PL170292B1 - Układ do wykrywania przecieków w podziemnej rurze przeznaczonej do transportu płynu - Google Patents

Abstract

1. Układ do wykrywania przecieków w podziemnej rurze przeznaczonej do transportu płynu, która jest obwodowo zamknięta, umieszczony wewnątrz tej rury, znamienny tym, że ma podłużny detektor płynu (2) ciągnący się wzdłuż i wewnątrz rury (A), przewody elektryczne łączące detektor płynu (2) z układem kontrolnym (6) znajdującym się na zewnątrz rury (A), warstwę (8) materiału absorbującego płyn, przylegającą do detektora płynu (2) i do wewnętrznej powierzchni rury (A) nad całym obwodem, wykładzinę (10) nieprzepuszczającą płynu, wewnątrz warstwy (8) materiału absorbującego płyn i ułożonej na warstwie (8) nad całym obwodem.

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ do wykrywania przecieków w podziemnej rurze przeznaczonej do transportu płynów. Przedmiot wynalazku odnosi się zwłaszcza do wszystkich rodzajów przewodów i kanałów, przez które przepływają niebezpieczne płyny, chemikalia i produkty naftowe. Potrzebę istnienia w takich przypadkach systemów wykrywania przecieków podkreśla Agencja Ochrony Środowiska. Odnosi się to zarówno do wycieku płynu transportowanego rurą, który może spowodować skażenie otoczenia, jak również do przecieku zewnętrznych płynów do wnętrza rury, co może spowodować zafałszowanie stanu płynów transportowanych tą rurą.

Większość istniejących instalacji do powyższych płynów nie spełnia istniejących i przewidywanych wymogów co do wykrywania przecieków.

Modyfikacja istniejących konstrukcji jest trudna i kosztowna w każdym wypadku, przy czym czas oraz koszty znacznie zwiększają się, kiedy rury znajdują się pod ziemią lub w odległych i niedostępnych miejscach. Odnosi się to w szczególności do wypadku, kiedy rury obsługują niebezpieczne materiały, bo kiedy usuwa się lub wykopuje taki rurociąg, sam ten rurociąg oraz całość wykopanego lub usuwanego materiału zwykle trzeba traktować, jako niebezpieczne odpady, przy czym obejmuje to jego usunięcie z miejsca zlokalizowania i transport do miejsca składowania odpadów trujących, które zostało wyznaczone do tego celu przez odnośne władze.

Kiedy w rurze występuje przeciek, należy go zlokalizować i określić jego rozległość. Ustala się, czy przeciek znajduje się w miejscu, w którym można uzyskać do wnętrza rury, czy naprawdę można wykonywać łatwiej, niż kiedy przeciek ten znajduje się w bardziej odległym miejscu. Ponadto ustala się, czy przeciek jest w miejscu punktowym, czy też występuje na krótkim odcinku rurociągu i wymaga odpowiednio stosunkowo prostej naprawy lub wymiany okładziny lub wyłożenia rury lub występuje wiele przecieków na stosunkowo dużym odcinku rury i wymaga to istotnego zakresu napraw. Produkuje się systemy do wykrywania i zlokalizowania obecności cieczy, takich jakie mogą kojarzyć się z przeciekami rurociągów. Systemy te zwykle zawierają podłużny element czujnikowy o postaci kabla, który układa się wzdłuż rurociągu, na którym ma być wykrywany przeciek płynów, przy czym kabel jest elektrycznie połączony do zewnętrznego urządzenia kontrolno-pomiarowego, informującego operatora, o wystąpieniu i lokalizacji przecieków. Jeden ze znanych systemów opiera się na refiektrometrii. Tysiące razy w ciągu każdej minuty

170 292 wysyła się impulsy elektryczne kablem czujnika „suchego. Gdy impulsy elektryczne przemieszczają się kablem czujnikowym, odbicia są zwrotnie przesyłane do urządzenia kontrolnego, które przekształca na postać numeryczną te echa i tworzy cyfrową mapę całej długości kabla. Obecność płynu wokół kabla czujnikowego w konkretnym miejscu przy wystarczających ilościach, aby „zwilżać ten kabei, będzie zmieniała jego właściwości elektryczne, a ta zmiana wywoła zmianę odbicia impulsu od tego miejsca. Cyfrowa mapa pokaze miejsca, w których te zmiany odbiciowe występują.

Ponadto występuje istotny problem przy stosowaniu systemów detekcyjnych omawianego rodzaju do istniejących rur w taki sposób, ze nieszczelności będą skutecznie wykrywane, lecz nie będą podlegały działaniu płynów, normalnie transportowanych poprzez te rury. MoZna oczywiście rozwiązać ten problem za pomocą usunięcia istniejących rur i zastąpienia ich rurami, do których takie wykrywające kable lub inne elementy detekcyjne zostały wbudowane, jak to ujawniają rozwiązania przedstawione w opisach patentowych USA nr nr 4 568 925 i 4 672 366. lecz ze względu na wyżej podane przyczyny w wielu wypadkach jest to nadmiernie kosztowne i trudne.

Przedmiotem wynalazku jest układ do wykrywania przecieków w podziemnej rurze, przeznaczonej do transportu płynów, za pomocą stosowania konwencjonalnych i sprawdzonych metod, nawet jeśli istniejąca rura nie ma dobrego stanu technicznego. Układ jest tak zbudowany, że kiedy zostaje zainstalowany, to jest dużo dokładniejszy i bardziej niezawodny przy wyznaczaniu miejsca nieszczelności rury, niż znane układy z tej dziedziny.

Cel rozwiązania według wynalazku polega na tym, aby zainstalować układ wykrywania przecieków dla rury, poprawić niezawodność wykrycia nieszczelności i określanie miejsca przecieku.

Innym celem według wynalazku jest połączenie układu wykrywania przecieków w podziemnej rurze stosunkowo łatwo i tanio bez konieczności wymiany rurociągu.

Układ do wykrywania przecieków w podziemnej rurze przeznaczonej do transportu płynu, według wynalazku, która jest obwodowo zamknięta, umieszczony wewnątrz tej rury, charakteryzuje się tym, ze ma podłużny detektor płynu, ciągnący się wzdłuż i wewnątrz rury, przewody elektryczne łączące detektor płynu z układem kontrolnym znajdującym się na zewnątrz rury, warstwę materiału absorbującego płyn, przylegającą do detektora płynu i do wewnętrznej powierzchni rury, nad całym obwodem, wykładzinę nieprzepuszczającą płyn, wewnątrz warstwy materiału absorbującego płyn i ułożonej na tej warstwie nad całym obwodem.

Korzystnym jest, że wykładzina nieprzepuszczająca płynu zawiera utwardzalną żywicę syntetyczną, oraz, że zawiera porowaty materiał impregnowany żywicą.

Ponadto korzystnym jest, ze układ według wynalazku ma dodatkową wykładzinę wstępną, umieszczoną na wewnętrznej powierzchni rury. Dodatkowa wykładzina wstępna występuje wówczas, gdy rura jest w złym stanie technicznym.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój wzdłuż rurociągu, na którym układ według wynalazku został zainstalowany, fig. 2 - przekrój wzdłuż linii 2-2, jak na fig. 1, fig. 3 - szczegół w powiększeniu dolnej części, jak na fig. 2, a fig. 4, fig. 5 oraz fig. 6 - przekroje podobne, jak odpowiednio na fig. 1, fig. 2 oraz fig. 3, lecz pokazujące konstrukcję rurociągu nie mającego dobrego stanu technicznego przed zainstalowaniem układu według wynalazku.

W ramach przygotowania do ponownego zakładania rurociągów dla układu wykrywania przecieków według wynalazku, istniejące rurociągi A trzeba najpierw dokładnie oczyścić i kontrolować co do odpowiedniego scalenia. Gdy układ ma właściwy stan techniczny, to układ detekcyjny można instalować, lecz jeśli stan techniczny nie jest dobry, to trzeba przywrócić odpowiedni stan techniczny, korzystnie za pomocą znanego sposobu wykładania rurociągów wykładzinami, zanim zainstaluje się układ wykrywania przecieków.

Układ do wykrywania płynu zawiera podłużny detektor płynu 2, połączony przewodami elektrycznymi 4 do zewnętrznego stanowiska pomiarowo-kontrolnego 6. Detektor płynu 2 założony jest na długości rurociągu A, tam gdzie wymaga się wykrywania przecieków. Ponadto znajduje się tam stosunkowo gruba warstwa 8 w kształcie rury, określająca warstwę 8 absorbującego materiału zatrzymującego płyn. Warstwa 8 jest również umieszczana wewnątrz rury A,

170 292 natomiast detektor płynu 2 korzystnie umieszczony jest między rurą A i warstwą 8 absorującą płyn, przy czym warstwa 8 przylega do zewnętrznej powierzchni rury A, korzystnie na jej całym obwodzie. Warstwa 8 jest zwykle włókninowym filcem z włókien poliestrowych lub podobnych. Detektor płynu 2 umieszczony jest w rurociągu A przed umieszczeniem warstwy 8, albo może on być umocowany do warstwy 8, kiedy ta ostatnia zostanie zewnętrznie umieszczona, przy czym detektor płynu 2 i warstwa 8 włożone są do rurociągu A równocześnie. Tak więc absorbująca płyn warstwa 8 i detektor płynu 2 są rozmieszczone na długości rurociągu A w jego wnętrzu, tam gdzie ma być wykrywany przeciek.

Wewnątrz warstwy 8 w kształcie rury znajduje się nieprzepuszczalna rura 10 ze sztywnego lub półsztywnego materiału. Ta nieprzepuszczalna rura 10 działa zasadniczo, jak rura wewnątrz rury. Rura 10 może mieć dowolną potrzebną postać. Tutaj konkretnie, przyjmuje się, ze zawiera ona warstwę 12 porowatego materiału, nasyconego utwardzalną żywicą, mającego wewnętrzną cienką warstwę 14 tworzywa sztucznego, takiego jak polietylen, przy czym to konkretne wykonanie umieszcza się wewnątrz warstwy 8. Cienka warstwa 14 dociśnięta jest promieniowo na zewnątrz do warstwy 8. Żywica utwardzona jest pod wpływem dostarczanego ciepła, przy czym dociskanie i impregnowanie następuje przy zastosowaniu ogrzewanego płynu. Warstwa 10 może być tworzona różnymi sposobami, pod warunkiem, ze w końcu warstwa 10 będzie działała, jako nieprzepuszczalna rura wewnątrz rury.

W ten sposób pierwotny rurociąg A stał się dwuściennym rurociągiem A, 10, a ściany są w odstępie jedna od drugiej, przy czym ten odstęp jest zasadniczo wypełniony absorbującą płyn warstwą 8 i detektorem płynu 2. Każde przedostanie się płynu do tej przestrzeni między ścianami A, 10, niezależnie od tego, czy to pochodzi od zewnątrz poprzez pęknięcie w rurociągu A, albo od wewnątrz poprzez pęknięcie w nowo ukształtowanej rurze wewnątrz rury 10, będzie pochłaniany warstwą 8 i wykrywane detektorem płynu 2. Chłonny charakter warstwy 8 zapewnia w istotnym stopniu, ze przeciek płynowy dociera do detektora płynu 2, dokładnie w miejscu nieszczelności, które ma być wyznaczone. Kiedy nieszczelność zostaje wykryta, to tylko mały obszar uszkodzonego rurociągu będzie naprawiany albo przez usunięcie, albo za pomocą ponownego nałożenia wykładziny.

Układ według wynalazku nie działa optymalnie, jeśli przeciek jest pozostawiony bez naprawy przez stosunkowo długi okres czasu, ponieważ wtedy absorbująca płyn warstwa 8 w miejscu nieszczelności nasyca się i ciecz będzie wtedy powoli przesuwała się poprzez warstwę 8 w miejscu nieszczelności nasyca się i ciecz będzie wtedy powoli przesuwała się poprzez warstwę 8 wzdłuż rurociągu. Dlatego jest istotne, aby szczelność rurociągu A była bardzo dobra przed zainstalowaniem układu wykrywania nieszczelności. Jeśli stan techniczny nie jest doskonały, tak jak przedstawiono na fig. 4 do fig. 6, gdzie rurociąg A' ma szczeliny 15. Stan techniczny rurociągu A' poprawia się za pomocą założenia nieprzepuszczalnej wykładziny 16, korzystnie wykonanej na miejscu znaną metodą, przy czym wykładzina 16 działa potem, jako zewnętrzna ściana układu detekcyjnego, do której dociśnięta jest absorbującą płyn warstwa 8, w kształcie rury.

W niektórych rozwiązaniach warstwa 14 nie jest potrzebna. Dotyczy to rozwiązań, w których stosuje się wykładanie przesuwne wykładzin do wytwarzania rury 10.

Układ do wykrywania przecieków w podziemnej rurze do transportu płynów ma wiele zalet w porównaniu do znanego stanu techniki. Nie ma potrzeby wykopywania i demontowania istniejących rurociągów'. Rurociągi te mogą być naprawiane, podczas gdy znajdują się one w miejscu użytkowania, przy czym zmniejsza się koszty na ponowną budowę i przestój, a ponadto unika się dodatkowych problemów niebezpiecznego usuwania odpadów. Wszystkie materiały i sposoby wykonywania są aktualnie dostępne. Nie występuje konieczność opracowania nowych układów dla ponownego tworzenia wykładzin, układów detekcyjnych, żywic lub nowych włókninowych materiałów absorbujących płyn. Stosowanie wynalazku obejmuje tylko ułamek kosztów wykopywania, demontowania, usuwania oraz ponownego budowania, tak jak to było konieczne w przeszłości. Układ według wynalazku umożliwia wyznaczenie punktowe miejsca nieszczelności, ponieważ utrzymuje on przeciekający płyn w doborze zlokalizowanym obszarze.

Mimo, że ograniczona liczba wykonań została konkretnie opisana, wiadomo, że można wykonać wiele modyfikacji w granicach zakresu według wynalazku.

170 292

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Układ do wykrywania przecieków w podziemnej rurze przeznaczonej do transportu płynu, która jest obwodowo zamknięta, umieszczony wewnątrz tej rury, znamienay tym, że ma podłużny detektor płynu (2) ciągnący się wzdłuż i wewnątrz rury (A), przewody elektryczne łączące detektor płynu (2) z układem kontrolnym (6) znajdującym się na zewnątrz rury (A), warstwę (8) materiału absorbującego płyn, przylegającą do detektora płynu (2) i do wewnętrznej powierzchni rury (A) nad całym obwodem, wykładzinę (10) nieprzepuszczającą płynu, wewnątrz warstwy (8) materiału absorbującego płyn i ułożonej na warstwie (8) nad całym obwodem.
2. 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że wykładzina (10) zawiera utwardzalną żywicę syntetyczną.
3. 3. Układ według zastrz. 2, znamienny tym, ze wykładzina (10) zawiera porowaty materiał impregnowany żywicą.
4. 4. Układ według zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienny tym, że ma dodatkową wykładzinę wstępną, umieszczoną na wewnętrznej powierzchni rury (A).