NO336558B1 - Sensorsystem for korrosjonsovervåking - Google Patents
Sensorsystem for korrosjonsovervåking Download PDFInfo
- Publication number
- NO336558B1 NO336558B1 NO20121544A NO20121544A NO336558B1 NO 336558 B1 NO336558 B1 NO 336558B1 NO 20121544 A NO20121544 A NO 20121544A NO 20121544 A NO20121544 A NO 20121544A NO 336558 B1 NO336558 B1 NO 336558B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- wall
- acoustic
- pipeline
- fiber
- corrosion
- Prior art date
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 title claims abstract description 22
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 11
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 10
- 235000019687 Lamb Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 13
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000000253 optical time-domain reflectometry Methods 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- TVZRAEYQIKYCPH-UHFFFAOYSA-N 3-(trimethylsilyl)propane-1-sulfonic acid Chemical compound C[Si](C)(C)CCCS(O)(=O)=O TVZRAEYQIKYCPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011900 installation process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000000790 scattering method Methods 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N17/00—Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light
- G01N17/04—Corrosion probes
- G01N17/043—Coupons
- G01N17/046—Means for supporting or introducing coupons
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N17/00—Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light
- G01N17/04—Corrosion probes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/07—Analysing solids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/24—Probes
- G01N29/2418—Probes using optoacoustic interaction with the material, e.g. laser radiation, photoacoustics
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/24—Probes
- G01N29/2475—Embedded probes, i.e. probes incorporated in objects to be inspected
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/025—Change of phase or condition
- G01N2291/0258—Structural degradation, e.g. fatigue of composites, ageing of oils
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/028—Material parameters
- G01N2291/02845—Humidity, wetness
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/028—Material parameters
- G01N2291/02854—Length, thickness
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
- G01N2291/042—Wave modes
- G01N2291/0421—Longitudinal waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
- G01N2291/042—Wave modes
- G01N2291/0422—Shear waves, transverse waves, horizontally polarised waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
- G01N2291/042—Wave modes
- G01N2291/0423—Surface waves, e.g. Rayleigh waves, Love waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
- G01N2291/042—Wave modes
- G01N2291/0427—Flexural waves, plate waves, e.g. Lamb waves, tuning fork, cantilever
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Ecology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
Abstract
Et permanent installert overvåkningssystem for korrosjon under isolasjon (PIMSCUI), samt en fremgangsmåte for utførelse av overvåkningen av systemet er frembrakt. Den foreliggende oppfinnelse oppnår formålet med oppfinnelsen ved hjelp av en fiberoptisk kabel som er permanent installert mellom rørledningsveggene og rørledningsisolasjonen som omslutter rørledningen og plassering av akustiske sendere langs lengden av rørledningen i mekanisk kontakt med den optiske fiberen. De akustiske sendere sender et pulset akustisk signal mot rørledningen som mottas av den optiske fiberen, hvoretter det akustiske signal beveger seg gjennom rørledningsveggen, reflekteres fra rørledningens innvendige diameter før den reflekterte puls mottas i den optiske fiberen.
Description
Sensorsvstem for korrosjonsovervåking
Bakgrunn for oppfinnelsen
Teknisk område
Den foreliggende oppfinnelse vedrører korrosjonsovervåkning generelt og nærmere bestemt et permanent installert overvåkningssystem for korrosjon under isolasjon (engelsk: PIMSCUI), samt en fremgangsmåte for utførelse av overvåkningen av systemet.
Bakgrunnsteknikk
Rørlednings- og tankkorrosjon under isolasjon er et enormt og kostbart problem i nord-europeiske olje- og gassinstallasjoner, og lignende vær-relaterte utfordringer vil sannsynligvis stå overfor andre voksende markeder rundt i verden, så som de i Canada og Brasil. Fortiden er CUl-detektering en langsom manuell prosess som krever utdannede inspektører og kostbare inspeksjonsverktøy. Der er ingen permanente overvåkningssystemer tilgjengelige som er egnet for CUl-formål. Enorme direkte kostnadsreduksjoner vil kunne oppnås ved bedre beslutningstaking muliggjort av permanent overvåkningsteknologi. Besparelser vil kunne bli økt ved reduksjonen av indirekte kostnader, så som CUl-relaterte avstengninger.
Fra kjent teknikk skal det refereres til US patentsøknad US20100141281 basert på WO/2009/002180 av Johnsen hvor det beskrives fiberoptikkbaserte fuktighets-målinger. Problemet er at et slikt målesystem mangler en mekanisme til å bekrefte at korrosjon har funnet sted. Videre vedrører systemet ifølge WO/2009/002180 implementeringen av et nett eller en linje av diskrete og adskilte fuktighetssensorer, og som sådant kan fuktigheten bare måles der hvor de diskrete detektorelementer foreligger.
Det skal også henvises til US 2013294124 A1 vedrørende overvåkning av korrosjon i et rør.
Endelig skal det fra kjent teknikk også henvises til US 2012092960 A1 vedrørende et system som har fordelte akustiske sensorer hvor en optisk fiber anvendes for fordeling av signaler.
Beskrivelse av oppfinnelsen
Problemer som skal løses med oppfinnelsen
Derfor er et hovedformål med den foreliggende oppfinnelse å frembringe et permanent installert overvåkningssystem for korrosjon under isolasjon (PIMSCUI) samt en fremgangsmåte for utførelse av overvåkningen av systemet.
Ifølge ett aspekt er det frembrakt en permanent installert fiberoptikkteknologi for overvåkning av korrosjon under isolasjon (engelsk: CUI) kontinuerlig over store overflatearealer. Teknologien dreier seg rundt diskret eller kontinuerlig overvåking av fuktighet under isolasjon og overvåker ved anvendelse av fiberoptikk, alene eller i kombinasjon med direkte målinger for CUI. De direkte målinger kan enten være punktmålinger eller mengdegjennomsnitt over en gitt lengde av installasjonen. Teknologien har ekstremt lave installasjonsadministrasjonsbehov: minimal kraftkabeltrekking er nødvendig, og signaloverføring er gjennom den fiberoptiske detektorkabel.
Midler for å løse problemene
Formålet oppnås ifølge oppfinnelsen ved hjelp av et sensorsystem for korrosjonsovervåkning slik som definert i innledningen i krav 1, med trekkene i den kjennetegnende del av krav 1, og av et sensorsystem for korrosjonsovervåkning slik som definert i innledningen i krav 1, med trekkene i den kjennetegnende del av krav 1.
Den foreliggende oppfinnelse oppnår de ovenfor beskrevne formål ved hjelp av en fiberoptisk kabel som er permanent installert mellom veggene i en rørledning og rørledningsisolasjon som omslutter rørledningen, og plassering av akustiske sendere henover lengden av rørledningen i mekanisk kontakt med den optiske fiber. De akustiske sendere sender et pulset akustisk signal mot rørledningen, som mottas av den optiske fiber, hvoretter det akustiske signal beveger seg gjennom rørlednings-veggen, reflekteres fra rørledningens innvendige diameter før den reflekterte puls mottas i den optiske fiber.
Virkninger av oppfinnelsen
En teknisk forskjell i forhold til WO/2009/002180 er anvendelsen av akustiske sendere. Virkningen av dette er muligheten til å anvende akustiske midler til å teste korrosjonsforhold mens fiberen anvendes til å funksjonere som en akustisk signalmottaker. En andre teknisk forskjell er at fuktighetsdetektorelementene ikke nødvendigvis er diskrete, og vil kunne gi romlig kontinuerlige målingsprofiler over betydelige lengder.
Disse virkninger frembringer i sin tur adskillige ytterligere fordelaktige virkninger:
det gjør det mulig å bekrefte at korrosjon har funnet sted uten hensyn til aktuelt fuktighetsnivå
det gjør det mulig å teste fuktigheten i alle punkter henover fiberen, med en oppløsning begrenset bare av instrumenteringen.
Kort beskrivelse av tegningene
De ovennevnte og ytterligere trekk ved oppfinnelsen er angitt spesielt i de etter-følgende krav og sammen med fordeler med dem vil bli klarere av betraktning av den etterfølgende detaljerte beskrivelse av (et eksempel på) en utførelsesform av oppfinnelsen gitt under henvisning til de medfølgende tegninger.
Oppfinnelsen vil bli nærmere beskrevet nedenfor i forbindelse med eksempler på utførelsesformer som er skjematisk vist på tegningene, hvor: Fig. 1 viser en utførelsesform av fordelt overvåkning av korrosjon under isolasjon. Fig. 2 viser en utførelsesform for måling av tykkelse på rørlednings-/tankvegg. Fig. 3 viser en utførelsesform av fiber anvendt for romlig kontinuerlig fuktighetsmåling. Mantelen er delvis fjernet eller delvis avfaset og erstattet med et fuktighetsfølsomt materiale. Fig. 4 viser en utførelsesform av fiber anvendt for romlig kontinuerlig fuktighetsmåling. Den kablede optiske fiber er omsluttet med et fuktighetsfølsomt materiale.
Beskrivelse av henvisningstegnene
Følgende henvisningstall og betegnelser henviser til tegningene:
Detaljert beskrivelse
Forskjellige aspekter av beskrivelsen beskrives mer fullstendig nedenfor under henvisning til de medfølgende tegninger. Denne beskrivelse kan imidlertid uttrykkes i mange forskjellige former og skal ikke oppfattes som begrenset til noen spesifikk struktur eller funksjon presentert gjennom beskrivelsen. Heller er disse aspekter frembrakt slik at beskrivelsen vil være grundig og fullstendig og vil bringe rekkevidden av beskrivelsen til fagfolk på området. Basert på læren her bør en fagmann på området forstå at rekkevidden av beskrivelsen er ment å dekke ethvert aspekt ved beskrivelsen som er beskrevet der, både implementert uavhengig eller kombinert med et vilkårlig annet aspekt av beskrivelsen. For eksempel kan et apparat implementeres eller en fremgangsmåte utøves ved anvendelse av et vilkårlig antall av aspektene som angitt her. I tillegg er rekkevidden for beskrivelsen ment å dekke et slikt apparat eller en slik fremgangsmåte som utøves under annen struktur og funksjonalitet, eller struktur og funksjonalitet i tillegg til eller andre enn de forskjellige aspekter av beskrivelsen som er angitt her. Det skal forstås at ethvert aspekt av beskrivelsen som er beskrevet her kan være omfattet av ett eller flere elementer i et krav.
Oppfinnelsen vil bli ytterligere beskrevet i forbindelse med eksemplifiserte utførelses-former, som er skjematisk vist på tegningene, hvor fig. 1 viser en typisk utførelses-form av et målesystem 100 installert på en rørledning 200 som har en innervegg 210 og en yttervegg 220. Rørledningen er videre utstyrt med en rørledningsisolasjon 250 som har en yttervegg 270 og en innervegg 260 som fortrinnsvis er i nær kontakt med rørledningens yttervegg 220.
En optisk fiber 300 plassert mellom en rørlednings yttervegg 220 og innerveggen 260 av rørledningsisolasjonen 250 som omslutter rørledningen 200. En fiber omfatter typisk en kjerne 310 omsluttet av en mantel 320, se fig. 3.
Minst én akustisk sender 400 er plassert langs lengden av rørledningen i mekanisk kontakt med den optiske fiber. Hver akustisk sender omfatter anordning for sending av et akustisk signal, typisk et piezo-element 410, en anordning for forsyning av driftskraft, typisk et batteri 430, og en klemme 440 for å frembringe mekanisk festing.
Prinsipper som danner basisen for oppfinnelsen
Hver akustisk sender sender en eksitert stråle 450 av et pulset signal mot rør-ledningen 200 (se fig. 2) som mottas av den optiske fiber 300, hvoretter det akustiske signal beveger seg gjennom rørledningsveggen 270, reflekteres fra rør-ledningens innervegg 260 før den reflekterte puls mottas i den optiske fiber som den reflekterte stråle 460. De innoverbevegende og tilbakereflekterte akustiske signaler omdannes til de optiske egenskaper av lys som beveger seg gjennom fiberen i punktene hvor signalene mottas. Disse signaler overføres deretter til et fjernt-liggende sted. Tidsdifferansen mellom detekteringen av pulsene som beveger seg innover og utover benyttes til å beregne banen for den akustiske puls gjennom rørledningsveggen, som er en funksjon av rørledningens veggtykkelse. Tykkelsen av rørledningsvegger er et velkjent kvantum for bestemmelsen av graden av rør-ledningskorrosjon, og danner basisen for forskjellige inspeksjons- og overvåknings-teknologier (Clampon 2012, GE 2012). Posisjonen til og formen på de akustiske sendere og optiske detekteringselementer vil kunne justeres for å eksitere og detektere vilkårlige akustiske moduser, som kontrollerer følsomheten og deknings-arealet for kontroll av knutepunktets følsomhet og dekningsareal.
Det eksiterte signal sendes ut fra den akustiske enhet, typisk ved hjelp av et piezo-element. Det eksiterte og reflekterte signal detekteres av fiberen. En egnet typisk optisk metode for omdanning av akustiske signaler til fiberoverførte optiske signaler, omfatter anvendelse av fiber-Bragg-gittere. Andre metoder for koding av de akustiske signal inkluderer, men er ikke begrenset til, anvendelsen av «Distributed Acoustic Sensing (DAS, se Optasense 2012) eller elementer som innfører mikro-bøyningstap i fiberen, som er detekterbare ved anvendelse av for eksempel metoder for optisk tidsdomenereflektivitet (OTDR).
Beste måter for utførelse av oppfinnelsen
Målinger av rørledningsveggstykkelse vil kunne gjøres i forskjellige punkter nedover rørledningen ved anvendelse av flere akustiske sendere og optiske multipleks-teknikker. De akustiske sendere vil kunne være brukerstyrte gjennom trådløs kommunikasjon eller operere som uavhengige enheter som aktiveres med forutbestemte tidsintervaller.
Klemmene 440 vil kunne være lokalisert slik at den akustiske bølge som beveger seg innover overføres effektivt gjennom den optiske fiber og inn i rørlednings-/tank-veggen. Klemmene bør også sikre effektiv overføring av den reflekterte akustiske bølge som beveger seg utover inn i den optiske fiber fra rørlednings-/tankveggen.
En andre egenskap hos systemet er at fiberen som anvendes for overføring av de akustiske signaler har optomekaniske egenskaper som er en funksjon av fuktigheten i det omgivende mellomrom mellom rørledningen og isolasjonen. Fuktighet er et kjent forstadium til utviklingen av korrosjon. Materialer så som diureasil (Correia, 2012) og PVA/COCI2(Cho, 2011) vil kunne anvendes til å omslutte fiberen for å gi de ønskede optomekaniske optiske egenskaper. Ved anvendelse av slike materialer vil den omgivende fuktighet kunne omdannes til et tapsparameter for fiberen, testet for eksempel ved anvendelse av optiske tidsdomenereflektivitetsmetoder (OTDR). I en slik utførelsesform vil detfuktighetsfølsomme materiale 330 typisk erstatte deler av eller all fibermantel 320, som kunne være delvis fjernet eller avfaset, se fig. 3. Eksponert fiberbelegg eller fuktighetsfølsomt materiale vil kunne være delvis eller fullstendig dekket med en beskyttende kappe 340 for å øke mekanisk styrke. Den beskyttende kappe kan være gjennomtrengelig for vann eller ikke. Tapet vil typisk fremkomme ved en brytningsindeks- eller absorpsjonsforandring hos detfuktighets-følsomme materialet. Alternativt vil tapsinformasjonen kunne bli overført til mantlet (og eventuelt også kablet) fiber ved belegging av mantelen eller kabelen med et fuktighetsfølsomt materiale, se fig. 4. I en slik utførelsesform vil det følsomme materialet typisk ha mekaniske egenskaper som forandres med fuktighet og vil kunne være anordnet på slik måte at det innfører tap i fiberen som en funksjon av fuktighet, se fig. 4. Alternativt vil fuktigheten kunne bli omdannet til en spenning i den optiske fiber, målbar for eksempel ved anvendelse av ikke-lineære, optiske spredningsmetoder (utbredt spenningsavføling, DSS, se Sensornet 2012). Typisk for denne type utførelsesform vil detfuktighetsfølsomme materialet typisk ha mekaniske egenskaper som forandrer seg med fuktighet, og være plassert på utsiden av mantelen (og også mulig egnet kabel) for å hindre tap. Anvendelsen av OTDR- og DSS-metoder vil kunne muliggjøre betydelige lengder av optisk kabel til å funksjonere som en eneste fuktighetssensor, hvor hver enhetslengde testes uavhengig for fuktighet innenfor den begrensende romlige oppløsning gitt av lyskildene, overføringsmediet og detektorene.
Alternative utførelsesformer
Et antall varianter av det ovennevnte kan forutsees. For eksempel kan en fagmann på området se at de akustiske sendere kan opereres i to moduser.
I en første modus måles veggtykkelsen i et eneste punkt. Her er den akustiske sender og mottaker, typisk det følsomme fiberelement, plassert i stort sett samme punkt langs rørledningen, hvor den akustiske bølge forplanter seg stort sett vinkelrett på rørledningen. Veggtykkelsen utledes av forplantningstiden for den akustiske bølge for frem- og tilbakepasseringen gjennom rørveggen.
I en andre modus måles den gjennomsnittlige rørveggtykkelse. Her sender en akustisk sender som er plassert i et spesifikt punkt langs rørledningsveggen en styrt «lambbølge» gjennom rørledningsveggen til en mottaker som er plassert videre langs rørledningen. Lambbølgens forplantningstid er en funksjon av den gjennomsnittlige veggtykkelse mellom senderen og mottakeren.
Denne oppfinnelse gjør det også mulig å måle andre akustisk refleksjon som indikerer faststoffoppbygging på rørets innervegg.
Fiberen kan også anvendes for kommunikasjoner, så som ytterligere instrument-kommunikasjon gjennom fiberinfrastrukturen, omfattende instrumenter for måling av saltholdighet og temperatur.
I en ytterligere utførelsesform anvendes det en referansefiber som går parallelt med detektorfiberen. Referansefiberen vil kunne anvendes for eksempel til å kompensere for påvirkningen av temperatur på detektorfiberen. Referansefiberen vil også kunne anvendes for å kompensere for andre omgivelses- eller systemrelaterte virkninger på detektorfiberen.
I en annen utførelsesform er fuktighetselementene og de akustiske detektorelementer på separate optiske fibre.
I enda en annen utførelsesform detekteres de eksiterte og reflekterte akustiske signaler av en annen teknologi enn fiberoptikk, hvor de detekterte signaler deretter kodes på den optiske fiber ved hjelp av en eller annen anordning, så som et forsterket akustisk signal eller elektrooptiske protokoller.
I en ytterligere utførelsesform er de optiske fibre enkeltlengder eller består av diskrete seksjoner som er sammenføyet til én kontinuerlig lengde før, under eller etter installasjonsprosessen. En modulutførelsesform vil kunne være særlig forenlig med moderne isolasjonssystemer som omfatter mange diskrete isolerende enheter.
Referanser
Clampon 2012, Clampon website; http://www.clampon.com/?page=2&show=7 GE 2012, GE website; http://www.ge-mcs.com/en/ultrasound/corrosion-monitoring/rightrax-automate-lt.html
Correia, S, F. H. et. al. 2012 "Optical Fiber Relative Humidity Sensor Based on a FBG with a Di-Ureasil Coating" Sensor, 12, 8847-8860. 10
Cho, H., et. al. 2011, "Monitoring of Corrosion Under Insulations by Acoustic Emission and Humidity measurement" J. Nondestruct. Eval. 30, 59-63
Johnsen 2010, US patent US20100141281
Sensornet 2012 , Sensornet website, tilgjentelig på
http://www.sensornet.co.uk/technology/distributed-strain-sensing/index.html 15 Optasense 2012, Optasense website, tilgjengelig på http://www.optasense.com/
Industriell anvendelighet
Oppfinnelsen ifølge søknaden finner anvendelse i kontinuerlig overvåkning, typisk for offshore-anvendelser og andre steder hvor adkomst er vanskelig eller begrenset, så som kjernereaktorer.
Claims (6)
1. Sensorsystem for korrosjonsovervåkning (100) for overvåkning av korrosjon i en rørlednings-/tankvegg (200), omfattende: en optisk fiber (300) utstyrt med midler for omdanning av et akustisk signal til et optisk signal, minst én akustisk sender (400), hvor den akustiske sender (400) under operasjoner sender ut en eksitert stråle (450) som deretter reflekteres som reflektert stråle (460) som derved mottas av den optiske fiber,karakterisert vedat den akustiske sender (400) som er plassert i et spesifikt punkt langs veggen (400) sender en styrt «lambbølge» gjennom veggen til en mottaker som er plassert videre langs veggen, hvorved lambbølgens forplantningstid er en funksjon av den gjennomsnittlige veggtykkelse mellom senderen og mottakeren.
2. Sensorsystem i samsvar med krav 1, hvor midler for omdanning av et akustisk signal til et optisk signal er basert på anvendelsen av Bragg-gitre.
3. Sensorsystem i samsvar med krav 1, hvor den akustiske sender (400) og fiberen er plassert i stort sett det samme punkt langs veggen (200), hvor den akustiske bølge forplanter seg stort sett vinkelrett på veggen, hvor veggtykkelsen blir avledet av forplantningstiden for den akustiske bølge for forplantningen gjennom rørveggen.
4. Sensorsystem i samsvar med krav 1, hvor fiberen videre er utstyrt med fuktighetsfølsomt materiale (330).
5. Fremgangsmåte for operering av et sensorsystem ifølge krav 1 for korrosjonsovervåkning (100) for overvåkning av korrosjon i en rørlednings-/tankvegg (200), omfattende: sending av en eksitert stråle (450) fra en akustisk sender (400), mottaking av en reflektert stråle (460) fra en overflate (220) av veggen (200), bestemmelse av en mengde av korrosjon basert på tykkelsen målt fra den utsendte stråle og den reflekterte stråle.
6. Fremgangsmåte i samsvar med krav 5, hvor det måles ytterligere akustisk refleksjon, som indikerer faststoffoppbygging på rørets innervegg (210).
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20121544A NO336558B1 (no) | 2012-12-20 | 2012-12-20 | Sensorsystem for korrosjonsovervåking |
| US14/654,838 US9841368B2 (en) | 2012-12-20 | 2013-12-19 | Sensor system for corrosion monitoring |
| EP13821002.6A EP2936138B1 (en) | 2012-12-20 | 2013-12-19 | Sensor system for corrosion monitoring |
| PCT/NO2013/050230 WO2014098613A1 (en) | 2012-12-20 | 2013-12-19 | Sensor system for corrosion monitoring |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20121544A NO336558B1 (no) | 2012-12-20 | 2012-12-20 | Sensorsystem for korrosjonsovervåking |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20121544A1 NO20121544A1 (no) | 2014-06-23 |
| NO336558B1 true NO336558B1 (no) | 2015-09-28 |
Family
ID=49955470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20121544A NO336558B1 (no) | 2012-12-20 | 2012-12-20 | Sensorsystem for korrosjonsovervåking |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9841368B2 (no) |
| EP (1) | EP2936138B1 (no) |
| NO (1) | NO336558B1 (no) |
| WO (1) | WO2014098613A1 (no) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2521661A (en) | 2013-12-27 | 2015-07-01 | Xsens As | Apparatus and method for measuring flow |
| US9933319B2 (en) | 2015-04-13 | 2018-04-03 | Invensense, Inc. | Acoustic ambient temperature and humidity sensing |
| KR101925271B1 (ko) | 2017-02-07 | 2018-12-05 | 경희대학교 산학협력단 | 열화 인자를 모니터링 하는 광학형 부식 모니터링 시스템, 그리고 그의 열화 인자 모니터링 방법 |
| WO2020049448A1 (en) * | 2018-09-04 | 2020-03-12 | REMOSA S.r.l. | Installation of a device for the monitoring of erosion of components for fluid-bed catalytic cracking systems |
| WO2020076436A1 (en) * | 2018-10-09 | 2020-04-16 | Exxonmobil Upstream Research Company | Methods of acoustically and optically distributed probing an elongate region and hydrocarbon conveyance systems that utilize the methods |
| RU2715078C1 (ru) * | 2019-06-05 | 2020-02-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Уфа" | Способ определения очагов развивающейся подпленочной коррозии газопроводов |
| US11112349B2 (en) * | 2019-07-16 | 2021-09-07 | Saudi Arabian Oil Company | Metal loss determinations based on thermography machine learning approach for insulated structures |
| EP3961178B1 (en) * | 2020-08-24 | 2026-02-18 | Eaton Intelligent Power Limited | Hazardous location electrical enclosure corrosion monitoring system, assembly and method |
| CN114441645B (zh) * | 2021-12-28 | 2024-06-21 | 南京大学 | 灌注桩完整性光纤超声波检测装置及其检测方法 |
| CN114894706B (zh) * | 2022-05-12 | 2025-03-14 | 哈尔滨工业大学 | 光纤定量腐蚀基体、装置、系统及所制备的光纤探测结构 |
| DE102022129944A1 (de) * | 2022-11-11 | 2024-05-16 | Endress+Hauser Flow Deutschland Ag | Verfahren zur Untersuchung einer Wandung mittels Lambwellen und ein Messgerät dafür |
| CN117967996B (zh) * | 2024-01-11 | 2025-09-19 | 江苏省特种设备安全监督检验研究院 | 一种管道泄漏预测方法及系统 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120092960A1 (en) * | 2010-10-19 | 2012-04-19 | Graham Gaston | Monitoring using distributed acoustic sensing (das) technology |
| US20120294124A1 (en) * | 2010-07-21 | 2012-11-22 | Matthew Krohn | Device and system for measuring material thickness |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5337376A (en) * | 1993-04-19 | 1994-08-09 | Hughes Aircraft Company | Chemically sensitive fiber optic cable |
| US6004639A (en) * | 1997-10-10 | 1999-12-21 | Fiberspar Spoolable Products, Inc. | Composite spoolable tube with sensor |
| US6100969A (en) | 1998-12-02 | 2000-08-08 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Distributed fiber optic laser ultrasonic system |
| US7711217B2 (en) * | 2007-04-13 | 2010-05-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Active sensor, multipoint active sensor, method for diagnosing deterioration of pipe, and apparatus for diagnosing deterioration of pipe, and apparatus for diagnosis deterioration of pipe |
| NO327090B1 (no) | 2007-06-28 | 2009-04-20 | Asle Ingmar Johnsen | Detektorsystem |
-
2012
- 2012-12-20 NO NO20121544A patent/NO336558B1/no unknown
-
2013
- 2013-12-19 US US14/654,838 patent/US9841368B2/en active Active
- 2013-12-19 WO PCT/NO2013/050230 patent/WO2014098613A1/en not_active Ceased
- 2013-12-19 EP EP13821002.6A patent/EP2936138B1/en not_active Not-in-force
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120294124A1 (en) * | 2010-07-21 | 2012-11-22 | Matthew Krohn | Device and system for measuring material thickness |
| US20120092960A1 (en) * | 2010-10-19 | 2012-04-19 | Graham Gaston | Monitoring using distributed acoustic sensing (das) technology |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2936138A1 (en) | 2015-10-28 |
| NO20121544A1 (no) | 2014-06-23 |
| US20150346159A1 (en) | 2015-12-03 |
| EP2936138B1 (en) | 2017-02-22 |
| WO2014098613A1 (en) | 2014-06-26 |
| US9841368B2 (en) | 2017-12-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO336558B1 (no) | Sensorsystem for korrosjonsovervåking | |
| CN102384725B (zh) | 隧道收敛变形分布式光纤监测方法及系统 | |
| KR101185091B1 (ko) | 파손탐지용 파이프라인 시스템 | |
| JP4985405B2 (ja) | センサ及びそれを用いた外乱測定方法 | |
| CN101825499B (zh) | 一种基于光纤布里渊散射原理的海水温度剖面测量方法 | |
| KR100803377B1 (ko) | 광섬유 센서를 이용한 분포 개념의 온도 및 변형률 측정을통한 상수도관 누수 및 파손 감시 시스템 | |
| US10330525B2 (en) | Optical fiber vibration measurement system in multiphase flows with related method to monitor multiphase flows | |
| WO2008112023A1 (en) | Systems and methods for detecting corrosion | |
| CN206488060U (zh) | 一种地下综合管廊天然气管道泄露在线监测预警装置 | |
| WO2019165562A1 (en) | Hydrocarbon leak detection sensor for oil and gas pipelines | |
| CN111189592B (zh) | 酸性介质输送管道泄漏分布式光纤检测系统及其检测方法 | |
| WO2014101754A1 (zh) | 多芯光纤、采用该多芯光纤的传感装置及其运行方法 | |
| NO340505B1 (no) | Anordning for å lede et stoff utstyrt med en optisk lekkasjedetektor | |
| NO20131660A1 (no) | System og framgangsmåte for distribuert fiberoptisk føling med integrert referansevei. | |
| Thodi et al. | Arctic pipeline leak detection using fiber optic cable distributed sensing systems | |
| US20080048103A1 (en) | Systems and Methods for Detecting Corrosion | |
| GB2246487A (en) | An optical fibre communication network | |
| US20220412834A1 (en) | Fiber optics sensor for hydrocabon and chemical detection | |
| CN211602199U (zh) | 一种用于粮仓温度监测的光纤传感器 | |
| CN110595519A (zh) | 一种预埋金属化光纤传感器的防腐燃气管道 | |
| WO2013172730A1 (en) | A system for monitoring the condition of a pipeline for gas and/or fluid | |
| CN100397034C (zh) | 锚索长期工作状态监测装置及其方法 | |
| JPH04168335A (ja) | 漏液監視装置 | |
| CN211205511U (zh) | 一种用于油气管的光纤感应扰动传感器 | |
| CN116839676A (zh) | 一种基于分布式光纤的核爆试验综合参数探测装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: NORCE INNOVATION AS, NO |