ارزیابی غیرمخرب خوردگی زیر عایق خط لوله نفت و گاز با استفاده از پروفایلگیر خطی پرتوی گاما و ایکس به روش مونت‌کارلو

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی انرژی و فیزیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی‌تکنیک تهران)، تهران، ایران

2 کالج مهندسی اطلاعات و ارتباطات، دانشگاه SKKU، سوون-سی، کره جنوبی

3 کالج مهندسی اطلاعات و ارتباطات، دانشگاه SKKU، سوون-سی، کره جنوبی

4 دانشکده مهندسی انرژی و فیزیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی‌تکنیک تهران)، تهران، ایران

doi
10.30494/jndt.2024.472007.1148
چکیده

حجم زیادی از خطوط لوله‌ی نفت و گاز و بخصوص در صنایع پتروشیمی، خطوط لوله دارای عایق‌هایی از جنس‌های مختلف است. در بسیاری از موارد یک روزنه یا نشتی کوچک می‌تواند مسیر را برای نفوذ آب و سایر مایعات خورنده باز نماید و خوردگی زیر عایق (CUI) ایجاد شود. این خوردگی به هیچوجه با روش‌های مرسوم و از روی عایق قابل تشخیص نیستند. با روش های معمول بازرسی غیر مخرب نظیر تست های بصری و فراصوتی بعلت عدم دسترسی به فلز خط لوله امکان پذیر نیست. یکی از موثرترین روش‌های غیرمخرب برای این منظور استفاده از دستگاه‌های پروفایلگیر پرتویی هستند. در این مقاله با استفاده از روش مونت کارلو ابتدا طیف اشعه ایکس متداول برای این روش 70keV و 90 keV شبیه‌سازی شد و رادیوایزوتوپ‌های صنعتی مورد استفاده شامل Ir-192 و Co-60 نیز به عنوان چشمه در نظر گرفته شده اند. فانتوم‌های خط لوله پیاده‌سازی شده از جنس فولاد کربنی به ضخامت 6mm و عایق پلی‌اتیلنی به ضخامت 24 mm هستند. خوردگی مصنوعی به عمق 3 mm روی دیواره خط لوله ایجاد شد. آشکارساز خطی تک انرژی از جنس CsI(Tl) به ضخامت 5mm و با گام پیکسلی 1.6 mm در کد پیاده‌سازی شد و سیگنال مکانی روی آن به ثبت رسید. ترابرد فوتون‌های ایکس و گاما برای چشمه های مورد استفاده به صورت ویژوال برای 20000 فوتون ثبت شد و سیگنال ثبت شده روی آشکارساز به همراه انرژی انباشت شده در هر پیکسل از آشکارساز اندازه‌گیری شد. نتایج نشان‌دهنده‌ی عملکرد مناسب سیستم پیاده شده در مکان‌یابی و تشخیص عیوب خوردگی زیر عایق می‌باشد.