СИРЕНА-5 (кроулер)

Аппараты ПАМИР-250 и ПАМИР-300 могут устанавливаться на самоходную внутритрубную установку СИРЕНА-5.

Аппараты рентгеновские самоходные (кроулеры) серии СИРЕНА предназначены для использования в качестве источника рентгеновского излучения для автоматизированного контроля сварных стыков трубопроводов методом панорамного просвечивания. 

Аппарат представляет собой комплект, состоящий из самоходной тележки с питанием от аккумуляторной батареи, основного рентгеновского излучателя, предназначенного для рентгенографирования, и командного аппарата, предназначенного для управления движением кроулера.

Самоходная тележка с основным рентгеновским излучателем перемещается внутри трубы. Командный аппарат устанавливается снаружи трубы рядом с предназначенным для рентгенографирования участком. Подачей соответствующих команд осуществляется остановка кроулера, рентгенографирование шва и последующий запуск на движение (вперед-назад). В качестве командного аппарата используется рентгеновский аппарат АРИНА-1.

Аппараты имеют защиту от механических и водных препятствий и разряда аккумуляторной батареи. При ее срабатывании аппарат переходит в режим обратного хода и возвращается назад.

Условия эксплуатации аппарата: в диапазоне температур от минус 20 до плюс 40°С, атмосферном давлении 101,3+5,3-25,6 кПа (760+40-200 мм рт ст), относительной влажности воздуха до (95±3)% при температуре плюс 25°С и при более низких температурах без конденсации влаги.

Более подробно о принципе работы кроулера.

Известно, что импульсные рентгеновские аппараты серии АРИНА, наряду с преимуществами по сравнению с аппаратами непрерывного действия, имеют и ряд недостатков, главным из которых является сравнительно небольшая мощность излучения, то есть, если они и способны просвечивать те же толщины материалов, что и аппараты таких фирм, как ANDREX, BALTEAU, PHILLIPS, SEIFERT и др., то за существенно большее время экспозиции.

До последнего времени многими организациями в России, занимающимися рентгенографическим контролем, использовались высокочувствительные пленки типа РТ-1, РТ-2 и флуоресцентные усиливающие экраны. Такая комбинация полностью компенсировала недостаток мощности импульсных аппаратов, т.к. она сокращала реальную экспозицию в десятки раз. Однако, в настоящий момент все большее количество потребителей рентгеновской аппаратуры переходят на работу с высококонтрастными пленками типа РТ-5, Структурикс и др.

В этих условиях экспозиция при просвечивании стальных изделий толщиной 10-15 мм с помощью аппаратов АРИНА составляет 5-10 мин. Это обстоятельство сказывается не только на производительности контроля, но и на реальном ресурсе аппарата. Так, если реальный срок службы высоковольтного блока аппарата АРИНА составляет 100-150 часов, это означает, что с его помощью можно сделать где-то порядка 1000 снимков на пленку типа Структурикс D7, в то время как при использовании высокочувствительной пленки этих снимков можно было бы сделать в 10-15 раз больше.

Наиболее универсальным способом сокращения экспозиции при просвечивании магистральных трубопроводов при малой мощности излучения является использование панорамного способа контроля с помощью самоходных рентгеновских аппаратов (кроулеров).

В настоящее время известны порядка 10 зарубежных фирм, серийно выпускающих самоходные рентгеновские аппараты, среди них наиболее выделяются X-MAS (США), JME LTD (Англия), SOLUS SCHALL (Англия), ГАММАМАТ (Германия), GILARDONI (Италия).

Все кроулеры перечисленных фирм построены по одной принципиальной схеме. Как правило, они содержат рентгеновские или гамма источники с панорамным излучением, самоходную тележку, предназначенную для перемещения излучателя внутри трубы, командный аппарат, располагаемый снаружи трубы и предназначенный для управления тележкой, и приемника излучения командного аппарата. 

В качестве командного аппарата в описываемых кроулерах используется радиоактивный источник, например, иридий-192, кванты которого проникают внутрь трубы и воздействуют на приемник. При подъезде кроулера под пучок гамма-квантов командного аппарата, срабатывает электронная схема (приемник излучения), и тележка останавливается в положении, когда панорамный излучатель находится против контролируемого шва. Далее, излучатель автоматически отрабатывает заданное время экспозиции, просвечивая на рентгеновскую пленку весь кольцевой шов. 

По окончании экспозиции кроулеру задается команда на движение вперед к следующему шву или назад, на выезд из трубы. Этот процесс осуществляется опять же с помощью командного аппарата, находящегося в руках оператора. 

Общим недостатком всех серийно выпускаемых кроулеров являются большой вес и габариты панорамных излучателей, обусловленные использованием классических рентгеновских аппаратов непрерывного действия и, конечно, использование изотопов в качестве командных аппаратов. Кроме того, кроулеры практически нельзя использовать для контроля труб малого диаметра (ограничение связано с габаритами самого кроулера). 

Как правило, все указанные выше фирмы имеют в своем распоряжении 3-4 модели кроулеров, используемых для контроля трубопроводов диаметром от 250 мм до 1420 мм. Вес их колеблется от 100 до 300 кг, что весьма затрудняет эксплуатацию в труднодоступных местах. 

Совершенно очевидно, что именно маломощный импульсный излучатель, установленный на самоходную тележку, создает возможность конструирования малогабаритного кроулера, обладающего минимальным весом и способностью размещаться в трубах малого диаметра. 

В 1998 году в ООО "Спектрофлэш" были разработан и запущен в серийное производство кроулер СИРЕНА-5, предназначенный для контроля кольцевых швов трубопроводов диаметром от 530 мм до 1020 мм. 

В аппарате СИРЕНА-5 в качестве панорамного излучателя используется серийный импульсный аппарат АРИНА-9 или ПАМИР-300. Отличительной особенностью указанного кроулера является так же тот факт, что в качестве командного аппарата вместо изотопа используется также рентгеновский аппарат (модификация АРИНА-1). 

Командный аппарат работает на двух фиксированных частотах генерирования рентгеновских импульсов - одна из них, порядка 10 Гц, соответствует стандартной команде на движение кроулера вперед, другая - величиной 5 Гц - движению кроулера назад. При этом оператор не держит командный аппарат в руках, а управляет им с помощью выносного пульта с абсолютно безопасного расстояния. 

На рисунке изображен схематический чертеж расположения кроулера СИРЕНА внутри трубопровода, поясняющий принцип его работы: в качестве приемника проникающего излучения командного аппарата в кроулере используются два ионизационных счетчика 3,4. Перед началом движения самоходной тележки 1, включается с помощью выносного пульта 7 командный аппарат 5. Благодаря специальному коллиматору он имеет узконаправленную диаграмму излучения строго внутрь трубы. При попадании излучения командного аппарата на детектор 3, кроулер замедляет свое движение, а при срабатывании детектора 4, он останавливается в положении, когда фокус излучения панорамного аппарата 2 находится на линии, перпендикулярной контролируемому шву трубы 6 и рентгеновской пленке 8. 

Такое двухступенчатое торможение обеспечивает точную остановку кроулера по отношению к просвечиваемому кольцевому шву, что является непременным условием панорамного метода рентгенографии. 

После остановки кроулера командный аппарат выключается. Это является сигналом для запуска панорамного излучателя и производства рентгеновской съемки. 

Повторное включение командного аппарата по окончании режима просвечивания, в зависимости от выбранной частоты следования управляющих рентгеновских импульсов (10 или 5 Гц) формирует команду кроулеру на движение вперед или назад. 

Таким образом, воздействие командного аппарата на движущийся кроулер - это сигнал на остановку, воздействие же на стоящий кроулер - это сигнал на движение. 

Направление движения задается частотой следования импульсов воздействия. 

По сравнению с изотопным способом управления, разработанный в ООО "Спектрофлэш" способ абсолютно безопасен для обслуживающего персонала и достаточно прост, хотя и требует некоторой тренировки оператора. Во избежание потери кроулера в трубе в случае неправильного управления, в электронной логике предусмотрена остановка кроулера при отсутствии любых команд в течение 5 мин и выезд его назад. 

Также кроулер выезжает самостоятельно при разряде аккумуляторов, при наезде на препятствие или на воду. 

Основной и командный аппараты могут использоваться и самостоятельно. В этом случае тележка, снабженная аккумулятором сравнительно большей емкости, может служить обыкновенным источником питания. 

Кроулер имеет уникальные массогабаритные характеристики. Вес всего комплекта с учетом командного аппарата не превышает 60 кг. 

Технические характеристики