Мобильный комплекс для диагностики аварийного технического состояния участков бетонного канализационного трубопровода


 


Владельцы патента RU 2538159:

Закрытое акционерное общество "Центр исследований и интеллектуальной собственности "АКВАПАТЕНТ" (RU)
Общество с ограниченной ответственностью "ГК "Инженерные экосистемы" (RU)

Изобретение относится к канализационной системе и может быть использовано для диагностики технического состояния бетонного трубопровода. Мобильный комплекс включает транспортное средство, в котором размещены портативный компьютер, связанный с ним блок обработки и управления, датчики технического состояния, в качестве которых применены газоанализаторы. Портативный компьютер связан с удаленной базой данных беспроводной дистанционной связью и оснащен программами, позволяющими производить считывание информации из энергонезависимой памяти блока обработки и управления, сохранение ее на жесткий диск портативного компьютера, конвертирование в формат, пригодный для последующей обработки стандартными программами, и просмотр получаемых результатов в графической форме в функции времени на экране портативного компьютера. Датчики технического состояния выполнены с возможностью их выемки из транспортного средства и установки в зоне контролируемого участка канализационного трубопровода. Технический результат: оперативность диагностирования технического состояния подсводной части внутренней поверхности бетонного канализационного трубопровода. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Настоящее изобретение относится к канализационной системе мегаполиса или крупного промышленного района и может быть использовано для диагностики аварийного технического состояния водоочистных сооружений и трубопроводов со сточными водами.

Известно, что в подавляющем большинстве водоочистные сооружения образованы из железобетонных канализационных тоннелей и/или трубопроводов. Причем крупные тоннели выполняют функцию канализационного коллектора. Как в упомянутых тоннелях, трубопроводах, так и в коллекторе движение сточной жидкости сопровождается биологическими процессами вследствие жизнедеятельности микроорганизмов, которые выделяют кислоты, разрушающие канализационные железобетонные конструкции. Появление кислоты связано с выделением из сточных вод газов, из которых наиболее агрессивные сероводород, углекислый газ, аммиак метан, кислород. Последние в зависимости от концентрации определяют взрывоопасность газовой среды, процессы ее разложения и процессы разложения органических веществ (аэробные или анаэробные). Появление агрессивных газов в канализационной системе, особенно коллекторов, также обусловлено сбросом сточных вод от предприятий, а также за счет смешения различных сточных вод с различными концентрациями составляющих их ингредиентов, образующих газы которые также участвуют в метаболическом процессе жизнедеятельности микроорганизмов, выделяющих кислоты. Соответственно в зависимости от концентрации газов в подводном пространстве коллектора либо тоннелей, представляющих собой тот или иной участок канализационной системы сточных вод, при безнапорном течении жидкости на его стенках и технологическом оборудовании образуется коррозия, приводящая к снижению их эксплуатационных свойств.

Стоит отметить, что широкое применение бетонных и железобетонных конструкций при строительстве канализационной системы выдвигает на первый план проблему обеспечения их долговечности.

В настоящее время диагностирование аварийного технического состояния участков канализационных трубопроводов, шахт и технологического оборудования в них стало одной из актуальнейших задач.

Известны мобильные комплексы для диагностики аварийного технического состояния канализационного трубопровода, включающие датчики технического состояния, размещенные на передвижных тележках, например технические решения, описанные в патентных документах US №7164476, опубл. 16.11.2007; DE №4313104, опубл. 27.10.1994; DE №19620239, опубл. 17.07.1997; DE №19651433, опубл. 11.12.1997; US №5745232, опубл. 28.04.1998; DE №20308761, опубл. 14.10.2004; DE №102005031783, опубл. 11.01.2007; DE №19521895, опубл. 19.12.1996; US №7131344, опубл. 02.06.2005. Датчики технического состояния представляют собой, как правило, лазерные источники и камеры для съемки облученной поверхности или источники электромагнитных волн и приемники отраженного электромагнитного излучения от стен трубопровода. К недостаткам подобных комплексов относится технологическая сложность, обусловленная необходимостью перемещения датчиков технического состояния внутри канализационного коллектора или трубопровода и невозможностью определения ими причин возникновения коррозии, а также они предназначены для диагностирования непротяженных участков канализационного трубопровода при непосредственном осмотре стен трубопровода.

Известны мобильные комплексы для диагностики аварийного технического состояния канализационного трубопровода, включающие датчики технического состояния, представляющие собой погружные измерительные приборы (например, RU 48026, опубл. 10.09.2005; RU 94309, опубл. 20.05.2010), измеряющие химический состав сточных вод для оценки возможности возникновения коррозии трубопровода. Однако они сложны в эксплуатации, обладают малой мобильностью и не позволяют судить о техническом состоянии поверхности подсводной части трубопровода, поскольку предназначены для определения наличия коррозии на подводной части трубопровода.

Задачей настоящего изобретения является создание нового мобильного комплекса для диагностики аварийного технического состояния бетонного канализационного трубопровода (коллектора) с достижением следующего технического результата: обеспечение оперативного процесса диагностирования технического состояния подсводной части внутренней поверхности протяженного участка канализационного трубопровода для определения причин возникновения коррозии на этом участке и передачи информации в удаленную базу данных для хранения, анализа и обработки.

Поставленная задача решена за счет того, что в качестве датчиков технического состояния применяют газоанализаторы, а портативный компьютер имеет дистанционную связь с удаленной базой данных. При этом портативный компьютер и датчики технического состояния размещены на транспортном средстве, имеющем схему как автономного электропитания, так и электропитания от внешних источников. Причем датчики технического состояния выполнены с возможностью их выемки из транспортного средства и установки их в зоне контролируемого участка канализационного трубопровода.

Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что в мобильном комплексе для диагностики аварийного технического состояния канализационного трубопровода, содержащем портативный компьютер, датчики технического состояния, блок обработки и управления, с которым связаны эти датчики, при этом блок обработки и управления подключен к портативному компьютеру, оснащенному программами, позволяющими производить считывание информации из энергонезависимой памяти блока обработки, сохранение ее на жесткий диск портативного компьютера, конвертирование в формат, пригодный для последующей обработки стандартными программами, и просмотр получаемых результатов в графической форме в функции времени на экране портативного компьютера, СОГЛАСНО НАСТОЯЩЕМУ ИЗОБРЕТЕНИЮ, в качестве датчиков технического состояния применены газоанализаторы, а портативный компьютер имеет дистанционную связь с удаленной базой данных, при этом портативный компьютер, блок обработки и управления и датчики технического состояния размещены на транспортном средстве, имеющем схему как автономного электропитания, так и электропитания от внешних источников, причем датчики технического состояния выполнены с возможностью их выемки из транспортного средства и установки их в зоне контролируемого участка канализационного трубопровода.

Также дополнительно могут быть применены датчики, измеряющие температуру и влажность и величину рН, точку росы

Таким образом, заявляемое техническое решение всей своей совокупностью существенных признаков позволяет обеспечить оперативный процесс диагностирования технического состояния подсводной части внутренней поверхности протяженного участка канализационного трубопровода, расположенного на большом расстоянии от удаленной базы данных, для определения причин возникновения коррозии на этом участке.

Заявителем проведен патентно-информационный поиск по данной теме, в результате которого заявляемая совокупность существенных признаков не выявлена. Поэтому предлагаемое изобретение можно признать новым.

Соответствие данного изобретения критерию патентоспособности «изобретательский уровень» обосновывается следующим.

Данное изобретение для специалиста логически не следует из известного уровня техники. Так, например, все известные мобильные комплексы для диагностики аварийного технического состояния канализационного трубопровода, рассмотренные выше в качестве аналогов и прототипов и характеризующие предшествующий уровень техники, направлены на работу непосредственно с уже проявившейся коррозией на подсводных стенах трубопровода и не позволяют выявить причину ее возникновения. Поэтому с их помощью возможно лишь диагностирование уже образовавшейся коррозии при непосредственном ее выявлении.

В заявляемом же изобретении ситуация иная.

В нем по полученным результатам измерений можно прогнозировать возможное возникновение коррозии, приводящей к аварийному техническому состоянию канализационных железобетонных коллекторов или трубопроводов, при одновременном выявлении причин ее образования. Для этого предложенный мобильный комплекс для диагностики аварийного технического состояния канализационного трубопровода содержит датчики технического состояния, представляющие собой газоанализаторы, предварительно настроенные на газы, вероятность появления которых в бетонного коллекторе или трубопроводе наиболее высока (например, сероводород H2S). По результатам обработки данных, полученных от газоанализаторов, может быть установлена концентрация газов в местах измерения и возможность наличия процессов активного коррозионного разрушения бетона, т.к. известно, что при концентрациях H2S более 5 мг/м3 и температуре свыше 25°С влажной газовой среды активность тионовых бактерий и грибов, вызывающих разрушение бетонных поверхностей, наибольшая. При температуре ниже 10°С активность бактерий сильно снижается.

Также может быть определен несанкционированный источник сброса агрессивных сточных вод по составу газовой среды по пути движения сточной жидкости. Известно, что при повышении концентрации стоков количество газов увеличится.

По результатам измерений можно выяснить причины возникновения коррозии, приводящей к аварийному техническому состоянию на контролируемом участке канализационного трубопровода, что позволит судить о скорости образования этой коррозии по изменению вызывающих ее причин.

Благодаря тому, что предложенный мобильный комплекс содержит транспортное средство, с его помощью можно диагностировать аварийное техническое состояние любых удаленных участков канализационного трубопровода, где не требуется постоянный контроль из-за малой вероятности возникновения аварийного технического состояния трубопровода, поскольку там практически отсутствуют шахты и источники сброса сточных вод.

Кроме того, предлагаемый мобильный комплекс целесообразно применять и на участках канализационного трубопровода, на которых используются датчики технического состояния для постоянного диагностирования технического состояния, но при этом необходимо постоянное обслуживание и контроль этих датчиков.

Использование мобильного комплекса позволит снизить количество стационарно установленных датчиков технического состояния либо исключить их вообще, что исключит необходимость их обслуживания.

Таким образом, предлагаемое изобретение направлено на обеспечение оперативного процесса диагностирования технического состояния подсводной части внутренней поверхности протяженного участка канализационного трубопровода, расположенного на большом расстоянии от базы данных и центральной диспетчерской эксплуатирующей организации, для определения причин возникновения коррозии на этом участке.

Сущность заявляемого изобретения и возможность его практической реализации поясняется приведенным ниже описанием и чертежом.

Фиг.1 - Мобильный комплекс для диагностики аварийного технического состояния участков канализационного трубопровода

Мобильный комплекс для диагностики аварийного технического состояния участков канализационного трубопровода (Фиг.1) включает транспортное средство 1, в котором размещены портативный компьютер 2, связанный с ним блок 3 обработки и управления и датчики 4 технического состояния, в качестве которых применены газоанализаторы. При этом транспортное средство 1 оснащено, например, принимающей/передающей антенной 5, обеспечивающей беспроводную дистанционную связь портативного компьютера 2 с удаленной базой данных, расположенной в центральной диспетчерской эксплуатирующей организации (на чертеже показано условно). По анализу данных можно сделать прогноз состояния канализационного трубопровода или тоннельного коллектора.

Транспортное средство 1 представляет собой автомобиль типа микроавтобуса, который оснащен схемой как автономного электропитания (не показано), так и электропитания от внешних источников (не показано). Кроме того, внутри транспортное средства 1 оборудован рабочий стол (не показано) для размещения и закрепления на нем портативного компьютера 2. Также транспортное средство 1 оборудовано отсеками (не показано) с элементами (не показано) крепления для блока 3 обработки и управления и датчиков 4 технического состояния для предотвращения их самопроизвольного перемещения во время транспортировки. При этом отсеки выполнены таким образом, что к ним обеспечен свободный доступ.

Портативный компьютер 2 оснащен программами, позволяющими производить считывание информации из энергонезависимой памяти блока 3 обработки и управления, сохранение ее на жесткий диск портативного компьютера 2, конвертирование в формат, пригодный для последующей обработки стандартными программами, и просмотр получаемых результатов в графической форме в функции времени на экране (не показано) портативного компьютера 2.

Датчики 4 технического состояния выполнены с возможностью их выемки из транспортного средства 1 и установки их в зоне контролируемого участка канализационного трубопровода (на чертеже показано условно). Причем датчики 4 технического состояния представляют собой газоанализаторы, настроенные на газы, вероятность появления которых наиболее высока. При этом эти газоанализаторы могут быть дополнены термометром, определяющим температуру газовой среды, точку росы, прибором для измерения влажности, аккумулятором или другим источником энергии (на чертеже не показаны). Каждый датчик 4 связан с блоком 3 обработки и управления с помощью проводных или беспроводных средств связи, например через передающую антенну (не показано), которой предварительно оборудованы эти датчики 4.

Зона (на чертеже показано условно) контролируемого участка канализационного трубопровода состоит из трубопровода 6, по меньшей мере, из двух последовательно расположенных на расстоянии друг от друга канализационных шахт 7, 8, посредством которых осуществляется доступ к контролируемому участку канализационного трубопровода 6 со сточными водами 9, текущими от одной шахты 7 к последующей шахте 8. Канализационные шахты 7, 8 конструктивно могут отличаться друг от друга, т.к. могут выполнять различные технологические задачи, например шахта может служить для спуска персонала в коллектор для проведения осмотра или для подключения сточных вод от вышележащего коллектора и т.д.

Предложенный мобильный комплекс для диагностики аварийного технического состояния участков канализационного трубопровода применяют следующим образом.

Диспетчер удаленно (на чертеже показано условно), на портативный компьютер 2 бригаде рабочих на транспортном средстве 1 передает информацию о местоположении и протяженности участка канализационного трубопровода 6, который подлежит диагностированию, а также информацию о предыдущих измерениях состояния данного участка.

На различных участках канализационного трубопровода 6 могут протекать различные по составу сточные воды 9, которые, в свою очередь, в результате массообменных процессов выделяют в подводное пространство коллекторов газы с различным составом и различными концентрациями.

Для измерения состава газов и их концентраций, а также их физических параметров на соответствующих торцах (на чертеже показано условно), например в канализационных шахтах 7, 8, контролируемого участка канализационного трубопровода 6, на перекрытиях с технологическим оборудованием (на чертеже показано условно) располагают, по меньшей мере, по одному датчику 4 технического состояния, которые извлекают из транспортного средства 1.

Информация от датчиков 4 технического состояния поступает в упомянутый блок 3. Результаты обработки передаются в портативный компьютер 2 для последующего анализа технического состояния участка канализационного трубопровода 6. Результаты анализа передаются в удаленную базу данных в центральной диспетчерской и могут выводятся на монитор диспетчера. По результатам анализа может быть установлена концентрация газов в местах измерения и наличие процессов коррозионного разрушения, а также необходимость вмешательства и ремонта.

Кроме того, используя результаты обработки, можно определить несанкционированный источник сброса агрессивных сточных вод путем определения времени сброса, времени их пребывания в трубопроводе/коллекторе, изменения концентрации по пути движения сточной жидкости, текущее состояние газового состава и т.д.

По полученным результатам диспетчер принимает решение о дальнейших действиях по эксплуатации контролируемого участка канализационного трубопровода 6.

По указанию диспетчера в канализационные шахты 7, 8 может спуститься работник и осмотреть визуально контролируемый участок канализационного трубопровода 6 в течение определенного времени. Это позволяет уточнить уровень разрушения канализационного трубопровода 6.

В частности, в качестве датчиков 4 технического состояния в предложенном изобретении может применяться совокупность двух приборов:

1. ВМ25 - прибор французского производства, который позволяет одновременно измерять концентрации 5 газов непрерывно в течение 40-120 часов.

2. ТЛАД MPS 430 - прибор отечественного производства и одновременно еще измеряющий температуру, влажность окружающей среды в течение более 600 часов.

Таким образом, достигается технический результат заявляемого мобильного комплекса для диагностики аварийного технического состояния участков канализационного трубопровода, который заключается в обеспечении оперативного процесса диагностирования технического состояния подсводной части внутренней поверхности протяженного участка канализационного трубопровода, расположенного на большом расстоянии от удаленной базы данных, для определения причин возникновения коррозии на этом участке.

1. Мобильный комплекс для диагностики аварийного технического состояния бетонного канализационного трубопровода, содержащий портативный компьютер, датчики технического состояния, блок обработки и управления, с которым связаны эти датчики, при этом блок обработки и управления подключен к портативному компьютеру, оснащенному программами, позволяющими производить считывание информации из энергонезависимой памяти блока обработки и управления, сохранение ее на жесткий диск портативного компьютера, конвертирование в формат, пригодный для последующей обработки стандартными программами, и просмотр получаемых результатов в графической форме в функции времени на экране портативного компьютера, отличающийся тем, что в качестве датчиков технического состояния применены газоанализаторы, а портативный компьютер имеет дистанционную связь с удаленной базой данных, при этом портативный компьютер, блок обработки и управления и датчики технического состояния размещены на транспортном средстве, имеющем схему как автономного электропитания, так и электропитания от внешних источников, причем датчики технического состояния выполнены с возможностью их выемки из транспортного средства и установки их в зоне контролируемого участка канализационного трубопровода.

2. Мобильный комплекс для диагностики аварийного технического состояния канализационного трубопровода по п.1, отличающийся тем, что в качестве датчиков технического состояния дополнительно применены датчики, измеряющие температуру, влажность, величину рН, точку росы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области оценки коррозионной поврежденности подземных сооружений и может применяться в нефтяной и газовой промышленности в составе систем дистанционной оценки скорости коррозии и определения вида коррозии (поверхностной равномерной, неравномерной, язв и питтингов) подземных трубопроводов.

Устройство для электрохимического исследования коррозии металлов относится к области исследования коррозионного поведения материалов в различных средах с помощью построения коррозионных диаграмм, что позволяет оценить характер воздействия отдельных факторов на скорость коррозии, а также выявить наиболее значимый (лимитирующий) процесс (установить степень анодного, катодного и омического контроля).
Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к контролю стойкости трубных сталей, предназначенных для эксплуатации в агрессивных (водородсодержащих) средах, оказывающих коррозионное воздействие на материалы.

Изобретение относится к контролю протекания коррозионных процессов и может быть применено для определения степени опасности проникновения локальной коррозии, в частности питтинговой коррозии, в металлические конструкции (реакторы, теплообменники, емкости, трубопроводы и т.д.), контактирующие с электропроводными коррозионными средами.

Способ прогнозирования аварийного технического состояния трубопровода канализационной системы применяют в канализационной системе мегаполиса или крупного промышленного района и могут использовать для диагностики технического состояния водоочистных сооружений и трубопроводов со сточными водами.

Изобретение относится к испытательной технике, предназначенной для определения влияния агрессивных сред на коррозионные свойства материалов и может быть использовано при разработке мероприятий по антикоррозионной защите оборудования в нефтяной, газовой, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к системе контроля эффективности электрохимической защиты подземных трубопроводов, находящихся под катодной поляризацией. .

Изобретение относится к системе контроля эффективности электрохимической защиты заглубленных, полузаглубленных (емкости) в грунт, под слоем бетона, а также морских стальных сооружений, находящихся под катодной защитой.

Изобретение относится к области защиты от коррозии и может быть использовано для контроля процесса коррозионной защиты и автоматической коррекции величины защитного потенциала по длине трубопровода для его эффективной защиты.

Изобретение относится к способам бесконтактного определения мест дефектов гидроизоляционного покрытия и коррозионных повреждений наружных поверхностей подземных и подводных катодно-защищенных трубопроводов с пленочной гидроизоляцией с помощью электрохимического анализа и может быть использовано в подземном трубопроводном транспорте.

Группа изобретений относится к трубопроводному транспорту. Длинномерный трубопровод содержит внешнюю трубу, эластичную внутреннюю трубу и межтрубное пространство между внешней трубой и внутренней трубой.
Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способам защиты от заохривания горизонтального дренажа. Способ заключается в том, что одновременно с подачей выхлопных газов в полость дрены подают мелкодисперсный порошок торфяной золы сухого удаления.

Изобретение относится к способу защиты от коррозии сварного соединения труб с внутренним покрытием при строительстве трубопровода. В способе защиты от коррозии сварного соединения труб с внутренним покрытием включает удаление внутреннего покрытия внутри концов труб, нанесение герметика и установку втулки подкладной между концами труб и соединение труб сваркой.
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для снижения температуры застывания парафинистых нефтей при их транспортировке и хранении.

Изобретение относится к ремонту магистральных трубопроводов без остановки транспорта газа, в частности к ремонту участков трубопроводов, расположенных в вогнутых складках рельефа местности (овраги, балки), где выявлено несоответствие профиля сваренной нитки трубопровода продольному профилю дна траншеи и наличие поперечно ориентированных дефектов.
Изобретение относится к материалам защиты от подземной и атмосферной коррозии наружной поверхности магистральных трубопроводов, труб и трубных систем, в частности к полимерсодержащим композициям, предназначенным для использования в качестве грунтовочных покрытий в конструкции с изоляционным ленточным и другим материалом.

Изобретение относится к строительству подземных магистральных трубопроводов из стальных труб с антикоррозионным покрытием заводского нанесения и может быть использовано для предупреждения сдвига и отслаивания покрытия при проведении сварочно-монтажных работ.
Изобретение относится к сельскому хозяйству. .
Изобретение относится к области оценки технического состояния подземных магистральных трубопроводов и может найти применение при выявлении участков трубопроводов с отслаиванием антикоррозионного покрытия.

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано при назначении участков трубопроводов к капитальному ремонту изоляции. .

Изобретение относится к трубам с внутренним защитным покрытием и предназначено для строительства из них трубопроводов для транспортирования агрессивных сред. В трубе с внутренним защитным покрытием и втулками из коррозионно-стойкой стали последние перекрывают часть внутреннего защитного покрытия трубы и закреплены внутри концов трубы путем их раздачи или обжима концов трубы. Соединение внутренних концов втулок из коррозионно-стойкой стали с концами трубы герметизировано путем склеивания их между собой или размещения между ними упругого эластичного уплотнительного материала. Изобретение повышает надежность защиты от коррозии околошовной зоны соединений труб в трубопроводе. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх