Способ определения места сквозного дефекта защитного покрытия трубопровода Российский патент 2025 года по МПК G01N17/02 

Изобретение относится к области обнаружения дефектов изоляционных покрытий стальных конструкций и может быть использовано при оценке состояния пассивной защиты всех типов трубопроводов.

Предлагаемое изобретение входит в группу методов определения технического состояния трубопровода, позволяет достоверно определять место сквозного дефекта защитного покрытия. Необходимость проведения обследований с целью выявления дефектов защитного покрытия трубопроводов обуславливается возникновением коррозии металла в местах дефектов. Длительное неустранение дефектов изоляции приводит к масштабному развитию коррозионных дефектов, что в последствии может привести к авариям и инцидентам. Поэтому проблема создания способа определения места сквозного дефекта защитного покрытия трубопровода является актуальной.

Существует метод «интенсивных измерений» [Защита трубопроводов от коррозии Том 2: учеб. пособие/ Ф.М. Мустафин и др. СПб: Недра, 2007]. Суть метода сводится к измерениям с малым шагом потенциалов включения, потенциалов отключения и их градиентов при фиксированных режимах работы устройства катодной защиты, влияющих на защиту обследуемого участка газопровода, и последующим алгебраическим вычислениям с результатами этих измерений. Измерения выполняют с шагом от 2 до 5 м вдоль трассы газопровода с измерением величин, на каждой выбранной точке. Результаты измерений и координаты точки, в которой выполнены измерения, заносят в память компьютера. Результатом измерений являются локализация дефектов защитного покрытия трубопровода и определение потенциалов отключения и потенциалов без омической составляющей в этих дефектах.

Недостатком метода является низкая точность измерений из-за густых зарослей растительности вдоль пролегания трубопровода и влияния блуждающих токов на результат.

Существует метод «выносного электрода» для поиска сквозного дефекта защитного покрытия [Защита трубопроводов от коррозии Том 2: учеб. пособие/ Ф.М. Мустафин и др. СПб: Недра, 2007.]. Для реализации этого метода необходимо иметь измерительный провод длиной от 500 до 1000 м на катушке. Один конец провода подключают к контрольному вводу в контрольно-измерительном пункте (КИП), другой -к измерительному прибору. Передвигаясь вдоль трубы и переставляя электрод сравнения с заданным шагом, регистрируют разность потенциалов в каждой точке. По полученным результатам строят график зависимости значения разности потенциалов от координаты трубопровода.

Недостатком метода является низкая точность из-за эксплуатации трубопровода при больших токах защиты и малом диаметре трубопровода и ограниченная область применения из-за невозможности использования метода в зоне блуждающих токов.

Известен способ обнаружения сквозных повреждений защитного покрытия -Метод Пирсона [Защита трубопроводов от коррозии Том 2: учеб. Пособие/ Ф.М. Мустафин и др. СПб: Недра, 2007.], взятый нами в качестве прототипа. Определение местонахождения сравнительно крупных сквозных повреждений в защитном покрытии подземных трубопроводов основано на измерении падения напряжения на поверхности грунта между двумя электродами, создаваемого током, стекающим с трубы в местах повреждений. Два оператора при помощи щупов или контактных башмаков снимают разность потенциалов на поверхности земли, результат регистрируют по показаниям прибора или звуковому сигналу. Один из операторов движется над осью трубы, другой в 10 м от него по линии, перпендикулярной оси трубы. При приближении первого оператора к месту дефекта амплитуда сигнала возрастает и достигает максимума, когда щуп находится непосредственно над дефектом. При удалении от повреждения уровень сигнала снижается. По результатам измерений строят график зависимости сигнала от координаты трубопровода, на котором фиксируют местоположение дефекта по наличию максимума значений сигнала. При невозможности перемещения операторов таким образом, например, при густых зарослях растительности или в болотистой местности, операторы могут передвигаться друг за другом над осью трубопровода. В этом случае оператор, контролирующий уровень сигнала, должен учитывать возрастание сигнала дважды: в момент прохождения над дефектом первого и второго операторов.

Недостатком данного способа является низкая точность измерений из-за того, что емкостная проводимость сопротивления покрытия для переменного тока уменьшается в ходе длительной эксплуатации.

Техническая проблема, решаемая предлагаемым изобретением - создание способа определения места сквозного дефекта защитного покрытия трубопровода.

Технический результат от использования изобретения заключается в повышении точности определения места сквозного дефекта защитного покрытия.

Технический результат достигается тем, что способ определения мест сквозных дефектов защитного покрытия трубопровода, включающий измерение разности потенциалов на поверхности земли между двумя электродами при передвижении оператора над осью трубы и на расстоянии от нее параллельно оси трубы, регистрацию показаний прибора при возрастании амплитуды до максимума, построение графика зависимости сигнала от координат трубопровода, перед измерением разности потенциалов один конец провода подключают к контрольному вводу в контрольно-измерительном пункте, другой конец провода подключают к измерительному прибору, параллельно измеряют и регистрируют значения защитного потенциала и разности потенциалов с заданным шагом, строят график зависимости полученных значений защитного потенциала и разности потенциалов от координат трубопровода, делают вывод о наличии и местоположении дефектов, при этом измерение разности потенциалов осуществляют над осью трубопровода и параллельной ей на расстоянии двух метров одним оператором, а график зависимости разности потенциалов и защитного потенциала трубопровода строят в единых координатах.

Способ осуществляется следующим образом (Фиг. 1, 2).

Конец измерительного провода (1) длиной от 800 до 1000 м в зависимости от шага расстановки контрольно-измерительного прибора (КИП) (2), на катушке (3) сопротивлением не более 272 Ом, подключают к контрольному выводу в КИП (2), другой конец измерительного провода (1) подключают к положительной клемме любого мультиметра (4), например, FLUKE-27. К отрицательной клемме мультиметра (4) подключают вывод от медно-сульфатного электрода сравнения специального электрода (5), состоящего из медно-сульфатного электрода сравнения и металлического наконечника. Любой прибор типа искатель повреждений изоляции (ИПИ) (6), например, КОРД-ИПИ, проводным соединением подключают к металлическому штырю (7) и к выводу специального электрода (5) от металлического наконечника.

Оператор передвигается вдоль трубопровода (8), расположенного под грунтом (9), разматывает провод (1) из катушки (3) и последовательно с шагом 2 м, определенным Р Газпром 9.4-052-2015, переставляет специальный электрод (5) по линии, соответствующей оси трубопровода (8) и металлический штырь (7) по линии, перпендикулярной оси трубопровода (8), в точку шага измерения. При перестановке специальный электрод (5) и металлический штырь (7) для создания контакта с грунтом (9) располагают вертикально и погружают на глубину не менее 20 мм. После перестановки оператор синхронно регистрирует показания сигнала ИПИ (6) и значение защитного потенциала в каждой точке. При прохождении вдоль оси трубопровода (8) с ИПИ (6) на экране прибора отображаются фоновые значения сигнала, а с приближением оператора к месту сквозного дефекта (10), фиксируют рост сигнала, фиксируемого ИПИ (6), более чем в 10 раз от фоновых значений и имеет максимальное значение над местом сквозного дефекта (10). После прохождения оператором сквозного дефекта (10) фиксируют спад величины значения сигнала ИПИ (6) до фоновых значений. Одновременно с этим при приближении оператора к месту сквозного дефекта (10) фиксируют снижение более, чем на 10% величины защитного потенциала относительно величины защитного потенциала в соседних точках измерений и минимальное значение над местом сквозного дефекта (10). После прохождения сквозного дефекта (10) фиксируют рост величины защитного потенциала до фоновых значений.

По полученным данным строят график (Фиг. 2) зависимости полученных значений разности потенциалов (11) и значений амплитуды значений защитного потенциала (12) от длины трубопровода (8). Точные местоположения сквозных дефектов (10) фиксируют по максимальному значению разности потенциалов (11) и минимальной величине значения защитного потенциала (12) на участках изменения фоновых значений.

Таким образом, предлагаемое нами изобретение позволяет повысить точность способа определения места сквозного дефекта защитного покрытия трубопровода. Использование специального электрода позволяет снизить влияние емкостной проводимости на результаты измерений, а прибор типа ИПИ позволяет снизить влияние блуждающих токов. За счет синхронной фиксации значений разности потенциалов и значений величины защитного потенциала в определенной точке трубопровода, независимо от его эксплуатируемых характеристик, способ позволяет точно определить места сквозных дефектов защитного покрытия трубопровода.

Пример 1.

В рамках комплексного периодического коррозионного обследования в соответствии с Р Газпром 9.4-049-2015 необходимо определить места сквозных дефектов защитного покрытия газопровода протяженностью 1 км.

Расстояние между двумя КИП (2) составляет 1000 м. Оператор один конец измерительного провода (1) длиной 1000 м. на катушке (3) сопротивлением 272 Ом, подключают к контрольному выводу в КИП (2), другой конец измерительного провода (1) подключают к положительной клемме мультиметра (4). К отрицательной клемме мультиметра (4) подключают вывод от медно-сульфатного электрода сравнения специального электрода (5), КОРД-ИПИ (6) проводным соединением подключают к металлическому штырю (7) и к выводу специального электрода (5) от металлического наконечника. Оператор передвигается вдоль трубопровода (8), разматывает провод (1) из катушки (3) и последовательно с шагом 2 м, определенным Р Газпром 9.4-052-2015, переставляет специальный электрод (5) по линии оси трубопровода (8) и металлический штырь (7) по линии, перпендикулярной оси трубопровода (8), в точке шага измерения. Специальный электрод (5) и металлический штырь (7) располагают вертикально и погружают в грунт (9) на глубину 25 мм. После перестановки оператор синхронно регистрирует показания сигнала КОРД-ИПИ (6) и значение защитного потенциала в каждой точке. Таким образом, получают 501 точку измерений.

По полученным данным строят график зависимости (Фиг. 2) полученных значений разности потенциалов (11) и амплитуды значений защитного потенциала (12) от длины трубопровода. Делают вывод о наличии сквозного дефекта (10) изоляционного покрытия в координате 239,27 м.

Пример 2.

В рамках комплексного периодического коррозионного обследования в соответствии с Р Газпром 9.4-049-2015 необходимо определить места сквозных дефектов защитного покрытия газопровода протяженностью 1 км.

Расстояние между двумя КИП (2) составляет 1000 м. Оператор один конец измерительного провода (1) длиной 1000 м. на катушке (3) сопротивлением 272 Ом, подключают к контрольному выводу в КИП (2), другой конец измерительного провода (1) подключают к положительной клемме мультиметра (4). К отрицательной клемме мультиметра (4) подключают вывод от медно-сульфатного электрода сравнения специального электрода (5), КОРД-ИПИ (6) проводным соединением подключают к металлическому штырю (7) и к выводу специального электрода (5) от металлического наконечника. Оператор передвигается вдоль трубопровода (8), разматывает провод (1) из катушки (3) и последовательно с шагом 2 м, определенным Р Газпром 9.4-052-2015, переставляет специальный электрод (5) по линии оси трубопровода (8) и металлический штырь (7) по линии, перпендикулярной оси трубопровода (8), в точке шага измерения. Специальный электрод (5) и металлический штырь (7) располагают вертикально и погружают в грунт (9) на глубину 25 мм. После перестановки оператор синхронно регистрирует показания сигнала КОРД-ИПИ (6) и значение защитного потенциала в каждой точке. Таким образом, получают 501 точку измерений.

По полученным данным строят график зависимости (Фиг. 3) значений разности потенциалов (13) и амплитуды значений защитного потенциала (14) от длины трубопровода. Делают вывод об отсутствии сквозного дефекта изоляционного покрытия на участке трубопровода.

Изобретение относится к области обнаружения дефектов изоляционных покрытий стальных конструкций и может быть использовано при оценке состояния пассивной защиты всех типов трубопроводов. Способ определения мест сквозных дефектов защитного покрытия трубопровода включает измерение разности потенциалов на поверхности земли между двумя электродами при передвижении оператора над осью трубы и на расстоянии от нее параллельно оси трубы, регистрацию показаний прибора при возрастании амплитуды до максимума, построение графика зависимости сигнала от координат трубопровода. Перед измерением разности потенциалов один конец провода подключают к контрольному вводу в контрольно-измерительном пункте, другой конец провода подключают к измерительному прибору. Параллельно измеряют и регистрируют значения защитного потенциала и разности потенциалов с заданным шагом. Строят график зависимости полученных значений защитного потенциала и разности потенциалов от координат трубопровода. Делают вывод о наличии и местоположении дефектов, при этом измерение разности потенциалов осуществляют над осью трубопровода и параллельной ей на расстоянии двух метров одним оператором. График зависимости разности потенциалов и защитного потенциала трубопровода строят в единых координатах. Техническим результатом является повышение точности определения места сквозного дефекта защитного покрытия. 3 ил.

Способ определения мест сквозных дефектов защитного покрытия трубопровода, включающий измерение разности потенциалов на поверхности земли между двумя электродами при передвижении оператора над осью трубы и на расстоянии от нее параллельно оси трубы, регистрацию показаний прибора при возрастании амплитуды до максимума, построение графика зависимости сигнала от координат трубопровода, отличающийся тем, что перед измерением разности потенциалов один конец провода подключают к контрольному вводу в контрольно-измерительном пункте, другой конец провода подключают к измерительному прибору, параллельно измеряют и регистрируют значения защитного потенциала и разности потенциалов с заданным шагом, строят график зависимости полученных значений защитного потенциала и разности потенциалов от координат трубопровода, делают вывод о наличии и местоположении дефектов, при этом измерение разности потенциалов осуществляют над осью трубопровода и параллельной ей на расстоянии двух метров одним оператором, а график зависимости разности потенциалов и защитного потенциала трубопровода строят в единых координатах.