Способ определения места утечки жидкости в трубопроводах

 

Изобретение относится к методам определения места утечки жидкости в трубопроводах. Цель изобретения повышение точности и расширение технологических возможностей. Испытуемый участок трубопровода заполняют испытательной средой под давлением. На концах-участка измеряют мощность инфранизкочастотных флуктуации давления среды, которые происходят с частотами ниже критических частот нормальных волн. Эти флуктуации затухают вдоль трубопровода по экспоненциальному закону. По измеренным значениям рассчитывают координаты места утечки. 3 ил.

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОиИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

aln e) SU

А1 др4 С О1 М 3/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ/ СВИД ТЕХЗЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21 ) 41 361 1 5/25-28 (22) 1 1. 10, 86 (46) 07. 12.88. Бюл, Ф 45 (72) В,В.Воинов, И.С. Ледовской и В.В.Кругликов (53) 620, 165. 29 (088. 8) (56) Патент США 11.- 3261200, кл, 7340.5, 1966. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА УТЕЧКИ

ЖИДКОСТИ В ТРУБОПРОВОДАХ (57) Изобретение относится к методам определения места утечки жидкости в трубопроводах. Цель изобретения—. повышение точности и расширение технологических возможностей. Испытуемый участок трубопровода заполняют испытательной средой под давлением.

На концах. участка измеряют мощность инфранизкочастотных флуктуаций давления среды, которые происходят с частотами ниже критических частот нормальных волн. Эти флуктуации затухают вдоль трубопровода по экспоненциальному закону. По измеренным значениям рассчитывают координаты места утечки.

3 ил.

1442845.

Изобретение 0 сносятся к методам неразрушяьзщего контроля материалов и изделий и може1 быть использовано для определения координат места течи в гязОГГроводях, Водопроводах, В кабельных пин;;; газового и масляНОГО НЯПОЛ1IЕГIИЯ И Т вД а

Цель изобретения - пОВышение точности путем тлск.11отле11ия Влияния разме-1р ро трубОГIрОВОдОВ и температуры, а также рясштлр "I;Iie технологических

В О 3 М 0 ж1! 0 С Т I i П у Г Е. т 0 6 Е С П Е Ч Е Н И Я К 0 Н Т роля -py601!pîèOäîii:.-ри невысоком давлении. 15

На Фиг. 1 110ка Я1;Я схема реализации предлагаемого споса«a для одного канала измерения, . Ия фиг.2 — датчик флуктуядиII дяВлееи:""g ня фиIеЗ зяви»

cIIivi0сть Верон:; с с х1.: 06;Яружения течи 2О оТ рясстоя;-ти:! до .: е 0 i точки измереНИЯ Д11Я - : ЯЗО: ЬИ., ЛО 01 ОВ - РЕЗ ТЕЧЬ э т О- Т т --.... --, - Г-1- l.

-6, å т,тз. Пя

6 *10 (кривая c) и 1 1Π— — = (криВЯЯ Й) о 25

Кя11яг. НЗ11=-р = I:.II,I 00держит датчик фЛУКТт ЯДИЙ . ГЯВОВЛ:- НП1ттл НЯ ОДНОМ из конц0-,;. 10;»iт,мо10 участка 2 трубопрОВОДЯ, i" i 0 л -:II032 I 8JT&IIO соединенные с -iiii!;:ял.. u;q-1лящий предвари- 3ц

ТЕЛВНЫИ „ ;. тг Л = . рЕ1 ЛируЕМЫИ усглтл1«г1 .;.;. :.;-л11 „.с:,,;". таль с регулируе;,!I!û :;:.0з,,,.....,,,е;...:,. „, силия, квядряТИЧНитИ ДF. =,.: Р 3,. И ТЕГРЯТОР 6> ИНДИКЯТО» l „. r» -i c:.J :: = УСГР01 C ÃBO

35 т10ДКЛIО-i с Г "1 i 0 тТСРОМ т КОНЦУ VPУ»

0 ОП11 ОВ ДЯ, ДЯ T III i ф!- " " Т„ ЯДИ .. С ОС 70 IT ИЗ КОР

ГIуса. 8 0 0В»!ВОД::.ти; > ." .l О Для соеДине» нигг с тр„б: 1;р цоы -, с i.10точником

ОСНОВНОГО ДЯВЛЕтIH

Н ме116ране i i Нанесено зеркальное покры-1ия i2. л-рез окно 13 ОсущеС 1 ВЛНЕТ«.я Оi! Гнчт» ЛЯН OIII«ÇÜ ИСТОЧНИКЯ

14 све ..; I!ð! —. .=р, лазера) и прием45 ника 0 и Гrря,.= ....0.. o:1З.1у 1ения.

С Г10 006 0 - »., - . !. В * — 1е ся следующим

Образом

Суштто ="- cv00068 OcRoIIßíß нЯ том, ЧТ0 Трттб тт о В оп «тчл тт«е Ся ЯкуС ТИЧеСКИМ 5р

ZO 110В0В0 т ттттт ороз ПОЛЕ ВНУТРИ ВОЛ ново е зв,тз"..т собой суперпозицию чаем=".л.-ттт,тх п. ÿ.,ITpII этом для

Каждой НОР«ттэл-, -тО" ОЛНЫ СУШЕСтВУЕт

ЧЯСТОТЯ тЛ",УЕ "ОТОРОтЛ ВОЛНЯ НЕ РаСПРОСТРЯт1ЧЕ.CCГ Ibi«OIIIIIЯЕTCß В СИН фа з тт10а —;-,ОЛ.. батттЛ з Мттлгнтудон ИЗМЕ»

НяшщатЛСЧ Вттз. т-.. лтттоЧОДЯ ПО ЭКСПОНЕН

- Пт 110. -„- - -.—,..- I тд т анвтэКОЧЯСТотНЫЕ (6) Порядок выполнения операций cwcoба следующий.

Испытуемый участок трубопровода перекрывают с одной стороны, отключая его от всей остальной его части.

С другой стороны заполняют под давлением рабочим веществом.

Таким образом, на изолированном участке трубопровода создается повышенное давление. От величины этого давления зависит дальность обнаружения течи. Поэтому в общем случае следует создавать на участке максимально неразрушающее давление.

На обоих концах испытуемого участка трубопровода измеряют мощность инфранизкочастотных флуктуаций давления, флуктуации давления происходят с частотами ниже критических частот нормальных волн. Поэтому мощность флуктуаций давления на первом конце участка трубопровода может быть выражена соотношением

Р„г =Po2 ехр (- Х ) (1) где Р— дисперсия {мощность) флуктуаций давления на первом конце участка трубопровода;

P — дисперсия фг1уктуацнй давления в месте т=чи, Х, — расстояние от места течи до первого конца испытуемого участка.

Соответственно на втором конце испытуемого участка трубопровода мощность флуктуа1;ий давления равна

exp(КХ ) ° (2) где Х2 — расстояние от места течи до второго конца испытуемого участка трубопровода.

Разделив обе части уравнения (1) на соответствующие им части уравнения (2) и прологарифмировав полученное соотношение, получают выражение

1n(P /рг ) =К(Х2 Х, ) ° (3)

Очевидно, что

Х,+Х =, (4) где . — длина испытуемого участка трубопровода, Совместное решение уравнений (3) и (4) дает

И.-1п(Р,/%, )

Х (5)

° ж

Х1.+In(P2/P )

2 з 14428

Первая камера датчика 1 флуктуаций через вывод 9 соединяется с трубопроводом и заполняется рабочей средой, давление которой равно давлению в трубопроводе, Вторая камера через вы 5 вод 10 заполняется воздухом с таким же давлением, как и в первой камере.

Флуктуация давления в трубопроводе вызывает флуктуации мембраны 11, Эти 10 колебания мембраны 11 модулируют яркость светового луча, поступающего от источника 14 через окно 13 и отраженного далее зеркальным покрытием

12. Отраженный модулированный световой поток через окно 13 поступает на приемник 15, где он преобразуется во флуктуации электрического сигнала, которые затем регистрируются измерительной системой. 20

Чувствительность датчика к флуктуациям давления не зависит от его величины. Применение когерентных источников излучения — лазеров и когерентного приема излучения обеспечива- 2б ет еще более высокую точность измерения флуктуаций, Датчик 1 флуктуаций давления преобразует флуктуации давления в флуктуации напряжения. Последние усилива- З0 ются сначала малошумящим усилителем

3, а затем регулируемым ..усилителем 4.

Усиление флуктуаций производится в полосе частот 0,01-2,0 Гц. Регулировка усиления усилителем 4 обеспечивает нормальную работу квадратичного детектора 5. Сигнал, снимаемый с квадратичного детектора 5, усредняет" ся интегратором 6 в течение 1016 мин, а затем индицируется индика45

4 тором 7.Верхняя граничная частота полосы пропускания ограничивается

I поперечными размерами трубопровода и в общем случае подбирается экспериментально. Нижняя граничная частота обеспечивает необходимое быс тродействие способа. Время интегрирования при заданной полосе определяет точность способа и при укаэанных параметрах обеспечивает погрешность определения координаты течи не более 1Х °

Рассчитывают координаты места утечки по формуле (5) или (6). В связи с наличием фоновых флуктуаций, обусловленных естественной сейсмической активностью Земли, работой промъппленных предприятий и автотранспорта, дальность обнаружения течей ограничена, Это же ограничение в зависимости от географического расположения трубопровода может быть обусловлено чувствительностью аппаратуры.

Формула и э о б р е т е н и а

Способ определения места утечки жидкости в трубопроводах путем заполнения испытуемого участка трубопрово" да испытательной средой под давлением, измерения параметра колебаний среди при заданной частоте на обоих концах испытуемого участка и определения по нему места утечки, о т л ичающий с я тем, что, с целью повьппения очности и расширения технологических возможностей, в качестве измеряемого параметра используют мощность флуктуаций давления среды при частоте ниже критической частоты нормальных волн °

1 442845

087

Составитель Л. Овсянникова

Редактор Б. Горная Техред N,ä> ö Корректор Н. Король

-"- — — — — — - - — — — — — — — - — — — -- — — — — — — — - — - — 1- — ---"-" — -—

Заказ 6374/38 Тираж 847 Подписное

ИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

113Î35, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4