Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ОБРЫВОВ ПРОТЯЖЕННЫХ АНОДНЫХ ЗАЗЕМЛИТЕЛЕЙ

Изобретение относится к области электрохимической защиты подземных трубопроводов и служит для обнаружения обрывов протяженных анодных заземлителей в системах катодной защиты подземных трубопроводов.

Известен индукционный способ поиска повреждений протяженных анодных заземлителей (далее ПАЗ). Сущность способа заключается в подаче сигнала генератора на секцию ПАЗ и поиске места повреждения протяженного ПАЗ по величине затухания сигнала. Поиск мест повреждения ПАЗ выполняется в три этапа: 1-й этап - выявление поврежденной секции ПАЗ; 2-й этап - локализация зоны повреждения на секции ПАЗ; 3-й этап - поиск места повреждения ПАЗ. Выявление поврежденной секции ПАЗ проводится измерением тока катодной защиты, протекающего между последовательно соединенными секциями. Измерения выполняются миллиамперметром на выводах ПАЗ в соединительных контрольно-измерительных пунктах (КИП). Отсутствие тока катодной защиты в цепи соединения секций ПАЗ свидетельствует о наличии повреждений на приходящей в соединительный КИП секции ПАЗ. Проверка обрыва выполняется измерением сопротивления секции ПАЗ. Измеренное сопротивление не должно быть более 1 Ом плюс сопротивление удлиняющего измерительного кабеля. Для поиска обрыва ПАЗ используется поисково-диагностическое оборудование, работающее на частотах менее 512 Гц и с величиной сигнального тока более 50 мА. Для локализации участка ПАЗ с повреждением на выявленной поврежденной секции протяженного A3 поочередно в начале и в конце секции подключается сигнальный генератор поисково-диагностического комплекса, поисковым модулем проводится измерение затухания сигнала. В качестве поискового модуля используется трубопроводный дефектоскоп vLocDM (или vLocDM 2) или трассопоисковая система RD 4000 (или RD 8000). В точках скачкообразного снижения уровня сигнала (более чем в 2 раза) и при достижении значения сигнала менее 10% устанавливаются контрольные знаки. Изменение уровня сигнала представляется в виде графика. Определение места повреждения ПАЗ проводится на участке, ограниченном контрольными знаками при подключении сигнального генератора к обоим концам ПАЗ. Точка над ПАЗ с минимальным значением сигнала генератора является местом повреждения ПАЗ (Специализированный научный журнал «Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов», 2013, №4(12), стр. 47-49).

Недостатком известного способа является большая погрешность измерений, составляющая 3-8 м.

Погрешность измерений 3-5 м обусловлена малой измерительной базой (расстоянием между электродами) А-рамки поискового модуля и использованием частот выше 100 Гц. При данных частотах возможно наведение сигнала бесконтактным способом от анодного заземлителя на трубопровод. Такой сигнал при определенных условиях окружающей среды (сухие грунты, грунты с высоким удельным электрическим сопротивлением) будет являться помехой, не позволяющей определить место повреждения. Также измерение продольного градиента потенциала может не обеспечивать достаточный полезный сигнал, который является разностью сигналов между электродами. Дополнительная погрешность в 2-3 м в локализации места повреждения обусловлена погрешностью регистратора GPS данных поискового модуля.

Задачей изобретения является повышение точности локализации повреждений протяженных анодных заземлителей, что в свою очередь ведет к снижению трудоемкости и экономических потерь при ремонте повреждений ПАЗ.

Поставленная задача решается тем, что в способе обнаружения обрывов протяженных анодных заземлителей согласно изобретению к концу секции протяженного анодного заземлителя подключают низкочастотный генератор тока, работающий на частотах менее 100 Гц, с помощью измерителя и датчика индуктивности определяют положение анодного заземлителя в грунте, поиск места обрыва анодного заземлителя производят при помощи измерения поперечного градиента потенциала поверхности земли между измерительными электродами, при этом первый электрод расположен над протяженным анодным заземлителем, а второй электрод - на расстоянии не менее 7 м со стороны, противоположной защищаемому трубопроводу, перпендикулярно ходу движения, измерения проводят с шагом 1 м, при определении измерителем максимального сигнала устанавливают контрольный знак, далее генератор переключают на другой конец поврежденной секции анодного заземлителя и проводят измерения в обратном направлении, за место повреждения анодного заземлителя принимают среднюю точку между двумя контрольными знаками, установленными в местах обнаружения максимальных значений измеренных сигналов.

Способ основан на измерении ЭДС индуктивного преобразователя, помещенного в переменное магнитное поле прямого проводника, с помощью поисково-диагностического комплекса, состоящего из низкочастотного генератора, временного заземления, измерителя, датчика индуктивности и измерительных электродов.

На чертеже представлена схема осуществления способа обнаружения обрывов протяженных анодных заземлителей.

Измерения растекания тока и электрического сопротивления секций ПАЗ позволяют выявить поврежденную секцию 1.

Для обнаружения места разрыва ПАЗ 2 необходим сигнальный ток частотой менее 100 Гц на поврежденной секции, который создается путем подключения низкочастотного генератора поисково-диагностического комплекса 3 к концу секции ПАЗ на соединительном контрольно-измерительном пункте 4 с временным заземлением 5, оборудованном на расстоянии не менее 10 м от ПАЗ.

Далее с помощью измерителя 6 и датчика 7 индуктивности поисково-диагностического комплекса определяется положение ПАЗ в грунте.

После выполнения трассировки ПАЗ по всей длине поврежденной секции поиск места повреждения на секции производится методом измерения поперечного градиента потенциала поверхности земли между измерительными электродами с помощью измерителя 6 вдоль линии ПАЗ.

Первый электрод 8 располагается над ПАЗ, а второй электрод 9 - на расстоянии не менее 7 м со стороны, противоположной защищаемому трубопроводу, перпендикулярно ходу движения. Измерения проводятся с шагом 1 м.

При определении максимального сигнала измерителем устанавливается контрольный знак.

Далее генератор переключается на другой конец 10 поврежденной секции ПАЗ, и измерения проводятся в обратном направлении.

За место обрыва ПАЗ принимается средняя точка между двумя контрольными знаками, установленными в местах обнаружения максимальных значений измеренных сигналов.

Достоинством заявляемого способа является увеличение измерительной базы (разнос электродов) до 7 м и более. Производится измерение поперечного градиента потенциала, что увеличивает по абсолютной величине значение полезного сигнала; измерения проводятся на частотах менее 100 Гц без использования регистратора GPS данных. Погрешность измерений составляет 1 м.