RU2576979C1

RU2576979C1 - Method for detection of break in extended anode beds

Info

Publication number: RU2576979C1
Application number: RU2014146832/02A
Authority: RU
Inventors: Игорь Геннадьевич Блинов; Александр Владимирович Старочкин; Ян Дмитриевич Ивашов; Константин Валентинович Ниткевич; Николай Кузьмич Ценёв; Николай Николаевич Скуридин
Priority date: 2014-11-20
Filing date: 2014-11-20
Publication date: 2016-03-10

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: method includes detection of damaged section in extended anode bed (EAB) and further location of fault in the section, at that to the section end low-voltage current generator operating at frequency less than 100 Hz is connected, by means of inductance meter and sensor EAB location is determined in the ground, search of fault location is made by measuring transverse gradient of the earth-surface potential between measuring electrodes, at that the first electrode is placed over EAB while the second electrode is placed at distance of at least 7 m from the side opposite to the protected pipeline and perpendicular to direction of travel, moreover measurements are performed with a pitch of 1 m; when maximum signal is detected by the meter a control symbol is installed and further the generator is switched to the other end of the damaged EAB section and measurements are performed in backward direction, and EAB fault location is accepted as the midpoint between two control symbols installed at points where maximum signal values are detected.

EFFECT: improved accuracy of fault location in extended anode bed, which leads to reduced labour intensity at repair of damage.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области электрохимической защиты подземных трубопроводов и служит для обнаружения обрывов протяженных анодных заземлителей в системах катодной защиты подземных трубопроводов.The invention relates to the field of electrochemical protection of underground pipelines and is used to detect breaks in extended anode grounding conductors in cathodic protection systems of underground pipelines.

Известен индукционный способ поиска повреждений протяженных анодных заземлителей (далее ПАЗ). Сущность способа заключается в подаче сигнала генератора на секцию ПАЗ и поиске места повреждения протяженного ПАЗ по величине затухания сигнала. Поиск мест повреждения ПАЗ выполняется в три этапа: 1-й этап - выявление поврежденной секции ПАЗ; 2-й этап - локализация зоны повреждения на секции ПАЗ; 3-й этап - поиск места повреждения ПАЗ. Выявление поврежденной секции ПАЗ проводится измерением тока катодной защиты, протекающего между последовательно соединенными секциями. Измерения выполняются миллиамперметром на выводах ПАЗ в соединительных контрольно-измерительных пунктах (КИП). Отсутствие тока катодной защиты в цепи соединения секций ПАЗ свидетельствует о наличии повреждений на приходящей в соединительный КИП секции ПАЗ. Проверка обрыва выполняется измерением сопротивления секции ПАЗ. Измеренное сопротивление не должно быть более 1 Ом плюс сопротивление удлиняющего измерительного кабеля. Для поиска обрыва ПАЗ используется поисково-диагностическое оборудование, работающее на частотах менее 512 Гц и с величиной сигнального тока более 50 мА. Для локализации участка ПАЗ с повреждением на выявленной поврежденной секции протяженного A3 поочередно в начале и в конце секции подключается сигнальный генератор поисково-диагностического комплекса, поисковым модулем проводится измерение затухания сигнала. В качестве поискового модуля используется трубопроводный дефектоскоп vLocDM (или vLocDM 2) или трассопоисковая система RD 4000 (или RD 8000). В точках скачкообразного снижения уровня сигнала (более чем в 2 раза) и при достижении значения сигнала менее 10% устанавливаются контрольные знаки. Изменение уровня сигнала представляется в виде графика. Определение места повреждения ПАЗ проводится на участке, ограниченном контрольными знаками при подключении сигнального генератора к обоим концам ПАЗ. Точка над ПАЗ с минимальным значением сигнала генератора является местом повреждения ПАЗ (Специализированный научный журнал «Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов», 2013, №4(12), стр. 47-49).A known induction method for finding damage to extended anode grounding conductors (hereinafter PAZ). The essence of the method consists in applying a generator signal to the PAZ section and finding the location of damage to the extended PAZ according to the signal attenuation. The search for the areas of PAZ damage is carried out in three stages: 1st stage - identification of the damaged section of the PAZ; 2nd stage - localization of the damage zone on the PAZ section; 3rd stage - the search for the location of the damage PAZ. Identification of the damaged PAZ section is carried out by measuring the current of the cathodic protection flowing between the series-connected sections. Measurements are performed with a milliammeter at the terminals of the PAZ in the connecting control and measuring points (instrumentation). The absence of cathodic protection current in the connection circuit of the PAZ sections indicates the presence of damage on the PAZ section coming into the connecting instrumentation. A break test is performed by measuring the resistance of the PAZ section. The measured resistance must not exceed 1 Ohm plus the resistance of the extension measuring cable. To search for an open PAZ, search and diagnostic equipment is used that operates at frequencies less than 512 Hz and with a signal current of more than 50 mA. To localize the PAZ area with damage on the identified damaged section of the extended A3, the signal generator of the search and diagnostic complex is connected alternately at the beginning and at the end of the section, the signal attenuation is measured by the search module. As a search module, a vLocDM pipeline flaw detector (or vLocDM 2) or an RD 4000 (or RD 8000) tracing system are used. At points of an abrupt decrease in the signal level (more than 2 times) and when the signal value reaches less than 10%, control signs are set. The change in signal level is presented in a graph. The determination of the location of the PAZ damage is carried out in the area limited by the control signs when the signal generator is connected to both ends of the PAZ. The point above the PAZ with the minimum value of the generator signal is the place of damage to the PAZ (Specialized Scientific Journal "Science and Technology of Pipeline Transport of Oil and Oil Products", 2013, No. 4 (12), pp. 47-49).

Недостатком известного способа является большая погрешность измерений, составляющая 3-8 м.The disadvantage of this method is the large measurement error of 3-8 m.

Погрешность измерений 3-5 м обусловлена малой измерительной базой (расстоянием между электродами) А-рамки поискового модуля и использованием частот выше 100 Гц. При данных частотах возможно наведение сигнала бесконтактным способом от анодного заземлителя на трубопровод. Такой сигнал при определенных условиях окружающей среды (сухие грунты, грунты с высоким удельным электрическим сопротивлением) будет являться помехой, не позволяющей определить место повреждения. Также измерение продольного градиента потенциала может не обеспечивать достаточный полезный сигнал, который является разностью сигналов между электродами. Дополнительная погрешность в 2-3 м в локализации места повреждения обусловлена погрешностью регистратора GPS данных поискового модуля.The measurement error of 3-5 m is due to the small measuring base (distance between the electrodes) of the A-frame of the search module and the use of frequencies above 100 Hz. At these frequencies, it is possible to direct the signal in a non-contact manner from the anode ground electrode to the pipeline. Such a signal under certain environmental conditions (dry soils, soils with high electrical resistivity) will be an obstacle that does not allow to determine the place of damage. Also, the measurement of the longitudinal potential gradient may not provide a sufficient useful signal, which is the signal difference between the electrodes. An additional error of 2-3 m in the location of the damage site is due to the error of the GPS data logger of the search module.

Задачей изобретения является повышение точности локализации повреждений протяженных анодных заземлителей, что в свою очередь ведет к снижению трудоемкости и экономических потерь при ремонте повреждений ПАЗ.The objective of the invention is to increase the accuracy of localization of damage to extended anode grounding conductors, which in turn leads to a decrease in the complexity and economic losses during the repair of PAZ damage.

Поставленная задача решается тем, что в способе обнаружения обрывов протяженных анодных заземлителей согласно изобретению к концу секции протяженного анодного заземлителя подключают низкочастотный генератор тока, работающий на частотах менее 100 Гц, с помощью измерителя и датчика индуктивности определяют положение анодного заземлителя в грунте, поиск места обрыва анодного заземлителя производят при помощи измерения поперечного градиента потенциала поверхности земли между измерительными электродами, при этом первый электрод расположен над протяженным анодным заземлителем, а второй электрод - на расстоянии не менее 7 м со стороны, противоположной защищаемому трубопроводу, перпендикулярно ходу движения, измерения проводят с шагом 1 м, при определении измерителем максимального сигнала устанавливают контрольный знак, далее генератор переключают на другой конец поврежденной секции анодного заземлителя и проводят измерения в обратном направлении, за место повреждения анодного заземлителя принимают среднюю точку между двумя контрольными знаками, установленными в местах обнаружения максимальных значений измеренных сигналов.The problem is solved in that in the method for detecting breaks in extended anode grounding conductors according to the invention, a low-frequency current generator operating at frequencies less than 100 Hz is connected to the end of the section of the extended anode grounding electrode, using the meter and inductance sensor, the position of the anode grounding electrode in the ground is determined, and the location of the breakage of the anode ground the ground electrode is produced by measuring the transverse gradient of the potential of the earth's surface between the measuring electrodes, while the first electrode is located wives over a long anode ground electrode, and the second electrode - at a distance of not less than 7 m from the side opposite to the protected pipeline, perpendicular to the direction of travel, the measurements are carried out in 1 m increments, when determining the maximum signal, the control sign is set, then the generator is switched to the other end of the damaged sections of the anode earthing switch and carry out measurements in the opposite direction, for the place of damage to the anode earthing switch, take the midpoint between the two control signs installed in the month ah detecting the maximum values of the measured signals.

Способ основан на измерении ЭДС индуктивного преобразователя, помещенного в переменное магнитное поле прямого проводника, с помощью поисково-диагностического комплекса, состоящего из низкочастотного генератора, временного заземления, измерителя, датчика индуктивности и измерительных электродов.The method is based on measuring the EMF of an inductive transducer placed in an alternating magnetic field of a direct conductor using a search and diagnostic complex consisting of a low-frequency generator, temporary grounding, a meter, an inductance sensor, and measuring electrodes.

На чертеже представлена схема осуществления способа обнаружения обрывов протяженных анодных заземлителей.The drawing shows a diagram of an implementation of a method for detecting cliffs of extended anode ground electrodes.

Измерения растекания тока и электрического сопротивления секций ПАЗ позволяют выявить поврежденную секцию 1.Measurements of the spreading current and electrical resistance of the sections of the PAZ allow to identify the damaged section 1.

Для обнаружения места разрыва ПАЗ 2 необходим сигнальный ток частотой менее 100 Гц на поврежденной секции, который создается путем подключения низкочастотного генератора поисково-диагностического комплекса 3 к концу секции ПАЗ на соединительном контрольно-измерительном пункте 4 с временным заземлением 5, оборудованном на расстоянии не менее 10 м от ПАЗ.To detect the gap location of PAZ 2, a signal current with a frequency of less than 100 Hz on the damaged section is required, which is created by connecting a low-frequency generator of the search and diagnostic complex 3 to the end of the PAZ section at the connecting control and measuring point 4 with temporary ground 5, equipped at a distance of at least 10 m from PAZ.

Далее с помощью измерителя 6 и датчика 7 индуктивности поисково-диагностического комплекса определяется положение ПАЗ в грунте.Next, using the meter 6 and the sensor 7 inductance search and diagnostic complex determines the position of the PAZ in the ground.

После выполнения трассировки ПАЗ по всей длине поврежденной секции поиск места повреждения на секции производится методом измерения поперечного градиента потенциала поверхности земли между измерительными электродами с помощью измерителя 6 вдоль линии ПАЗ.After tracing the PAZ along the entire length of the damaged section, the search for the location of damage on the section is performed by measuring the transverse gradient of the earth's surface potential between the measuring electrodes using meter 6 along the PAZ line.

Первый электрод 8 располагается над ПАЗ, а второй электрод 9 - на расстоянии не менее 7 м со стороны, противоположной защищаемому трубопроводу, перпендикулярно ходу движения. Измерения проводятся с шагом 1 м.The first electrode 8 is located above the PAZ, and the second electrode 9 is at a distance of at least 7 m from the side opposite to the protected pipeline, perpendicular to the direction of travel. Measurements are taken in increments of 1 m.

При определении максимального сигнала измерителем устанавливается контрольный знак.When determining the maximum signal, a check mark is set by the meter.

Далее генератор переключается на другой конец 10 поврежденной секции ПАЗ, и измерения проводятся в обратном направлении.Next, the generator switches to the other end 10 of the damaged section of the PAZ, and the measurements are carried out in the opposite direction.

За место обрыва ПАЗ принимается средняя точка между двумя контрольными знаками, установленными в местах обнаружения максимальных значений измеренных сигналов.For the place of the PAZ breakdown, the middle point between the two control signs installed in the places where the maximum values of the measured signals are detected is taken.

Достоинством заявляемого способа является увеличение измерительной базы (разнос электродов) до 7 м и более. Производится измерение поперечного градиента потенциала, что увеличивает по абсолютной величине значение полезного сигнала; измерения проводятся на частотах менее 100 Гц без использования регистратора GPS данных. Погрешность измерений составляет 1 м.The advantage of the proposed method is to increase the measuring base (electrode spacing) up to 7 m or more. The transverse gradient of the potential is measured, which increases the absolute value of the useful signal; measurements are taken at frequencies less than 100 Hz without using a GPS data logger. The measurement error is 1 m.

Claims

A method for detecting breaks in long anode grounding conductors, including identifying a damaged section of a long anode grounding electrode, and then finding the place of damage on a section of a long anode grounding electrode, characterized in that a low-frequency current generator operating at frequencies less than 100 Hz is connected to the end of a section of a long anode grounding electrode using the meter and the inductance sensor determine the position of the anode ground electrode in the ground, the search for the breakage point of the anode ground electrode is carried out by measuring I of the transverse gradient of the potential of the earth’s surface between the measuring electrodes, while the first electrode is located over an extended anode ground electrode, and the second electrode is at least 7 m from the side opposite to the protected pipeline, perpendicular to the direction of travel, measurements are carried out in increments of 1 m, when determining with a maximum signal meter, a control sign is installed, then the generator is switched to the other end of the damaged section of the anode ground electrode and measurements are carried out in the opposite direction, and for the place of damage to the anode ground electrode system, take the midpoint between the two control signs installed in the places of detection of the maximum values of the measured signals.