Устройство защиты датчиков деформаций на магистральном трубопроводе и способ его монтажа

 

Изобретения относятся к диагностике напряженно-деформированного состояния машин, агрегатов, технологического оборудования и может быть использовано на магистральных трубопроводах (газопроводах) с целью защиты датчиков деформаций от влияния внешней среды. Устройство, содержащее гидрофобное покрытие, нанесенное на датчик, снабжено кожухом, имеющим в основании с наружной стороны поясок и отверстие для выводных проводников, между пояском и поверхностью трубопровода размещена прокладка из эластомера, например резины, а сам поясок примотан к трубопроводу, например, стеклолентой. Способ монтажа устройства включает следующие операции: перед установкой кожуха на трубопровод на рабочую (контактную) поверхность пояска наносят сырую резину, устанавливают кожух на оправку, поверхность которой идентична поверхности трубопровода, и проводят полимеризацию резины. Техническим результатом изобретения является существенное повышение надежности защиты датчиков деформаций, устанавливаемых на магистральных трубопроводах, от влияния внешней среды. 2 с.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретения относятся к области диагностики напряженно-деформированного состояния (НДС) машин, агрегатов, технологического оборудования и может быть использовано на магистральных трубопроводах (газопроводах) с целью защиты датчиков деформаций от влияния внешней среды.

Одной из задач, решаемых при строительстве и эксплуатации магистральных трубопроводов, является контроль и оценка их НДС с целью прогнозирования работоспособности трубопровода путем размещения на наружной поверхности трубы датчиков деформаций.

В процессе эксплуатации магистральные трубопроводы подвергаются комплексному воздействию со стороны агрессивных коррозийных компонентов окружающей среды, давления грунта, а также силовых геодинамических процессов, происходящих в зонах прокладки трубопровода. Поэтому для обеспечения возможности выполнения оценки НДС трубопровода в течение всего периода его эксплуатации требуется выполнять эффективную защиту датчиков от внешних воздействий.

Известна конструкция элемента, защищающего изогнутый участок кабеля на трубопроводе, размещаемом в скважине. Элемент выполнен из эластичного материала, охватывает участок кабеля и имеет на концах крепежные пояса (см. патент РФ 2006122, МПК H 02 G 3/26). Недостатком применения эластичного элемента в качестве защиты является то, что он не обладает достаточной прочностью при воздействии на него твердых предметов (скальных пород, камней и т.д.).

Из технической литературы известно, что гидроизоляцию тензорезисторов и других датчиков деформаций осуществляют, как правило, нанесением на них гидрофобных покрытий: водостойких клеев, технических масел, битумных смесей, специальных компаундов на основе высокомолекулярных соединений (см. справочное пособие/Под редакцией Р.А.Макарова "Тензометрия в машиностроении", Москва, "Машиностроение", 1975 г., стр. 28). Однако эффективное действие такой гидроизоляции длится от 1 до 12 месяцев (что явно недостаточно для эксплуатации промышленных объектов) и зависит от коэффициента водопоглощения покрытия, его адгезионных свойств, склонности к охрупчиванию и старению, а также от величины деформаций поверхности, на которую датчик наклеен (см. там же). Кроме того, покрытие не защищает датчики от разрушения при воздействии на них твердых и острых предметов, а приварка над ними дополнительного металлического кожуха недопустима, т.к. изменяет жесткость тензометрируемого участка трубы и вносит существенные искажения в результаты замеров.

Технической задачей настоящих изобретений является повышение надежности защиты датчиков деформаций от влияния на них внешних отрицательных факторов при сохранении точности измерения деформации.

Технический результат достигается тем, что устройство защиты датчиков деформации на магистральном трубопроводе, содержащее гидрофобное покрытие, нанесенное на датчики, снабжено герметичным кожухом с отверстием для выводных проводников, имеющим в основании с наружной стороны поясок, а между пояском и поверхностью трубопровода размещена прокладка из эластомера, например, резины, а сам поясок примотан к трубопроводу, например, стеклолентой.

При этом, способ монтажа кожуха на участок трубопровода, с размещенными на нем датчиками, может быть осуществлен следующим образом.

1. Выполняют поясок кожуха так, чтобы его рабочая поверхность была идентичной поверхности трубопровода в зоне установки кожуха.

2. На рабочую поверхность пояска наносят сырую резину, например, марки 13-450 (по ТУ 2549-008-00149297-98).

3. Устанавливают кожух на оправку, поверхность которой идентична поверхности трубопровода, и проводят полимеризацию резины в сборке.

4. Снимают кожух с оправки, устанавливают на трубопровод и приматывают к ней поясок кожуха стеклолентой.

Срок службы устройства определяется, прежде всего, временем старения резины. В частности, указанная выше марка резины сохраняет эластичность и упругость более 10 лет в любых климатических условиях.

На приведенных чертежах 1-4 представлено заявляемое устройство, на котором обозначены: 1 - участок магистрального трубопровода (газопровода), 2 - группа датчиков деформаций, 3 - кожух с пояском 4, 5 - резиновая прокладка, 6 - стеклолента, 7 - отверстие в кожухе, 8 - выводные проводники, 9 - уплотнительный узел.

Особенность работы устройства заключается в том, что в процессе его эксплуатации прокладка из эластомера компенсирует продольные и поперечные деформации трубопровода, обеспечивая при этом целостность и герметичность кожуха.

Особенность способа монтажа кожуха на трубопровод заключается в том, что полимеризацию резины, компенсирующей и герметизирующей прокладки 5, проводят автономно на технологической оправке, что повышает надежность работы устройства и исключает повреждение легкоплавкой изоляции трубы, возможность которого возникает при вулканизации резины непосредственно на трубе.

Таким образом, использование изобретений позволит существенно повысить надежность защиты датчиков деформаций, устанавливаемых на магистральном трубопроводе, от влияния внешней среды.

Формула изобретения

1. Устройство защиты датчиков деформаций на магистральном трубопроводе, содержащее гидрофобное покрытие, нанесенное на датчики, отличающееся тем, что оно снабжено кожухом, имеющим в основании с наружной стороны поясок и отверстие для выводных проводников, между пояском и поверхностью трубопровода размещена прокладка из эластомера например резины, а сам поясок примотан к трубопроводу, например, стеклолентой.

2. Способ монтажа кожуха на участок магистрального трубопровода с датчиками деформаций, имеющего с наружной стороны основания поясок, включающий установку и закрепление его на трубопроводе через прокладку из эластомера путем примотки пояска стеклолентой, отличающийся тем, что перед установкой кожуха на трубопровод на рабочую (контактную) поверхность пояска наносят сырую резину, устанавливают кожух на оправку, поверхность которой идентична поверхности трубопровода, и проводят полимеризацию резины.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4