RU157152U1 - Модуль для опытно-промысловых испытаний воздействия транспортируемой среды на стальной трубопровод - Google Patents

Abstract

1. Модуль для опытно-промысловых испытаний воздействия транспортируемой среды на стальной трубопровод, состоящий из двух диагностических участков, размещённых в байпасной линии трубопровода, первый диагностический участок ограничен двумя фланцевыми соединениями с электроизоляцией, между которыми размещён первый экспериментальный стальной патрубок с внутренним защитным покрытием и наружной теплоизоляцией, прибор для измерения температуры, один или несколько датчиков которого соединены с наружной поверхностью первого экспериментального патрубка под теплоизоляцией, второй диагностический участок соединён с первым через одно из указанных фланцевых соединений с электроизоляцией и содержит второй экспериментальный стальной патрубок без внутреннего защитного покрытия, на котором размещены прибор для измерения переходного электрического сопротивления внутреннего защитного покрытия первого экспериментального стального патрубка, подключённый одним выводом к металлической поверхности первого экспериментального патрубка, а другим к металлической поверхности второго экспериментального патрубка, один или несколько датчиков ультразвукового толщиномера, размещенных по периметру на втором экспериментальном патрубке, прибор для измерения давления и прибор для измерения расхода среды, состоящий из дифманометра и диафрагмы, установленной на выходе второго участка, прибор для измерения электрического сопротивления транспортируемой среды, подключённый одним выводом к металлической поверхности второго экспериментального патрубка, а другим - к металлической поверхности диафрагмы.2. Модуль по п. 1, в к

Description

Полезная модель относится к области контроля защиты внутренней металлической поверхности трубопровода от коррозии защитными покрытиями и оценке скорости коррозии трубопровода при опытно-промысловых испытаниях.

Контроль эффективности наружных защитных покрытий методом измерения переходного сопротивления на уложенных в грунт трубопроводах определен нормативным документом - ГОСТ 9.602-2005 ЕСЗКС. Сооружения подземные. Общие требования к защите от коррозии, раздел 6 «Требования к защитным покрытиям и методы контроля качества».

Недостатком этого метода является невозможность измерения переходного сопротивления внутреннего защитного покрытия трубопровода.

В том же документе (ГОСТ 9.602-2005 ЕСЗКС, раздел 6) указано, что оценка коррозии внутренней поверхности трубы может проводиться с помощью измерения толщины стенки ультразвуковым методом.

Метод контроля целостности металла трубопровода путем накопления показаний с датчиков технического состояния трубопровода за определенный период времени известен как способ прогнозирования аварийного технического состояния трубопровода, заключающийся в размещении вблизи трубопровода датчика скорости коррозии, периодическом съеме показаний с датчика и сравнении полученных значений с первым заданным пороговым значением, по результатам которого судят о техническом состоянии трубопровода, при этом суммируют показания последнего за определенный период времени и полученную сумму показаний датчика сравнивают со вторым заданным пороговым значением, причем, если текущие или суммарное за определенный период времени показания датчика скорости коррозии превысят первое или второе пороговые значения, прогнозируют аварийное техническое состояние трубопровода - RU 2286558 C1, 2006 г.

Известно также устройство для контроля коррозии металлического сооружения, характеризующееся тем, что оно состоит из корпуса в виде диэлектрической трубки и присоединенного к его торцу резьбовым соединением весового образца из материала сооружения, убыль массы которого после выдержки в агрессивной среде прямо пропорциональна скорости коррозии металла в этой среде - RU 139152 U1, 2014 г.

Применение в последнем аналоге образца из материала сооружения позволяет считать его аналогом, более близким, чем предыдущие.

Недостатки известного устройства заключаются в следующем:

- периодичность проведения измерений весовых показателей образца требует прерывания испытаний, разборку устройства и его повторную установку;

- нарушение непрерывности процесса диагностики и, как следствие, невозможность совмещения полученных результатов с оценкой защитных свойств антикоррозионного покрытия;

- невозможность определения периодичности съема показаний, приводящих к получению результатов, измеряемых с необходимой точностью;

- нарушение механизма кинетики коррозионного процесса.

Техническая задача, решаемая с помощью предложенной полезной модели, заключается в получении возможности одновременного непрерывного контроля показателя защищенности внутренней металлической поверхности трубопровода от коррозии защитным покрытием и измерения скорости коррозии металла трубопровода при транспортировании по нему агрессивной среды.

Поставленная техническая задача решается с помощью модуля для опытно-промысловых испытаний воздействия транспортируемой среды на стальной трубопровод, состоящего из двух диагностических участков, размещенных в байпасной линии трубопровода, первый диагностический участок ограничен двумя фланцевыми соединениями с электроизоляцией, между которыми размещен первый экспериментальный стальной патрубок с внутренним защитным покрытием и наружной теплоизоляцией, прибор для измерения температуры, один или несколько датчиков которого соединены с наружной поверхностью первого экспериментального патрубка под теплоизоляцией, второй диагностический участок соединен с первым через одно из указанных фланцевых соединений с электроизоляцией и содержит второй экспериментальный стальной патрубок без внутреннего защитного покрытия, на котором размещены прибор для измерения переходного электрического сопротивления внутреннего защитного покрытия первого экспериментального стального патрубка, подключенный одним выводом к металлической поверхности первого экспериментального патрубка, а другим к металлической поверхности второго экспериментального патрубка, один или несколько датчиков ультразвукового толщиномера, размещенных по периметру на втором экспериментальном патрубке, прибор для измерения давления и прибор для измерения расхода среды, состоящий из дифманометра и диафрагмы, установленной на выходе второго участка, прибор для измерения электрического сопротивления транспортируемой среды, подключенный одним выводом к металлической поверхности второго экспериментального патрубка, а другим - к металлической поверхности диафрагмы.

При формировании модуля могут применяться следующие конкретные приборы:

- датчики прибора для измерения температуры выполнены в виде термопар, соединение которых с наружной поверхностью первого экспериментального патрубка выполнено сваркой в середине теплоизолированного участка;

- все указанные приборы соединены с постоянным запоминающим устройством (ПЗУ).

На фиг. 1 представлена схема установки модуля по отношению к испытываемому трубопроводу, на фиг. 2 - расположение элементов и приборов, входящих в модуль.

Устройство по фиг. 1 состоит из двух диагностических участков - первого участка 1 и второго участка 2, размещаемых в байпасной линии 3 трубопровода 4.

Первый участок 1 ограничен двумя фланцевыми соединениями 5 и 6 с электроизоляцией, между которыми размещен первый экспериментальный патрубок 7 с внутренним защитным покрытием 8 и наружной теплоизоляцией 9 (фиг. 2).

Датчик в виде термопары 10 прибора 11 для измерения температуры соединен сваркой с наружной поверхностью первого экспериментального патрубка 7 под теплоизоляцией 9 в середине теплоизолированного участка. При установке более одной термопары их располагают по окружности патрубка 7. Провода электродов термопар 10 (компенсационные провода) выводят из-под теплоизоляции 9, размещая их непосредственно вдоль поверхности патрубка 7.

Второй диагностический участок 2 соединен с первым диагностическим участком 1 через фланцевое соединение 6 с электроизоляцией и содержит второй экспериментальный стальной патрубок 12 без защитного покрытия, на котором размещены следующие приборы.

Прибор 13 для измерения электрического сопротивления, подключенный одним выводом к металлической поверхности первого экспериментального патрубка 7, а другим - к металлической поверхности второго экспериментального патрубка 12. Конкретно в качестве прибора 13 может быть использован тераомметр

Размещенные по периметру второго экспериментального патрубка 12 один или несколько датчиков 14 ультразвукового толщиномера 15.

Прибор для измерения давления, в качестве которого может быть использован манометр 16.

Прибор для измерения расхода среды, включающий в себя диафрагму 17, установленную на выходе второго участка 2, и дифманометр 18.

Прибор 19 для измерения электрического сопротивления транспортируемой среды. Конкретно в качестве прибора 19 может быть использован мегаомметр

Все указанные диагностические приборы электрически соединены с ПЗУ 20.

Контроль с помощью предлагаемого модуля осуществляется следующим образом.

Модуль изготавливается в заводских условиях и поставляется к месту установки в собранном виде или в разобранном на составные элементы в упаковке, препятствующей повреждению отдельных его элементов

Установку модуля производят в байпасную линию 3 трубопровода 4 с помощью сварки или дополнительных фланцевых соединений. При этом возможна установка модуля как в горизонтальном, так и в вертикальном положении.

С помощью ПЗУ 20 производится регистрация измеряемых параметров: температуры транспортируемой среды - термопарами 10, ее давление - манометром 16, расход через байпасную линию 3 - дифманометром 18 с диафрагмой 17, электрическое сопротивление транспортируемой среды - прибором 19, переходное сопротивление внутреннего защитного покрытия 8 экспериментального стального патрубка 7 - прибором 13, изменение толщины (скорости коррозии) трубной стали в транспортируемой среде регистрируется толщиномером 15 с ультразуковыми датчиками 14.

Одним из эксплуатационных показателей, характеризующих защитные свойства покрытия трубопровода от воздействия агрессивной среды, является переходное сопротивление внутреннего защитного покрытия. Толщина стенки и скорость коррозии металла трубы без защитного покрытия (изменение толщины стенки во времени) определяют срок возможной эксплуатации трубопровода при транспортировке по нему агрессивной среды.

Режимные параметры транспортируемой среды оказывают влияние на состояние стенок трубопровода 4 как с нанесенным защитным покрытием, так и без него. К режимным параметрам относятся: температура транспортируемой среды, давление, расход (скорость). Измерения электрического сопротивления транспортируемой среды позволяют повысить точность измерений переходного сопротивления внутреннего защитного покрытия, т.к. прибором 13 измеряется переходное сопротивление внутреннего защитного покрытия 8 экспериментального стального патрубка 7 вместе с электрическим сопротивлением транспортируемой среды, составляющим незначительную часть от общей величины, измеряемой прибором 13. В случае транспортирования среды с низким электрическим сопротивлением, составляющую сопротивления, вносимую транспортируемой средой, можно не учитывать при анализе результатов измерений.

Агрессивность транспортируемой по трубопроводу среды характеризуется физико-химическими свойствами транспортируемой среды и механическими примесями и оценивается по ее комплексному воздействию на защитное покрытие и стенку стального трубопровода. Интенсивность воздействия транспортируемой среды на защитное покрытие и стенку трубопровода оценивается в предлагаемом устройстве путем измерения переходного сопротивления внутреннего защитного покрытия и измерения толщины стенки трубопровода.

Использование модуля в опытно-промысловых испытаниях позволяет непосредственно измерять переходное сопротивление защитного покрытия на диагностическом участке и толщину стенки экспериментального стального патрубка, а также режимные параметры транспортируемой среды в режиме реального времени без демонтажа экспериментальных участков.

Одновременная непрерывная регистрация с помощью ПЗУ 20 измеряемых параметров позволяет осуществлять анализ защищенности внутренней металлической поверхности трубопровода от коррозии защитным покрытием и по скорости коррозии металла трубопровода оценивать остаточный ресурс эксплуатации трубопровода без защитного покрытия при транспортировании по нему агрессивной среды.

Claims (3)

1. Модуль для опытно-промысловых испытаний воздействия транспортируемой среды на стальной трубопровод, состоящий из двух диагностических участков, размещённых в байпасной линии трубопровода, первый диагностический участок ограничен двумя фланцевыми соединениями с электроизоляцией, между которыми размещён первый экспериментальный стальной патрубок с внутренним защитным покрытием и наружной теплоизоляцией, прибор для измерения температуры, один или несколько датчиков которого соединены с наружной поверхностью первого экспериментального патрубка под теплоизоляцией, второй диагностический участок соединён с первым через одно из указанных фланцевых соединений с электроизоляцией и содержит второй экспериментальный стальной патрубок без внутреннего защитного покрытия, на котором размещены прибор для измерения переходного электрического сопротивления внутреннего защитного покрытия первого экспериментального стального патрубка, подключённый одним выводом к металлической поверхности первого экспериментального патрубка, а другим к металлической поверхности второго экспериментального патрубка, один или несколько датчиков ультразвукового толщиномера, размещенных по периметру на втором экспериментальном патрубке, прибор для измерения давления и прибор для измерения расхода среды, состоящий из дифманометра и диафрагмы, установленной на выходе второго участка, прибор для измерения электрического сопротивления транспортируемой среды, подключённый одним выводом к металлической поверхности второго экспериментального патрубка, а другим - к металлической поверхности диафрагмы.

2. Модуль по п. 1, в котором датчики прибора для измерения температуры выполнены в виде термопар, соединение которых с наружной поверхностью первого экспериментального патрубка выполнено сваркой в середине теплоизолированного участка.

3. Модуль по п. 1, в котором все указанные приборы электрически соединены с постоянным запоминающим устройством.

Images