УСТРОЙСТВО МОНИТОРИНГА ДИНАМИКИ КОРРОЗИИ ПОДЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

Полезная модель относится к области защиты от коррозии и может быть использована для определения динамики коррозии подземных трубопроводов и оценки эффективности их защиты.
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 измерений величины коррозии, оценку динамики коррозии подземных трубопроводов для своевременного обнаружения значительных коррозионных повреждений, приводящих к возникновению аварийных ситуаций на трубопроводе.
Известно индикаторное устройство мониторинга скорости коррозии подземных трубопроводов, содержащее единичные индикаторы, общий и информационные проводники контуров, начала всех единичных индикаторов электрически присоединены к общему проводнику, концы единичных охватывающих трубопровод индикаторов электрически присоединены к информационным проводникам поперечной коррозии трубопровода, а концы единичных параллельных трубопроводу индикаторов электрически присоединены к информационным проводникам продольной коррозии трубопровода, гибкий изолирующий центрирующий элемент индикаторов поперечной коррозии трубопровода имеет равномерно размещенные отверстия, центрирующие концы единичных охватывающих трубопровод индикаторов, гибкий изолирующий центрирующий элемент индикаторов продольной коррозии трубопровода имеет равномерно размещенные отверстия, центрирующие концы единичных параллельных трубопроводу индикаторов, изолирующие элементы единичных индикаторов размещены в местах пересечения индикаторов поперечной и продольной коррозии трубопровода, которые проходят через фиксирующие отверстия изолирующих элементов единичных индикаторов определенного расчетного диаметра (Патент на полезную модель RU №200638, кл. G01N 17/04, опубл. 03.11.2020).
Устройство не обеспечивает высокую точность измерений величины коррозии, оценку величины и динамики коррозии подземных трубопроводов для своевременного обнаружения значительных коррозионных повреждений, приводящих к возникновению аварийных ситуаций на трубопроводе.
Наиболее близкое к заявляемой полезной модели устройство мониторинга коррозии подземных трубопроводов под действием блуждающих токов, содержащее единичные индикаторы, выполненные из того же материала, что и трубопроводы, каждый индикатор имеет расчетный диаметр, обеспечивающий заданное время работы от момента установки его в грунт до полного разрушения, контуры единичных индикаторов располагаются горизонтально, под определенным углом и вертикально относительно защищаемого подземного трубопровода и закреплены на внешней рамке по общему периметру контуров единичных индикаторов, начала единичных индикаторов контура, располагаемого горизонтально относительно защищаемого подземного трубопровода, соединены с первым общим проводником, начала единичных индикаторов контуров, располагаемых под определенным углом и вертикально относительно защищаемого подземного трубопровода, соединены со вторым общим проводником, начала первого и второго общих проводников электрически соединены между собой, концы единичных индикаторов контура, располагаемого горизонтально, соединены с первым информационным проводником, концы единичных индикаторов контуров, располагаемых под определенным углом, соединены со вторым информационным проводником, концы единичных индикаторов контуров, располагаемых вертикально, соединены третьим информационным проводником (Патент на полезную модель RU №201504, кл. G01N 17/04, опубл. 18.12.2020).
Устройство не обеспечивает высокую точность измерений величины коррозии, периодическое измерение текущих величин сопротивлений единичных индикаторов и их сравнение с начальными значениями, оценку величины и динамики коррозии подземных трубопроводов для своевременного обнаружения значительных коррозионных повреждений, приводящих к возникновению аварийных ситуаций на трубопроводе.
Техническая задача, решаемая предлагаемой полезной моделью, состоит в повышении точности устройства посредством периодического измерения текущих величин сопротивлений единичных индикаторов и их сравнения с начальными значениями, оценки величины и динамики коррозии подземных трубопроводов для своевременного обнаружения значительных коррозионных повреждений, приводящих к возникновению аварийных ситуаций на трубопроводе.
Техническая задача решается тем, что в устройство мониторинга динамики коррозии подземных трубопроводов, содержащее единичные индикаторы, выполненные из того же материала, что и трубопроводы, каждый индикатор имеет расчетный диаметр, обеспечивающий заданное время работы от момента установки его в грунт до полного разрушения, контуры единичных индикаторов располагаются горизонтально, под определенным углом и вертикально относительно защищаемого подземного трубопровода и закреплены на внешней рамке по общему периметру контуров единичных индикаторов, начала единичных индикаторов контура, располагаемого горизонтально относительно защищаемого подземного трубопровода, соединены с первым общим проводником, начала единичных индикаторов контуров, располагаемых под определенным углом и вертикально относительно защищаемого подземного трубопровода, соединены со вторым общим проводником, начала первого и второго общих проводников электрически соединены между собой, концы единичных индикаторов контура, располагаемого горизонтально, соединены с первым информационным проводником, концы единичных индикаторов контуров, располагаемых под определенным углом, соединены со вторым информационным проводником, концы единичных индикаторов контуров, располагаемых вертикально, соединены третьим информационным проводником, первый, второй и третий информационные проводники соединены через первый, второй и третий проводники с входами коммутатора единичных индикаторов, выход коммутатора единичных индикаторов соединен с первым входом измерителя сопротивления единичных индикаторов, второй вход которого соединен с базовым проводником, соединенным с первым и вторым общими проводниками, выход измерителя сопротивления единичных индикаторов через переключатель режимов соединен с памятью исходных сопротивлений единичных индикаторов, с вторым входом делителя сопротивлений и проводником сопротивлений единичных индикаторов, память исходных сопротивлений единичных индикаторов соединена с первым входом делителя сопротивлений, выход делителя сопротивлений соединен с проводником оценки коррозии единичных индикаторов, проводник управления соединен с входами управления коммутатора, переключателем режимов и памяти исходных сопротивлений единичных индикаторов, базовый проводник, проводник сопротивлений, проводник оценки коррозии единичных индикаторов и проводник управления размещены в изоляционном рукаве, все элементы выполнены как единое целое в микромодульном исполнении и размещены в водонепроницаемой и электроизоляционной оболочке.
На фигуре 1 представлена конструкция устройства мониторинга динамики коррозии подземных трубопроводов.
Устройство содержит единичные индикаторы 1, 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, контуры 2 единичных индикаторов определенного расчетного диаметра, располагаемые горизонтально под определенным углом и вертикально относительно защищаемого подземного трубопровода, внешнюю рамку 3, первый 4 и второй 5 общие проводники, первый 6, второй 7 и третий 8 информационные проводники, начала единичных индикаторов контура, располагаемого горизонтально относительно защищаемого подземного трубопровода, соединены с первым 4 общим проводником, начала единичных индикаторов контуров, располагаемых под определенным углом и вертикально относительно защищаемого подземного трубопровода, соединены с вторым 5 общим проводником, начала первого 4 и второго 5 общих проводников электрически соединены между собой, концы единичных индикаторов контура, располагаемого горизонтально относительно защищаемого подземного трубопровода, соединены с первым 6 информационным проводником, концы единичных индикаторов контуров, располагаемых под определенным углом, относительно защищаемого подземного трубопровода, соединены со вторым 7 информационным проводником, концы единичных индикаторов контуров, располагаемых вертикально относительно защищаемого подземного трубопровода, соединены третьим 8 информационным проводником.
Первый 6, второй 7 и третий 8 информационные проводники через первый 9, второй 10 и третий 11 проводники соединены с входами коммутатора 12 единичных индикаторов.
Выход коммутатора 12 единичных индикаторов соединен с первым входом измерителя сопротивления 13 единичных индикаторов, второй вход которого соединен с базовым проводником 14. Базовый проводник 14 соединен с первым 4 и вторым 5 общими проводниками.
Выход измерителя сопротивления 13 единичных индикаторов через переключатель режимов 15 соединен с памятью 16 исходных сопротивлений единичных индикаторов, с вторым входом делителя 17 сопротивлений и проводником 18 сопротивлений единичных индикаторов.
Память 16 исходных сопротивлений единичных индикаторов соединена с первым входом делителя 17 сопротивлений. Выход делителя 17 сопротивлений соединен с проводником 19 оценки коррозии единичных индикаторов.
Проводник 20 управления соединен с входами управления коммутатора 12 единичных индикаторов, переключателем режимов 15 и памяти 16 исходных сопротивлений единичных индикаторов.
Базовый проводник 14, проводник 18 сопротивлений единичных индикаторов, проводник 19 оценки коррозии единичных индикаторов и проводник 20 управления размещены в изоляционном рукаве 21.
Все элементы выполнены как единое целое в микромодульном исполнении и размещены в водонепроницаемой и электроизоляционной оболочке 22.
Устройство работает следующим образом.
Устройство размещается на трубопроводе, причем контур единичных индикаторов, располагаемый горизонтально, размещается вдоль трубопровода, а контур, располагаемый вертикально, размещается поперек трубопровода.
После помещения в грунт производится измерение начального значения сопротивления каждого единичного индикатора посредством подачи сигнала через проводник 20 управления. Коммутатор 12 единичных индикаторов последовательно подключает каждый единичный индикатор 1 к измерителю сопротивления 13 единичного индикатора. В результате производится измерение начального сопротивления каждого единичного индикатора. Эти значения через переключатель режимов 15 записываются в память 16 исходных сопротивлений единичных индикаторов. В результате в памяти 16 хранятся значения сопротивлений единичных индикаторов до начала воздействия коррозии.
В процессе применения на единичные индикаторы 1 действуют различные факторы, приводящие к коррозии. Эти факторы, как правило, оказывают неравномерные воздействия вдоль, поперек и под углом трубопроводу, что приводит к неравномерности корродирования по поверхности подземного трубопровода. В процессе корродирования на поверхности единичных индикаторов образуется коррозия.
При этом сечение металлической части единичных индикаторов уменьшается, что приводит к увеличению электрического сопротивление проводников.
Периодически по сигналу через проводник 20 управления коммутатор 12 единичных индикаторов последовательно подключает каждый единичный индикатор 1 к измерителю сопротивления 13 единичного индикатора. Производится измерение текущего сопротивления каждого единичного индикатора.
На делителе 17 сопротивления производится расчет роста текущего сопротивления единичных индикаторов 1 по отношению к значениям сопротивлений единичных индикаторов до начала воздействия коррозии.
Значения текущего сопротивления единичных индикаторов подается от измерителя сопротивления 13 через переключатель режимов 15 на делитель 17 сопротивления, значения сопротивлений единичных индикаторов до начала воздействия коррозии подаются на делитель 17 из памяти 16 исходных сопротивлений единичных индикаторов.
В результате на выходе делителя 17 сопротивлений формируется сигнал, отражающий во сколько сопротивление единичного индикатора увеличилось по отношению к исходному значению. Чем больше эта величина, тем более подвержен коррозии данный единичный индикатор.
При полном коррозионном разрушении единичного индикатора его сопротивление резко возрастает и сигнал, отражающий во сколько сопротивление единичного индикатора увеличилось по отношению к исходному значению, становится максимальным.
Данные передаются посредством проводников, помещенных в изоляционном рукаве 21.
Все элементы выполнены как единое целое в микромодульном исполнении и размещены в водонепроницаемой и электроизоляционной оболочке 22.
В результате на проводниках формируются сигналы текущих значений сопротивлений единичных индикаторов и сигналы оценки коррозии единичных индикаторов по соотношениям текущих сопротивлений с начальными, которые отражают динамику коррозии и служат предупреждающими для своевременного принятия предупредительных мер по недопущению коррозионного разращения трубопровода.
Таким образом, устройство обеспечивает повышение точности измерений посредством периодического измерения текущих величин сопротивлений единичных индикаторов и их сравнения с начальными значениями, оценки величины и динамики коррозии подземных трубопроводов для своевременного обнаружения значительных коррозионных повреждений, приводящих к возникновению аварийных ситуаций на трубопроводе.