Спосіб визначення якості ізоляційного покриття трубопроводу

Спосіб визначення якості ізоляційного покриття трубопроводу, що включає генерацію електро 3 35102 Поставлена задача досягається тим, що в способі визначення якості ізоляційного покриття трубопроводу, що полягає в генерації електромагнітних коливань, випромінюванні їх в простір, використовуючи в якості антени досліджуваний трубопровід, та в наступному їх перетворенні приймачем в електричний сигнал з подальшим його аналізом, новим є те, що використовують щонайменше дві гармоніки електромагнітних коливань, при цьому струм вздовж трубопроводу обчислюють по кожній з гармонік, а аналіз сигналу полягає в спектральному аналізі. Генератор імпульсів стабілізованого струму щонайменше з двома гармоніками одночасно передає струм в трубопровід. Проходячи вздовж трубопроводу, різні гармоніки сигналу генератора неоднаково згасаюсь внаслідок дії розподілених параметрів трубопроводу, оточуючого ґрунту та наявних пошкоджень ізоляційного покриття [2; 3]. На кожну антену (котушку) приймача, розташовану вздовж магнітних ліній поля, створюваного трубопроводом, наводиться EPC, значення якої прямо пропорційне струму в трубопроводі та обернено пропорційне відстані від трубопроводу. Принаймні за двома значеннями EPC різних приймальних котушок можна визначити глибину залягання трубопроводу та стр ум вздовж трубопроводу [1]. Виконуючи спектральний аналіз прийнятого сигналу по кожній з приймальних антен, обчислюються значення глибини залягання трубопроводу. Оскільки на приймальні антени також діють електромагнітні завади, то значення глибини залягання на різних гармоніках можуть відрізнятися. Таким чином, абсолютна похибка визначення глибини може визначатися як різниця між найбільш віддаленими значеннями глибини на різних гармоніках. За визначеною середньою глибиною визначають струм в тр убопроводі по кожній із значимих гармонік сигналу, в результаті чого отримують дискретну залежність струму в трубопроводі від частоти гармоніки. Чим більша кількість значимих гармонік сигналу (K), тим точніше буде отримана ця залежність. Відношення отриманої залежності до попередніх вимірів (декремент згасання струму) екстраполюють до нульової або близької до неї частоти (не більше 3 Гц) [7] за теоретичним законом залежності коефіцієнту згасання струму від частоти: d = A × 1+ 1 + w 2 × B , (1) d - декремент згасання струму, де w - частота стр уму генератора, А, В - невідомі коефіцієнти залежності, які визначаються в результаті регресивного аналізу отриманих даних або теоретично з допомогою додаткових вимірів за наступними формулами: A= 1 2 ×4 r , ri × t i t B = e 2 × r i2 , де t - умовна товщина шару ґр унту навколо трубопроводу, r - питомий опір ґрунту, 4 r i - питомий опір ізоляції трубопроводу, e - діелектрична проникність ізоляції трубопроводу, ti - товщина ізоляції [9; 6]. Це виключає вплив розподілених параметрів трубопроводу на згасання струму в тр убопроводі, яке повністю визначає питомий опір ізоляційного покриття трубопроводом, що згідно з [4] визначає його якість. За даним способом обчислюється сукупний вплив складу ґрунту та розподілених параметрів трубопроводу на згасання струму між двома сусідніми вимірами. Оскільки вимірювання проводять з невеликим інтервалом (до 200 м) [4], то це дозволяє з достатньою точністю врахува ти зміну розподілених параметрів та складу ґрунту вздовж трубопроводу, причому, при зменшенні інтервалу обстеження збільшується точність методу. Сутність корисної моделі пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 зображено загальну схему вимірювання якості ізоляційного покриття трубопроводу, на фіг. 2 - алгоритм роботи програми універсального обчислювача, на фіг. 3 - алгоритм обчислення коефіцієнта згасання струму зі спектру сигналу. Спосіб реалізується наступним чином. Спочатку позитивний полюс спеціального генератора 1 (фіг. 1) приєднують до трубопроводу в початковій точці (наприклад, в оглядовому колодязі або до кранових вузлів тр убопроводу), а негативний - до штиря заземлення, що знаходиться якомога далі від тр убопроводу. В цьому випадку тр убопровід 2, що знаходиться під землею або під водою 3 внаслідок протікання в ньому стр уму створює електромагнітне поле навколо себе. Далі, в зазначених точках над трубопроводом оператор за допомогою переносного пристрою 4 виконує вимірювання, яке проходить наступним чином. Переносний пристрій сприймає електромагнітні коливання, що випромінюються трубопроводом, перетворює їх у цифровий сигнал із виконанням попереднього підсилення з вказаним коефіцієнтом та надсилає до цифрового обчислювача (переносного компьютера). Потім прийнятий сигнал обчислювач обробляє наступним чином. Після запуску програми на обчислювачі (фіг. 2) задаються початкові дані об'єкту. Далі в неперервному циклі виконується зчитування даних, які надійшли з антенної системи, далі виконується спектральний аналіз цих даних (перетворення Фур'є) [5], в результаті якого визначається амплітуда кожної із гармонік сигналу генератора. За отриманими амплітудами гармонік визначається оптимальний коефіцієнт підсилення методом половинного ділення. Якщо значення амплітуди сигналу виходить за встановлені оптимальні рамки, то виконується встановлення нового коефіцієнта підсилення (параметра роботи приймача) через обернений зв'язок, після чого знову виконується перевірка оптимальності коефіцієнта підсилення. Після виконання кожного циклу роботи оператору показується поточне значення EPC, наведеної в антенну систему для правильного орієнтування останньої відносно трубопроводу. 5 35102 Оператор має змогу перервати цикл вимірювання через органи керування в будь-який час. Коли оператор через органи керування дає команду початку вимірювання, то програма проводить зчитування наступного блоку цифрованого сигналу з приймача та виконує спектральний аналіз, після чого визначається коефіцієнт згасання струму, за яким визначається стан ізоляційного покриття, використовуючи відому методику та порогові значення критерію оцінки якості ізоляційного покриття [1]. Визначення коефіцієнта згасання стуму виконується наступним чином. Для усі х К³2 значимих гармонік генератора (фіг. 3) виконується обчислення глибини залягання трубопроводу, після чого, для тих самих гармонік виконується обчислення струму вздовж трубопроводу. Далі визначається середнє значення глибини залягання трубопроводу по усім гармонікам сигналу з метою виключення впливу електромагнітних завад на вимірювання. Далі за законом (1) виконується екстраполяція залежності струму від частоти на нульову частоту. На цьому етапі визначаються невідомі коефіцієнти А та В за допомогою регресивного аналізу по даних спектрального аналізу. За обчисленими значеннями в двох сусідніх точках обстеження струму н ульової частоти, втрати якого відбуваються тільки за рахунок пошкоджень ізоляційного покриття, обчислюють коефіцієнт згасання струму, що і буде визначати якість ізоляційного покриття. Джерела інформації: 1. Бурымский В.К., Гирнык В.А., Дыскин Э.М., Лилак Н.Н., Ткаленко Н.А., Юхимец П.С. Обследование трубопроводов Ахтырского НГДУ. Ж. Техническая диагностика и неразрушающий контроль №4, 2000. К.:Институт электросварки им. Е.О.Патона HAH Украины. 6 2. Джала Р.М. Електромагнітні обстеження і контроль корозії трубопроводів // Механіка руйнування і міцність матеріалів: Довідн. посібник / Під загальною назвою ред. В.В.Панасюк. - Т.5: Неруйнівний контроль і технічна діагностика / Під ред. З.Т.Назарчука. - Львів: ФМІ ім.Т.В.Карпенка HAH України. - 2001. - Розділ 5.-с. 263-330 3. Дикмарова Л.П., Корниенко В.Ю. Сопротивление изоляционного покрытия подземного трубопровода // Нефт. пром-ть. Н.-т. достиж. и перед, опыт, рекоменд. для внедр. / Инф.сб. М.:ВНИИОЗНГ, 1991 - Вып. 12 - с.51-56 4. ДСТУ 4219-2003 Трубопроводи сталеві магістральні. Загальні вимоги до захисту від корозії. 5. Кудрявцев Л.Д., Математический анализ. Том 2. Учебник. Второе издание - 1998 г. 6. Мухлинін C.M. Визначення технічного стану ізоляційного покриття з використанням двочастотної методики обстеження Вісник НТУУ «КПІ» Приладобудування. 2008.-№5 7. Стрілецький Ю.Й. Розробка методики та пристрою для дистанційного контролю стану ізоляційного покриття підземних газопроводів. ІваноФранківськ, 1999. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних на ук. 8. Ткаленко М.А., Юхимець П.С., Мухлинін CM., Єременко В.І., Гірник Д.А. Методика та апаратура двочастотних вимірів для перевірки якості ізоляційного покриття трубопроводу у вологи х ґрунтах та на водних переходах. Ж. Те хническая диагностика и неразрушающий контроль №1, 2008. К.: Институт электросварки им. Е.О.Патона HAH Украины. 9. Яворський А.В. Розробка методу та системи для безконтактного контролю стану ізоляції промислових нафтогазопроводів. Івано-Франківськ, 2005. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук. 7 Комп’ютерна в ерстка І.Скворцов а 35102 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601