УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ПЕНОПОЛИУРЕТАНОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ И МЕДНЫХ ПРОВОДНИКОВ-ИНДИКАТОРОВ В ТРУБОПРОВОДАХ ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ И ПАРА

Устройство предназначено для контроля состояния пенополиуретановой изоляции и медных проводников-индикаторов трубопроводов горячей воды и пара.
В настоящее время, для контроля состояния увлажнения пенополиуретановой изоляции и медных проводников-индикаторов трубопроводов горячей воды и пара используется устройство оперативного дистанционного контроля (ОДК) увлажнения теплоизоляционного слоя теплопроводов на основе коаксиального кабеля РК-150-7-31 с волновым сопротивлением (Zвк)=150 Ом и согласующего устройства. (Инструкция по проектированию и монтажу систем оперативного дистанционного контроля увлажнения пенополиуретановой изоляции (ППУ) предизолированных теплопроводов (в дополнение к своду правил СП 41-105-2002) от 4.06.05 г., стр. 6-8).
Устройство оперативного дистанционного контроля (ОДК) увлажнения пенополиуретановой изоляции (ППУ) предизолированных теплопроводов состоит из медных проводников - индикаторов (сигнальных и транзитных) в теплоизоляционном слое теплопровода и элемента соединения, включающего коаксиальный кабель марки РК-150-7-31 с гофрированной стальной центральной жилой в полиэтиленовой изоляции и согласующего устройства, применяемого для согласования волнового сопротивления коаксиального кабеля РК-150-7-31 с волновым сопротивлением медных проводников-индикаторов.
Данное устройство не позволяет точно локализовать участок увлажнения теплоизоляционного слоя, в особенности при значительной протяженности трубопровода, в связи с неоднородностью прохождения тестового сигнала в коаксиальном кабеле РК-150-7-31 и медных проводниках-индикаторах (сигнальных и транзитных) в теплоизоляционном слое теплопровода, которая обусловлена разным диаметром проводников (в РК-150-7-31=0,25 мм; медный проводник-индикатор=1,4 мм), разностью волновых сопротивлений коаксиального кабеля РК-150-7-31 и медного проводника-индикатора в теплоизоляционном слое трубопровода, разностью времени распространения сигнала в линии согласующее устройство - коаксиальный кабель и медных проводниках-индикаторах, а также за счет значимого затухания зондирующего импульса ввиду многочисленности коммутаций. При этом при рефрактометрии в момент прохождения тестового сигнала через участки коммутации коаксиальный кабель-согласующее устройство и согласующее устройство - проводник-индикатор регистрируется группа разноамплитудных пиков, располагающихся выше и ниже изолинии, которые могут маскировать или имитировать участки увлажнения теплоизоляционного слоя. К тому же установка согласующих устройств усложняет процесс монтажа, а полиэтиленовая оболочка кабеля РК-150 и условия эксплуатации приводят к частым поломкам системы.
Техническим результатом предлагаемого устройства является повышение точности и уменьшения времени локализации участка увлажнения и прогнозирование увлажнения теплоизоляционного слоя теплопровода горячей воды и пара на ранних стадиях при одновременном упрощении диагностики за счет создания равного волнового сопротивления формирующего однородного прохождения тестового сигнала в медных проводниках-индикаторах трубопроводов с протяженностью до 5 км в плоском трехжильном кабеле в изоляции из стирольного термоэластопласта на основе полиэфинов, равному по диаметру 1,0-2,0 мм и расстоянии в кабеле между жилами равным 5-38 мм.
Поставленная задача достигается тем, что устройство дистанционного контроля состояния пенополиуретанового теплоизоляционного слоя и проводников-индикаторов теплопроводов горячей воды и пара, состоящее из двух медных проводников-индикаторов, размещенных в теплоизоляционном слое трубопроводов, проходящих по всей длине трубопроводов, сильфонных компенсаторов, неподвижных щитовых опорах и концевых элементах, где один из проводников является сигнальным, а другой транзитным, а в качестве средства соединения проводников-индикаторов в местах контроля и транзита использован элемент соединения в полимерной изоляции, причем в местах транзита сигнальный проводник трубопроводов скоммутирован с сигнальным проводником последующего трубопровода через элемент соединения, а транзитный - с транзитным также через элемент соединения, а в местах контроля сигнальный и транзитный проводники через элемент соединения выведены в блок контроля, при этом элемент соединения в местах контроля и транзита выполнен в виде плоского трехжильного медного кабеля в полимерной изоляции, содержащего три медных проводника, каждый из которых с диаметром 1,3-1,5 мм параллельно расположен друг от друга на расстоянии 6-28 мм, и дополнительно установлен в сильфонных компенсаторах, неподвижных щитовых опорах на выходах в концевых элементах трубопровода.
На Фиг. 1 представлена схема устройства оперативного дистанционного контроля увлажнения слоя пенополиуретановой изоляции теплопроводов горячей воды и пара, включающих в себя сильфонные компенсаторы, неподвижные щитовые опоры и концевые элементы с установленным плоским трехжильным кабелем, где:
1. Трубопровод.
2. Медный проводник-индикатор трубопровода (один из которых - сигнальный, а другой транзитный соответственно).
3. Элемент соединения в виде плоского трехжильного медного кабеля в изоляции из стирольного термоэластопласта на основе полиолефинов (Tefabloc марки ТО СА).
4. Место транзита.
5. Место контроля.
6. Блок контроля.
7. Измерительный прибор.
8. Неподвижная щитовая опора.
9. Сильфонный компенсатор.
10. Концевой элемент трубопровода.
11. Точка коммутации.
По всей длине трубопровода (1) в ППУ изоляции проходят медные проводники-индикаторы (сигнальный и транзитный соответственно) (2), коммутирующиеся в местах транзита (4) и контроля (5) с плоским трехжильным медным кабелем диаметром 1,0-2,0 мм в изоляции из стирольного термоэластопласта на основе полиолефинов (Tefabloc марки ТО СА) (3). В месте контроля (5) устанавливается блок контроля (6), к которому подключен измерительный прибор (7). Плоский кабель (3), устанавливаемый в неподвижной щитовой опоре (8), сильфоном компенсаторе (9), концевом элементе (10) соединен в точках коммутации (11) с проводником - индикатором трубопровода (2).
На Фиг. 2 представлена схема элемента соединения (3) в виде плоского трехжильного медного кабеля, в изоляции из стирольного термоэластопласта на основе полиолефинов (Tefabloc марки ТО СА) для системы оперативного дистанционного контроля увлажнения теплоизоляционного слоя теплопроводов горячей воды, где: три медные жилы проводника, например d=l,4 мм, расположены параллельно друг другу на расстоянии, например 10 мм, в зависимости от требуемого волнового сопротивления, и покрыты однослойной изоляцией из стирольного термоэластопласта на основе полиолефинов (Tefabloc марки ТО СА).
Принцип работы устройства дистанционного контроля увлажнения теплоизоляционного слоя трубопровода горячей воды и пара осуществляется на основе соединительного элемента в виде плоского кабеля (3), размещенного последовательно в блоке контроля (6) в неподвижных щитовых опорах (8), сильфонных компенсаторах (9), на выходе из концевых элементов (10) трубопроводов и в точках коммутаций (11).
Тестовый сигнал, подаваемый с измерительного прибора(7) через блок контроля (6) проходит через плоский трехжильный медный кабель (3), обладающим равным волновым сопротивлением формирует однородное прохождение тестового сигнала в медных проводниках-индикаторах на исследуемом участке трубопровода горячей воды и пара (до 5 км). Отраженный импульс между трубопроводом (1) и проводником-индикатором (2) позволяет обнаружить неоднородное волновое сопротивление проводников-индикаторов в теплоизоляционном слое трубопроводов. Неоднородность возникает при увлажнении теплоизоляции или обрыве проводников-индикаторов. Даже малейшее увлажнение теплоизоляции ведет к резкому падению сопротивления и требует оперативного поиска точки увлажнения. Коммутация жил элемента соединения (3) в местах контроля (5) и транзита (4) с сигнальными и транзитными проводниками трубы (2) производится без согласующих устройств, напрямую. После чего кабель выводится в блок контроля (6) куда оператор подключает измерительный прибор (7).
Плоский трехжильный кабель для системы контроля позволяет с высокой точностью и уменьшением времени определять точку увлажнения или обрыва без использования согласующих устройств, что невозможно при использовании обычного коаксиального кабеля. Предоставляется возможность снятия четких рефлектограмм без затухания сигнала и лишних пиков в точках контроля и транзита, что обеспечивает хорошую «просматриваемость» трубопровода и возможность точной локализации места дефекта.
В случае, если расстояние между тремя проводниками будет менее 5 мм или более 38 мм, а диаметр проводника менее 1,0 мм или более 2,0 мм, то пропадает возможность снятия четких рефлектограмм, в точках контроля и транзита, появляются посторонние пики, затрудняющие «просматриваемость» трубопровода, что приводит к ошибочной локализации места дефекта и делает систему контроля неэффективной.
В то же время заявляемое техническое решение обеспечивает простоту монтажа и надежность системы, а также значительно снижает экономические затраты при установке системы дистанционного контроля состояния пенополиуретанового теплоизоляционного слоя и проводников-индикаторов теплопроводов.