СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА ПОВРЕЖДЕНИЯ ПРОТЯЖЕННОГО АНОДНОГО ЗАЗЕМЛИТЕЛЯ
METHOD TO DETECT EXTENDED ANODE EARTHING DEVICE DAMAGE POINT

Изобретение относится к защите подземных сооружений от коррозии и может быть использовано при контроле работы устройств катодной защиты от коррозии.
Протяженный анодный заземлитель (далее ПАЗ) представляет собой кабель с медной жилой в токопроводящей оболочке. Он предназначен для защиты подземных сооружений от коррозии. В предложенной заявке на выдачу патента РФ рассматривается анодный заземлитель для магистральных нефтепроводов и продуктопроводов (далее МН). Он прокладывается вдоль МН на расстоянии 0,3 м от него. При эксплуатации, а также при ремонте МН возникают случаи повреждения анодного заземлителя. Для поиска места повреждения кабеля анодного заземлителя используются несколько методов, см. таблицу 1.
Таблица 1
Сравнение методов поиска повреждений кабельных линий
№, п.п
Методы поиска
Плюсы
Минусы
Возможность применения для поиска обрыва протяженного A3
1
Акустический
Поиск всех видов повреждений
Ограничен величиной переходного сопротивления дефекта не менее 40 Ом
Невозможно
2
Индукционный
Высокая скорость нахождения дефектов
Уверенное определение дефекта возможно только при расстояниях между объектами более чем глубина залегания
Возможно
3
Измерения разности потенциалов
Высокая точность при определении дефекта
Требует точного размещения электрода над объектом, не позволяет идентифицировать дефект при расстояниях между объектами менее чем глубина залегания
Возможно в сочетании с индукционным методом
Проведенный анализ показал, что вышеприведенные методы для поиска повреждений протяженных анодных заземлителей неэффективны.
При рассмотрении технической литературы выявлены технические решения, относящиеся к определению мест повреждения протяженных анодных заземлителей.
Известен «Способ определения места повреждения кабеля линии электропередачи и связи с помощью метода маркера», включающий определение расстояния до места повреждения кабельной линии по времени прихода отраженного импульса от места повреждения, при воздействии на объект измерения зондирующими импульсами принимают отраженные импульсы, подвергая их усилению по закону, обратному закону затухания импульсов, фиксируют время прихода импульса, отраженного от места повреждения или конца линии, и определяют расстояние до места повреждения (см. патент №2215298 от 27.07.2003, МПК G01R 31/00).
Недостатком известного технического решения является невозможность поиска повреждений на неизолированных кабельных линиях вследствие быстрого затухания сигнала из-за утечек по токопроводящей оболочке ПАЗ.
Известен «Способ определения места повреждения кабельных линий», согласно которому пропускают ток по кабелю, улавливают магнитное поле этого тока по трассе кабеля с помощью прибора для измерения магнитных величин и определяют место повреждения по исчезновению магнитного поля, созданного в поврежденной жиле кабеля электростатистической машиной (см. патент №2110075 27.04.1998, МПК G01R 31/08).
Недостатком известного технического решения является невозможность поиска повреждений на неизолированных кабельных линиях вследствие быстрого затухания сигнала из-за утечек по токопроводящей оболочке ПАЗ.
Известна «Методика поиска кабельных линий и трубопроводов с применением кабелеискателей серии 3М Dynateb, включающая поиск труб, защищенных от коррозии катодными станциями, для поиска анодов и повреждений анодной шины используют вторую гармонику промышленной частоты 50/60 Гц (т.е. 100 Гц или 120 Гц), контролируя уровень сигнала на дисплее приемника, когда антенна приемника минует место обрыва анодной шины, уровень принимаемого сигнала ослабнет вплоть до его исчезновения (см. 3M™ Dynatel 80-6108-6216-3-С, 1998, стр. 45).
Недостатком известного технического решения является поиск повреждений ПАЗ только при расстояниях между трубопроводом и протяженным анодным заземлителем более чем глубина их залегания.
Наиболее близким техническим решением определения места повреждения ПАЗ к заявляемому принят индукционный способ, основанный на принципе улавливания изменений магнитного поля над ПАЗ, по которому пропускается ток от генератора звуковой частоты (генератора). При этом вокруг кабеля образуется переменное магнитное поле, напряженность которого пропорциональна величине тока в ПАЗ. На поверхности земли над кабелем при помощи индукционной рамки приемного усилителя определяется магнитное поле, которое распространяется по пути прохождения тока по ПАЗ (см. Г.М. Шалыт. «Определение мест повреждения в электрических сетях». Энергоиздат, Москва, 1982 г., стр. 247-266).
Недостатком известного технического решения является низкая точность (±60 м) определения повреждений ПАЗ при расстояниях между трубопроводом и протяженным анодным заземлителем менее чем глубина их залегания.
Задача, решаемая в изобретении, заключается в повышении точности определения места повреждения ПАЗ.
Технический результат заключается в повышении точности поиска мест повреждений ПАЗ, уложенного в непосредственной близости к трубопроводу.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что поиск места повреждения ПАЗ индукционным способом осуществляют в три этапа с использованием различных схем подключения источников переменного тока к ПАЗ и использовании переменного тока с частотой ниже 128 Гц, исключая частоты 100 и 50 Гц.
При этом способ определения места повреждения протяженного анодного заземлителя, включающий пропускание тока генератора по протяженному анодному заземлителю с контролем его магнитного поля, характеризующий тем, что поиск места повреждения протяженного анодного заземлителя осуществляют в три этапа с использованием различных схем подключения источников переменного тока к протяженному анодному заземлителю и использованием переменного тока с частотой ниже 128 Гц, исключая частоты 100 и 50 Гц.
На первом этапе с шагом, например, 10 м, выполняют измерение распространения вдоль протяженного анодного заземлителя магнитного поля генератора, подключенного к протяженному анодному заземлителю в соединительной колонке, установленной в начале проверяемого протяженного анодного заземлителя, и заземлению, при этом измерительный прибор перемещают поперек линии протяженного анодного заземлителя с определением максимального уровня магнитного поля в протяженном анодном заземлителе, данное действие повторяется при каждом измерении, в начале измерения регулятором усиления устанавливают чувствительность измерительного прибора на значения от 70 дБл до 80 дБл, затем перемещают измерительный прибор вдоль линии максимальной величины уровня магнитного поля, по индикатору измерительного прибора контролируют линию прохождения протяженного анодного заземлителя и измеряют значение уровня магнитного поля и глубину заложения протяженного анодного заземлителя, а в точке затухания значений магнитного поля менее 10% от начальной величины устанавливают контрольный знак.
На 2 этапе измерения ведут от конца проверяемого протяженного анодного заземлителя.
На 3 этапе на участке протяженного анодного заземлителя, отмеченном контрольными знаками, выполняют измерение с шагом 1 м распространения вдоль протяженного анодного заземлителя манитного поля генератора, подключенного к начальной и конечной точкам протяженного анодного заземлителя в соединительных колонках, выполняют измерения магнитного поля в протяженном анодном заземлителе измерительным прибором, вначале перемещают его поперек линии протяженного анодного заземлителя и останавливают в точке максимального уровня магнитного поля в протяженного анодного заземлителя, затем от контрольного знака, установленного на 1 этапе, перемещают измерительный прибор вдоль линии магнитного поля до контрольного знака, установленного на 2 этапе, по индикатору измерительного прибора контролируют значение уровня магнитного поля и определяют место повреждения протяженного анодного заземлителя по минимальному значению магнитного поля.
Способ, реализующий предлагаемое техническое решение, поясняется схемами, представленными на фиг. 1-3, где представлены:
На фиг. 1 изображена схема первого этапа выполнения измерений.
На фиг. 2 изображена схема второго этапа выполнения измерений.
На фиг. 3 изображена схема третьего этапа выполнения измерений.
На фиг. 1-3 применены следующие обозначения:
1 - протяженный анодный заземлитель (ПАЗ);
2 - трубопровод;
3 - генератор;
4 - измерительный прибор;
5 - заземление;
6 - контрольный знак;
7 - соединительная колонка.
Генератор 3 предназначен для создания магнитного поля в протяженном анодном заземлителе.
Измерительный прибор 4 предназначен для измерения магнитного поля вокруг ПАЗ. В качестве измерительного прибора 4 может использоваться, например, токовый топограф.
Контрольный знак 6 устанавливается в местах максимального затухания магнитного поля.
Поиск места повреждения протяженного анодного заземлителя индукционным способом осуществляют в три этапа с использованием различных схем подключения источников переменного тока к ПАЗ и использовании переменного тока с частотой ниже 128 Гц, исключая частоты 100 и 50 Гц.
На 1 этапе с шагом, например 10 м, выполняют измерение распространения вдоль протяженного анодного заземлителя 1 магнитного поля генератора 3, подключенного к ПАЗ 1 в соединительной колонке 7, установленной в начале проверяемого ПАЗ 1, и заземлению 5 в соответствии со схемой (фиг. 1). Измерительный прибор 4 перемещают поперек линии ПАЗ 1 с определением максимального уровня магнитного поля в ПАЗ 1. Данное действие повторяется каждом измерении. Регулятором усиления устанавливают чувствительность измерительного прибора 4 на значения от 70 дБл до 80 дБл (данные значения получены опытным путем и обеспечивают наилучшую избирательную способность измерительного прибора при минимальных ошибках измерений). Перемещая измерительный прибор 4 вдоль линии максимальной величины уровня магнитного поля, на каждом шаге измерения по индикатору измерительного прибора контролируют линию прохождения ПАЗ 1, значение уровня магнитного поля и глубина заложения ПАЗ 1. В точке затухания значений магнитного поля менее 10% от начальной величины устанавливают контрольный знак 6.
На 2 этапе с шагом, заданным на 1 этапе, выполняют измерение распространения вдоль протяженного анодного заземлителя 1 магнитного поля генератора 3, подключенного к ПАЗ 1 в соединительной колонке 7, установленной в конце проверяемого протяженного анодного заземлителя 1, и заземлению 5 в соответствии со схемой (фиг. 2). Измерительный прибор 4 перемещают поперек линии ПАЗ 1 с определением максимального уровня магнитного поля в ПАЗ 1. Данное действие повторяется на каждом измерении. Регулятором усиления устанавливают чувствительность измерительного прибора 4 на значения от 70 дБл до 80 дБл. Перемещая измерительный прибор 4 вдоль линии максимальной величины уровня магнитного поля на каждом шаге измерения, по индикатору измерительного прибора контролируют линию прохождения ПАЗ 1, значение уровня магнитного поля и глубину заложения ПАЗ 1. В точке затухания значений магнитного поля менее 10% от начальной величины устанавливают контрольный знак 6.
На 3 этапе на участке протяженного анодного заземлителя 1, отмеченном контрольными знаками 6, выполняют измерение с шагом 1 м распространения вдоль протяженного анодного заземлителя 1 магнитного поля генератора 3, подключенного к начальной и конечной точкам ПАЗ 1 в соединительных колонках 7, в соответствии со схемой (фиг. 3). Выполняют измерения магнитного поля в ПАЗ 1 измерительным прибором 4, вначале перемещают его поперек линии ПАЗ 1 и останавливают в точке максимального уровня магнитного поля в ПАЗ 1. Затем от контрольного знака, установленного на 1 этапе, перемещают измерительный прибор 4 вдоль линии магнитного поля до контрольного знака, установленного на 2 этапе. По индикатору измерительного прибора контролируют значение уровня магнитного поля. Точка с минимальным значением магнитного поля в ПАЗ 1 является местом повреждения протяженного анодного заземлителя 1.
В результате реализации предложенного технического решения обеспечивается точность определения места повреждения.