Способ комплексного наземного бесконтактного технического диагностирования подземного трубопровода



Способ комплексного наземного бесконтактного технического диагностирования подземного трубопровода
Способ комплексного наземного бесконтактного технического диагностирования подземного трубопровода
Способ комплексного наземного бесконтактного технического диагностирования подземного трубопровода

 


Владельцы патента RU 2614414:

ЗАО "Аэрокосмический мониторинг и технологии" (RU)

Изобретение относится к области обеспечения промышленной безопасности опасных производственных объектов. Способ заключается в том, что вначале определяют точное местоположение оси трубопровода с помощью трассопоискового комплекса, затем определяют местоположение нарушений изоляционного покрытия трубопровода, размещая попарно четыре медносульфатных электрода сравнения на грунте. Приближаясь к дефекту изоляционного покрытия, наблюдают на измерительном приборе за пульсирующими значениями градиента напряжения постоянного тока и потенциалов «труба-земля», синхронными с тактом прерывателя постоянного тока, по которым определяют местоположение эпицентра дефекта изоляционного покрытия, в котором продольный градиент напряжения равен нулю, а поперечный градиент напряжения принимает максимальное значение, после этого проводят измерения сопротивления грунта вдоль подземного трубопровода, исследование подземного трубопровода методом магнитной томографии и в завершение по данным наземного обследования в наиболее опасных зонах проводят контрольное шурфование и по полученным результатам определяют комплексный показатель технического состояния трубопровода p, на основе которого принимается решение об условиях дальнейшей эксплуатации трубопровода. Технический результат - повышение точности определения местонахождения и размеров повреждения изоляционного покрытия, оценки состояния металла трубы подземного трубопровода. 2 ил.

 

Изобретение относится к области обеспечения промышленной безопасности опасных производственных объектов.

Известен способ обнаружения нарушений изоляционного покрытия, разработанный Д. Пирсоном в 40-х годах (см. Глазков В.И. Электрический метод нахождения сквозных повреждений в изоляционных покрытиях действующих магистральных трубопроводов, «Защита металлов», 1965, №2, с. 21).

Согласно способу Д. Пирсона через трубопровод пропускают переменный ток, источник переменного тока (генератор) соединяют с испытательным выводом системы катодной защиты (контрольно-измерительным пунктом) и заземляющим электродом. В случае наличия дефектов изоляционного покрытия на контролируемом участке между трубопроводом и заземляющим электродом возникает падение напряжения, которое измеряют вольтметром. Описанный способ используют в измерителях повреждения изоляции (ИПИ). По мере приближения к дефектному участку и соответственно возрастанию падения напряжения в наушниках прибора возникает звуковой сигнал, максимум которого приходится на максимум падения напряжения и приблизительно совпадает с проекцией дефекта на земную поверхность. После прохождения зоны дефектного участка сигнал постепенно затухает.

К недостаткам известного способа относятся:

- затруднение в определении местоположения дефектного участка и оценке размера нарушения изоляционного покрытия вследствие невозможности точного определения глубины залегания трубопровода;

- при обработке результатов наблюдений не предусмотрен учет важных параметров: глубины залегания трубопровода, силы тока в трубопроводе, фоновых составляющих электромагнитного поля, влияющих на величину измеряемых способом величин;

- достоверность результатов, полученных способом Д. Пирсона, во многом зависит от квалификации оператора, выполняющего обследование;

- низкая чувствительность к мелким дефектам изоляционного покрытия.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ диагностирования подземного трубопровода, заключающийся в том, что определяют точное местоположение оси трубопровода и затем с помощью подключенных к измерительному прибору двух электродов сравнения, которые размещают на грунте один над трубопроводом, а второй на расстоянии от него, определяют местоположение нарушений изоляционного покрытия трубопровода (см. патент US №4611175, кл. G01N 27/42, 09.09.1986).

Недостатком данного способа является невозможность выявления мест отслоений изоляционного покрытия, что не позволяет оценить «характер» подпленочной коррозии.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков.

Технический результат заключается в повышении достоверности оценки и прогноза технического состояния подземного трубопровода за счет более точного определения местоположения, размеров и степени опасности нарушений изоляционного покрытия и зон концентрации механических напряжений.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что способ комплексного наземного бесконтактного технического диагностирования подземного трубопровода заключается в том, что вначале определяют точное местоположение оси трубопровода с помощью трассопоискового комплекса, затем определяют местоположение нарушений изоляционного покрытия трубопровода, размещая попарно четыре медносульфатных электрода сравнения на грунте, причем в продольном направлении электроды сравнения устанавливают попарно вдоль оси трубопровода на расстоянии 7 м и в поперечном два электрода сравнения устанавливают на грунте непосредственно над осью трубопровода, а два других - на расстоянии около 10 м от оси трубопровода в перпендикулярном от нее направлении, при этом, приближаясь к дефекту изоляционного покрытия, наблюдают на измерительном приборе за пульсирующими значениями градиента напряжения постоянного тока и потенциалов «труба-земля», синхронными с тактом прерывателя постоянного тока, по которым определяют местоположение эпицентра дефекта изоляционного покрытия, в котором продольный градиент напряжения равен нулю, а поперечный градиент напряжения принимает максимальное значение, после этого проводят измерения сопротивления грунта вдоль подземного трубопровода, исследование подземного трубопровода методом магнитной томографии и в завершение по данным наземного обследования в наиболее опасных зонах проводят контрольное шурфование и по полученным результатам определяют комплексный показатель технического состояния трубопровода p, на основе которого принимается решение об условиях дальнейшей эксплуатации трубопровода, при этом показатель технического состояния трубопровода р определяют по формуле

p=1-(1-рt)⋅(1-νш⋅рш)⋅(1-рσ)⋅(1-νp⋅рp),

где

pt - показатель технического состояния труб и соединительных деталей;

νш - весовой коэффициент, равный 0,5;

рш - показатель технического состояния сварных соединений;

рσ - показатель непроектного положения оси трубопровода;

νp - весовой коэффициент, равный 0,3;

рр - показатель технического состояния защитного покрытия.

В ходе проведенных исследований была выявлена возможность повышения достоверности результатов технического диагностирования и эффективности управления техническим состоянием трубопроводов, особенно неприспособленных к внутритрубному диагностированию (ВТД). Описанный выше способ позволил создать технологию комплексного обследования, которая позволит более обосновано назначать места для шурфования и ремонта, где ранее сделать это было крайне затруднительно в силу недостаточности и/или низкой достоверности диагностических данных.

В конечном итоге представляется возможным:

- провести оценку и коррозионный прогноз состояния металла трубы, оценку напряженно-деформированного состояния, оценку состояния изоляционного покрытия и защищенности средствами электрохимической защиты трубопровода за один «проход»;

- выполнить обследование при идентичных условиях (влажность грунта, выходной ток средств коррозионной защиты);

- позиционировать измерения в единой системе координат (отсутствие проблемы взаимной координатной привязки);

- обеспечить высокую производительность (до 10 км в день) диагностирования подземных трубопроводов при увеличенной интенсивности измерений (шаг измерений составляет менее 1 м; для близких по технической сущности к заявляемому изобретению способов - от 3 до 5 м);

- повысить достоверность обнаружения и классификации дефектов металла трубы в местах повреждений изоляционного покрытия.

На фиг. 1 схематически показано обнаружение дефектов изоляционного покрытия с помощью электродов сравнения при их положении в продольном (а) и поперечном (б) направлениях с указанием позиции эпицентра дефекта изоляционного покрытия.

На фиг. 2 показана схема произведения измерений описываемым способом технического диагностирования подземного трубопровода бригадой в составе из 5 человек, при которой задействовано два человека (Оператор 2, Оператор 3) с использованием четырех электродов сравнения, расположенных вдоль трубопровода на расстоянии 7 м друг от друга. Проведенные исследования показали, что расстояние между операторами в 7 м обеспечивает захват более 95% градиента напряжения, связанного с дефектом изоляционного покрытия с размером более 100 мм в диаметре. Вначале вдоль трубопровода движется Оператор 1 с трассопоисковым комплексом. Оператор 1 определяет пространственное положение оси подземного трубопровода и выполняет измерение глубины его залегания. Затем, передвигаясь синхронно с Оператором 2 вдоль трубопровода с шагом менее 1 м, Оператор 3 регистрирует продольный градиент в измерительной цепи «ЭС 1 - ЭС 3» и «ЭС 2 – ЭС 4» при включенных и выключенных средствах электрохимической защиты. При обнаружении дефекта изоляционного покрытия, Оператор 3 сигнализирует об этом Оператору 2, после чего тот перемещается из положения 1 в положение 2, как это показано на фиг. 2. В положении 2 операторы локализуют эпицентр дефекта изоляционного покрытия, выполняют измерения поперечного градиента до «удаленной земли» и потенциала «труба-земля» в эпицентре дефекта изоляционного покрытия при включенных и отключенных средствах электрохимической защиты. За ними движется Оператор 4, который выполняет измерения удельного электрического сопротивления грунта вдоль оси подземного трубопровода. Последний задействованный оператор 5 проводит исследование подземного трубопровода методом магнитной томографии.

Таким образом, бригадой из пяти человек реализуется способ комплексного наземного бесконтактного технического диагностирования подземного трубопровода, заключающийся в том, что вначале определяют точное местоположение оси трубопровода с помощью трассопоискового комплекса, затем определяют местоположение нарушений изоляционного покрытия трубопровода, размещая попарно четыре медносульфатных электрода сравнения на грунте, в продольном направлении электроды сравнения устанавливаются попарно вдоль оси трубопровода на расстоянии 7 м и в поперечном два электрода сравнения устанавливаются на грунте непосредственно над осью трубопровода, а два других - на расстоянии около 10 м от оси трубопровода в перпендикулярном от нее направлении и, приближаясь к дефекту изоляционного покрытия, наблюдают на измерительном приборе за пульсирующими значениями градиента напряжения постоянного тока и потенциалов «труба-земля», синхронными с тактом прерывателя постоянного тока, по которым определяют местоположение эпицентра дефекта изоляционного покрытия, в котором продольный градиент напряжения равен нулю, а поперечный градиент напряжения принимает максимальное значение, после этого проводят измерения сопротивления грунта вдоль подземного трубопровода (в т.ч. в выявленных эпицентрах дефектов изоляционного покрытия) и исследование подземного трубопровода методом магнитной томографии (бесконтактной магнитометрии), в завершение по данным наземного обследования в наиболее опасных зонах проводят контрольное шурфование и по полученным результатам определяют комплексный показатель технического состояния трубопровода р, на основе которого принимается решение об условиях дальнейшей эксплуатации трубопровода, при этом показатель технического состояния трубопровода р определяют по формуле

p=1-(1-рt)⋅(1-νш⋅рш)⋅(1-рσ)⋅(1-νp⋅рp),

где

pt - показатель технического состояния труб и соединительных деталей;

νш - весовой коэффициент, равный 0,5;

рш - показатель технического состояния сварных соединений;

рσ - показатель непроектного положения оси трубопровода;

νp - весовой коэффициент, равный 0,3;

рр - показатель технического состояния защитного покрытия.

При этом показатель рt, учитывающий техническое состояние труб и СДТ газопровода-отвода, вычисляют по формуле

где N - количество, штук, обследованных в шурфах труб, имеющих один из следующих признаков: коррозионные дефекты относительной глубиной более 20% толщины стенки трубы, стресс-коррозионные дефекты любой глубины; дефекты, недопустимые в соответствии с техническими условиями завода-изготовителя, дефекты геометрии сечения (вмятины, гофры, овальность сечения), подлежащие в соответствии с Рекомендациями удалению, механические повреждения, подлежащие удалению;

N - общее количество обследованных в шурфах труб, штук.

Показатель рш, учитывающий состояние кольцевых сварных соединений, вычисляют по формуле

где K - количество обследованных в шурфах кольцевых сварных соединений, признанных дефектными, штук;

К - общее количество обследованных в шурфах кольцевых сварных соединений, штук.

Показатель непроектного положения оси трубопровода рσ вычисляют но формуле

где L0 - суммарная протяженность участков газопровода, характеризуемых недостаточным заглублением или всплытием, выпучиванием, провисанием, размывом, наличием оползня, км;

Lm - протяженность газопровода, км.

Показатель технического состояния защитного покрытия рр вычисляют по формуле

где L - суммарная протяженность участков газопровода, на которых состояние защитного покрытия нарушено, км;

L - протяженность газопровода, км.

Рекомендуемые мероприятия по поддержанию работоспособного технического состояния участка трубопровода

Таким образом, показатель технического состояния трубопровода p позволяет в целом оценить техническое состояние трубопровода.

Как результат, достигнуто повышение достоверности результатов технического диагностирования и эффективности управления техническим состоянием и целостностью трубопроводов, не приспособленных к внутритрубному диагностированию.

Способ комплексного наземного бесконтактного технического диагностирования подземного трубопровода, заключающийся в том, что вначале определяют точное местоположение оси трубопровода с помощью трассопоискового комплекса, затем определяют местоположение нарушений изоляционного покрытия трубопровода, размещая попарно четыре медносульфатных электрода сравнения на грунте, причем в продольном направлении электроды сравнения устанавливают попарно вдоль оси трубопровода на расстоянии 7 м и в поперечном два электрода сравнения устанавливают на грунте непосредственно над осью трубопровода, а два других - на расстоянии около 10 м от оси трубопровода в перпендикулярном от нее направлении, при этом, приближаясь к дефекту изоляционного покрытия, наблюдают на измерительном приборе за пульсирующими значениями градиента напряжения постоянного тока и потенциалов «труба-земля», синхронными с тактом прерывателя постоянного тока, по которым определяют местоположение эпицентра дефекта изоляционного покрытия, в котором продольный градиент напряжения равен нулю, а поперечный градиент напряжения принимает максимальное значение, после этого проводят измерения сопротивления грунта вдоль подземного трубопровода, исследование подземного трубопровода методом магнитной томографии и в завершение по данным наземного обследования в наиболее опасных зонах проводят контрольное шурфование и по полученным результатам определяют комплексный показатель технического состояния трубопровода р, на основе которого принимается решение об условиях дальнейшей эксплуатации трубопровода, при этом показатель технического состояния трубопровода p определяют по формуле

р=1- (1-pt)⋅(1-νш⋅pш)⋅(1-pσ)⋅(1-νp⋅pp),

где

pt - показатель технического состояния труб и соединительных деталей;

νш - весовой коэффициент, равный 0,5;

рш - показатель технического состояния сварных соединений;

рσ - показатель непроектного положения оси трубопровода;

νp - весовой коэффициент, равный 0,3;

рр - показатель технического состояния защитного покрытия.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области эксплуатации трубопроводов, в частности теплотрасс, и может быть использовано для обнаружения мест протечек теплотрасс. Технический результат - повышение точности контроля состояние изоляции трубопровода.

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для обнаружения негерметичности стенки трубы линейного участка магистрального трубопровода.

Изобретение относится к неразрушающему контролю магистральных трубопроводов. В диагностируемый магистральный нефтепровод помещают внутритрубный снаряд-одометр, снабженный источником изотропного акустического излучения, линейкой приемников гидрофонов и бортовым микрокомпьютером.

Изобретение относится к области диагностики линейной части трубопроводных систем и может быть использовано для диагностики технического состояния внутренней стенки магистральных трубопроводов.

Изобретение относится к области испытательно-измерительной техники и направлено на упрощение определения расстояния до места течи подземного трубопровода, что обеспечивается за счет того, что с помощью акустического датчика измеряют амплитуду звука течи в двух точках подземного трубопровода.

Изобретение относится к области транспортировки нефти и касается вопросов контроля состояния подводных нефтепроводов, а более конкретно к обнаружению утечек при их разгерметизации.

Изобретение относится к технике контроля трубопроводных систем и может быть использовано для обнаружения мест порывов в трубопроводах. .

Изобретение относится к устройствам обнаружения течи в подземных трубопроводах тепловых сетей. .

Изобретение относится к технике контроля трубопроводных систем и может быть использовано для обнаружения мест порывов в трубопроводе. .
Наверх