Устройство для контроля скорости коррозии трубопровода
MONITORING DEVICE FOR RATE OF PIPELINE CORROSION

Изобретение относится к нефтегазодобывающей, нефтегазохимической и химической промышленности, в частности к приборам и устройствам для контроля технического состояния трубопровода.
Известен межфланцевый узел контроля коррозии (патент на ПМ RU №167617, МПК F17D 5/00, G01N 17/00, опубл 10.01.2017 в Бюл. №1) представляет собой межфланцевый диск с установленной внутри него гравиметрической кассетой, которая представляет собой стержень, на который установлены три дисковых образца-свидетеля, четыре изолирующие фторопластовые втулки, четыре гайки и две шайбы, причем внутренняя часть межфланцевого диска содержит два паза, в которые помещается гравиметрическая кассета, фиксируемая двумя пластинами к корпусу межфланцевого диска при помощи винтов, на который, в свою очередь, прикреплена ручка при помощи сварки, при этом на концах стрежня с внутренней стороны выполнены продольные срезы.
Недостатками данного узла являются высокая металлоемкость особенно для трубопроводов большого диаметра (более 100 мм), связанная с массивностью межфланцевого диска, устанавливаемого по всему периметру между фланцами, сложность установки и съема образца-свидетеля, так как для этого каждый раз необходимо остановить перекачку по трубопроводу, «стравить» внутреннее давление до атмосферного и деактивировать перекачиваемую продукцию до безопасных норм для обслуживающего персонала.
Наиболее близким является устройство для контроля скорости коррозии и состояния сварочных швов трубопровода для нефтегазохимических продуктов (патент RU №2430297, МПК F17D 5/00, опубл 27.09.2011 в Бюл. №27), содержащее отвод, установленный вертикально и сверху на основном трубопроводе, а также образцы, изготовленные отдельно из материала аналогичному материалу основного трубопровода и расположенные в среде транспортируемого продукта, причем оно содержит запорную задвижку, установленную соосно на отвод, цилиндрический стакан, установленный соосно на выход задвижки и вверх основанием, в котором соосно выполнено отверстие с резьбой, уплотнительный колпак, установленный соосно на основание стакана, шпиндель, установленный по оси «задвижка-стакан-колпак» таким образом, что резьба шпинделя входит в зацепление с резьбой отверстия основания стакана, при этом на верхний конец шпинделя насажен съемный маховик, а на нижнем конце шпинделя расположены образцы, каждый из которых состоит из двух частей, соединенных сварочным швом по сварочной технологии сборки основного трубопровода.
Недостатками данного устройства являются незащищенность образцов от внешнего воздействия механическими частицами и осаждающимися веществами, находящимися в перекачивающееся по трубопроводу жидкости, большие временные затраты на извлечение образца из-за необходимости выкручивания по резьбе шпинделя и высокая вероятность застревания и/или отрыва образца при извлечении при большом количестве осадка, скапливающегося на выходе из трубопровода в отвод.
Технической задачей предполагаемого изобретения является создание конструкции устройства для контроля скорости коррозии трубопровода, позволяющего защитить образец при помощи наружной кассеты, ускорить и упростить процесс извлечения образца за счет вытягивания кассеты, оборудованной сверху режущей кромкой для разрушения осадка на выходи из трубопровода.
Техническая задача решается устройством для контроля скорости коррозии трубопровода, включающим отвод, установленный вертикально и сверху на основном трубопроводе, запорную задвижку, установленную соосно на отвод, цилиндрический стакан, установленный соосно на выход задвижки и вверх основанием, в котором соосно выполнено отверстие, уплотнительный колпак, установленный соосно на основание стакана, шпиндель, установленный по оси «задвижка-стакан-колпак», при этом на верхний конец шпинделя насажен маховик, а на нижнем конце шпинделя расположены образцы, изготовленные из материала аналогичному материалу основного трубопровода и расположенные в среде транспортируемого продукта.
Новым является то, что образцы соединены со шпинделем через наружную негерметичную защитную разборную кассету, изготовленную из более прочного и износостойкого материала чем образец, сверху кассета оснащена входным конусом и продольной как минимум одной проточкой для образования режущей кромки, разрушающий осадок, скапливающийся на входе и внутри отвода при вращении, уплотнительный колпак сверху оснащен соосной цилиндрической проточкой с верхней резьбой под уплотнительные манжеты, герметизирующие выходящий шпиндель при затяжке по верхней резьбе зажимным полым винтом, который сверху снабжен внутренней резьбой с нижним коническим сужением под стопорный винт, оснащенный снизу конусом с двумя и более продольными разрезами, который при закручивании в полый винт выполнен с возможностью взаимодействия снаружи с коническим сужением полого винта, а изнутри - со штоком с фиксацией его относительно уплотнительного колпака.
На фиг. 1 изображена схема устройства с частичными продольными разрезами.
На фиг. 2 изображена увеличенная выноска А фиг. 1 с частичным продольным разрезом.
Устройство для контроля скорости коррозии трубопровода 1, включающее отвод 2, установленный вертикально и сверху на основном трубопроводе 1, запорную задвижку 3, установленную соосно на отвод 2, цилиндрический стакан 4, установленный соосно на выход задвижки 3 и вверх основанием, в котором соосно выполнено отверстие 5, уплотнительный колпак 6, установленный соосно на основание стакана 4, шпиндель 7, установленный по оси 8 «задвижка-стакан-колпак». На верхний конец шпинделя 7 насажен маховик 9, а на нижнем конце шпинделя 7 расположены образцы 10 (фиг. 1 и 2), изготовленные из материала аналогичному материалу основного трубопровода и расположенные в среде транспортируемого по трубопроводу 1 (фиг. 1) продукта. Образцы 10 (фиг. 2) соединены со шпинделем 7 через наружную негерметичную защитную разборную кассету 11, изготовленную из более прочного и износостойкого материала чем образец 10. Сверху кассета 11 оснащена входным конусом 12 и продольной как минимум одной проточкой 13 для образования режущей кромки 14, разрушающий осадок, скапливающийся на входе и внутри отвода 2 (фиг. 1) при вращении. Уплотнительный колпак 6 сверху оснащен соосной цилиндрической проточкой 15 с верхней резьбой 16 под уплотнительные манжеты 17, герметизирующие выходящий шпиндель 7 при затяжке по верхней резьбе 16 зажимным полым винтом 18, который сверху снабжен внутренней резьбой 19 с нижним коническим сужением 20 под стопорный винт 21, оснащенный снизу конусом 22 с двумя и более продольными разрезами 23. Стопорный винт 21 при закручивании в полый винт 18 выполнен с возможностью взаимодействия снаружи с коническим сужением 20 полого винта 18, а изнутри - со штоком 7 с фиксацией его относительно уплотнительного колпака 6.
Кассета 11 (фиг. 2) для установки внутри образца 10 изготовлена сборной, состоящей из двух (например, скручивающихся крышки 24 и корпуса 25, корпуса и свинчивающегося днища - не показано и т.п.) и более элементов (например, из последовательно соединяемых резьбой элементов - не показано). В корпусе 26 могут быть выполнены отверстия 26 любой формы для попадания внутрь транспортируемого по трубопроводу 1 (фиг. 1) продукта. На конструктивные элементы и технологические соединения кассеты 11 авторы не претендуют.
Конструктивные элементы и технологические соединения, не влияющие на работоспособность устройства, на фиг. 1 и 2 не показаны или показаны условно.
Устройство работает следующим образом.
В трубопроводе 1 (фиг. 1) в выбранном для контроля месте перед запуском сверху сверлят отверстие 27, сверху которого присоединяют (например, сваркой) отвод 2. На отводе герметично крепят запорную задвижку 3, которую при помощи воротка 28 закрывают. После чего производят транспортировку продукта (нефть, нефтепродукты, химические реагенты для нефтехимических и химических производств и/или т.п.) по трубопроводу 1 (фиг. 1). Для ввода образца 10 в трубопровод 1, его помещают в кассету 11 (фиг. 2), предварительно разбирая ее (например, выкручиванием крышку 24 с входным конусом 12 и продольной как минимум одной проточкой 13 отсоединяют о корпуса 25) и собирая (например, свинчиванием крышки 24 и корпуса 25) после размещения внутри образца 10. Цилиндрический стакан 4 соединяют соосно и герметично с уплотнительным колпаком 6, в цилиндрическую проточку 15 которого установлены уплотнительные манжеты 17, поджимаемые предварительно по резьбе 16 зажимным полым винтом 18. Во внутреннюю резьбу 19 полого винта 18 предварительно вкручивают стопорный винт 21. Сверху через винты 21 и 18, уплотнения 17 и отверстие 5 вставляют шпиндель 7 до выхода снизу стакана 4. К низу шпинделя 7 крепят кассету 11 (например, при помощи резьбы - не показана), шпиндель 7 вытягивают на верх до входа кассеты 11 с образцами 10 внутрь стакана 4, который устанавливают соосно и герметично на выход задвижки 3. Уплотнительные манжеты 17 поджимают полым винтом 18 для обеспечения герметизации шпинделя 7, после чего запорную задвижку 3 открывают при помощи воротка 28 и спускают кассету 11 с образцом 10 при помощи шпинделя 7 внутрь трубопровода 1. Так как шпиндель 7 установлен по оси 8 «задвижка-стакан-колпак», то проблем в перемещении не возникает. Далее уплотнительные манжеты 17 дополнительно поджимают полым винтом 18 для исключения несанкционированного излива продукта, перекачиваемого по трубопроводу 1, стопорный винт 21 по резьбе 19 вкручивают в полый винт 18 до взаимодействия конуса 22 с коническим сужением 20 полого винта 18. В результате продольные разрезы 23 сжимаются, и внутренняя поверхность стопорного винта плотно прижимается в шпинделю 7, фиксируя его о продольного перемещения относительно оси 8. В таком положении устройство оставляют на время реагирования образца 10, к которому продукт, перекачиваемый по трубопроводу 1, попадает через отверстия 26 (фиг. 2), а кассета 11 защищает от механического воздействия частицами и от осаждения веществ, находящихся в продукте.
По завершении реагирования образца 10 (предварительно определяется технологами по результатами испытаний - на это авторы не претендуют) стопорный винт 21 (фиг. 1) выкручивают из полого винта 18 на расстояние, достаточное для освобождения от фиксации шпинделя 7. Шпиндель 7 при помощи маховика 9 вытягивают вверх до входа кассеты 11 внутрь стакана 4. В случае возникновения осложнений при выходе кассеты 11 из трубопровода 1 (определяется увеличением продольного усилия на воротке 9 и шпинделе 7) из-за образовавшегося осадка внутри отвода 2 при помощи воротка 9 вращают шпиндель 7 с кассетой 11, которая режущей кромкой 14 выборки 13 на выходном конусе 12 разрушает осадок и освобождает от него отвод 2, свободно проходя его. Разрушенный осадок смывается потоком продукции в трубопровод 1. После введения кассеты 11 внутрь стакана 4 (определяется увеличением продольного усилия на воротке 9 и шпинделе 7 в верхнем положении) перекрывают запорную задвижку 3, отсоединяют от нее стакан 4 с колпаком 6, шпинделем 7 и кассетой 11. Кассету 11 при помощи шпинделя 7 выводят из стакана 4 и отсоединяют от шпинделя 7. Кассету 11 разбирают и извлекают образец 11, который отправляют на изучение в лабораторию (не показана).
В кассете 11 размещают новый образец 11 или старый после изучения и размещают внутри трубопровода 11 описанным выше методом.
Предлагаемого устройство для контроля скорости коррозии трубопровода позволяет защитить образец при помощи наружной кассеты, ускорить и упростить процесс извлечения образца за счет вытягивания кассеты, оборудованной сверху режущей кромкой для разрушения осадка на выходе из трубопровода.