УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ОБЪЕМНЫХ БЛУЖДАЮЩИХ ТОКОВ В ЗОНЕ ПРОЛЕГАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

Полезная модель относится к области защиты от коррозии и может быть использована для определения блуждающих токов в зоне пролегания подземных трубопроводов.
Известно устройство мониторинга коррозии подземных трубопроводов на гибкой подложке, содержащее единичные индикаторы, выполненные из того же материала, что и подземные трубопроводы, каждый индикатор имеет определенный расчетный диаметр, обеспечивающий заданное время работы от момента установки его в грунт до полного разрушения (Патент на полезную модель RU №173992, кл. G01N 17/04, опубл. 25.09.2017).
Устройство не обеспечивает высокую точность измерения из-за отсутствия замеров под определенным углом относительно защищаемого подземного трубопровода для своевременного обнаружения и предупреждения значительных локальных повреждений, приводящих к возникновению аварийных ситуаций на трубопроводе и имеет достаточно сложную технологию монтажа.
Известно устройство мониторинга коррозии подземных трубопроводов под действием блуждающих токов, содержащее 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 высокую точность определения направления протекания блуждающих токов относительно защищаемого подземного трубопровода для своевременного обнаружения и предупреждения значительных локальных повреждений, приводящих к возникновению аварийных ситуаций на трубопроводе.
Наиболее близкое к заявляемой полезной модели устройство мониторинга направления блуждающих токов и коррозии подземных трубопроводов содержит радиальные единичные индикаторы, выполненные из того же материала, что и подземные трубопроводы, круговую внешнюю рамку радиальных единичных индикаторов, радиальные единичные индикаторы имеют одинаковую площадь поперечного сечения и расположены равномерно через определенный угол, начала радиальных единичных индикаторов расположены в центре круговой внешней рамки и соединены между собой и с общим проводником, концы радиальных единичных индикаторов расположены на окружности круговой внешней рамки и конец каждого соединен с соответствующим информационным проводником (Патент на полезную модель RU №207152, кл. G01N 17/04, опубл. 14.10.2021).
Устройство не обеспечивает высокую точность контроля протекания блуждающих токов относительно защищаемого подземного трубопровода для своевременного обнаружения и предупреждения значительных локальных повреждений, приводящих к возникновению аварийных ситуаций на трубопроводе.
Техническая задача, решаемая предлагаемой полезной моделью, состоит в повышении точности контроля протекания блуждающих токов относительно защищаемого подземного трубопровода для своевременного обнаружения и предупреждения значительных локальных повреждений, приводящих к возникновению аварийных ситуаций на трубопроводе.
Техническая задача решается тем, что в известном устройстве, содержащем радиальные единичные индикаторы, выполненные из того же материала, что и подземные трубопроводы, круговую внешнюю рамку радиальных единичных индикаторов, радиальные единичные индикаторы имеют одинаковую площадь поперечного сечения и расположены равномерно через определенный угол, начала радиальных единичных индикаторов расположены в центре круговой внешней рамки и соединены между собой и с общим проводником, концы радиальных единичных индикаторов расположены на окружности круговой внешней рамки и конец каждого соединен с соответствующим информационным проводником, дополнительно введены круговая рамка продольных индикаторов, общий проводник продольных индикаторов и продольные единичные индикаторы, выполненные из того же материала, что и подземные трубопроводы, продольные единичные индикаторы имеют различную площадь поперечного сечения и расположены продольно относительно круговой внешней рамки и радиальных единичных индикаторов, причем конец каждого продольного единичного индикатора соединен с концом соответствующего радиального единичного индикатора, расположенного на окружности круговой внешней рамки и соответствующим информационным проводником, начала продольных единичных индикаторов расположены на круговой рамке продольных индикаторов и соединены между собой и с общим проводником продольных индикаторов.
На фигуре представлена конструкция устройства контроля блуждающих токов в зоне пролегания подземных трубопроводов.
Устройство содержит радиальные единичные индикаторы 1, выполненные из того же материала, что и подземные трубопроводы, круговую внешнюю рамку 2 радиальных единичных индикаторов 1. Радиальные единичные индикаторы 1 имеют одинаковую площадь поперечного сечения и расположены равномерно через определенный угол. Начала радиальных единичных индикаторов 1 расположены в центре круговой внешней рамки 2 и соединены между собой и с общим проводником 3, концы радиальных единичных индикаторов 1 расположены на окружности круговой внешней рамки 2 и конец каждого соединен с соответствующим информационным проводником 4.
Продольные единичные индикаторы 7, выполненные из того же материала, что и подземные трубопроводы, имеют различную площадь поперечного сечения и расположены продольно относительно круговой внешней 2 рамки и радиальных единичных индикаторов 1.
Конец каждого продольного единичного индикатора 7 соединен с концом соответствующего радиального единичного индикатора 1, расположенного на окружности круговой внешней 2 рамки и соответствующим информационным проводником 4. Начала продольных единичных индикаторов 7 расположены на круговой рамке 8 продольных индикаторов 7 и соединены между собой и с общим проводником продольных индикаторов 9.
Устройство работает следующим образом.
Устройство размещается в районе пролегания подземного трубопровода, причем выдерживается ориентация устройства по направлению вертикально вверх относительно поверхности земли. Продольные единичные индикаторы 7 должны быть расположены вдоль пролегания подземного трубопровода. Такое размещение обеспечивает определение угла направления каждого единичного радиального индикатора 1 устройства относительно горизонтальной плоскости, перпендикулярной к направлению пролегания трубопровода и направление продольных единичных индикаторов 7 вдоль пролегания трубопровода.
Устройство размещается на тех участках подземного трубопровода, где возможно проявление сильных блуждающих токов от внешних источников, таких как рельсовый электротранспорт, подстанции, линии электропередач и т.д.
Угол относительного направления каждого радиального единичного индикатора 1 устройства определяется количеством радиальных единичных индикаторов 1. Так при 24 радиальных единичных индикаторах угол относительного направления каждого радиального единичного индикатора 1 составляет 15 градусов относительно соседнего радиального единичного индикатора 1. Увеличением количества радиальных единичных индикаторов 1 и их направлением достигается повышение точности определения направления протекания блуждающих токов в перпендикулярной плоскости относительно защищаемого подземного трубопровода.
На радиальные единичные индикаторы 1 действуют различные факторы, приводящие к коррозии, включая воздействие блуждающих токов от различного электрооборудования и электрического транспорта, находящегося в зоне залегания подземных трубопроводов.
Эти внешние воздействия приводят к появлению переменных, импульсных или постоянных электромагнитных полей, воздействующих на подземный трубопровод и, соответственно, на радиальные единичные индикаторы 1, расположенные во всех направлениях относительно защищаемого подземного трубопровода.
Учитывая, что эти поля, как правило, оказывают неравномерные воздействия в различных направлениях относительно поперечного сечения трубопровода, часто носят местный характер, что приводит к неравномерности корродирования подземного трубопровода и к значительным местным коррозионным повреждениям.
При этом радиальные единичные индикаторы 1, располагаемые под различными углами относительно защищаемого подземного трубопровода, обеспечивают мониторинг воздействия блуждающих токов и коррозии по направлениям радиальных единичных индикаторов 1 в перпендикулярной плоскости относительно направления пролегания подземного трубопровода.
Радиальные единичные индикаторы 1 выполнены в виде проволок одинакового сечения из того же материала, что и подземный трубопровод.
В зависимости от направления протекания наиболее значительных блуждающих токов и под действием коррозии в первую очередь разрушаются именно те радиальные единичные индикаторы 1, направление которых совпадает с направлением протекания наиболее значительных блуждающих токов в перпендикулярной плоскости относительно направления пролегания трубопровода.
Для контроля блуждающих токов в продольном направлении относительно направления пролегания подземного трубопровода применяются продольные единичные индикаторы 7, расположенные продольно относительно круговой внешней рамки и радиальных единичных индикаторов 1. В результате продольные единичные индикаторы 7 обеспечивают контроль блуждающих токов вдоль направления пролегания трубопровода.
На продольные единичные индикаторы 7 также действуют блуждающие токи от различного электрооборудования и электрического транспорта, находящегося в зоне залегания подземных трубопроводов. При этом продольные единичные индикаторы 7 контролируют блуждающие токи вдоль пролегания подземного трубопровода.
Продольные единичные индикаторы 7 выполнены в виде последовательно чередующихся по площади сечения проволок из того же материала, что и подземный трубопровод.
При протекании блуждающих токов продольно относительно трубопровода сначала под действием коррозии разрушаются продольные единичные индикаторы 7 меньшего сечения, что информирует о начальном коррозионном разрушении, затем разрушаются продольные единичные индикаторы 7 большого сечения, что информирует о существенном коррозионном разрушении. В результате устройство контролирует блуждающие токи в зоне пролегания подземных трубопроводов.
Для определения разрушенных радиальных единичных индикаторов 1 и продольных единичных индикаторов 7 на общий проводник 3, соединенный с началами радиальных единичных индикаторов 1, подается напряжение положительной полярности, а на общий проводник продольных индикаторов 9, соединенный с началами продольных единичных индикаторов 7, подается напряжение отрицательной полярности. Напряжения подаются периодически с ограничением тока для предотвращения воздействия на индикаторы.
При разрушении радиального единичного индикатора 1 нарушается электрический контакт между общим проводником 3 и соответствующим информационным 4 проводником устройства.
При разрушении продольного единичного индикатора 7 нарушается электрический контакт между общим проводником продольных индикаторов 9 и соответствующим информационным 4 проводником устройства.
В результате при разрушении радиального единичного индикатора 1 на информационном 4 проводнике формируется электрический сигнал отрицательной полярности, а при разрушении продольного единичного индикатора 7 на информационном 4 проводнике формируется электрический сигнал положительной полярности.
При разрушении соответствующего радиального единичного индикатора 1 и продольного единичного индикатора 7 на информационном 4 проводнике электрический сигнал отсутствует.
В результате устройство контролирует блуждающие токи в зоне пролегания подземных трубопроводов и вырабатывает сигнал предупреждения оперативно-диспетчерских служб для принятия предупредительных мер по недопущению возникновения аварийных ситуаций, связанных с коррозионным повреждением трубопровода.
Таким образом, устройство обеспечивает повышение точности контроля протекания блуждающих токов относительно защищаемого подземного трубопровода для своевременного обнаружения и предупреждения значительных локальных повреждений, приводящих к возникновению аварийных ситуаций на трубопроводе.