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.

 

 

اهمیت بازرسی مغناطیسی کابل ها – کنفرانس لیفتکس

اهمیت بازرسی مغناطیسی کابل ها – کنفرانس لیفتکس

در مقاله‌ی پیش رو بخشی از نکات بیان شده توسط آقای بری موردو (Barrie Mordue) مدیر شرکت tensology، در کنفرانس لیفتکس Liftex Conference را می‌خوانید. او در این کنفرانس در خصوص اهمیت بازرسی مغناطیسی کابل ها و نقش پررنگ این روش در امنیت و مسائل مالی مربوط به بررسی و تعویض کابل ها سخن گفته است.

بازرسی چشمی کابل و جرثقیل

بازرسی سنتی کابل درواقع بازرسی چشمی کابل است که به عقیده بری موردو مدیر شرکت tensology شرایط داخلی کابل ها را به‌درستی مورد ارزیابی قرار نمی‌دهد. به‌خصوص برای کابل های چند کلافه (چند رشته ای) که پیچیدگی‌های بیشتری دارند، دسترسی و نظارت بر شرایط داخلی کابل ها اهمیت دوچندانی پیدا می‌کند. خوردگی داخلی رشته ها یا کلاف ها باعث فشار بیشتر بر طناب می‌شود. این خوردگی به‌طور مستقیم بر میزان تحمل بار و ظرفیت و توان نهایی کابل ها مؤثر است. همچنین خوردگی داخلی بر شرایط خارجی کابل ها هم مؤثر است؛ و با گذشت زمان سبب کاهش چشمگیر عمر طناب یا کابل های مورد استفاده می‌شود.

معایب بازرسی چشمی کابل و جرثقیل

بازرسی سنتی کابل های یک بازرسی موضعی است که فقط شرایط بیرونی رشته ها را مورد بررسی قرار می‌دهد. البته برخی روش های موجود در این بازرسی استفاده از گیره (clamp) را توصیه می‌کنند برخی هم خیر. پس‌ازاین که یک بخش مورد ارزیابی قرار گرفت نیاز است که به شکل و حالت قبلی برگردد. این امر به‌خودی‌خود می‌تواند باعث فشار نیروهای جدیدی بر طناب گردد.

این روش محدودیت های زیادی دارد. به‌عنوان مثال این روش تنها می‌تواند برای کابل هایی به کار رود که شرایط بازرسی را داشته باشند. برای برخی کابل ها مثل کابل های بسیار سنگین یا کابل های با پلاستیک پوشانده شده (plastic coated) یا  کابل های با پوشش PFV (plastic filled valley) نمی‌توان این روش را به کار برد.

پلاستیکی کردن کابل های فلزی مزایایی هم دارد. به‌عنوان مثال حالت بالشتکی ایجاد شده سبب کاهش فشار بر هسته کابل می‌گردد. کابل PFV دارای خاصیت ترموپلاستیکی (thermoplastic) در اطراف رشته هایش است که شیارهای کابل را می‌پوشانند. تحقیقات نشان داده که پلاستیک تماس کابل ها را کاهش می‌دهد، فضای پوششی بیشتری را فراهم می‌کند و مانع از خوردگی داخلی می‌شود. در نهایت هم قطر کابل افزایش نمی‌یابد.

اما بازرسی داخلی با استفاده از روش‌های سنتی بی‌فایده است. حتی اگر شما بتوانید به‌صورت چشمی کابل را بازرسی کنید نمی‌توانید تمام طول کابل را به‌دقت برسی کنید ( شاید تنها ۱۰ درصد) و حتی ممکن است به یک سمت از کابل دسترسی داشته باشید. ( بنابراین درنهایت تنها ۵ درصد بازرسی صورت می‌گیرد) .

اگر شما نقش حیاتی که کابل ها در فرآیندهای کاری دارند و همچنین هزینه های قابل‌ملاحظه ناشی از تعویض نا به هنگام کابل ها را در نظر بگیرید، این روش بسیار ناکارآمد است.

بازرسی مغناطیسی کابل جایگزینی مناسب برای بازرسی سنتی 

به‌منظور بازرسی داخلی یک طناب تجهیزات جدیدی توسعه یافته اند که به کاربران اجازه می‌دهند که شرایط دقیق کابل و همچنین رشته های داخل آن را بدون شکافتن فیزیکی کلاف ها یا رشته های بیرونی کابل موردبررسی قرار داد.در خصوص اهمیت بازرسی مغناطیسی کابل باید گفت که روش بازرسی مغناطیسی کابل یا magnetic rope testing (MRT) تکنولوژی خیلی جدیدی نیست. این تکنولوژی در بسیاری از صنایع از جمله معدن و صنایع دریایی به‌خوبی نهادینه شده است. این روش نشتی شار مغناطیسی (magnetic flux leakage) را در امتداد کابل اندازه گیری می‌کند. تغییرات حاصل در نشتی شار مغناطیسی کاملاً متناسب با ناحیه مغناطیسی است بنابراین در صورت وجود هرگونه عیب به‌خوبی قابل اندازه گیری است.

مزایای تجهیزات به کار رفته روش بازرسی مغناطیسی کابل

تجهیزات به‌کاررفته در روش بازرسی مغناطیسی کابل هم عیوب موضعی ( localized faults  یا LF ) همچون شکست کابل را تشخیص می‌دهند و هم هرگونه کاهش سطح مقطع ( loss in metallic area یا LMA ) را که براثر خوردگی داخلی ایجاد می‌شود. محل دقیق تمامی LMA ها و LF ها به‌خوبی توسط این تجهیزات ثبت می‌گردند. همچنین ثبت دقیق این عیوب با بررسی و مانیتورینگ دقیق و ذخیره‌سازی آن‌ها برای بازرسی های بعدی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند.

در روش بازرسی مغناطیسی، کابل هم می‌تواند در امتداد هد دستگاه MFL حرکت کند و بررسی صورت گیرد و هم خود هد دستگاه MFL می‌تواند در امتداد کابل حرکت کند و کابل را مورد بازرسی قرار دهد. یعنی بازرسی به دو روش قابل انجام است که بسته به شرایط موجود و کابل موردنظر می‌توان هر یک از آن دو را برگزید و به‌خوبی نواحی آسیب‌دیده را تشخیص داد.

 

بازرسی سلامت کابل جرثقیل با روش MRT

اگرچه اغلب روش MRT برای بررسی کابل های مورد استفاده موجود به کار می‌رود؛ اما می‌توان از این روش برای بازرسی سلامت یک کابل قبل از بهره گیری آن نیز استفاده کرد.

نتایج حاصل از بازرسی های صورت گرفته به‌وسیله این روش می‌تواند به‌عنوان داده های مرجع برای بازرسی های آینده ذخیره شوند. بررسی دوره ای داده های حاصل می‌تواند در تشخیص روند آسیب یک کابل یا جلوگیری از فرسودگی یک کابل مورد استفاده قرار گیرد. یعنی روند نمایش داده شده حاصل از بازرسی کابل ها در طول یک بازه زمانی به‌خوبی راهنمایی برای بررسی آن کابل است.

روش MRT برای بررسی کابل های سنگین و کابل های چند کلافه که بررسی آن‌ها سخت‌تر نیز به‌خوبی جواب می‌دهد. همان‌طور که در بالا اشاره شد بررسی کابل های چند کلافه یا چند رشته ای به‌مراتب سخت است و روش های سنتی در بازرسی این کابل ها ضعیف عمل می‌کنند. همچنین برای بررسی کابل های پلاستیکی هم این روش بسیار کارآمد است.

 

اهمیت بازرسی مغناطیسی کابل از دید استانداردهای بازرسی کابل

انجمن بین‌المللی پیمانکاران دریایی (international marine contractors association) یا IMCA تأکید دارد که کابل ها باید حتماً توسط روش بازرسی مغناطیسی کابل مورد بازرسی قرار گیرند. در تمامی قراردادهای پیمانکاری دریایی هم باید این روش مورد استفاده قرار گیرد.

امروزه بازرسی مغناطیسی کابل یا طناب بخش اساسی هر بازرسی کابل است. اما باید در نظر داشت که این روش باید در کنار نکات ذکرشده در استاندارها و قوانین مختلف به کار رود. استانداردها و راهنماهای گوناگونی برای بازرسی و ارزیابی کابل ها ایجادشده‌اند. به‌عنوان مثال به‌عنوان مثال استاندارد ایزو ۴۳۰۹ (ISO 4309 ) که مربوط به مراقبت و نگهداری، بازرسی و  تعویض کابل ها است. نکات بیان شده در این استانداردها باید اساس تمامی بازرسی های کابل باشد. استاندارد بین‌المللی ایزو ۴۳۰۹ (ISO 4309 ) شامل اصول عمومی در خصوص بازرسی، مراقبت، نگهداری و تعویض کابل هاست که اصول روش MRT را نیز دربرمی گیرد.