Образец-свидетель для исследования коррозии трубопровода

 

Изобретение относится к исследовательским работам по оценке коррозионного износа внутренней поверхности трубопровода и может быть использовано в химической и нефтегазовой промышленности. Образец-свидетель для исследования коррозии трубопровода выполнен в виде полого цилиндра, разрезанного вдоль оси из материала исследуемого образца. Материал образца обладает упругой податливостью под действием радиальных усилий. На наружной поверхности образца нанесено изолирующее покрытие так, что участки вдоль линии разреза остаются непокрытыми. Образец-свидетель снабжен плоскими пружинами из коррозионно-стойкой стали, установленными на наружной поверхности образца. Пружины закреплены одним концом на участках образца-свидетеля, свободных от изоляции, и направлены по окружности в сторону от разреза. Усилие упругости пружины меньшее или равно силе упругости образца-свидетеля в месте разреза, величина которого составляет не менее длины окружности образца-свидетеля при установке его в трубопровод. В плоскости, перпендикулярной оси трубопровода, проходящей по середине длины цилиндра, на линии, соединяющей ось трубопровода и середину разреза цилиндра, последний со стороны разреза сообщается с регистрирующим устройством, а с другой стороны - с источником рентгеновского или гамма-излучения, расположенным на наружной поверхности трубопровода. Конструкция образца-свидетеля позволяет проводить контроль величины коррозионного износа образца-свидетеля без извлечения его из трубопровода, что позволяет снизить стоимость работ и повысить качество исследования. 2 ил.

Изобретение относится к исследованиям коррозии внутренней поверхности трубопроводов.

Известен образец-свидетель для исследования коррозии трубопроводов (SU а/с 868435, МКИ G 01 N 1/28; G 01 N 17/00, 11.08.80), выполненный в виде полосы с изолирующим покрытием на нерабочих поверхностях, имеющий радиус гиба рабочего участка, равный радиусу исследуемого трубопровода, в виде петли, закрепленной по концам на фиксирующем стержне.

Недостатками этого образца-свидетеля являются необходимость устройства на трубопроводе конструктивно-сложного специального приспособления типа шлюза для ввода в трубопровод образца, стержень пересекает по центру полость трубопровода практически на весь его диаметр, тем самым создавая заметное сопротивление движению перекачиваемого по трубопроводу продукта.

Известен образец-свидетель для исследования коррозии трубопроводов (SU а/с 559152, МКИ G 01 N 1/28; G 01 N 17/00, 05.05.71), выполненный в виде полого цилиндра из материала исследуемого трубопровода, разрезанного вдоль оси, обладающего упругой податливостью под действием радиальных усилий и изолированного по наружной поверхности таким образом, что участки вдоль линии разреза не покрыты.

Недостатком данного образца-свидетеля является сложность извлечения его из трубопровода для контроля. Для этого требуется, как минимум, устройство двух фланцевых соединений на трубопроводе с тем, чтобы можно было разобрать трубопровод, снять участок его с образцом для последующего его извлечения. Кроме того, необходима остановка работы всего трубопровода и опорожнение его участка с образцом от перекачиваемого продукта.

Известный образец-свидетель является наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату.

Технической задачей изобретения является создание образца-свидетеля для исследования коррозии трубопровода, конструкция которого позволяет проводить контроль величины коррозионного износа образца-свидетеля без извлечения его из трубопровода.

Техническая задача решается за счет того, что образец-свидетель для исследования коррозии трубопровода в виде полого цилиндра, выполненного разрезным вдоль оси из материала исследуемого трубопровода и обладающего упругой податливостью под действием радиальных усилий, на наружной поверхности которого нанесено изолирующее покрытие так, что участки вдоль линии разреза остаются непокрытыми, согласно изобретению, снабжен плоскими пружинами из коррозионно-стойкой стали, установленными на наружной поверхности образца-свидетеля, закрепленными одним концом на участках образца-свидетеля, свободных от изоляции, и направлены по окружности в сторону от разреза, имеющими усилие упругости пружины, меньшее или равное силе упругости образца-свидетеля в месте разреза, величина которого составляет не менее ¹/₄ длины окружности образца-свидетеля при установке его в трубопровод, кроме того, в плоскости, перпендикулярной оси трубопровода, проходящей по середине длины цилиндра на линии, соединяющей ось трубопровода и середину разреза цилиндра, последний со стороны разреза сообщается с регистрирующим устройством, а с другой стороны - с источником рентгеновского или гамма-излучения, расположенных на наружной поверхности трубопровода.

Сущность изобретения поясняется на чертежах: на фиг.1 - общий вид образца-свидетеля, на фиг.2 - выноска А фрагмента общего вида.

Образец-свидетель содержит полый цилиндр 1 из материала исследуемого трубопровода 2, разрезанный вдоль оси, упругий по радиусу, величина разреза α° равна или более 90°С. Наружная поверхность полого цилиндра 1 покрыта изоляцией 3 таким образом, что у кромок 4 разреза остаются участки В, свободные от изоляции 3, на которых приварены к цилиндру 1 накладки 5 из коррозионно-стойкой стали. К накладкам 5 с помощью винтов 6 из коррозионно-стойкой стали прикреплены плоские пружины 7 из коррозионно-стойкой стали. Сила упругости пружины 7 равна или меньше силы упругости цилиндра 1, изготовленного с таким диаметром, чтобы цилиндр 1 размещался в трубопроводе 2, плотно прижимаясь к внутренней поверхности трубопровода 2, что обеспечивает эквивалентность гидродинамических и электрических условий работы образца-свидетеля и трубопровода 2. Толщина стенки цилиндра 1 подбирается такой, чтобы при размещении его в трубопроводе 2 не нарушался режим течения продукта в трубопроводе и сам цилиндр 1 обладал упругой податливостью под действием радиальных усилий. Снаружи трубопровода 2 в плоскости, перпендикулярной оси цилиндра 1 и трубопровода 2 и проходящей по середине длины цилиндра 1 устанавливается с одной стороны источник излучения 8, например рентгеновский или источник гамма-излучения.

С другой стороны напротив разреза цилиндра 1 устанавливается регистрирующее устройство 9, причем источник излучения 8 и регистрирующее устройство 9 находятся на одной оси, проходящей через ось трубопровода 2 и середину разреза цилиндра 1. Величина разреза цилиндра 1 выбирается из конструктивных соображений для обеспечения оптимального соотношения между перемещением кромок 4 и изгибом стенок цилиндра 1. Накладки 5 выбираются из толщины, равной толщине изоляции 3 для обеспечения единой поверхности: изоляция 3 - накладки 5 и привариваются к цилиндру 1 для обеспечения надежного крепления пружин 7.

Образец-свидетель работает следующим образом. Цилиндр 1 сжимают, поджимая при этом к нему пружины 7, и вставляют в трубопровод 2, где он распрямляется, и поскольку сила упругости цилиндра 1 превышает или равна силе упругости пружин 7, плотно прижимается к поверхности трубопровода 2, при этом пружины 7 распрямляются и принимают форму цилиндра 1.

Через пружины 7 осуществляется электрический контакт цилиндра 1 со стенками трубопровода 2, что обеспечивает эквивалентность электрических условий работы образца-свидетеля и трубопровода 2.

После установки замеряют исходное расстояние Б между кромками 4. Через заданное время производят просвечивание трубопровода 2 источником излучения 8 с регистрацией положения кромок 4 регистрирующим устройством 9. По мере коррозионного износа стенок цилиндра 1 поперечное сечение стенок по образующим уменьшается, что ведет к снижению силы упругости цилиндра 1. Сила упругости пружины 7 начинает превышать силу упругости цилиндра 1 и стенки цилиндра 1 под воздействием расправляющихся пружин 7, которые опираются свободным концом о трубопровод, начинают изгибаться, занимая положение 10, при этом кромки 4 начинают сближаться. Расстояние между ними меняется и становится равным Б₁. По величине изменения расстояния между кромками 4 от Б к Б₁ можно судить о величине коррозионного износа цилиндра 1, а значит о величине износа стенок трубопровода 2.

Таким образом, не извлекая из трубопровода 2 образец-свидетель, можно в любой момент оценить величину коррозионного износа стенок трубопровода 2 и рассчитать его долговечность, что и является предметом исследований коррозии трубопровода 2. Образец-свидетель, т.е. цилиндр 1, изоляция 3 и пружины 7 после полного износа цилиндра 1 уносятся потоком продукта до первой ловушки или фильтра перед агрегатами, к которым подключен трубопровод 2 и откуда будет извлечен при очередной их очистке. Таким образом, нет необходимости извлекать из трубопровода 2 образец-свидетель после окончания исследований.

Образец-свидетель можно применять при исследовании коррозии нефтепродуктопроводов, газопроводов, что позволит значительно снизить стоимость исследований и повысить качество работ.

Формула изобретения

Образец-свидетель для исследования коррозии трубопровода в виде полого цилиндра, выполненного разрезным вдоль оси из материала исследуемого трубопровода и обладающего упругой податливостью под действием радиальных усилий, на наружной поверхности которого нанесено изолирующее покрытие так, что участки вдоль линии разреза остаются непокрытыми, отличающийся тем, что он снабжен плоскими пружинами из коррозионностойкой стали, установленными на наружной поверхности образца-свидетеля, закрепленными одним концом на участках образца-свидетеля, свободных от изоляции, и направленными по окружности в сторону от разреза, имеющими усилие упругости пружины, меньшее или равное силе упругости образца-свидетеля в месте разреза, величина которого составляет не менее 1/4 длины окружности образца-свидетеля при установке его в трубопровод, кроме того, в плоскости, перпендикулярной оси трубопровода, проходящей по середине длины цилиндра, на линии, соединяющей ось трубопровода и середину разреза цилиндра, последний со стороны разреза сообщается с регистрирующим устройством, а с другой стороны - с источником рентгеновского или гамма-излучения, расположенным на наружной поверхности трубопровода.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2