SU938214A1 - Устройство дл определени места повреждени изол ции магистральных трубопроводов - Google Patents

Description

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для определения места повреждения изоляционного покрытия на подземных металлических сооружениях, в частности на магистральных трубопроводах в ⁵ газовой, нефтяной и других отраслях народного хозяйства.

Известно устройство, содержащее в приемнике генератор звуковой частоты, телефоны и усилитель, который позволяет за счет срабатывания звукового генератора при наличии сигнала на входе усилителя лишь ускорить процесс отыскания ₍₅ повреждения £1 ] .

Однако это устройство выполняет функцию обнаружения дефекта повреждения и не решает вопрос определения расположения дефекта, особенно при исполь— 20 зовании его на магистральных трубопроводах, где требуется определять место расположения дефекта в изоляции, а именно: внизу, сбоку или сверху трубы при приемке, эксплуатации или в предремонтном обследовании трубопроводов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее передатчик, приемник, головные телефоны и электроды—искатели.

Передатчик представляет собой автоколебательный генератор, выход которого подключен к контрольно-измерительному пункту трубопровода и дополнительному заземлению. Генератор возбуждает в цепи 'труба-земля' электромагнитные колебания с частотой 1000 Гн. которые на поверхности земли в области дефекта изоляции магистрального газопровода образуют градиент потенциалов за счет токов, протекающих через этот дефект. Для обнаружения дефекта электроды устанавливают или над трубопроводом, на расстоянии 5 - 10 м друг от друга и тогда по минимальному сигналу на выходе приемника в наушниках определяют место дефекта, или перпендикулярно -оси трубопровода, причем один электрод расположен над трубопроводом при этом наличие дефекта определяется по максимальному сигналу в наушниках [2].

К недостаткам следует отнести большое затухание сигнала с частотой око- 5 по 1000 Гн в цепи ”труба-земля на современных эксплуатируемых трубопроводах большого диаметра (1020, 12-20 и 1420 мм). Затухание контрольного сигнала составляет более 40 - 60 дБ Ю на км, а так как выходная мощность передатчика не превышает 35 Вт, то дальность действия такого устройства составляет 300 — 500 м. В. высокоомных грунтах при р — от 200 Ом до 15КОм·м 15 данные приборы практически не находят применения из-за низкого входного сопротивления приемника.

Нель изобретения - повышение точности определения мест повреждения в изо- 20 ляционных покрытиях на подземных магистральных трубопроводах, увеличение дальности действия и производительности проведения измерительных работ.

ι 25

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения места повреждения изоляционного покрытия магистральных трубопроводов, содержащее передатчик, содержащий источник тока и генератор, и приемник, содержащий фильтр, усилитель переменного тока, электроды, регистрирующий элемент, введены: в передатчик - коммутатор, блоки разрешения и программы, в качестве источника тока используется установка катодной защиты, ³⁵ приемник содержит три канала, в каждый из которых введены преобразователь входного импеданса, детектор, элемент автоматического регулирования усиления, кроля ме того в приемник введены два сумматора, нуль-индикатор, вольтметр постоянного тока, причем выход генератора соединен с. первым входом блока разрешения, второй вход которого соединен с выходом блока программы, выход блока разрешения⁴⁵ соединен с первым входом коммутатора, второй вход которого соединен с выходом преобразователя установки катодной защиты, выход коммутатора соединен с клеммой для подключения объекта контроля, ⁵⁰ причем выходной вывод выносного электрода соединен с первыми входами каждого канала приемника, вторые входы которых соединены с соответствующими измерительными электродами, первые выходы каждо- 55 го канала приемника соединены с соответствующими входами первого сумматора, выход которого соединен с нуль-индикато ром и с первым входом регистрирующего элемента, второй, третий и четвертый входы которого соединены с вторыми выходами каналов приемника и с соответствующими входами второго сумматора, выход которого соединен с пятым входом реагирующего элемента и с входом вольтметра постоянного тока.

Причем первый и второй входы каждого канала приемника соединены с соответствующими входами преобразователя входного импеданса, выход которого соединен с первым выходом канала приемника, и с первым входом усилителя переменного тока, второй вход которого соединен с выходом элемента автоматического регулирования усиления, вход которого соединен с вторым выходом канала приемника и с выходом детектора, вход которого соединен с выходом фильтра, вход кото• рого соединен с выходом усилителя переменного тока.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - диаграмма распределения электрического поля при наличии дефекта в изоляционном покрытии подземного магистрального трубопровода.

Устройство состоит из передатчика, содержащего генератор 1, блок 2 разрешения, блок 3 программы, коммутатор 4, преобразователь 5 установки катодной защиты, анодное заземление 6, приемник содержит три канала, каждый из которых содержит преобразователь входного импеданса 7, усилитель 8 переменного тока, фильтр 9, детектор 10, элемент 11 автоматического регулирования усиления. Кроме того, приемник содержит электрода 12, выносной электрод 13, сумматор 14, нуль-индикатор 15, регистрирующий элемент 16, сумматор 17, вольтметр 18. постоянного тока.

Устройство работает следующим образом.

По заданной программе, сформированной блоком 3 программы, импульсы управления поступают на вход блока 2 разрешения, с выхода которого заполненные инфранизкой частотой следования импульсов от генератора 1 поступают на управляющий вход коммутатора 4. Ток от преобразователя 5 установки катодной защиты через коммутатор 4 протекает по нагрузке, образованной цепью трубопровод - анодное заземление 6 с частотрй коммутирования заданной блоком 3 программы. Этот ток. возбуждает в подземном магистральном трубопроводе электри-.!

ческие колебания контрольной частоты с частотой следования, заданные генератором 1. Сигнал контрольной частоты с электродов 12, расположенных над трубопроводом, относительно выносного элект— 5 рода 13 при наличии дефекта изоляционном покрытии трубопровода поступает на вход одного из каналов приемника через преобразователь входного импеданса 7, усилитель 8, фильтр 9 и детектор 10 на ^,0 вход сумматора 17 и регистрирующий элемент 16.

С выхода детектора 10 сигнал поступает через элемент автоматического регулирования усиления 11 на усилитель 8. ¹⁵ Одновременно на вход регистрирующего элемента 16 и вольтметр 18 постоянного тока общий сигнал подается с выхода сумматора 17.

Для определения полярности и величи- ²⁰ ны градиента электрического поля в области дефекта сигнал с выхода преобразователя входного импеданса 7 каждого канала приемника поступает через сумматор 14 на входнуль-инаикатора 15 и регистри- ³⁵ рующий элемент 16.

На фиг.- 2 а приведена диаграмма распределения электрического поля при расположении дефекта внизу трубопровода, т. е. в данном случае сигнал контроль-. ³⁰ ной частоты от передатчика принимается первым и третьим каналом и фиксируется регистрирующим элементом 16, вольтаметром 18 постоянного тока. Одновременно величина напряжения постоянного и - 35 переменного тока с выхода преобразователя входного импеданса 7 первого и третьего каналов через сумматор 14 измеряется нуль-индикатором 15 и выводится на регистрирующий элемент 16. 40

На фиг. 2 б приведена диаграмма распределения градиента электрического поля при расположении дефекта в изоляционном покрытии трубопровода справа (штрих—₅ пунктирной линией - слева). В данном случае сигнал принимается третьим каналом или первым.

При расположении дефекта сверху трубопровода вид диаграммы приведен на фиг. 2 в. При этом сигнал принимается вторым каналом.

Наличие на входе каждого канала приемника преобразователя входного импеданса 7 позволяет наряду с приемом контрольного сигнала в различных грунтах с высоким удельным сопротивлением одновременно осуществить и измерение изменения защитного потенциала вдоль трубопровода с учетом расположения дефекта в изоляционном покрытии.

Применение предлагаемого устройства позволит увеличить дальность его действия, повысить точность определения места расположения дефекта, а также производительность проведения измерений.

Claims (2)

1. над трубопроводом при этом наличие де фекта определ етс  по максимальному сигналу в наушниках 2 . К недостаткам следует отнести большое затухание сигнала с частотой около 1ООО Гц в цепи труба-земл  на современных эксплуатируемых трубопроводах болыпого диаметра (102О, 12-20 и 142О мм). Затухание контрольного сигнала составл ет более 4О - 60 дБ на км, а так как выходна  мощность передатчика не превышает 35 Вт, то дальность действи  такого устройства составл ет ЗОО - 500 м. В, высокоомных грунтах при р - от 2ОО Ом до 15КОм данные тприборы практически не наход т применени  низкого входного сопротивлени  приемника. Цель изобретени  - повьпиение точности определени  мест повреждени  в изол ционных псжрыти х иа подземных магистральных трубопроводах, увеличение дальности действи  и производительности проведени  измерителып 1Х работ. I Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  определени  места повреждени  изол ционного покрыти  магистральных трубопроводов, содержащее передатчик, содержащий источник тока и генератор, и прдаемник, содержащий фильт усилитель переменного тока, электроды, регистрирующий элемент, введены: в пе- редатчик - коммутатор, блоки разрешени  и программы, в качестве источника тока используетс  установка катодной защиты, приемник содержит три канала, в каждый из которых введены преобразователь вход ного импеданса, детектор, элемент автоматического регулировани  усилени , кроме того в приемншс введены два сумматора , нуль-индикатор, вольтметр посто нного тока, причем выход генератора соединен с. первым входом блока разрешени второй вход KOTOpwo соединен с выходом блока программы, выход блока разрешени соединен с первым входом коммутатора, второй вход которого соединен с выходом преобразовател  установки катодной за- щиты, выход коммутатора соединен с кле мой дл  подключени  объекта контрол , причем выходной вывод выносного электр да соединен с первыми входами каждого канала приемника, вторые входы которых , соединены с соответствующими измеритель -нагрузке, образованной цепью трубопроными электродами, первые выходы каждо 55вод - анодное заземление 6 с частотой го канала приемника соединены с соот -коммутировани  заданной блоком 3 проветствующими входами первого сумматора,трамкЛ). Этот ток„ возбузкдает в подземшдход которого соединен с нуль-индикато-ном магистральном трубопроводе электри ром и с первым входом регистрирующего элемента, второй, третий и чет-вертый входы которого соединены с вторыми выходами каналов приемника и с соответствующими входами второго сумматора, выход которого соединен с п тым входом реагирующего элемента и с входом вольтметра посто нного тока. Причем первый и второй входы каждого канала приемника соединены с соответствующими входами преобразовател  входного импеданса, выход которого соединен с первым выходом канала приемника, и с первым входом усилител  переменного тока, второй вход которого соединен с выходом элемента автоматического регулировани  усилени , вход которого соединен с вторым выходом канала приемника и с выходом детектора, вход которого соединен с выходом фильтра, вход которого соединен с выходом усилител  пе«рем энного тока. На фиг. 1 представлена схема устрой- ства; на фиг. 2 - диаграмма распределени  электрического пол  при наличии дефекта в изол ционном покрытии подземного магистрального трубопровода. Устройство состоит из передатчика, содержащего генератор 1, блок 2 разрешени , блок 3 программы, коммутатор 4, преобразователь 5 установки катодной защиты, анодное заземление 6, приемник содержит три канала, каждый из которых содержит преобразователь входного импеданса 7, усилитель 8 переменного тока , фильтр 9, детектор 10, элемент 11 автоматического регулировани  усилени . Кроме того, приемник содержит электрода 12, выносной электрод 13, сумматор 14, нуль-индикатор 15, регистрирующий элемент 16, сумматор 17, вольтметр 18. посто нного тока. Устройство работает следующим образом . По заданной программе, сформирован;ной блоком 3 программы, импульсы уп:равлени  поступают на вход блока 2 разрешени , с выхода которого заполненные 1шфранизкой частотой следовани  импульсов от генератора 1 поступают на управл ющий вход коммутатора 4. Tok от преобразовател  5 установки катодной защиты через коммутатор 4 протекает по ческие колебани  контрольной частоты с частотой следовани , заданные генератором 1. Сигнал контрольной частоты с электродов 12, расположенных над трубо проводом, относительно выносного элект рода 13 при наличии дефекта ИЗОЛЯХЕИОН ном покрытии трубопровода поступает на вход одного из каналов приемника через преобразователь входного импеданса 7, усилитель 8, фильтр 9 и детектор 1О на вход сумматора 17 и регистрирующий элемент 16. С выхода детектора 1О сигнал поступает через элемент автоматического регулировани  усилени  11 на усилитель 8 Одновременно на вход регистрирующего элемента 16 и вольтметр 18 nocTOsraHO- го тока общий сигнал подаетс  с выхода сумматора 17. Дл  определени  пол рности и величины градиента электрического пол  в области дефекта сигнал с выхода преобразовател  входного импеданса 7 каждого ка нала приемника поступает через сумматор 14 навхоануль-инаикатора 15 и регистрирующий элемент 16. На фиг.- 2 а приведена диаграмма распределени  электрического пол  при расположении дефекта внизу трубопровода, т. е. в данном случае сигнал контроль-. ной частоты от передатчика принимаетс  первым и третьим kaнaлoм и фиксируетс  регистрирующим элементом 16, вольпметром 18 посто нного тока. Одновременно величина напр жени  посто нного к переменного тока с выхода преобразовател  входного импеданса 7 первого и третьего каналов через сумматор 14 измер етс  нуль-индикатором 15 и выводитс  на регистрирующий элемент 16. На фиг. 2 б приведена диаграмма распределени  градиента электрического пол  при расположении дефекта в изол хщон- ном покрытии трубопровода справа (щтрих пунктирной линией - слева). В данном случае сигнал принимаетс  третьим каналом или первым. При расположении дефекта сверху трубопровода вид диаграммы приведен на фиг. 2 в. При этом сигнал принимаетс  вторым каналом. Наличие на входе каждого канала приемника преобразовател  входного импеданса 7 позвол ет нар ду с приемом контрольного сигнала в различных грунтах с высоким удельным сопротивлением одновременно осуществить и измерение изменени  защитного потенциала вдоль трубопровода с учетом расположени  дефекта в изол ционном покрытии. Применение предлагаемого устройства позволит увеличить дальность его дейст ви , повысить точность определени  места расположени  дефекта, а также производительность проведени  измерений. Формула изобретени  1. Устройство дл  определени  места поврезкдени  изол ции магистральных трубопроводов , содержащее передатчик, содержащий источник тока и генератор, и приемник, содержащий , усилитель переменного тока, электроды, регистрирующий элемент, отличающее - с   тем, что, с целью повьпиени  точ; эсти определени  места расположени  повреждени , увеличени  дальности действи  и производительности проведени  измерений, в него введены: в передатчик - коммутатор, блоки разрешени  и программы, в качестве источника тока используетс  установка катодной запшты, щшемник содержит три канала, в каждый из кото1  1х введены преобразователь входного импеданса, детектор, элемент автоматического ретулщзовани  усилени , того, в прБЕемашс введены два сумматора , нуль-«нд®Еатор, вольтметр посто нного тока, причем, клход генератора соединен с пе1шым входом бкж& раэрешегш , второй вход которого еоедйнеи с выходом блока прси7рак мы, выход блока разрешешш соединен г. первым входом коммутатора, второй вход которого соединен с выходом преобразоватепа установки катодной запшты, выход коммутатора соединен с клеммой дл  подЕлючени  объекта контрол , причем ш 1ходной вывод выносного электрода соединен с первыми входами каждого канала приемника, вторые входы которых соединены с соответствующими измерительными электродами, первые выходы Евждого канала приемника соединены с соответствующими входами первого сумматора, выход которого соединен с нуль-индикатором и с первым входом репгстрирующего элемента, второй, третий и четвертый входы которого соединены со вторыми выходами каналов приемника и с соо-тетствуюпщми входами второго сумматора, выход которого соединен с п тым входом реагирующего элемента и со входом вольтметра посто нного тока, 2. Устройстео по п. 1, о.т л и ч а ю ш е е с   тем, что первый   второй мсг ДЫ каждого канала приемника соедш ены с соответствующими входами преобразовател  входного импеданса, выход которого соединен с первым входом ка -ала приемника и с первым входом усилител  переменного тока, второй вход которого соединен с выходом элемента автоматического регулировани  ус шени , вход ко торого соединен со вторым выходом канала приемника и с выходом детектора. 9 48 вход которого соединен с выходом фильтра , вход которого соединен с выходом усилител  переменного тока. Источники информации, . прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 192928, кл. 001R 31/08, 1965.
2. 2.Методы контрол  и измерений при защите подземных сооружений от кЪррозии . М., Недра, 1978, с. 138 - 141.

   М /k

   CS

   Kf

   J

   А m /

   fcf ts :