معیارهای مختلف تخمین زده می‌شود – این موارد عبارت‌اند از :
LMA و تعداد شکستگی کابل در دو طول ثابت کابل که می‌تواند برای مطابقت با استانداردهای ایزو ISO 4309 ترکیب شود.
وظیفه اصلی پردازش داده‌ها تشخیص شکستگی کابل است. برای افزایش قابلیت اطمینان، از دو سنسور LF مختلف استفاده می‌شود: یک سنسور نسبت به شکستگی کابل خارجی حساسیت بهتری دارد و سنسور دیگر حساسیت بهتر به شکستگی داخلی کابل دارد.
الگوریتم‌های ویژه، کانال‌های LF مناسب را با هم تطبیق می‌دهد تا از به شمار آوردن تکراری شکست‌های رخ‌داده در کابل جلوگیری کند. شکل ۳ ردپای دو سنسور LF مختلف را نشان می‌دهد ، شکست‌ها محلی شناسایی شده در بالای رد مشخص شده اند.

برای تشخیص سیگنال‌های شکست کابل در محیط‌های پر از اغتشاش از فیلترهای تطبیقی استفاده می‌شود. همچنین باید در نظر گرفته شود که یک سیگنال می‌تواند با چندین کابل خراب مطابقت داشته باشد، بنابراین اندازه آن باید در برخی از فرم‌های آماری برای تخمین تعداد کابل خراب در نظر گرفته شود.

 

 

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