RU2627283C1

RU2627283C1 - Device for measuring corrosion of pipelines

Info

Publication number: RU2627283C1
Application number: RU2016117663A
Authority: RU
Inventors: Владислав Владимирович Суслов; Владимир Николаевич Волков; Людмила Владимировна Ершова; Оксана Николаевна Лясковец; Татьяна Валерьевна Липкина; Михаил Семенович Липкин; Татьяна Викторовна Козлова; Мария Александровна Гаврилова
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Пром-ТЭК"
Priority date: 2016-05-04
Filing date: 2016-05-04
Publication date: 2017-08-04

Abstract

FIELD: measuring equipment.

SUBSTANCE: device for measuring corrosion of pipelines comprises a cover, a sealing gasket and a test plate. In the cover a central rod is fixed, located in an opening on the wall of the pipeline equipped with a gland seal consisting of a gasket and a gland cover. A part of the inner pipeline surface limited by the inner cover diameter is used as the test plate; two branch pipes with taps are located on a limited part of the inner pipeline surface at the distance of 0.4-0.5 of the cover diameter from the axis of the central rod, and a silver electrode is located at the distance of 0.2-0.3 of the cover diameter.

EFFECT: improving the accuracy of corrosion forecasting and analysis due to creating the conditions for the application of voltammetric methods of investigation.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области мониторинга коррозии и может быть использовано в нефте- и газотранспортных системах, а также теплосетях.The invention relates to the field of corrosion monitoring and can be used in oil and gas transmission systems, as well as heating systems.

Известно устройство для оценки скорости коррозии, описанное в [пат. RU №2536779. Опубл. 27.12.2014, МПК G01N 17/02], состоящее из образца-свидетеля, изготовленного из металла, идентичного металлу контролируемого сооружения, и установленного на него преобразователя, способного возбуждать ультразвуковые колебания и принимать эхо-сигналы, для возбуждения ультразвуковых колебаний и приема эхо-сигналов используется набор из двух стандартных пьезоэлектрических преобразователей разного типа: совмещенного и раздельно-совмещенного, установленных на его поверхность. Для передачи электрических сигналов к преобразователям и от них используются проводники, от внешней среды конструкция изолирована защитным покрытием.A device for assessing the corrosion rate, described in [US Pat. RU No. 2536779. Publ. 12/27/2014, IPC G01N 17/02], consisting of a witness specimen made of metal identical to the metal of the building under control, and a transducer mounted on it capable of generating ultrasonic vibrations and receiving echo signals to excite ultrasonic vibrations and receive echo of signals, a set of two standard piezoelectric transducers of a different type is used: combined and separately combined mounted on its surface. Conductors are used to transmit electrical signals to and from the converters; the structure is isolated from the external environment by a protective coating.

Недостатком устройства является невозможность на основе получаемой информации прогноза развития коррозии и анализа причин коррозионных поражений, необходимого для выбора мер их предотвращения, а также использование отдельного образца-свидетеля, который не может быть идентичен конструкционному материалу больших участков трубопровода.The disadvantage of this device is the impossibility, based on the information received, of the forecast of corrosion development and analysis of the causes of corrosion damage, necessary to select measures to prevent them, as well as the use of a separate witness sample, which cannot be identical to the structural material of large sections of the pipeline.

Известно устройство для измерения коррозии трубопроводов [патент RU №2463575. Опубл. 10.10.2012, МПК G01N 17/00], содержащее прямоходный корпус с боковым цилиндрическим приливом, размещенным под углом, крышку с внутренним выступом, уплотняющую прокладку, причем в крышку до внутреннего выступа заподлицо с торцом крышки плотно установлена пробка с отверстием, выполненная из электроизоляционного материала, диаметром, равным внутреннему диаметру крышки, в центре пробки закреплена металлическая пластина-свидетель коррозии квадратной формы с размером стороны 0,8-0,9 внутреннего диаметра бокового прилива, при этом пластина-свидетель коррозии посередине стороны, обращенной к пробке, имеет ножку шириной 3-5 мм и длиной, на 2-4 мм превышающей толщину пробки, причем пластина-свидетель коррозии расположена так, что ее боковая поверхность параллельна потоку протекающей жидкости.A device for measuring corrosion of pipelines [patent RU No. 2463575. Publ. 10.10.2012, IPC G01N 17/00], comprising an upright housing with a lateral cylindrical tide, angled, a cover with an internal protrusion, a sealing gasket, and a plug with a hole made of electrical insulation is tightly installed in the cover until the inner protrusion the material, with a diameter equal to the inner diameter of the lid, in the center of the cork is fixed a square corrosion-proof metal plate with a side size of 0.8-0.9 of the inner diameter of the side tide, while the witness plate is cor In the middle of the side facing the cork, it has a leg 3-5 mm wide and 2-4 mm longer than the thickness of the cork, and the corrosion test plate is located so that its side surface is parallel to the flow of the flowing fluid.

Недостатком данного технического решения является ограничение возможностей исследования коррозии только гравиметрическим методом, что не дает информации для прогнозирования и анализа причин коррозионного процесса, а также использование отдельного образца-свидетеля.The disadvantage of this technical solution is the limitation of the possibility of studying corrosion only by the gravimetric method, which does not provide information for predicting and analyzing the causes of the corrosion process, as well as the use of a separate witness sample.

Задачей изобретения является повышение точности прогнозирования и анализа коррозии за счет создания условий применения вольтамперометрических методов исследования.The objective of the invention is to improve the accuracy of prediction and analysis of corrosion by creating conditions for the use of voltammetric research methods.

Техническим результатом изобретения является своевременность обнаружения коррозионных поражений, получение точных достоверных данных о текущем коррозионном состоянии поверхности корродирующего металла вследствие применения вольтамперометрических методов мониторинга в непрерывном режиме.The technical result of the invention is the timely detection of corrosion lesions, obtaining accurate reliable data on the current corrosion state of the surface of the corroding metal due to the use of voltammetric monitoring methods in continuous mode.

Указанный технический результат обеспечивается предлагаемым устройством для измерения коррозии трубопроводов, содержащим крышку, уплотняющую прокладку и пластину-свидетель, при этом в крышке закреплен центральный стержень, расположенный в отверстии на стенке трубопровода, снабженном сальниковым уплотнением, состоящим из прокладки и крышки сальника, в качестве пластины-свидетеля используют часть внутренней поверхности трубопровода, ограниченной внутренним диаметром крышки, на ограниченной части внутренней поверхности трубопровода расположены два патрубка с кранами на расстоянии 0,4-0,5 диаметра крышки от оси центрального стержня, а на расстоянии 0,2-0,3 диаметра крышки расположен серебряный электрод.The specified technical result is provided by the proposed device for measuring corrosion of pipelines, containing a cover, a sealing gasket and a witness plate, while the central rod located in the hole on the pipe wall, equipped with a packing consisting of a gasket and an oil seal, is fixed in the cover as a plate - witnesses use part of the inner surface of the pipeline, limited by the inner diameter of the lid, on a limited part of the inner surface of the pipeline and there are two nozzles with taps at a distance of 0.4-0.5 diameter of the cap from the axis of the central rod, and at a distance of 0.2-0.3 diameter of the cap is a silver electrode.

Предлагаемая конструкция устройства для измерения коррозии трубопроводов обеспечивает создание на внутренней поверхности трубопровода трехэлектродной электрохимической ячейки, состоящей из рабочего электрода (пластины-свидетеля), роль которого выполняет часть внутренней поверхности трубопровода, ограниченной внутренним диаметром крышки, вспомогательного электрода, роль которого выполняет внутренняя поверхность крышки и электрода сравнения, роль которого выполняет серебряный электрод. Трехэлектродная электрохимическая ячейка обеспечивает повышение точности и достоверности измерений коррозии за счет разделения функций поддержания режима поляризации и измерения потенциала между вспомогательным электродом и электродом сравнения. Размещение серебряного электрода в непосредственной близости от внутренней поверхности трубопровода позволяет снизить омическое падение потенциала между рабочим электродом и электродом сравнения, то есть избежать искажений аналитического сигнала. Проведение измерений не предполагает остановки движения транспортируемой среды по трубопроводу, что позволяет вести непрерывный мониторинг состояния внутренней поверхности трубопровода, и обнаруживать коррозионные дефекты в начальный период появления, что обеспечивает своевременность обнаружения коррозионных поражений.The proposed design of a device for measuring pipeline corrosion provides the creation on the inner surface of the pipeline of a three-electrode electrochemical cell, consisting of a working electrode (witness plate), the role of which is played by part of the inner surface of the pipeline, limited by the inner diameter of the lid, an auxiliary electrode, the role of which is played by the inner surface of the lid and reference electrode, the role of which is the silver electrode. The three-electrode electrochemical cell provides improved accuracy and reliability of corrosion measurements by dividing the functions of maintaining the polarization mode and measuring the potential between the auxiliary electrode and the reference electrode. Placing a silver electrode in close proximity to the inner surface of the pipeline reduces the ohmic potential drop between the working electrode and the reference electrode, that is, to avoid distortion of the analytical signal. Carrying out measurements does not imply stopping the movement of the transported medium through the pipeline, which allows continuous monitoring of the state of the internal surface of the pipeline, and to detect corrosion defects in the initial period of occurrence, which ensures timely detection of corrosion damage.

Крышка с уплотняющей прокладкой предназначена для периодического изолирования участка внутренней поверхности трубопровода от коррозионной среды и замену среды растворами электролитов, в которых возможно проведение электрохимических исследований с помощью вольтамперометрических методов. Закрепленный на крышке центральный стержень обеспечивает возможность вертикальных перемещений крышки, а также служит токоподводом при проведении вольтамперометрических измерений. Для замены коррозионной среды растворами электролитов на части внутренней поверхности трубопровода, ограниченной диаметром крышки, расположены два патрубка с кранами на расстоянии 0,4-0,5 диаметра крышки от оси стержня. Такое расположение патрубков является оптимальным для быстрого и качественного заполнения внутреннего пространства крышки растворами электролитов. Расположение серебряного электрода на расстоянии 0,2-0,3 диаметра крышки позволяет избежать краевых эффектов при измерении потенциала части внутренней поверхности трубопровода, ограниченной внутренним диаметром крышки. Для обеспечения герметичности трубопровода, что является необходимым условием для проведения измерений непосредственно в процессе эксплуатации, центральный стержень снабжен сальниковым уплотнением, состоящим из прокладки и крышки сальника. При этом сальниковое уплотнение центрального стержня предотвращает прямой электрический контакт стенки трубопровода и крышки, что обеспечивает использование части внутренней поверхности трубопровода в качестве рабочего электрода, а внутренняя поверхность крышки - в качестве вспомогательного электрода.The cover with a sealing gasket is designed to periodically isolate a portion of the inner surface of the pipeline from a corrosive medium and to replace the medium with electrolyte solutions, in which electrochemical studies using voltammetric methods are possible. The central rod fixed on the lid provides the possibility of vertical movements of the lid, and also serves as a current lead during voltammetric measurements. To replace the corrosive medium with electrolyte solutions on the part of the inner surface of the pipeline, limited by the diameter of the cap, there are two pipes with taps at a distance of 0.4-0.5 diameter of the cap from the axis of the rod. This arrangement of nozzles is optimal for quick and high-quality filling of the inner space of the lid with electrolyte solutions. The location of the silver electrode at a distance of 0.2-0.3 diameter of the lid allows you to avoid edge effects when measuring the potential of part of the inner surface of the pipeline, limited by the inner diameter of the lid. To ensure the tightness of the pipeline, which is a prerequisite for taking measurements directly during operation, the central shaft is equipped with an packing seal, consisting of a gasket and packing cover. In this case, the stuffing box seal of the central rod prevents direct electrical contact between the pipe wall and the cover, which ensures the use of part of the internal surface of the pipeline as a working electrode, and the internal surface of the cover as an auxiliary electrode.

Сущность изобретения поясняется чертежом.The invention is illustrated in the drawing.

На фиг. 1 приведено устройство для измерения коррозии трубопроводов в поперечном сечении в нерабочем состоянии.In FIG. 1 shows a device for measuring corrosion of pipelines in a cross section inoperative.

На фиг. 2 приведено устройство для измерения коррозии трубопроводов в поперечном сечении в рабочем состоянии.In FIG. 2 shows a device for measuring corrosion of pipelines in cross section in working condition.

Устройство для измерения коррозии трубопроводов содержит крышку 1, уплотняющую прокладку 2, в крышке закреплен центральный стержень 3, расположенный в отверстии на стенке трубопровода 4, снабженном сальниковым уплотнением, состоящим из прокладки 5 и крышки сальника 6, на части внутренней поверхности трубопровода 7, ограниченной диаметром крышки 1, играющей роль пластины свидетеля, расположены патрубки 8 и 9 на расстоянии 0,4-0,5 диаметра крышки от оси центрального стержня с кранами 10, 11, а на расстоянии 0,2-0,3 диаметра крышки расположен герметично закрепленный в стенке трубопровода серебряный электрод 12.A device for measuring corrosion of pipelines contains a cover 1, a sealing gasket 2, a central rod 3 is fixed in the cover, located in an opening on the wall of the pipe 4, equipped with a packing, consisting of a gasket 5 and a packing cover 6, on a part of the inner surface of the pipe 7, limited by diameter of the cap 1, which acts as a witness plate, nozzles 8 and 9 are located at a distance of 0.4-0.5 of the diameter of the cap from the axis of the central rod with taps 10, 11, and at a distance of 0.2-0.3 of the diameter of the cap is sealed a silver electrode 12 mounted in the wall of the pipeline.

Устройство работает следующим образом. Для обеспечения возможности электрохимических измерений механический привод (не показан) обеспечивает вертикальное перемещение центрального стержня 3, закрепленного в крышке 1, и его останов при касании прокладки 2 внутренней поверхности трубопровода и ее поджатии. Данное положение показано на фиг. 2. Герметичность трубопровода, а также снижение трения при движении центрального стержня обеспечивает прокладка сальника 5, уплотняемая с помощью крышки сальника 6. После этого из крышки 1 удаляют коррозионную среду через патрубки 8 и 9, для чего краны 10 и 11 переключаются в открытое положение. После заливки через патрубки 8 и 9 электролита для электрохимических измерения краны 10 и 11 закрывают и проводят вольтамперометрические измерения. После проведения измерений краны 10 и 11 переводят в открытое положение и через патрубки 8 и 9 производят удаление раствора электролита и заполнение внутреннего пространства крышки 1 внутренней средой трубопровода, после чего краны 10 и 11 закрывают, крышка 1 с помощью центрального стержня 3 отрывается от внутренней поверхности трубопровода 7 и доступ коррозионной среды возобновляется, что обеспечивает непрерывность коррозионного мониторинга.The device operates as follows. To enable electrochemical measurements, a mechanical drive (not shown) provides vertical movement of the Central rod 3, mounted in the cover 1, and its stop when touching the gasket 2 of the inner surface of the pipeline and its preload. This position is shown in FIG. 2. The tightness of the pipeline, as well as the reduction of friction during the movement of the central shaft, is ensured by the gasket 5, which is sealed with the gasket 6. After this, the corrosive medium is removed from the cover 1 through pipes 8 and 9, for which the valves 10 and 11 are switched to the open position. After pouring through the nozzles 8 and 9 of the electrolyte for electrochemical measurements, the taps 10 and 11 are closed and voltammetric measurements are carried out. After the measurements, the taps 10 and 11 are moved to the open position and through the nozzles 8 and 9 the electrolyte solution is removed and the inner space of the lid 1 is filled with the internal medium of the pipeline, after which the taps 10 and 11 are closed, the lid 1 is torn off from the inner surface using the central rod 3 pipeline 7 and access of the corrosive medium is renewed, which ensures the continuity of corrosion monitoring.

Claims

A device for measuring corrosion of pipelines, comprising a cover, a sealing gasket and a witness plate, characterized in that a central rod fixed in the hole is located in the hole on the pipe wall, equipped with an packing consisting of a gasket and a packing gland, using a witness plate part of the inner surface of the pipeline, limited by the inner diameter of the lid, on a limited part of the inner surface of the pipeline are two nozzles with taps at a distance 0.4-0.5 diameter of the cap from the axis of the central rod, and at a distance of 0.2-0.3 diameter of the cap is a silver electrode.