Способ определения очагов развивающейся подпленочной коррозии газопроводов

Изобретение относится к области диагностического обслуживания газопроводов. Способ определения очагов развивающейся подпленочной коррозии газопроводов включает точное определение местоположения его оси трассопоисковым комплексом, при этом расположение участка, подверженного подпленочной коррозии с водородной деполяризацией, устанавливают с помощью высокочувствительного детектора эмиссии водорода, позволяющего регистрировать превышение заранее определенного фонового значения его концентрации над этим участком на 10 и более ppm. Техническим результатом является разработка способа определения участков газопровода с подпленочной коррозией без проведения предварительного шурфования и вскрытия изоляции. 1 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к области диагностического обслуживания газопроводов.

Для оценки технического состояния газопроводов наиболее распространена внутритрубная диагностика (ВТД). Внутритрубный инспекционный снаряд проходит внутри трубы, определяет ее толщину и дефектность. С помощью ВТД можно проводить мониторинг коррозионного разрушения внешней поверхности газопровода. Однако в России на более половине из них отсутствует техническая возможность проведения ВТД. Поэтому для оценки коррозионного состояния таких участков требуется обследование в протяженных шурфах, которое, как правило, также оказывается малоэффективным и весьма затратным.

Известен способ автоматизации метода визуального и измерительного контроля поверхности трубы и устройство для его осуществления (Пат. 2571159 Российская Федерация, МПК G01N 21/88). Изобретение относится к области диагностики нефтегазопроводов и предназначено для автоматизации метода визуального и измерительного контроля поверхности труб с целью определения безопасного рабочего давления и принятия решения о необходимом виде ремонта. Способ и устройство, реализующее заявленный способ, заключаются в том, что вся поверхность труб сканируется лазерными датчиками, которые позволяют с высокой точностью измерять ее профиль и геометрические параметры. В результате формируется математическая трехмерная модель поверхности трубы, которая сохраняется в памяти ПЭВМ и используется для расшифровки параметров поверхностных дефектов и их местоположения. По результатам расшифровки выполняется прочностной расчет для оценки влияния выявленных дефектов на работоспособность трубы, определения безопасного рабочего давления и принятия решения о необходимом виде ремонта.

Недостатком данного изобретения является невозможность определения развивающейся подпленочной коррозии под слоем грунта.

В патенте (CN 108388724. Parameter optimization-based GM-Markov submarine pipeline corrosion prediction method) раскрывается метод прогнозирования коррозии подводных трубопроводов на основе оптимизации параметров марковских цепей. Метод способен корректно прогнозировать остаточный ресурс подводных трубопроводов.

Однако патент не может быть использован для выявления очагов подпленочной коррозии, так как нет теоретических данных о причинах и местах локализации подпленочной коррозии и невозможно сформировать соответствующую математическую модель.

Известен способ комплексного наземного бесконтактного технического диагностирования подземного трубопровода (Пат. 2614414 Российская Федерация, МПК F17D 5/06), заключающийся в том, что вначале определяют точное местоположение его оси с помощью трассопоискового комплекса, затем определяют местоположение нарушений изоляционного покрытия трубопровода, размещая попарно четыре медно-сульфатных электрода сравнения на грунте. Причем в продольном направлении электроды устанавливают попарно вдоль оси трубопровода на расстоянии 7 м, а в поперечном два электрода устанавливают на грунте непосредственно над осью трубопровода и два других - на расстоянии около 10 м от оси трубопровода в перпендикулярном от нее направлении. При этом, приближаясь к дефекту изоляционного покрытия, наблюдают на измерительном приборе за пульсирующими значениями градиента напряжения постоянного тока и потенциалов «труба - земля», синхронными с тактом прерывателя постоянного тока, по которым определяют местоположение эпицентра дефекта, в котором продольный градиент напряжения равен нулю, а поперечный градиент напряжения принимает максимальное значение. После этого проводят измерение сопротивления грунта вдоль подземного трубопровода, исследование его методом магнитной томографии и, в завершение, по данным наземного обследования в наиболее опасных зонах выполняют контрольное шурфование, после чего по полученным результатам определяют комплексный показатель технического состояния трубопровода р, на основе которого принимается решение об условиях его дальнейшей эксплуатации.

Данный способ предназначен для поиска нарушения изоляции трубопровода, но при определении подпленочной коррозии имеет очень низкую чувствительность, так как она происходит без нарушения сплошности изоляции. Градиенты напряжения постоянного тока и потенциалов «труба - земля» отсутствуют.

Известен способ (US 2015346159. Sensor system for corrosion monitoring), выбранный в качестве прототипа, в котором предусмотрена стационарно

установленная система мониторинга коррозии под изоляцией и проведение мониторинга этой системы. Изобретение обеспечивает достижение искомой цели волоконно-оптическим кабелем, установленным между стенками и изоляцией трубопровода, а также размещением акустических излучателей по его длине в механическом контакте с оптическим волокном. Акустические излучатели посылают импульсный акустический сигнал в сторону трубопровода, который принимается оптическим волокном. Акустический сигнал проходит через стенку трубопровода, отражается от ее внутренней поверхности и отражается в виде импульса на оптическом волокне.

Данная система имеет ряд недостатков: волоконный оптический кабель не может эксплуатироваться 30 лет, как трубопровод; система должна быть смонтирована на строящийся трубопровод; высокая относительная стоимость.

Техническим результатом изобретения является разработка способа определения участков газопровода с подпленочной коррозией без проведения предварительного шурфования и вскрытия изоляции.

Технический результат достигается предлагаемым способом, который основан на особенностях механизма коррозии трубопроводов во влажном грунте без доступа кислорода. При данном виде коррозии на катоднозащищенной трубе протекает, в основном, реакция катодного восстановления водорода. На поверхности трубы образуется объем водорода, соответствующий эквимолярному количеству растворившегося в процессе анодной реакции железа. Выделившийся в ходе катодной реакции атомарный водород образует молекулы Н2 и в виде пузырьков без затруднений диффундирует через пленочное покрытие и грунт в атмосферу. Способ заключается в том, что сначала с помощью трассопоискового комплекса определяют точное местоположение оси газопровода, затем посредством перемещения на высоте до 0,5 м над грунтом детектора эмиссии водорода, по превышению заранее определенного фонового значения его концентрации над газопроводом, устанавливают расположение участков, подверженных коррозии под изоляционным покрытием с водородной деполяризацией. Приближение к очагу подпленочной коррозии фиксируют по изменению показаний детектора эмиссии водорода. В нем используется электрохимический датчик определения концентрации водорода с точностью измерения 10 ppm и диапазоном измерения от 5 до 10000 ppm. При выявлении участка с концентрацией водорода в воздухе над поверхностью грунта на 10 и более ppm превышающей фоновое значение, он считается потенциально опасным. При повторном измерении и подтверждении полученного повышенного значения концентрации водорода над газопроводом, в этом месте проводят контрольное шурфование для восстановления изоляции и предотвращения подпленочной коррозии.

Изменение объема выделяющегося водорода и его определение в полевых условиях для оценки места и площади поверхности трубы, подверженной подпленочной коррозии, сильно зависят от внешних условий эксплуатации трубопровода: влажности, пористости, структуры, электропроводности, минерального состава, температуры и рН грунта. Влияние каждого фактора на возможность определения очагов подпленочной коррозии различно. Так, пористость грунта не должна быть высокой, чтобы водород в своей массе двигался вертикально в сторону поверхности над трубой. рН грунта влияет на особенности подпленочной коррозии с выделением водорода, что возможно для стальных труб только в кислых и нейтральных растворах (рН должна быть меньше 7). Грунт должен иметь электропроводность не менее 0,05 См/м для возможности протекания коррозионных процессов. Минерализацию необходимо учитывать при оценке вероятности подпленочной коррозии. При этом ее значение не должно быть ниже 10 мг/дм3 растворенных в воде солей. На возможность определения очагов подпленочной коррозии оказывает влияние также температура грунта (при отрицательной температуре водород может не выходить наружу, а скапливаться в полостях вдоль трубопровода), наличие электрохимической (катодной) защиты, при наличии которой водород может выделяться в излишне больших количествах и влиять на точность определения местоположения очагов.

Изобретение может быть использовано в трубопроводном транспорте и строительной индустрии, а также других отраслях промышленности, где необходим мониторинг корродирующих участков подземных металлических конструкций без их предварительного вскрытия.

1. Способ определения очагов развивающейся подпленочной коррозии газопроводов, отличающийся тем, что после определения точного местоположения его оси трассопоисковым комплексом расположение участка, подверженного подпленочной коррозии с водородной деполяризацией, устанавливают с помощью детектора эмиссии водорода, позволяющего регистрировать превышение заранее определенного фонового значения его концентрации над этим участком на 10 и более ppm.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что определение очагов развивающейся подпленочной коррозии производят под слоем грунта со следующими характеристиками: температура - выше 0°С, рН - меньше 7, электропроводность - не менее 0,05 См/м, минерализация - не менее 10 мг/дм3 растворенных в воде солей.



 

Похожие патенты:

Использование: для обнаружения питтинговой коррозии (питтинга) в контролируемых изделиях методом направленных акустических волн. Сущность изобретения заключается в том, что с помощью ультразвуковых пьезоэлектрических преобразователей, предназначенных для проведения ультразвуковой толщинометрии стенки трубопровода, осуществляют генерацию запускающего импульса и прием отраженных эхо-сигналов через постоянный интервал дистанции - скан, усиливают, оцифровывают и передают в бортовой вычислитель по каждому пьезоэлектрическому преобразователю оцифрованную осциллограмму принятого эхо-сигнала, производят накопление и усреднение оцифрованных осциллограмм за два и более цикла озвучивания в каждом скане, измеряют интервал времени между фронтом излученного прямого ультразвукового сигнала и фронтом принятого отраженного ультразвукового сигнала от внутренней поверхности стенки трубопровода, образующий первый эхо-сигнал, вычисляют энергию первого эхо-сигнала, измеряют интервал времени между фронтом первого эхо-сигнала и фронтом принятого отраженного эхо-сигнала от внешней поверхности стенки трубопровода, образующий второй эхо-сигнал, вычисляют энергию второго эхо-сигнала, сравнивают величину энергии второго эхо-сигнала текущего А-скана с величинами энергий вторых эхо-сигналов предыдущих А-сканов, обнаруживают третий эхо-сигнал, в интервале между первым и вторым эхо-сигналами, при наличии третьего эхо-сигнала вычисляют энергию третьего эхо-сигнала, измеряют временной интервал между максимумами энергий второго и третьего эхо-сигналов, определяют глубину питтинга.

Использование: для контроля технического состояния трубопровода. Сущность изобретения заключается в том, что информационно-диагностический комплекс для контроля технического состояния трубопроводов содержит основание, выполненное массивным и виброустойчивым, устройство возбуждения, состоящее из последовательно соединенных: акустического излучателя, установленного на опору, цифро-аналогового преобразователя и персонального компьютера, а также устройство регистрации, состоящее из двух чувствительных элементов, которые могут быть выполнены в виде пьезоэлектрического датчика, микрофона или лазерного виброметра, установленных с возможностью регулирования расстояния между ними и возможностью их перемещения вдоль продольной оси исследуемого трубопровода, при этом введена система опор с фиксаторами, на которых размещен исследуемый трубопровод.

Использование: для ультразвукового обнаружения продольных трещин в головке рельса. Сущность изобретения заключается в том, что на поверхность катания рельса устанавливают первый электроакустический преобразователь, ориентированный попрек головки рельса на нижнюю выкружку головки со стороны рабочей грани с возможностью приема от нее отраженных сигналов, перемещают преобразователь вдоль рельса с определенной скоростью, периодически излучают ультразвуковые колебания, принимают отраженные от нижней выкружки головки со стороны рабочей грани рельса эхо-сигналы, анализируют амплитуду принятых сигналов, при этом принимают отраженные от нижней и верхней плоскостей продольной трещины эхо-сигналы, зеркально первому устанавливают второй электроакустический преобразователь, но направленный на нижнюю выкружку со стороны нерабочей грани головки рельса и функционирующий аналогично первому, совместно с первым второй преобразователь перемещают вдоль рельса, оценку глубины залегания и степени развития продольной трещины производят на основе анализа амплитуд и временного положения последовательно поступающих, по мере перемещения преобразователей, эхо-сигналов от трещины и уровней амплитуд эхо-сигналов от нижних выкружек головки рельса.

Изобретение относится нефтегазодобывающей промышленности, в частности к неразрушающим способам контроля скважинных труб. Образец содержит тело из контролируемого материала, содержащего искусственный дефект.

Изобретение относится к области исследований физико-механических свойств материалов и может быть использовано для определения огнестойкости строительных материалов.

Изобретение относится к области исследований физико-механических свойств материалов и может быть использовано для определения огнестойкости строительных материалов.

Использование: для контроля металла рабочих лопаток турбины, подвергающихся длительным эксплуатационным нагрузкам при повышенных температурах. Сущность изобретения заключается в том, что к лопаткам турбины применяются методы дефектоскопии, показывающие наличие дефектов в металле путем обследования после останова турбины большой группы лопаток, на которых возможно наличие трещин.

Изобретение относится к области оптических методов контроля, а более конкретно к фотометрическим методам контроля параметров люминесценции окрашенной границы пропитки при настройке лазерного излучения на частоту квантового перехода в спектре исследуемого вещества.

Использование: для оценки состояния рельсов. Сущность изобретения заключается в том, что по рельсовому пути перемещают дефектоскопические средства, зондируют ими головку рельсов, оценивают полученные сигналы, обнаруживают аномалии и регистрируют их с привязкой к координатам рельсового пути, дополнительно по результатам зондирований формируют интегральный параметр каждой аномалии, при последующих перемещениях дефектоскопических средств по рельсовому пути повторяют зондирования, сравнивают интегральные параметры текущих и ранее найденных аномалий, оценивают динамику изменения интегрального параметра каждой аномалии, прогнозируют перспективы ее развития и планируют ремонтные мероприятия.

Использование: для комплексного контроля качества сварного шва рельсового стыка. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют проведение сплошного контроля сварных стыков ультразвуковым (УЗК) методом и выборочного контроля соблюдения заданного режима сварки путем испытания контрольных натурных образцов на статический поперечный изгиб на прессе и измерений твердости металла в сварных стыках рельсов, при этом дополнительно проводят сплошной контроль на наличие зон с мартенситной структурой металла в сварном шве, акустико-эмиссионным (АЭ) методом на стадии термообработки сварных стыков в процессе воздушно-водяного охлаждения сварного шва, одновременно контролируют температуру остывания сварного шва, и контроль, методом магнитной памяти металла (МПМ), сварных швов на головке и на перьях подошвы рельса, при этом заключение о режимах сварки рельсового стыка, параметрах термической обработки сварного стыка делают на основании анализа результатов, полученных от всех видов контроля, МПМ проводят определение зон концентрации напряжений (ЗКН) в зоне термического влияния (ЗТВ) сварного шва, по собственному магнитному полю рассеяния (СМПР) путем сканирования датчиком магнитометра вдоль сварного шва поверхности головки рельса и перьев подошвы рельсов, в ЗКН определяют Hp - напряженность магнитного поля, А/м, и градиент магнитного поля рассеяния Hp (dHp/dx), где х - линия обследования в ЗКН, полученную информацию хранят как исходную, далее проводят повторную диагностику в плети в ЗКН с определением Hp и его градиента dH/dx, при прохождении по пути 50-150 млн.

Одометр // 2714465
Заявляемое изобретение относится к устройствам измерения пройденной дистанции внутритрубными инспекционными приборами контроля технического состояния трубопроводов, нефтепродуктопроводов, в частности к колесным одометрам.

Изобретение относится к контролю герметичности оборудования потенциально опасных промышленных объектов и, в частности, может быть использовано для обнаружения, локализации и определения величины утечки теплоносителя из трубопроводов первого контура водо-водяных энергетических реакторов (ВВЭР).

Изобретение относится к средствам дистанционного контроля состояния подземных стальных трубопроводов, а также установленного на нем оборудования и прилегающих к нему территорий.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для непрерывного мониторинга утечек топлива (бензина, керосина, дизельного топлива, а также других легколетучих взрывоопасных жидкостей) и обнаружения повышения концентраций паров топлива в воздухе закрытых помещений, замкнутых объемах (подземных сооружениях и коммуникациях).

Изобретение относится к области автоматизации контроля и управления технологическим процессом транспортировки продукта по многониточным магистральным трубопроводам (ММТ).

Система и способ обеспечения конфигурации многократного двойного блокирования и выпуска в креплении диафрагмы для обеспечения дополнительного барьера защиты между работающим под давлением потоком и окружающей средой снаружи расходомера.

Изобретение относится к области контрольной техники. Автоматизированная система содержит влагочувствительные датчики (1), размещенные в местах возможных протечек воды, аппарат управления (5), электрически связанный с влагочувствительными датчиками (1), и блок питания (7).

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано для обеспечения автономной работы нижнего (средств измерений) и среднего (системы телемеханики) уровней систем обнаружения утечек (СОУ) жидких углеводородов.

Группа изобретений относится к способу и устройству определения места нахождения утечки жидкости из трубопровода, например, нефтепроводов, теплотрасс. Техническим результатом заявленной группы изобретений является повышение точности и достоверности определения места нахождения течи в трубопроводе.

Изобретение относится к области обеспечения безопасности при транспортировке и хранении газа и касается способа дистанционного измерения концентрации газов в атмосфере.

Изобретение относится к области диагностического обслуживания газопроводов. Способ определения очагов развивающейся подпленочной коррозии газопроводов включает точное определение местоположения его оси трассопоисковым комплексом, при этом расположение участка, подверженного подпленочной коррозии с водородной деполяризацией, устанавливают с помощью высокочувствительного детектора эмиссии водорода, позволяющего регистрировать превышение заранее определенного фонового значения его концентрации над этим участком на 10 и более ppm. Техническим результатом является разработка способа определения участков газопровода с подпленочной коррозией без проведения предварительного шурфования и вскрытия изоляции. 1 з.п. ф-лы.

Наверх