СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА ПРОТЕЧКИ ТЕПЛОТРАССЫ Российский патент 2015 года по МПК F17D5/06 G01R31/00 

Изобретение относится к области эксплуатации трубопроводов, в частности теплотрасс, и может быть использовано для обнаружения мест протечек теплотрасс, предпочтительно для коротких по протяженности и небольших по диаметру внутриквартальных теплотрасс с протяженностью ответвлений до 200-300 метров.

Известен способ обнаружения коррозионных повреждений на трубопроводах (патент РФ №2244297, МПК G01N 27/02, опубл. 10.01.2006 г.), включающий разбивку обследуемого трубопровода на участки, измерение на каждом участке значений электрического сопротивления участка, которое проводят по четырехэлектродной схеме, при этом в краевых зонах каждого участка проводят измерение толщины стенок и наружных диаметров трубы, проводят вычисление удельного сопротивления металла, по полученному значению удельного сопротивления проводят вычисление расчетного электрического сопротивления участка с минимально допустимой толщиной стенки используемых труб, проводят сравнение реального электрического сопротивления участка, полученного в результате измерений, с расчетным электрическим сопротивлением и по отклонению реальных сопротивлений от расчетных судят о наличии и степени коррозионных повреждений металла на этих участках.

Недостатком данного способа является невозможность его использования для обнаружения дефектных участков в разветвленных трубопроводах с боковыми ответвлениями в городских теплотрассах.

Известен способ контроля состояния изоляционного покрытия в процессе эксплуатации подземного магистрального трубопровода (патент РФ №2221190, МПК F16L 58/02, опубл. 10.01.2004 г.), включающий измерение электрического сопротивления "датчик утечки - общий электрод" в цепи элементов устройства, при этом по уменьшению электрического сопротивления судят об изменении адгезионных характеристик заводского полиэтиленового антикоррозионного покрытия.

Недостатками данного способа являются ограниченность области его использования, поскольку способ распространяется только на оценку адгезионных характеристик заводского антикоррозионного покрытия.

Известен способ определения наличия и площади эквивалентного повреждения в изоляционном покрытии подземного сооружения (патент РФ №2315329, МПК F17D 5/06, опубл. 20.01.2008 г.), включающий измерение с помощью двух электродов сравнения, установленных на определенном расстоянии по линии перпендикулярной оси трубопровода, падения напряжения в грунте, определение глубины залегания оси трубопровода в месте измерения, измерение с поверхности земли над трубопроводом удельного электрического сопротивления грунта с помощью четырехэлектродной схемы, располагая электроды по линии, перпендикулярной трубопроводу, определение силы тока на выходе двух установок катодной защиты, между которыми производят измерения, измерение минимального расстояния от анодных заземлений установок катодной защиты до трубопровода, расстояния от места измерений до места подключения установок катодной защиты к трубопроводу, а площадь эквивалентного повреждения определяют эмпирически.

Недостатком данного способа является его трудоемкость и ограниченная область применения.

Наиболее близким техническим решением является способ контроля состояния изоляции трубопроводов с теплоизоляцией (патент РФ №2289753, МПК F17D 5/06, G01R 31/00, опубл. 20.12.2006 г.), включающий проверку электрического сопротивления теплоизоляции путем подачи напряжения на измеритель устройства контроля и на объект контроля и измерение величины электрического сопротивления теплоизоляции, при этом в качестве объекта контроля используют электрическое сопротивление замкнутой электрической цепи сигнальных проводников системы оперативного дистанционного контроля (СОДК) и собственно электрическое сопротивление теплоизоляции, причем на измеритель подают напряжение, учитывающее изменение питающего напряжения и исключающее температурную зависимость самого измерителя, а измерение электрического сопротивления замкнутой электрической цепи сигнальных проводников СОДК и теплоизоляции осуществляют многопороговым мониторингом.

Недостатком данного технического решения является сложность проведения измерений в процессе эксплуатации теплотрасс.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является снижение трудоемкости обнаружения протечек трубопровода в процессе эксплуатации теплотрассы.

Техническим результатом изобретения является повышение точности определения места протечки теплотрассы при одновременном упрощении процедуры контроля состояния изоляции трубопровода в процессе эксплуатации теплотрассы.

Технический результат достигается способом определения места протечки теплотрассы, включающим размещение на контролируемом участке теплотрассы в покрывающей трубопровод теплоизоляции с диэлектрическими свойствами по меньшей мере одной линии токопроводящего сигнального проводника, на концах которого устанавливают устройства контроля электрического сопротивления, отличающийся тем, что по меньшей мере на одной линии токопроводящего сигнального проводника последовательно через заданные расстояния устанавливают резисторы, имеющие равные значения электрического сопротивления, превышающие значение сопротивления теплоизоляции при намокании, а расстояние до места протечки от устройства для контроля электрического сопротивления определяют путем деления измеренного общего электрического сопротивления токопроводящего сигнального проводника на величину электрического сопротивления одного резистора и умножении полученного результата на расстояние между резисторами.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема реализации способа для теплотрассы с одним ответвлением, на фиг.2 - схема реализации способа для прямолинейного участка теплотрассы.

Схема на фиг.1 содержит трубопровод 1 с теплоизоляцией 2, имеющей диэлектрические свойства, в которой образована электрическая цепь, из первого 3 и второго 4 сигнальных проводников, причем первый сигнальный проводник 3 цепи содержит резисторы 5, установленные последовательно на заданном расстоянии друг от друга и имеющие заданные значения электрического сопротивления, превышающие значение электрического сопротивления намокшей теплоизоляции, а второй сигнальный проводник 4 выполнен с малым сопротивлением, например в виде медной или стальной жилы, либо им может являться сам стальной трубопровод теплотрассы. Первое 6 и второе 7 устройства контроля электрического сопротивления подключены на концах контролируемого участка трубопровода 1 к первому 3 и второму 4 сигнальным проводникам, причем в случае наличия ответвлений 9 первый 3 и второй 4 сигнальные проводники соответствующих ответвлений 9 соединяют параллельно в точке разветвления, а третье 8 устройство контроля электрического сопротивления устанавливают на конце каждого отдельного контролируемого ответвления 9. Кроме того, устройства контроля электрического сопротивления могут быть установлены в точках разветвления ответвлений (на схеме не обозначены), а также они могут быть установлены на участке между концами трубопровода 1 или на участке ответвления 9 между концом ответвления и точкой разветвления. Все устройства контроля электрического сопротивления связаны между собой в единую информационную сеть, например, посредством сетевого кабеля 10 или, например, посредством радиопередающих устройств 11, в свою очередь указанная информационная сеть содержит логическое устройство 12, предназначенное для сбора с устройств контроля электрического сопротивления значений замеренных сопротивлений и последующего вычисления расстояния от устройства контроля электрического сопротивления до места протечки. Кроме того, логическое устройство 12 выполнено с возможностью передачи данных через сеть Интернет, например, на компьютер 13 диспетчерской службы.

Способ определения места протечки теплотрассы реализуют следующим образом. Укладывают трубы 1 с установленными в теплоизоляции 2 резисторами 5. Подсчитывают и отмечают, например, на графической схеме теплотрассы, количество уложенных труб и количество резисторов 5, на каждом отдельном участке теплотрассы. Эти данные заносят также в логическое устройство 12. С помощью измерителя в составе первого 6 и второго 7 устройства контроля электрического сопротивления измеряют электрические сопротивления замкнутой электрической цепи первого 3 и второго 4 сигнальных проводников и проверяют таким образом отсутствие повреждений первого и второго сигнальных проводников. С помощью измерителя в составе первого 6 и второго 7 устройства контроля электрического сопротивления измеряют электрическое сопротивление теплоизоляции 2 теплотрассы. Причем в случае наличия ответвлений 9 проводят соответствующие измерения электрического сопротивления первого и второго сигнальных проводников, а также электрического сопротивления изоляции теплотрассы каждым из имеющихся измерителей в составе третьих 8 устройств контроля электрического сопротивления. В том случае, когда сопротивление изоляции 2 вследствие намокания от протечки трубопровода уменьшается, определяют расстояние от устройства контроля электрического сопротивления до места протечки путем вычисления, для этого сравнивают значения измеренного электрического сопротивления участка теплотрассы, расположенного между первым 6 и вторым 7 устройствами контроля электрического сопротивления. Например, для теплотрассы с одним ответвлением (фиг.1) определяют сопротивление теплоизоляции 2 трубопровода 1 на каждом участке с помощью измерителей в составе соответственно подключенных первого 6, второго 7 и третьего 8 устройств контроля электрического сопротивления. Как правило, сопротивление изоляции при намокании вследствие протечки уменьшается до величин менее 1 кОм. Затем замеренные данные поступают в логическое устройство 12, в котором происходит определение места протечки путем вычисления, а именно: значения электрических сопротивлений на замеряемых участках будут равны значению сопротивления резисторов 5, умноженному на их количество. Затем сравнивают количество резисторов 5, полученных по результатам указанных измерений измерителями в составе первого 6, второго 7 и третьего 8 устройств контроля электрического сопротивления, с данными, сохраненными на схеме теплотрассы, и определяют таким образом место протечки трубопровода 1, приводящее к намоканию изоляции 2. Аналогичным образом (фиг.2) определяют место протечки трубопровода 1, приводящее к намоканию изоляции 2 для случаев, когда контролируемый участок теплоизоляции 2 находится на прямолинейном участке трубопровода между первым 6 и вторым 7 устройствами контроля электрического сопротивления.

Например, для случая теплотрассы, выполненной из асбестоцементной трубы, покрывают указанные трубы теплоизоляцией из пенополиуретана (ППУ) методом заливки в форме и при этом устанавливают в указанной теплоизоляции ППУ на проводнике 3 через каждые 4 метра сопротивления, равные 10 кОм, соответственно для участка теплотрассы, например, имеющего длину 200 м будет содержаться 50 сопротивлений по 10 кОм, а общее сопротивление составит соответственно 500 кОм. Соответственно, второй сигнальный проводник 4, уложенный в теплоизоляции ППУ, представляет собой стальной проводник с сопротивлением 20 Ом при диаметре 1 мм и длине 200 м и величиной сопротивления такого проводника в дальнейших расчетах можно пренебречь. Таким образом, при намокании теплоизоляции, например, между первым и вторым сопротивлением, и снижении сопротивления теплоизоляции ППУ до величины, например, 1 кОм, соответственно измерители в устройствах контроля сопротивления должны показать значения сопротивления 11 кОм на одном и 491 кОм на втором. С учетом разброса погрешностей в электрических сопротивлениях, например в прецизионных металлопленочных резисторах стандартного исполнения погрешностью ±0,1%, а также при условии, что погрешность измерителя в устройстве контроля сопротивления равна ±0,5%, могут быть получены следующие результаты измерений на одном и на другом устройстве контроля: 11 кОм ± 2,5 кОм и 491 кОм ± 2,9 кОм. Полученные таким образом результаты измерений поступают в логическое устройство 12, в котором производятся вычисления с использованием известного номинала сопротивления, равного 10 кОм. Полученный результат указывает на понижение сопротивления теплоизоляции между первым и вторым сопротивлением, то есть в интервале расстояний от 4 до 8 метров от устройства контроля, показавшего 11 кОм ± 2,51 кОм.

Таким образом, реализация изобретения обеспечивает возможность с высокой точностью контролировать состояние изоляции и делать вывод о наличии протечек разветвленных трубопроводов с теплоизоляцией. При этом монтаж системы и ее эксплуатация не требуют больших затрат.

Изобретение относится к области эксплуатации трубопроводов, в частности теплотрасс, и может быть использовано для обнаружения мест протечек теплотрасс. Технический результат - повышение точности контроля состояние изоляции трубопровода. Способ определения места протечки теплотрассы включает размещение на контролируемом участке теплотрассы в покрывающей трубопровод теплоизоляции с диэлектрическими свойствами по меньшей мере одной линии токопроводящего сигнального проводника. На концах проводника устанавливают устройства контроля электрического сопротивления. По меньшей мере на одной линии токопроводящего сигнального проводника последовательно через заданные расстояния устанавливают резисторы, имеющие равные значения электрического сопротивления, превышающие значение сопротивления теплоизоляции при намокании. Расстояние до места протечки от устройства для контроля электрического сопротивления определяют путем деления измеренного общего электрического сопротивления токопроводящего сигнального проводника на величину электрического сопротивления одного резистора и умножения полученного результата на расстояние между резисторами. 2 ил.

Способ определения места протечки теплотрассы, включающий размещение на контролируемом участке теплотрассы в покрывающей трубопровод теплоизоляции с диэлектрическими свойствами по меньшей мере одной линии токопроводящего сигнального проводника, на концах которого устанавливают устройства контроля электрического сопротивления, отличающийся тем, что по меньшей мере на одной линии токопроводящего сигнального проводника последовательно через заданные расстояния устанавливают резисторы, имеющие равные значения электрического сопротивления, превышающие значение сопротивления теплоизоляции при намокании, а расстояние до места протечки от устройства для контроля электрического сопротивления определяют путем деления измеренного общего электрического сопротивления токопроводящего сигнального проводника на величину электрического сопротивления одного резистора и умножения полученного результата на расстояние между резисторами.