ABEGU přináší revoluci v oblasti diagnostiky

Společnost ABEGU, a.s., se od svého založení v r. 1991 zabývá komplexním zajištěním elektromagnetické kompatibility (EMC) a diagnostikou kabelů. Pro tyto zkoušky má i akreditovanou laboratoř. Kromě EMC se společnost významnou měrou věnuje i výzkumu a vývoji zaměřenému na nedestruktivní (NDT) diagnostiku kabeláže a potrubních systémů průmyslových provozů, vč. jaderných elektráren. Výsledky realizovaných výzkumně vývojových aktivit společnosti ABEGU přináší na trh zcela nové možnosti v uvedených oblastech diagnostiky.

Nedestruktivní diagnostika provozovaného potrubí – EDMET

Nedestruktivní metoda diagnostiky metalických potrubí je vyvíjena již od r. 2004 a byla nazvaná EDMET (Elektromagnetická Diagnostika Metalických Trub). Zabývá se sledováním a hodnocením stavu metalických potrubí. Klade si za cíl komplexně diagnostikovat stav provozovaného potrubí z hlediska zbytkové tloušťky stěny a porušení vnější izolace potrubí. Primárně byla vyvíjena pro diagnostiku potrubí uložených v zemi. Lze ji však využít i na potrubí přístupná, uložená nad povrchem, nebo instalovaná v provozu. Jedná se o NDT metodu nezávislou na typu přepravovaného média. Proto není nutné během diagnostiky vypouštět přepravované médium a lze ji provádět za provozu potrubí.

Diagnostika je založena na měření elektrických, magnetických a mechanických vlastností diagnostikovaného úseku (DU) potrubí. Optimální délka DU je 20 až 100 m. Pokud je potrubí uloženo v zemi, není nutné jeho odkrytí v celé délce DU, ale pouze v krajních bodech DU pro galvanické připojení měřicí techniky. To je také jediné omezení metody. V porovnání s ostatními metodami je tak EDMET vysoce efektivní, neomezuje provoz zařízení a jedno měření poskytuje informaci o stavu celého diagnostikovaného úseku (cca 100 m). Z hlediska průměru a tloušťky stěny diagnostikovaného potrubí není metoda EDMET fyzikálně omezena. Při diagnostice rozsáhlých potrubních systémů se předem vyberou reprezentativní části potrubních úseků tak, aby se nutný počet zkoušek omezil na minimum.

Výstupem diagnostiky je zbytková tloušťka stěny, zjištění, zda ke koroznímu úbytku materiálu došlo z vnitřní nebo vnější strany trubky, a detekce průniku vlhkosti nebo vody pod izolaci potrubí. Při vzniku defektu na trubce a úniku média z potrubí je možné pomocí EDMET lokalizovat místo, kde se defekt nachází. Pro určení zbytkové tloušťky stěny a lokalizace úbytku se provádí měření stejnosměrného odporu a impedance DU potrubí. Detekce vniku vlhkosti mezi izolaci a stěnu potrubí, příp. jeho defektu, je prováděna reflektometrickými metodami. Pro injektáž měřicího signálu do diagnostikovaného potrubí a následné měření je nutné galvanické připojení měřicí kabeláže. To je řešeno speciálními přípravky, které se k potrubí připevňují pouze pro potřebu diagnostiky a po skončení měření jsou demontovány. U potrubí uložených v zemi je možné použít šachty s uzávěry apod. Jestliže nejsou takové šachty k dispozici, lze při prvním nasazení diagnostiky zhotovit diagnostické vývody vodivě spojené s potrubím, které by zůstaly připravené pro pravidelnou diagnostiku.

Opakované provedení diagnostiky s definovaným časovým odstupem dává možnost sledování trendu degradace DU a predikce jeho životnosti. Zbytková životnost DU je predikována na základě sumarizace naměřených dat a výstupu z matematického modelu korozních pochodů, který je implementován v programu MATLAB a COMSOL MULTIPHYSICS. Na základě výsledků predikce životnosti lze efektivně plánovat prediktivní údržbu diagnostikovaného potrubí a významně omezit riziko výskytu defektů, které mohou mít za následek havárii potrubí a nemalé finanční ztráty. Nasazení diagnostiky bezprostředně po instalaci potrubí dává dobrou možnost sledovat degradaci potrubí od samého začátku provozu a predikovat jeho životnost s co největší přesností. Veškerá naměřená data a výsledky diagnostiky jsou uchovávány v databázi.

Metoda EDMET byla v minulosti nasazena v průmyslových, vodohospodářských, chemických aj. provozech. V současné době je EDMET zaváděna v jaderných elektrárnách.

Nedestruktivní metoda pro diagnostiku provozované kabeláže

Nedestruktivní metoda diagnostiky kabelů vychází ze zkušeností s provozním měřením kabelů, kterým se ABEGU zabývá již od 90. let, a z vlastních experimentálních laboratorních zkoušek (laboratorní urychlené stárnutí kabelů). Diagnostika byla dosud zaměřena především na kabely pro napětí do 1 kV, nyní je vyvíjena i NDT metoda pro diagnostiku vysokonapěťových (vn) kabelů (6 kV a vyšší), kterou lze provádět za plného provozu vn kabelu, tj. bez vypnutí a odpojení.

Výstupem diagnostiky je určení aktuálního stavu, stanovení zbytkové životnosti kabeláže a určení doby funkční způsobilosti kabelů. Diagnostická metoda je vhodná pro diagnostiku provozované kabeláže všech konstrukčních uspořádání do vzdáleností cca jednotek kilometrů, a to i s průchodkami a spojkami na kabelech. Metoda je využívána především v jaderných elektrárnách pro sledování a hodnocení provozované kabeláže, ale lze ji aplikovat i v ostatních průmyslových odvětvích, kde již také byla mnohokrát aplikována především v souvislosti s hledáním defektů na kabelech.

Vlastnosti kabelů jsou určeny na základě měření jejich elektrických, mechanických a fyzikálních parametrů, které byly vhodně zvoleny na základě experimentálních zkoušek a znalostí vazeb mezi jednotlivými měřenými parametry. Měřené frekvenční pásmo se pohybuje od stejnosměrných hodnot po jednotky GHz. Díky tomu lze správnost změřených hodnot verifikovat již v průběhu měření na základě měření ostatních parametrů. Při pravidelné diagnostice lze sledovat veškeré změny probíhající v kabelech v závislosti na degradačních mechanismech (teplota, vlhkost atd.), které působí na celou trasu kabelu, a určit tak aktuální stav a zbytkovou životnost kabeláže. Zároveň je možné detekovat lokální nehomogenity na nových i provozovaných kabelech, které mohou vzniknout při výrobě kabelu, mechanickým poškozením nebo změnami vzdáleností mezi vodivými prvky vlivem stárnutí výplní kabelu. K těmto měřením jsou využívány metody reflektometrické odezvy, pro které byl společností ABEGU vyvinut vlastní generátor na základě znalostí a potřeb z praxe. Při měření je nutné kabel odpojit na obou stranách.

Pro správnou interpretaci naměřených dat a stanovení zbytkové životnosti je nutná znalost probíhajících mechanismů degradace uvnitř i vně kabelu. Na základě těchto znalostí jsou pro důležité elektrické a mechanické parametry kabeláže předepsány jejich mezní přípustné změny – hodnoticí kritéria, která vycházejí z experimentálních zkoušek a znalosti mechanismů degradace. Na základě přípustné změny parametrů nebo jejich trendů lze dovodit zbytkovou životnost provozovaného kabelu. Pro hodnocení zbytkové životnosti je také nutné znát podmínky prostředí, ve kterém je kabel uložen a které určují degradační pochody v kabelu. Mezi ně patří především teplota, vlhkost, UV záření, radiace apod. Při měření kabelu je proto nutné zjišťovat i hodnoty těchto parametrů. Všechny výsledky jsou pak uloženy do databáze a vyhodnoceny aplikačním programem.

NDT diagnostika potrubí EDMET je v současné době unikátní stejně jako komplexní přístup k diagnostice kabelů vycházející ze znalostí vazeb mezi parametry a měřicích metod založených na vlastních, k tomu vyvinutých zařízeních. Oba typy diagnostiky jsou průběžně rozvíjeny na základě provozních potřeb zákazníků, vlastního výzkumu a vývoje a stále se rozvíjejících možností měřicí techniky.