ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩАЯ СИСТЕМА ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ БЛУЖДАЮЩИХ ТОКОВ ПО ВСЕЙ ПРОТЯЖЕННОСТИ ПОДЗЕМНОГО ТРУБОПРОВОДА Российский патент 2023 года по МПК G01N17/04 F17D5/02 

Изобретение относится к области защиты от коррозии и может быть использовано для определения коррозионного состояния подземных трубопроводов и оценки эффективности их защиты.

Известно устройство мониторинга коррозии подземных трубопроводов под действием блуждающих токов содержит единичные индикаторы, выполненные из того же материала, что и подземные трубопроводы с расчетным сечением, обеспечивающим заданное время работы от момента установки его в грунт до полного разрушения, внешнюю рамку единичных индикаторов, общий и информационный проводники (Патент на полезную модель RU №201504, кл. G01N 17/04, опубл. 18.12.2020).

Устройство не обеспечивает фиксацию направления наибольшего коррозионного воздействия под действием блуждающих токов, измерение и отображение направления и интенсивности коррозионных процессов.

Известно устройство, содержащее единичные индикаторы, выполненные из того же материала, что и трубопровод, контуры единичных индикаторов располагаются горизонтально, под определенным углом, и вертикально относительно защищаемого подземного трубопровода, и закреплены на внешней рамке по общему периметру контуров единичных индикаторов, начала единичных индикаторов контура, располагаемого горизонтально относительно защищаемого подземного трубопровода, соединены с первым общим проводником, начала единичных индикаторов контуров, располагаемых под определенным углом и вертикально относительно защищаемого подземного трубопровода, соединены со вторым общим проводником, начала первого и второго общих проводников электрически соединены между собой и с базовым проводником, концы единичных индикаторов контура, располагаемого горизонтально, соединены с первым информационным проводником, концы единичных индикаторов контуров, располагаемых под определенным углом, соединены со вторым информационным проводником, концы единичных индикаторов контуров, располагаемых вертикально, соединены третьим информационным проводником, первый, второй и третий информационные проводники соединены с информационными входами коммутатора единичных индикаторов, выход коммутатора соединен с проводником передачи данных, управляющий вход коммутатора соединен с проводником управления (Патент RU №207171, кл. G01N 17/04, опубл. 15.10.2021).

Устройство не обеспечивает фиксацию направления наибольшего коррозионного воздействия под действием блуждающих токов по всей протяженности подземного трубопровода и выработку управляющих воздействий для повышения надежности работы трубопроводов.

Известно устройство измерения направления блуждающих токов в зоне пролегания подземных трубопроводов, содержащее единичные индикаторы, выполненные из того же материала, что и подземные трубопроводы, имеющие одинаковую площадь поперечного сечения и расположенные равномерно через определенный угол по диаметрам окружности круговой внешней рамки единичных индикаторов с радиусом, равным длине единичного индикатора, общий и информационный проводники, начала единичных индикаторов расположены в центре круговой внешней рамки единичных индикаторов, концы единичных индикаторов расположены на окружности круговой внешней рамки единичных индикаторов, начала единичных индикаторов соединены между собой и с общим проводником, конец каждого единичного индикатора соединен с соответствующим информационным проводником (Патент RU №207152, кл. G01N 17/04, опубл. 14.10.2021).

Устройство не обеспечивает измерение коррозионного воздействии по всей протяженности подземного трубопровода и выработку управляющих воздействий для коррекции защитных потенциалов оборудования электрохимической защиты.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является устройство, содержащее единичные индикаторы, выполненные из того же материала, что и подземные трубопроводы, общий проводник и информационные проводники контуров, начала всех единичных индикаторов электрически присоединены к общему проводнику, концы единичных охватывающих трубопровод индикаторов электрически присоединены к информационным проводникам поперечной коррозии трубопровода, а концы единичных параллельных трубопроводу индикаторов электрически присоединены к информационным проводникам продольной коррозии трубопровода, гибкий изолирующий центрирующий элемент индикаторов поперечной коррозии трубопровода имеет равномерно размещенные отверстия, центрирующие концы единичных охватывающих трубопровод индикаторов, гибкий изолирующий центрирующий элемент индикаторов продольной коррозии трубопровода имеет равномерно размещенные отверстия, центрирующие концы единичных параллельных трубопроводу индикаторов, изолирующие элементы единичных индикаторов размещены в местах пересечения индикаторов поперечной и продольной коррозии трубопровода, которые проходят через фиксирующие отверстия изолирующих элементов единичных индикаторов (Патент RU №200638, кл. G01N 17/04, опубл. 03.11.2020).

Устройство не обеспечивает измерение величины и направления коррозионного воздействии блуждающих токов по всей протяженности подземного трубопровода и выработку управляющих воздействий для коррекции защитных потенциалов оборудования электрохимической защиты в реальном времени и повышения надежности работы трубопроводов.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, состоит в повышении надежности работы трубопроводов посредством измерения величины и направления коррозионного воздействии блуждающих токов по всей протяженности подземного трубопровода и выработки управляющих воздействий для коррекции защитных потенциалов оборудования электрохимической защиты в реальном времени.

Техническая задача решается тем, что в известном устройстве, содержащем единичные индикаторы, выполненные из того же материала, что и подземные трубопроводы, общий проводник и информационные проводники контуров, начала всех единичных индикаторов электрически присоединены к общему проводнику, концы единичных охватывающих трубопровод индикаторов электрически присоединены к информационным проводникам поперечной коррозии трубопровода, а концы единичных параллельных трубопроводу индикаторов электрически присоединены к информационным проводникам продольной коррозии трубопровода, гибкий изолирующий центрирующий элемент индикаторов поперечной коррозии трубопровода имеет равномерно размещенные отверстия, центрирующие концы единичных охватывающих трубопровод индикаторов, гибкий изолирующий центрирующий элемент индикаторов продольной коррозии трубопровода имеет равномерно размещенные отверстия, центрирующие концы единичных параллельных трубопроводу индикаторов, изолирующие элементы единичных индикаторов размещены в местах пересечения индикаторов поперечной и продольной коррозии трубопровода, которые проходят через фиксирующие отверстия изолирующих элементов единичных индикаторов, дополнительно введены коммутатор единичных индикаторов, блок измерения проводимости единичных охватывающих трубопровод индикаторов, блок измерения проводимости единичных параллельных трубопроводу индикаторов, блок памяти первичных данных, регистр данных проводимости единичных охватывающих трубопровод индикаторов, регистр данных проводимости единичных параллельных трубопроводу индикаторов, блок сравнения данных проводимости единичных охватывающих трубопровод индикаторов, задатчик минимальной проводимости единичных охватывающих трубопровод индикаторов, компаратор проводимости единичных охватывающих трубопровод индикаторов, блок сравнения данных проводимости единичных параллельных трубопроводу индикаторов, задатчик минимальной проводимости единичных параллельных трубопроводу индикаторов, компаратор проводимости единичных параллельных трубопроводу индикаторов, делитель данных проводимостей, блок вычисления арктангенса, первый и второй блоки вычисления квадратов, сумматор, блок извлечения квадратного корня, блок памяти величины и направления коррозии, таймер, блок управления измерительного модуля, блок приема-передачи измерительного модуля, объединенные в измерительный модуль информационно-управляющей системы защиты от коррозии при воздействии блуждающих токов по всей протяженности подземного трубопровода, управляющий модуль информационно-управляющей системы защиты от коррозии при воздействии блуждающих токов по всей протяженности подземного трубопровода содержит, блок приема-передачи управляющего модуля, блок управления управляющего модуля, блок информации превышения проводимости единичных охватывающих трубопровод индикаторов минимального значения, блок информации превышения проводимости единичных параллельных трубопроводу индикаторов минимального значения, блок установки задатчика минимальной проводимости единичных охватывающих трубопровод индикаторов, блок установки задатчика минимальной проводимости единичных параллельных трубопроводу индикаторов, регистры величины коррозии измерительных модулей, регистры направления коррозии измерительных модулей, блок фиксации величины и направления коррозии по всей протяженности подземного трубопровода, блок задания допустимых значений величины и направления коррозии по всей протяженности подземного трубопровода, блок формирования управляющих воздействий для коррекции защитных потенциалов оборудования электрохимической защиты, расположенного по всей протяженности подземного трубопровода, блок установки таймера, блок считывания данных, блок хранения первичных данных, блок хранения величины и направления коррозии, информационные входы коммутатора единичных индикаторов соединены с информационными проводниками поперечной коррозии трубопровода и информационными проводниками продольной коррозии трубопровода, общий проводник соединен с общим входом коммутатора единичных индикаторов, а вход управления коммутатора соединен с выходом таймера, выход поперечной коррозии коммутатора соединен с информационным входом блока измерения проводимости единичных охватывающих трубопровод индикаторов, выход продольной коррозии коммутатора соединен с информационным входом блока измерения проводимости единичных параллельных трубопроводу индикаторов, общий выход коммутатора соединен с общими входами блока измерения проводимости единичных охватывающих трубопровод индикаторов и блока измерения проводимости единичных параллельных трубопроводу индикаторов, выход блока измерения проводимости единичных охватывающих трубопровод индикаторов соединен с входом регистра данных проводимости единичных охватывающих трубопровод индикаторов и входом блока памяти первичных данных, выход блока измерения проводимости единичных параллельных трубопроводу индикаторов соединен с входом регистра данных проводимости единичных параллельных трубопроводу индикаторов и входом блока памяти первичных данных, выход регистра данных проводимости единичных охватывающих трубопровод индикаторов соединен со вторым входом блока сравнения данных проводимости единичных охватывающих трубопровод индикаторов, первым входом делителя данных проводимостей и входом первого блока вычисления квадратов, выход регистра данных проводимости единичных параллельных трубопроводу индикаторов соединен со вторым входом блока сравнения данных проводимости единичных параллельных трубопроводу индикаторов, вторым входом делителя данных проводимостей и входом второго блока вычисления квадратов, выход делителя данных проводимостей соединен с входом блока вычисления арктангенса, выходы первого и второго блоков вычисления квадратов соединены с входами блока извлечения квадратного корня, выходы блока вычисления арктангенса и блока извлечения квадратного корня соединены с входами блока памяти величины и направления коррозии, управляющие входы записи блока памяти первичных данных и блока памяти величины и направления коррозии соединены с выходом таймера, выход блока установки таймера управляющего модуля через блок управления управляющего модуля, блок приема-передачи управляющего модуля, блок приема-передачи измерительного модуля, блок управления измерительного модуля по каналу связи соединен с таймером, блок считывания данных через блок управления управляющего модуля, блок приема-передачи управляющего модуля, блок приема-передачи измерительного модуля, блок управления измерительного модуля по каналу связи соединен управляющими входами считывания блока памяти первичных данных и блока памяти величины и направления коррозии, информационные выходы блока памяти первичных данных и блока памяти величины и направления коррозии через блок управления измерительного модуля, блок приема-передачи измерительного модуля, блок приема-передачи управляющего модуля, блок управления управляющего модуля по каналу связи соединен с входами блока хранения первичных данных и блока хранения величины и направления коррозии соответственно, блок установки задатчика минимальной проводимости единичных охватывающих трубопровод индикаторов через блок управления управляющего модуля, блок приема-передачи управляющего модуля, блок приема-передачи измерительного модуля, блок управления измерительного модуля, задатчик минимальной проводимости единичных охватывающих трубопровод индикаторов, первый вход блока сравнения данных проводимости единичных охватывающих трубопровод индикаторов, компаратор проводимости единичных охватывающих трубопровод индикаторов, блок управления измерительного модуля, блок приема-передачи измерительного модуля, блок приема-передачи управляющего модуля, блок управления управляющего модуля по каналу связи соединен с входом блока информации превышения проводимости единичных охватывающих трубопровод индикаторов минимального значения, блок установки задатчика минимальной проводимости единичных параллельных трубопроводу индикаторов через блок управления управляющего модуля, блок приема-передачи управляющего модуля, блок приема-передачи измерительного модуля, блок управления измерительного модуля, задатчик минимальной проводимости единичных параллельных трубопроводу индикаторов, первый вход блока сравнения данных проводимости единичных параллельных трубопроводу индикаторов, компаратор проводимости единичных параллельных трубопроводу индикаторов, блок управления измерительного модуля, блок приема-передачи измерительного модуля, блок приема-передачи управляющего модуля, блок управления управляющего модуля по каналу связи соединен с входом блока информации превышения проводимости единичных параллельных трубопроводу индикаторов минимального значения, выходы блока вычисления арктангенса и блока извлечения квадратного корня каждого измерительного модуля через блок управления измерительного модуля, блок приема-передачи измерительного модуля, блок приема-передачи управляющего модуля, блок управления управляющего модуля по каналу связи соединены с входами регистра величины коррозии измерительных модулей и регистра направления коррозии измерительных модулей соответственно, выходы регистров величины коррозии измерительных модулей и регистров направления коррозии измерительных модулей через блок фиксации величины и направления коррозии по всей протяженности подземного трубопровода соединены со вторым входом блока формирования управляющих воздействий для коррекции защитных потенциалов оборудования электрохимической защиты, расположенного по всей протяженности подземного трубопровода, первый вход которого соединен с блоком задания допустимых значений величины и направления коррозии по всей протяженности подземного трубопровода, блок формирования управляющих воздействий через блок управления управляющего модуля и блок приема-передачи 33 управляющего модуля по радиоканалу проводит коррекцию защитных потенциалов оборудования электрохимической защиты, расположенного по всей протяженности подземного трубопровода.

На фигуре представлена структурная схема информационно-управляющей системы защиты от коррозии при воздействии блуждающих токов по всей протяженности подземного трубопровода.

Устройство содержит единичные охватывающие трубопровод индикаторы 1, единичные параллельные трубопроводу индикаторы 2, выполненные из того же материала, что и подземные трубопроводы, общий проводник 3, информационный проводник поперечной 4 коррозии трубопровода, информационный проводник продольной 5 коррозии трубопровода, начала всех единичных индикаторов 1 и 2 электрически присоединены к общему проводнику 3, концы единичных охватывающих трубопровод индикаторов 1 электрически присоединены к информационным проводникам поперечной 4 коррозии трубопровода, а концы единичных параллельных трубопроводу индикаторов 2 электрически присоединены к информационным проводникам продольной 5 коррозии трубопровода, гибкий изолирующий центрирующий элемент 6 индикаторов поперечной коррозии 1 трубопровода, гибкий изолирующий центрирующий элемент 7 индикаторов продольной 2 коррозии трубопровода, изолирующие элементы 8 единичных индикаторов, гибкий изолирующий центрирующий элемент 6 индикаторов поперечной коррозии трубопровода имеет равномерно размещенные отверстия, центрирующие концы единичных охватывающих трубопровод индикаторов 1, гибкий изолирующий центрирующий элемент 7 индикаторов продольной коррозии трубопровода имеет равномерно размещенные отверстия, центрирующие концы единичных параллельных трубопроводу индикаторов продольной 2 коррозии, изолирующие элементы 8 единичных индикаторов размещены в местах пересечения индикаторов поперечной 1 и продольной 2 коррозии трубопровода, которые проходят через фиксирующие отверстия изолирующих элементов 8 единичных индикаторов.

Коммутатор 9 единичных индикаторов 1, блок измерения проводимости 10 единичных охватывающих трубопровод индикаторов 1, блок измерения проводимости 11 единичных параллельных трубопроводу индикаторов 2, блок памяти 12 первичных данных.

Регистр данных проводимости 13 единичных охватывающих трубопровод индикаторов 1, регистр данных проводимости 14 единичных параллельных трубопроводу индикаторов 2, блок сравнения данных проводимости 15 единичных охватывающих трубопровод индикаторов 1, задатчик минимальной проводимости 16 единичных охватывающих трубопровод индикаторов 1, компаратор проводимости 17 единичных охватывающих трубопровод индикаторов 1.

Блок сравнения данных проводимости 18 единичных параллельных трубопроводу индикаторов 2, задатчик минимальной проводимости 19 единичных параллельных трубопроводу индикаторов 2, компаратор проводимости 20 единичных параллельных трубопроводу индикаторов 2.

Делитель данных проводимостей 21, блок вычисления арктангенса 22, первый 23 и второй 24 блоки вычисления квадратов, сумматор 25, блок извлечения 26 квадратного корня, блок памяти 27 величины и направления коррозии, таймер 28.

Блок управления 29 измерительного модуля, блок приема-передачи 30 измерительного модуля.

Измерительный модуль 31 информационно-управляющей системы защиты от коррозии при воздействии блуждающих токов по всей протяженности подземного трубопровода.

Управляющий модуль 32 информационно-управляющей системы защиты от коррозии при воздействии блуждающих токов по всей протяженности подземного трубопровода.

Блок приема-передачи 33 управляющего модуля, блок управления 34 управляющего модуля.

Блок информации превышения проводимости 35 единичных охватывающих трубопровод индикаторов 1 минимального значения, блок информации превышения проводимости 36 единичных параллельных трубопроводу индикаторов 2 минимального значения, блок установки 37 задатчика минимальной проводимости 16 единичных охватывающих трубопровод индикаторов 1, блок установки 38 задатчика минимальной проводимости 19 единичных параллельных трубопроводу индикаторов 2.

Регистры величины 39 коррозии измерительных модулей 31, регистры направления 40 коррозии измерительных модулей 31, блок фиксации 41 величины и направления коррозии по всей протяженности подземного трубопровода, блок задания допустимых значений 42 величины и направления коррозии по всей протяженности подземного трубопровода, блок формирования управляющих воздействий 43 для коррекции защитных потенциалов оборудования электрохимической защиты, расположенного по всей протяженности подземного трубопровода.

Блок установки 44 таймера 28, блок считывания 45 данных, блок хранения 46 первичных данных, блок хранения 47 величины и направления коррозии.

Информационные входы коммутатора 9 единичных индикаторов 1 соединены с информационными проводниками поперечной коррозии трубопровода и информационными проводниками продольной коррозии трубопровода, общий проводник соединен с общим входом коммутатора 9 единичных индикаторов 1, а вход управления коммутатора 9 соединен с выходом таймера 28.

Выход поперечной коррозии коммутатора 9 соединен с информационным входом блока измерения проводимости 10 единичных охватывающих трубопровод индикаторов 1, выход продольной коррозии коммутатора 9 соединен с информационным входом блока измерения проводимости 11 единичных параллельных трубопроводу индикаторов 2, общий выход коммутатора 9 соединен с общими входами блока измерения проводимости 10 единичных охватывающих трубопровод индикаторов 1 и блока измерения проводимости 11 единичных параллельных трубопроводу индикаторов 2.

Выход блока измерения проводимости 10 единичных охватывающих трубопровод индикаторов 1 соединен с входом регистра данных проводимости 13 единичных охватывающих трубопровод индикаторов 1 и входом блока памяти 12 первичных данных.

Выход блока измерения проводимости 11 единичных параллельных трубопроводу индикаторов 2 соединен с входом регистра данных проводимости 14 единичных параллельных трубопроводу индикаторов 2 и входом блока памяти 12 первичных данных.

Выход регистра данных проводимости 13 единичных охватывающих трубопровод индикаторов 1 соединен со вторым входом блока сравнения данных проводимости 15 единичных охватывающих трубопровод индикаторов 1, первым входом делителя данных проводимостей 21 и входом первого 23 блока вычисления квадратов.

Выход регистра данных проводимости 14 единичных параллельных трубопроводу индикаторов 2 соединен со вторым входом блока сравнения данных проводимости 18 единичных параллельных трубопроводу индикаторов 2, вторым входом делителя данных проводимостей 21 и входом второго 24 блока вычисления квадратов.

Выход делителя данных проводимостей 21 соединен с входом блока вычисления арктангенса 22.

Выходы первого 23 и второго 24 блоков вычисления квадратов соединены с входами блока извлечения 26 квадратного корня.

Выходы блока вычисления арктангенса 22 и блока извлечения 26 квадратного корня соединены с входами блока памяти 27 величины и направления коррозии.

Управляющие входы записи блока памяти 12 первичных данных и блока памяти 27 величины и направления коррозии соединены с выходом таймера 28.

Выход блока установки 44 таймера управляющего модуля 32 через блок управления 34 управляющего модуля, блок приема-передачи 33 управляющего модуля, блок приема-передачи 30 измерительного модуля, блок управления 29 измерительного модуля по каналу связи соединен с таймером 28.

Блок считывания 45 данных через блок управления 34 управляющего модуля, блок приема-передачи 33 управляющего модуля, блок приема-передачи 30 измерительного модуля, блок управления 29 измерительного модуля по каналу связи соединен управляющими входами считывания блока памяти 12 первичных данных и блока памяти 27 величины и направления коррозии.

Информационные выходы блока памяти 12 первичных данных и блока памяти 27 величины и направления коррозии через блок управления 29 измерительного модуля, блок приема-передачи 30 измерительного модуля, блок приема-передачи 33 управляющего модуля, блок управления 34 управляющего модуля по каналу связи соединен с входами блока хранения 46 первичных данных и блока хранения 47 величины и направления коррозии соответственно.

Блок установки 37 задатчика минимальной проводимости 16 единичных охватывающих трубопровод индикаторов 1 через блок управления 34 управляющего модуля, блок приема-передачи 33 управляющего модуля, блок приема-передачи 30 измерительного модуля, блок управления 29 измерительного модуля, задатчик минимальной проводимости 16 единичных охватывающих трубопровод индикаторов 1, первый вход блока сравнения данных проводимости 15 единичных охватывающих трубопровод индикаторов 1, компаратор проводимости 17 единичных охватывающих трубопровод индикаторов 1, блок управления 29 измерительного модуля, блок приема-передачи 30 измерительного модуля, блок приема-передачи 33 управляющего модуля, блок управления 34 управляющего модуля по каналу связи соединен с входом блока информации превышения проводимости 35 единичных охватывающих трубопровод индикаторов 1 минимального значения.

Блок установки 38 задатчика минимальной проводимости 19 единичных параллельных трубопроводу индикаторов 2 через блок управления 34 управляющего модуля, блок приема-передачи 33 управляющего модуля, блок приема-передачи 30 измерительного модуля, блок управления 29 измерительного модуля, задатчик минимальной проводимости 19 единичных параллельных трубопроводу индикаторов 2, первый вход блока сравнения данных проводимости 18 единичных параллельных трубопроводу индикаторов 2, компаратор проводимости 20 единичных параллельных трубопроводу индикаторов 2, блок управления 29 измерительного модуля, блок приема-передачи 30 измерительного модуля, блок приема-передачи 33 управляющего модуля, блок управления 34 управляющего модуля по каналу связи соединен с входом блока информации превышения проводимости 36 единичных параллельных трубопроводу индикаторов 2 минимального значения.

Выходы блока вычисления арктангенса 22 и блока извлечения 26 квадратного корня каждого измерительного модуля 31 через блок управления 29 измерительного модуля, блок приема-передачи 30 измерительного модуля, блок приема-передачи 33 управляющего модуля, блок управления 34 управляющего модуля по каналу связи соединены с входами регистра величины 39 коррозии измерительных модулей 31 и регистра направления 40 коррозии измерительных модулей 31 соответственно.

Выходы регистров величины 39 коррозии измерительных модулей 31 и регистров направления 40 коррозии измерительных модулей 31 через блок фиксации 41 величины и направления коррозии по всей протяженности подземного трубопровода соединены с вторым входом блока формирования управляющих воздействий 43 для коррекции защитных потенциалов оборудования электрохимической защиты, расположенного по всей протяженности подземного трубопровода, первый вход которого соединен с блоком задания допустимых значений 42 величины и направления коррозии по всей протяженности подземного трубопровода.

Блок формирования управляющих воздействий 43 через блок управления 34 управляющего модуля и блок приема-передачи 33 управляющего модуля ведет коррекции защитных потенциалов оборудования электрохимической защиты, расположенного по всей протяженности подземного трубопровода.

Устройство работает следующим образом.

Единичные охватывающие трубопровод индикаторы 1 и единичные параллельные трубопроводу индикаторы 2 размещаются на некотором расстоянии от поверхности трубопровода, охватывает его по всей окружности и помещается в грунт.

Единичные индикаторы 1 и 2 наиболее удобно размещать в процессе строительства или ремонта трубопроводов, особенно на тех участках подземного трубопровода, где возможно проявление электромагнитных полей от внешних источников, таких как электротранспорт, подстанции, линии электропередач и т.д. При этом вся окружность подземного трубопровода охватывается единичными индикаторами 1 и 2 устройства.

На единичные охватывающие трубопровод индикаторы 1 и единичные параллельные трубопроводу индикаторы 2 воздействуют различные факторы, приводящие к коррозии, включая воздействие блуждающих токов от различного электрооборудования и электрического транспорта, находящегося в зоне залегания подземных трубопроводов.

Единичные охватывающие трубопровод индикаторы 1 обеспечивают мониторинг коррозии в поперечном относительно трубопровода направлении воздействия электромагнитных полей, блуждающих токов от различного электрооборудования и электрического транспорта. Концы единичных охватывающие трубопровод индикаторов 1 фиксируются гибким изолирующим центрирующим элементом 6 посредством равномерно размещенных отверстий под индикаторы определенного расчетного диаметра

Единичные параллельные трубопроводу индикаторы 2 обеспечивают мониторинг коррозии в продольном относительно трубопровода направлении воздействия электромагнитных полей, блуждающих токов от различного электрооборудования и электрического транспорта. Концы единичных параллельных трубопроводу индикаторов 2 фиксируются гибким изолирующим центрирующим элементом 7 посредством равномерно размещенных отверстий под индикаторы определенного расчетного диаметра. Начала единичных индикаторов 1 и 2 фиксируются гибким общим проводником 3. Между собой единичные индикаторы 1 и 2 фиксируются изолирующими элементами 8. посредством фиксирующих отверстий под индикаторы определенного расчетного диаметра. Единичные индикаторы 1 и 2 выполнены в виде проволок определенного сечения из того же материала, что и подземный трубопровод.

Блок измерения проводимости 10 единичных охватывающих трубопровод индикаторов 1 проводит изменение поочередно подключаемых через коммутатор 9 информационных проводников поперечной коррозии 4 трубопровода и общего проводника 3 единичных охватывающих трубопровод индикаторов 1. На выходе блока измерения проводимости 10 единичных охватывающих трубопровод индикаторов 1 формируются значения, соответствующие проводимостям каждого отдельного единичного охватывающего трубопровод индикатора 1.

Блок измерения проводимости 11 единичных параллельных трубопроводу индикаторов 2 проводит изменение поочередно подключаемых через коммутатор 9 информационных проводников продольной коррозии 5 трубопровода и общего проводника 3 единичных параллельных трубопроводу индикаторов 2. На выходе блока измерения проводимости 11 единичных параллельных трубопроводу индикаторов 2 формируются значения, соответствующие проводимостям каждого отдельного единичного параллельного трубопроводу индикатора 2.

Значения проводимостей поступают на регистр данных проводимости 13 единичных охватывающих трубопровод индикаторов 1 и регистр данных проводимости 14 единичных параллельных трубопроводу индикаторов 2, где на блоке сравнения данных проводимости 15 единичных охватывающих трубопровод индикаторов 1 и блоке сравнения данных проводимости 18 единичных параллельных трубопроводу индикаторов 2 сравниваются с значениями уровней сигналов, установленными на задатчике минимальной проводимости 16 единичных охватывающих трубопровод индикаторов 1 и задатчике минимальной проводимости 19 единичных параллельных трубопроводу индикаторов 2 соответственно.

Если измеренная величина проводимости единичного охватывающих трубопровод индикатора 1 меньше установленных значений, то компаратор проводимости 17 единичных охватывающих трубопровод индикаторов 1 срабатывает и подается предупреждающий сигнал через блок управления 29 измерительного модуля, блок приема-передачи 30 измерительного модуля, радиоканал, блок приема-передачи 33 управляющего модуля, блок управления 34 управляющего модуля на блок информации превышения проводимости 35 единичных охватывающих трубопровод индикаторов 1 минимального значения.

Если измеренная величина проводимости единичного параллельного трубопроводу индикатора 2 меньше установленных значений, то компаратор проводимости 20 единичных параллельных трубопроводу индикаторов 2 срабатывает и подается предупреждающий сигнал через блок управления 29 измерительного модуля, блок приема-передачи 30 измерительного модуля, радиоканал, блок приема-передачи 33 управляющего модуля, блок управления 34 управляющего модуля на блок информации превышения проводимости 36 единичных параллельных трубопроводу индикаторов 2 минимального значения.

Этим достигается предупреждение о минимальной проводимости единичных индикаторов и максимальном коррозионном воздействии на подземный трубопровод.

Установленные значения устанавливаются блоком установки 37 задатчика минимальной проводимости единичных охватывающих трубопровод индикаторов 1 и блоком установки 38 задатчика минимальной проводимости единичных параллельных трубопроводу индикаторов 2 и передаются через блок управления 34 управляющего модуля, блок приема-передачи 33 управляющего модуля, радиоканал, блок приема-передачи 30 измерительного модуля, блок управления 29 измерительного модуля на задатчик минимальной проводимости 16 единичных охватывающих трубопровод индикаторов 1 и задатчик минимальной проводимости 19 единичных параллельных трубопроводу индикаторов 2 соответственно.

Делитель данных проводимостей 21 и блок вычисления арктангенса производят вычисление направления воздействия блуждающих токов на основании деления измеренных значений проводимости единичного охватывающего трубопровод индикатора 1 и единичного параллельного трубопроводу индикатора 2.

Значение угла, соответствующее арктангенсу отношений проводимостей индикаторов 1 и 2 и отражающее направление воздействия блуждающих токов, передается через блок управления 29 измерительного модуля 31, блок приема-передачи 30 измерительного модуля 31, радиоканал, блок приема-передачи 33 управляющего модуля 32, блок управления 34 управляющего модуля 32 на регистр направления 40 коррозии измерительных модулей 31 управляющего модуля 32.

Первый 23 и второй 24 блоки вычисления квадратов проводимостей и сумматор 25 производят вычисление величины воздействия блуждающих токов по направлению воздействия блуждающих токов на основании суммирования квадратов проводимостей единичного охватывающего трубопровод индикатора 1 и единичного параллельного трубопроводу индикатора 2 и извлечения квадратного корня блоком извлечения 26 квадратного корня. В результате на выходе блока извлечения 26 квадратного корня формируется сигнал, пропорциональный величине общего воздействия блуждающих токов по направлению воздействия блуждающих токов.

Величина общего воздействия блуждающих токов по направлению воздействия блуждающих токов передается через блок управления 29 измерительного модуля 31, блок приема-передачи 30 измерительного модуля 31, радиоканал, блок приема-передачи 33 управляющего модуля 32, блок управления 34 управляющего модуля 32 регистр величины 39 коррозии измерительных модулей 31.

Обозначенные сигналы поступают в управляющий модуль 32 информационно-управляющей системы от множества измерительных модулей 31 информационно-управляющей системы защиты от коррозии при воздействии блуждающих токов, расположенных по всей протяженности подземного трубопровода.

Значения измеренных проводимостей единичных индикаторов хранятся в блоке памяти 12 первичных данных измерительного модуля 31 и по запросу блока считывания 45 данных передаются в блок хранения 46 первичных данных управляющего модуля 32.

Значения углов направления воздействия блуждающих токов и величин общего воздействия блуждающих токов по направлению воздействия блуждающих токов хранятся в блоке памяти 27 величины и направления коррозии и по запросу блока считывания 45 данных передаются в блок хранения 47 величины и направления коррозии.

Значения углов направления воздействия блуждающих токов и величин общего воздействия блуждающих токов по направлению воздействия блуждающих токов с выходов регистров величины 39 коррозии измерительных модулей 31 и направления 40 коррозии измерительных модулей 31 подаются на блок фиксации 41 величины и направления коррозии по всей протяженности подземного трубопровода. На выходе этого блока формируется образ направления и величины коррозии под действием блуждающих токов по всей протяженности подземного трубопровода.

Образ направления и величины коррозии под действием блуждающих токов по всей протяженности подземного трубопровода с выхода блока фиксации 41 величины и направления коррозии сравнивается на блоке формирования управляющих воздействий 43 для коррекции защитных потенциалов оборудования электрохимической защиты с допустимыми значениями направления и величины коррозии под действием блуждающих токов, поступающими с выхода блока задания допустимых значений 42 величины и направления коррозии по всей протяженности подземного трубопровода.

При расхождении заданных и текущих направлений и величин коррозии под действием блуждающих токов по всей протяженности подземного трубопровода блок формирования управляющих воздействий 43 вырабатывает сигналы для коррекции защитных потенциалов оборудования электрохимической защиты, расположенного по всей протяженности подземного трубопровода.

Частота измерений в устройстве устанавливается блоком установки 44 таймера.

Таким образом, устройство обеспечивает измерение величины и направления коррозионного воздействии блуждающих токов по всей протяженности подземного трубопровода и выработку управляющих воздействий для коррекции защитных потенциалов оборудования электрохимической защиты в реальном времени и повышения надежности работы трубопроводов.

Изобретение относится к области защиты от коррозии и может быть использовано для определения коррозионного состояния подземных трубопроводов. Информационно-управляющая система содержит единичные индикаторы, общий и информационные проводники, коммутатор, блок измерения проводимости, регистры данных проводимости единичных охватывающих трубопровод и параллельных трубопроводу индикаторов, блоки сравнения, задатчики минимальной проводимости, компараторы, делитель данных проводимостей, блок вычисления арктангенса, блоки вычисления квадратов, сумматор, блок извлечения квадратного корня, блок памяти величины и направления коррозии, таймер, блок управления, блок приема-передачи, измерительный и управляющий модули, блок формирования управляющих воздействий для коррекции защитных потенциалов оборудования электрохимической защиты по всей протяженности подземного трубопровода. Изобретение обеспечивает измерение величины и направления коррозионного воздействия блуждающих токов по всей протяженности подземного трубопровода и выработку управляющих воздействий для коррекции защитных потенциалов оборудования электрохимической защиты. 1 ил.

Информационно-управляющая система защиты от коррозии при воздействии блуждающих токов по всей протяженности подземного трубопровода, содержащая единичные индикаторы, выполненные из того же материала, что и подземные трубопроводы, общий проводник и информационные проводники контуров, начала всех единичных индикаторов электрически присоединены к общему проводнику, концы единичных охватывающих трубопровод индикаторов электрически присоединены к информационным проводникам поперечной коррозии трубопровода, а концы единичных параллельных трубопроводу индикаторов электрически присоединены к информационным проводникам продольной коррозии трубопровода, гибкий изолирующий центрирующий элемент индикаторов поперечной коррозии трубопровода имеет равномерно размещенные отверстия, центрирующие концы единичных охватывающих трубопровод индикаторов, гибкий изолирующий центрирующий элемент индикаторов продольной коррозии трубопровода имеет равномерно размещенные отверстия, центрирующие концы единичных параллельных трубопроводу индикаторов, изолирующие элементы единичных индикаторов размещены в местах пересечения индикаторов поперечной и продольной коррозии трубопровода, которые проходят через фиксирующие отверстия изолирующих элементов единичных индикаторов, отличающаяся тем, что в устройство дополнительно введены коммутатор единичных индикаторов, блок измерения проводимости единичных охватывающих трубопровод индикаторов, блок измерения проводимости единичных параллельных трубопроводу индикаторов, блок памяти первичных данных, регистр данных проводимости единичных охватывающих трубопровод индикаторов, регистр данных проводимости единичных параллельных трубопроводу индикаторов, блок сравнения данных проводимости единичных охватывающих трубопровод индикаторов, задатчик минимальной проводимости единичных охватывающих трубопровод индикаторов, компаратор проводимости единичных охватывающих трубопровод индикаторов, блок сравнения данных проводимости единичных параллельных трубопроводу индикаторов, задатчик минимальной проводимости единичных параллельных трубопроводу индикаторов, компаратор проводимости единичных параллельных трубопроводу индикаторов, делитель данных проводимостей, блок вычисления арктангенса, первый и второй блоки вычисления квадратов, сумматор, блок извлечения квадратного корня, блок памяти величины и направления коррозии, таймер, блок управления измерительного модуля, блок приема-передачи измерительного модуля, объединенные в измерительный модуль информационно-управляющей системы защиты от коррозии при воздействии блуждающих токов по всей протяженности подземного трубопровода, управляющий модуль информационно-управляющей системы защиты от коррозии при воздействии блуждающих токов по всей протяженности подземного трубопровода содержит блок приема-передачи управляющего модуля, блок управления управляющего модуля, блок информации превышения проводимости единичных охватывающих трубопровод индикаторов минимального значения, блок информации превышения проводимости единичных параллельных трубопроводу индикаторов минимального значения, блок установки задатчика минимальной проводимости единичных охватывающих трубопровод индикаторов, блок установки задатчика минимальной проводимости единичных параллельных трубопроводу индикаторов, регистры величины коррозии измерительных модулей, регистры направления коррозии измерительных модулей, блок фиксации величины и направления коррозии по всей протяженности подземного трубопровода, блок задания допустимых значений величины и направления коррозии по всей протяженности подземного трубопровода, блок формирования управляющих воздействий для коррекции защитных потенциалов оборудования электрохимической защиты, расположенного по всей протяженности подземного трубопровода, блок установки таймера, блок считывания данных, блок хранения первичных данных, блок хранения величины и направления коррозии, причем информационные входы коммутатора единичных индикаторов соединены с информационными проводниками поперечной коррозии трубопровода и информационными проводниками продольной коррозии трубопровода, общий проводник соединен с общим входом коммутатора единичных индикаторов, а вход управления коммутатора соединен с выходом таймера, выход поперечной коррозии коммутатора соединен с информационным входом блока измерения проводимости единичных охватывающих трубопровод индикаторов, выход продольной коррозии коммутатора соединен с информационным входом блока измерения проводимости единичных параллельных трубопроводу индикаторов, общий выход коммутатора соединен с общими входами блока измерения проводимости единичных охватывающих трубопровод индикаторов и блока измерения проводимости единичных параллельных трубопроводу индикаторов, выход блока измерения проводимости единичных охватывающих трубопровод индикаторов соединен с входом регистра данных проводимости единичных охватывающих трубопровод индикаторов и входом блока памяти первичных данных, выход блока измерения проводимости единичных параллельных трубопроводу индикаторов соединен с входом регистра данных проводимости единичных параллельных трубопроводу индикаторов и входом блока памяти первичных данных, выход регистра данных проводимости единичных охватывающих трубопровод индикаторов соединен со вторым входом блока сравнения данных проводимости единичных охватывающих трубопровод индикаторов, первым входом делителя данных проводимостей и входом первого блока вычисления квадратов, выход регистра данных проводимости единичных параллельных трубопроводу индикаторов соединен со вторым входом блока сравнения данных проводимости единичных параллельных трубопроводу индикаторов, вторым входом делителя данных проводимостей и входом второго блока вычисления квадратов, выход делителя данных проводимостей соединен с входом блока вычисления арктангенса, выходы первого и второго блоков вычисления квадратов соединены с входами блока извлечения квадратного корня, выходы блока вычисления арктангенса и блока извлечения квадратного корня соединены с входами блока памяти величины и направления коррозии, управляющие входы записи блока памяти первичных данных и блока памяти величины и направления коррозии соединены с выходом таймера, выход блока установки таймера управляющего модуля через блок управления управляющего модуля, блок приема-передачи управляющего модуля, блок приема-передачи измерительного модуля, блок управления измерительного модуля по каналу связи соединен с таймером, блок считывания данных через блок управления управляющего модуля, блок приема-передачи управляющего модуля, блок приема-передачи измерительного модуля, блок управления измерительного модуля по каналу связи соединен управляющими входами считывания блока памяти первичных данных и блока памяти величины и направления коррозии, информационные выходы блока памяти первичных данных и блока памяти величины и направления коррозии через блок управления измерительного модуля, блок приема-передачи измерительного модуля, блок приема-передачи управляющего модуля, блок управления управляющего модуля по каналу связи соединен с входами блока хранения первичных данных и блока хранения величины и направления коррозии соответственно, блок установки задатчика минимальной проводимости единичных охватывающих трубопровод индикаторов через блок управления управляющего модуля, блок приема-передачи управляющего модуля, блок приема-передачи измерительного модуля, блок управления измерительного модуля, задатчик минимальной проводимости единичных охватывающих трубопровод индикаторов, первый вход блока сравнения данных проводимости единичных охватывающих трубопровод индикаторов, компаратор проводимости единичных охватывающих трубопровод индикаторов, блок управления измерительного модуля, блок приема-передачи измерительного модуля, блок приема-передачи управляющего модуля, блок управления управляющего модуля по каналу связи соединен с входом блока информации превышения проводимости единичных охватывающих трубопровод индикаторов минимального значения, блок установки задатчика минимальной проводимости единичных параллельных трубопроводу индикаторов через блок управления управляющего модуля, блок приема-передачи управляющего модуля, блок приема-передачи измерительного модуля, блок управления измерительного модуля, задатчик минимальной проводимости единичных параллельных трубопроводу индикаторов, первый вход блока сравнения данных проводимости единичных параллельных трубопроводу индикаторов, компаратор проводимости единичных параллельных трубопроводу индикаторов, блок управления измерительного модуля, блок приема-передачи измерительного модуля, блок приема-передачи управляющего модуля, блок управления управляющего модуля по каналу связи соединен с входом блока информации превышения проводимости единичных параллельных трубопроводу индикаторов минимального значения, выходы блока вычисления арктангенса и блока извлечения квадратного корня каждого измерительного модуля через блок управления измерительного модуля, блок приема-передачи измерительного модуля, блок приема-передачи управляющего модуля, блок управления управляющего модуля по каналу связи соединены с входами регистра величины коррозии измерительных модулей и регистра направления коррозии измерительных модулей соответственно, выходы регистров величины коррозии измерительных модулей и регистров направления коррозии измерительных модулей через блок фиксации величины и направления коррозии по всей протяженности подземного трубопровода соединены со вторым входом блока формирования управляющих воздействий для коррекции защитных потенциалов оборудования электрохимической защиты, расположенного по всей протяженности подземного трубопровода, первый вход которого соединен с блоком задания допустимых значений величины и направления коррозии по всей протяженности подземного трубопровода, блок формирования управляющих воздействий через блок управления управляющего модуля и блок приема-передачи управляющего модуля выполнены с возможностью по радиоканалу проводить коррекцию защитных потенциалов оборудования электрохимической защиты, расположенного по всей протяженности подземного трубопровода.