RU185185U1 - Устройство для определения остаточного ресурса металла газопровода - Google Patents
Устройство для определения остаточного ресурса металла газопровода Download PDFInfo
- Publication number
- RU185185U1 RU185185U1 RU2017131275U RU2017131275U RU185185U1 RU 185185 U1 RU185185 U1 RU 185185U1 RU 2017131275 U RU2017131275 U RU 2017131275U RU 2017131275 U RU2017131275 U RU 2017131275U RU 185185 U1 RU185185 U1 RU 185185U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- determining
- hydrogen
- control unit
- output
- measuring
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 31
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910003445 palladium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- JQPTYAILLJKUCY-UHFFFAOYSA-N palladium(ii) oxide Chemical compound [O-2].[Pd+2] JQPTYAILLJKUCY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
Устройство для определения остаточного ресурса газопровода может быть использовано для безопасной эксплуатации трубопроводов в нефтяной и газовой промышленности. Устройство содержит полый съемный герметичный корпус, с закрепленными на нем впускным и выпускным штуцерами, механизмом для впуска несущего газа и узлом определения концентрации водорода. При этом узел определения концентрации водорода выполнен в виде пикового датчика концентрации водорода, размещенного внутри корпуса, выход которого подключен к первому измерительному входу блока управления, на выпускном штуцере установлена термокондуктометрическая ячейка, измерительный выход которой подключен ко второму измерительному входу блока управления, а его силовой выход подключен к механизму для впуска несущего газа, выполненному в виде обратного электромеханического клапана. Технический результат состоит в расширении функциональных возможностей устройства за счет выполнения устройства быстросъемным и обеспечения анализа остаточного ресурса металла магистрального трубопровода в процессе его эксплуатации без использования дополнительных образцов металла в реальном масштабе времени. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Техническое решение относится к устройствам для наблюдения за трубами, с целью защиты их от износа, внутренних или внешних повреждений, а также от коррозии и может быть полезным для обеспечения безопасной эксплуатации трубопроводов длительной эксплуатации в нефтяной и газовой промышленности.
При длительной эксплуатации магистральных трубопроводов происходит снижение прочностных свойств металла. Это обусловлено насыщением металла водородом при контакте металла с водородсодержащей средой (газом и нефтепродуктами) в процессе эксплуатации. Накапливающийся в металле водород приводит к снижению механических свойств и в некоторых случаях может явиться причиной нарушения целостности стенки трубопровода.
В общем объеме перекачиваемого газа потери через стенку трубы 1420×20 мм при давлении Р=75 бар (T=80°С) и скорости транспортировки ν=10 м/с составляют 0,25×10-10%. Величина потока водорода через единичную площадь 1 см2 существенно зависит от температуры и давления водорода и составляет, например, при Т=40°С и РН=10 бар 0,736×10-3 мл/(см2×ч).
Из уровня техники известен ряд устройств, позволяющих измерять величину потока водорода и тем самым диагностировать состояние труб. Например, известен датчик проникновения водорода в стальные конструкции, эксплуатируемые в различных коррозионных средах, представляющий собой электрохимическое устройство - ячейку Деванатхана. Ионный ток в устройстве эквивалентен величине потока водорода через анод, выполненный в виде металлической мембраны, внутренняя поверхность которой палладирована для защиты от коррозии мембраны в межэлектродном растворе щелочи. Катод устройства выполнен из графита с засыпкой из порошка двуокиси марганца и отделен от анодного пространства сепаратором. К электродам устройства подключен измерительный прибор, регистрирующий межэлектродный ионный ток [1].
Недостатком известного устройства является низкая точность измеряемой с его помощью величины потока водорода.
Наиболее близким устройством к заявленной полезной модели и выбранным в качестве прототипа является устройство для измерения потока водорода, проникающего в металлическую корродирующую конструкцию (RU 2178556 C2, МПК G01N 17/00, G01N 17/02, опубл. 20.01.2002). Устройство содержит корпус из диэлектрика, внутри которого с зазором относительно друг друга размещены анод в виде металлической мембраны из материала испытуемой конструкции и графитовый катод с засыпкой из порошка двуокиси марганца, а также сепаратор и измерительный прибор, при этом указанный зазор заполнен раствором щелочи и разделен сепаратором на катодное и анодное пространства, анод соединен с испытуемой конструкцией и имеет с ней одинаковый потенциал, а его поверхность, обращенная к катоду, палладирована [2].
Недостатком известного устройства является его низкая технологичность, вследствие сложной конструкции датчика и измерительной системы.
Технической задачей, на решение которой направлено заявленная полезная модель, является расширение функциональных возможностей устройства для определения остаточного ресурса металла газопровода за счет выполнения устройства быстросъемным и обеспечения анализа остаточного ресурса металла магистрального трубопровода в процессе его эксплуатации без использования дополнительных образцов металла в реальном масштабе времени.
Указанная задача решена тем, что устройство содержит полый съемный герметичный корпус, с закрепленными на нем впускным и выпускным штуцерами, механизмом для впуска несущего газа и узлом определения концентрации водорода. Отличает устройство от известных аналогов то, что узел определения концентрации водорода выполнен в виде пикового датчика концентрации водорода, размещенного внутри корпуса, выход которого подключен к первому измерительному входу блока управления, на выпускном штуцере установлена термокондуктометрическая ячейка, измерительный выход которой подключен ко второму измерительному входу блока управления, а его силовой выход подключен к механизму для впуска несущего газа, выполненному в виде обратного электромеханического клапана.
Пиковый датчик водорода может быть выполнен в виде пленочного резистивного элемента на основе оксида палладия, а блок управления может быть выполнен в виде микропроцессорной системы на основе восьмиразрядного микроконтроллера.
Положительным техническим результатом, обеспечиваемым раскрытой выше совокупностью конструктивных элементов устройства, является обеспечение автоматического контроля уровня концентрации водорода в любой точке трубопровода за счет применения пикового датчика водорода и возможность измерения величины потока водорода через единичную площадь трубопровода за счет применения термокондуктометрической ячейки.
Конструкция полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан корпус устройства в разрезе, а на фиг.2 - упрощенная структурная схема блока управления.
Устройство для определения остаточного ресурса металла газопровода имеет следующую конструкцию.
Основой устройства является полый съемный герметичный корпус 1, с закрепленными на нем впускным и выпускным штуцерами 2 и 3, механизмом для впуска несущего газа (на фигурах условно не показан) и узлом определения концентрации водорода. При этом узел определения концентрации водорода выполнен в виде пикового датчика концентрации водорода 4, размещенного внутри корпуса, выход которого подключен к первому измерительному входу 5 блока управления 6, на выпускном штуцере установлена термокондуктометрическая ячейка 7, измерительный выход 8 которой подключен ко второму измерительному входу 9 блока управления 6, а его силовой выход 10 подключен к механизму для впуска несущего газа.
Устройство применяют следующим образом.
Первоначально на стенке контролируемого трубопровода 11 через герметизирующие прокладки 12 закрепляют корпус 1, при этом его открытая сторона плотно прижимается к стенке трубопровода 11. Таким образом, газ, диффундирующий через стенку трубопровода, собирается в полости корпуса 1. Его накопление до необходимой для количественной оценки концентрации происходит постепенно, поэтому блок управления 6 с периодом в одну секунду выполняет опрос датчика концентрации водорода 4. После достижения пикового значения уровня концентрации водорода и срабатывания датчика 4 блок управления 6 подает управляющий сигнал на силовой выход 10 и включает механизм для впуска несущего газа. После поступления газа в термокондуктометрическую ячейку 7 блок управления 6 выполняет измерение его количественной концентрации, после чего выдает оператору измеренные значения с помощью модуля индикации, являющегося частью блока управления 6.
Таким образом, предложенный в настоящей заявке технологичный прибор позволяет автоматически контролировать концентрацию потока водорода и тем самым диагностировать состояние труб магистральных газопроводов, повышая тем самым безопасность их эксплуатации.
Список использованных источников
1. Михайловский Ю.Н., Маршаков А.И., Попова В.Н., Соколова Т.Н. Датчик проникновения водорода в стальные конструкции, эксплуатируемые в различных коррозионных средах, ж-л Защита металлов, 1993, т. 29, N 4, с. 647-649.
2. RU 2178556 C2, Российская Федерация, МПК G01N 17/00, G01N 17/02. Устройство для измерения потока водорода, проникающего в металлическую корродирующую конструкцию / Сулимин В.Д., Петров Н.А., Федичкин Г.М., Пчельников Ю.Н., Маршаков А.И., Игнатенко В.Э.; заявитель и патентообладатель ООО «Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - ВНИИГАЗ»; №98100839/28; заявл. 13.01.1998; опубл. 10.10.1999, Бюл. 2.
Claims (3)
1. Устройство для определения остаточного ресурса металла газопровода, содержащее полый съемный герметичный корпус, с закрепленными на нем впускным и выпускным штуцерами, механизмом для впуска несущего газа и узлом определения концентрации водорода, отличающееся тем, что узел определения концентрации водорода выполнен в виде пикового датчика концентрации водорода, размещенного внутри корпуса, выход которого подключен к первому измерительному входу блока управления, на выпускном штуцере установлена термокондуктометрическая ячейка, измерительный выход которой подключен ко второму измерительному входу блока управления, а его силовой выход подключен к механизму для впуска несущего газа, выполненному в виде обратного электромеханического клапана.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что пиковый датчик выполнен в виде пленочного резистивного элемента на основе оксида палладия.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок управления выполнен в виде микропроцессорной системы на основе восьмиразрядного микроконтроллера.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017131275U RU185185U1 (ru) | 2017-09-05 | 2017-09-05 | Устройство для определения остаточного ресурса металла газопровода |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017131275U RU185185U1 (ru) | 2017-09-05 | 2017-09-05 | Устройство для определения остаточного ресурса металла газопровода |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU185185U1 true RU185185U1 (ru) | 2018-11-23 |
Family
ID=64558222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017131275U RU185185U1 (ru) | 2017-09-05 | 2017-09-05 | Устройство для определения остаточного ресурса металла газопровода |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU185185U1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4416996A (en) * | 1981-08-17 | 1983-11-22 | Texaco Inc. | Hydrogen blistering corrosivity metering means and method |
| RU2178556C2 (ru) * | 1998-01-13 | 2002-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - ВНИИГАЗ" | Устройство для измерения потока водорода, проникающего в металлическую корродирующую конструкцию |
| RU2319139C2 (ru) * | 2006-03-24 | 2008-03-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославская государственная сельскохозяйственная академия" | Способ определения дефектов гидроизоляционного покрытия и коррозионных повреждений наружных поверхностей подземных и подводных трубопроводов |
| RU2457465C1 (ru) * | 2011-03-30 | 2012-07-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования (ФГОУ ВПО) "Санкт-Петербургский государственный университет сервиса и экономики (СПбГУСЭ)" | Способ определения межкристаллитной коррозии и коррозионных повреждений наружных поверхностей подземных и подводных трубопроводов |
-
2017
- 2017-09-05 RU RU2017131275U patent/RU185185U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4416996A (en) * | 1981-08-17 | 1983-11-22 | Texaco Inc. | Hydrogen blistering corrosivity metering means and method |
| RU2178556C2 (ru) * | 1998-01-13 | 2002-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - ВНИИГАЗ" | Устройство для измерения потока водорода, проникающего в металлическую корродирующую конструкцию |
| RU2319139C2 (ru) * | 2006-03-24 | 2008-03-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославская государственная сельскохозяйственная академия" | Способ определения дефектов гидроизоляционного покрытия и коррозионных повреждений наружных поверхностей подземных и подводных трубопроводов |
| RU2457465C1 (ru) * | 2011-03-30 | 2012-07-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования (ФГОУ ВПО) "Санкт-Петербургский государственный университет сервиса и экономики (СПбГУСЭ)" | Способ определения межкристаллитной коррозии и коррозионных повреждений наружных поверхностей подземных и подводных трубопроводов |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ю.Н. Михайловский и др. "Датчик проникновения водорода в стальные конструкции, эксплуатируемые в различных коррозионных средах" Защита металлов, 1993, т.29, стр. 647-649. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10996133B2 (en) | Sealing tightness testing device | |
| MX2021004483A (es) | Sistemas y métodos para detectar y medir compuestos oxidantes en fluidos de prueba. | |
| CN104931373B (zh) | 一种腐蚀疲劳裂纹扩展试验装置 | |
| JPS5916663B2 (ja) | パツチ型水素セル | |
| CN109030336B (zh) | 研究酸性气井特殊螺纹接头扭矩台肩面腐蚀损伤的装置 | |
| RU2015119510A (ru) | Устройство и способ для измерения проникновения водорода | |
| CN104007041B (zh) | 煤层硫化氢含量测定装置 | |
| CN205607831U (zh) | 在线电感探针腐蚀监测系统 | |
| MX2021008203A (es) | Seguridad y deteccion de dispositivo de contenido de alcohol en el aliento. | |
| RU185185U1 (ru) | Устройство для определения остаточного ресурса металла газопровода | |
| JP2020517948A (ja) | 水素拡散係数の非破壊測定のための装置および方法 | |
| CN203929719U (zh) | 煤层硫化氢含量测定装置 | |
| CN205593884U (zh) | 一种测量氢在金属中的扩散装置 | |
| US20170261421A1 (en) | Method for estimating the risk of corrosion | |
| RU2548614C1 (ru) | Способ определения коэффициента диффузии горючих газов в азоте | |
| RU2484448C1 (ru) | Способ и устройство для осуществления контакта блока контроля параметров электрохимической защиты с трубой с нанесенным утяжеляющим бетонным покрытием | |
| CN108007843A (zh) | 一种用于评价高温高压下溶解氧在防腐涂层中渗透性的装置及方法 | |
| RU2536315C1 (ru) | Устройство для определения концентрации кислорода и водорода в газовой среде | |
| CN203148914U (zh) | 一种适用于气体分析仪管路装置 | |
| CN205229092U (zh) | 一种便携式二氧化碳气敏电极改良结构 | |
| US20200256786A1 (en) | Sensor for measuring the embrittlement of steels by hydrogen in an aggressive environment, said sensor comprising a metal cavity connected to a pressure- measuring device | |
| RU2643871C1 (ru) | Способ мониторинга безопасности функционирования скважины подземного хранилища газа | |
| GB2490395A (en) | Probe for determining rate of hydrogen permeation | |
| Varela et al. | Corrosion monitoring under disbonded coatings | |
| RU2527659C1 (ru) | Способ контроля герметичности |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190906 |