авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

Совершенствование методик идентификации и оценки опасности источников блуждающих токов, воздействующих на магистральные нефтегазопроводы

-- [ Страница 2 ] --

где Uср – среднее значение падения напряжения на участке трубопровода, В;
R – сопротивление одного метра трубы, Ом/м; – расстояние между точками измерений, м.

Рассчитано, что вдоль трубопровода протекает меняющийся во времени ток силой до 80…100 А. При этом характер изменения силы тока соответствует изменению потенциала, коэффициент корреляции около 1,0.

Точки «натекания-стекания» тока, характерные для развития электрохимической коррозии, вызываемой блуждающими токами, не были обнаружены. Это подтвердили результаты пропуска внутритрубного дефектоскопа. При освидетельствовании дефектов в шурфе отмечено, что образование точечных язв и каверн происходит преимущественно в т.н. «закрытых» дефектах изоляции, что нехарактерно для коррозии под действием БТ.

В четвертой главе «Лабораторные и стендовые исследования влияния протекающего электрического тока на потенциал «труба-земля»» для установления влияния протекающего по изолированному трубопроводу тока на его потенциал относительно грунта без токообмена проведен комплекс лабораторных и стендовых исследований.

Образец для исследования (модель трубопровода) представлял собой фрагмент цельнотянутой трубы наружным диаметром 25 мм с толщиной стенки 3 мм и длиной 3 м, из стали 17Г1С. Модель трубопровода покрывали наружным изоляционным покрытием – полимерной изоляционной лентой, толщиной 0,2 мм, нанесённой в несколько слоев. Измеренное после установки модели в грунт электрическое сопротивление «труба-земля» более 10 МОм.

Имитатор участка трассы трубопроводов состоял из ёмкости длиной 3 м, шириной 0,5 м и глубиной 0,3 м, заполненной тремя типами чередующихся грунтов: песком, торфом и глиной. Измеренные значения удельного электрического сопротивления грунта составили: песок – 315; торф – 440; глина – 320 Омм. Модель трубопровода закапывалась вдоль имитатора трассы на глубину около 3 см.

Для измерений применялись: вольтметр универсальный цифровой В7-78/1, с возможностью проведения многократных измерений, погрешность измерения напряжения постоянного тока – не более 0,005%, переменного – не более 0,12% (в диапазоне частот 10-5…103 Гц); генератор сигналов низкочастотный Г3-36А; усилитель низкочастотных сигналов, с рабочим диапазоном частот 20 Гц…20 кГц и коэффициентом нелинейных искажений не более 0,25 %.

На первом этапе исследовалось влияние постоянного электрического тока на потенциал трубопровода. На втором этапе на постоянный ток накладывалась переменная синусоидальная составляющая. На третьем этапе проводится оценка эффективности СКЗ по смещению потенциала «труба-земля» в условиях протекающего по модели постоянного тока.

При реализации первого этапа испытания собирали электрическую цепь по схеме, изображенной на рисунке 7. В процессе измерения медно-сульфатный электрод сравнения (ЭС) устанавливали над моделью трубопровода последовательно в различных точках контроля (рисунок 8).

  Схематическое расположение точек измерения поляризационного -7

Рисунок 8

Схематическое расположение точек измерения поляризационного

потенциала

С помощью вольтметра выполнялось измерение потенциала «труба-земля» со скоростью 27 измерений в секунду. На 50-том измерении цепь замыкалась ключом, обеспечивая протекание постоянного тока через образец.

На рисунке 9 представлены графики изменения потенциала «труба-земля» для различных значений силы тока и его полярности.

Рисунок 9

Графики изменения потенциала «труба-земля» для различных величин силы тока и полярности

Установлено, что независимо от типа грунта, для всех десяти точек контроля измеренный потенциал «труба-земля» удовлетворительно описывается линейной зависимостью вида: Uт-з=Uст+kI (где Uст стационарный потенциал трубопровода относительно м.с.э. в данной точке, В; k – параметр, численно равный 0,012 Ом; I – сила постоянного тока, протекающего вдоль трубопровода, А). После размыкания цепи весь наложенный потенциал мгновенно обращался в нуль, по аналогии с омической составляющей.

Измерения с переменной составляющей (второй этап) проводили при различной частоте накладываемого переменного тока, изменяемой с помощью генератора низкой частоты при фиксированном значении силы постоянного тока, равном 9,4 А (рисунок 10).

Рисунок 10

Графики изменения потенциала «труба-земля» во времени в условиях натекания на модель постоянного тока с наложенной переменной составляющей для различных частот

Обнаружено, что влияние наложенной переменной составляющей наблюдается при частоте сигнала менее 500 Гц. Зависимость максимальной амплитуды колебаний потенциала «труба-земля» от частоты наложенного синусоидального сигнала представлена на рисунке 11 и аппроксимируется степенной функцией вида U=2,3f-0,91 с достоверностью аппроксимации порядка 0,95.

  Зависимость максимальной амплитуды колебаний потенциала от частоты-10

Рисунок 11

Зависимость максимальной амплитуды колебаний потенциала от частоты наложенного переменного тока

На третьем этапе лабораторных исследований оценивали влияние моделей СКЗ на смещения потенциала, вызванное протеканием тока. Для этого в электрическую схему (рисунок 7) подключали модель СКЗ с анодным заземлением. Затем включали станцию катодной защиты на минимальный режим работы; пошагово увеличивали выходной ток модели СКЗ; последовательно пропускали постоянный ток вдоль модели трубопровода в прямом и обратном направлениях; измеряли потенциал «труба-земля» на каждом шаге испытания (рисунок 12). Таким образом, установлено, что эффективность СКЗ не зависит от действия протекающего по трубопроводу тока, что в дальнейшем позволило разработать алгоритм регулирования станций в условиях действия неклассического источника БТ.

Для подтверждения полученных на лабораторной модели результатов на участке трубопровода проводились исследования на полупромышленном стенде (рисунок 13).

Рисунок 13

Эскиз полупромышленного стенда

Объект исследования стальной трубопровод номинальным диаметром
530 мм, с наружным изоляционным покрытием трассового нанесения из полимерных лент толщиной не менее 2 мм. Толщина стенки трубы – 8 мм. Тип грунта суглинок, удельное электрическое сопротивление грунта – 120 Ом·м. Дефектов изоляции на участке по данным измерения прибором ИПИ-2000 не обнаружено. Для измерения потенциала были назначены 25 точек контроля, расположенные над осью трубопровода с интервалом 1 м.

На рисунке 14 представлены графики изменения потенциала «труба-земля» для различных величин силы тока и его полярности для пятой (l=5 м) точки контроля потенциала.

Рисунок 14

Графики изменения потенциала «труба-земля» для различных величин силы тока и его полярности для пятой точки контроля (l=5 м)

Результаты показали, что постоянный электрический ток, протекающий по подземному участку, оказывал существенное влияние на потенциал трубопровода относительно грунта: при значениях силы тока от 5 А и выше потенциал значительно смещался в положительную область значений (смещение потенциала около
1,3 В) до значений Uт-з = +0,7…0,8 В. Смещение в отрицательную область происходило не столь интенсивно: около 0,6 В, вплоть до значения потенциала минус 1,2 В (см. рисунок 14).

После обобщения полученных данных были построены графики изменения потенциала «труба-земля» в зависимости от силы протекающего тока и его полярности для обеих точек контроля (рисунок 15).

Рисунок 15

Изменение величины отклонения потенциала «труба-земля»
от стационарного потенциала в зависимости от силы протекающего тока и его
полярности для второй (=2 м) и пятой (=5 м) точек контроля

Наиболее точно аппроксимировать полученные результаты можно двумя линейными моделями для различных значений силы тока: 1 – для диапазона силы тока -7…-1 А ; 2 – для диапазона силы тока -1…7 А:

Uт-з=0,23I, при I(-1;7)А;

Uт-з=0,033(I+1)-0,4, при I(-1;-7)А. (3)

Принятая математическая модель удовлетворительно описывает изменение потенциала во всех точках контроля (достоверность аппроксимации не менее 0,9).

Полученные результаты не в полной мере согласуются с результатами лабораторных испытаний, где была установлена единая зависимость для положительного и отрицательного смещения: Uт-з=0,012·I, т.е. в реальном трубопроводе при одинаковом значении силы тока смещение порядка в 20 раз выше.

В пятой главе «Практические мероприятия по идентификации и оценке опасности источников БТ, работающих без токобмена» разработаны идентификационные признаки таких источников блуждающего тока (рисунок 16):

- единство источника БТ, действующего на исследуемый участок газонефтепроводов;

- отсутствие точек «натекания-стекания» тока на трубопроводы;

- отсутствие в электрическом сигнале «труба-земля» переменной составляющей, кратной промышленным частотам (например, 50 Гц).

Рисунок 16

Порядок выявления участков нефтегазопроводов, подверженных влиянию источника БТ, работающего без токообмена

Опасность действия неклассических источников блуждающего тока целесообразно оценивать по данным внутритрубной инспекции или прямыми измерениями в шурфах методами неразрушающего контроля с последующим расчетом скорости коррозии по стандартным методикам. Исследования выполняют на участках трубопровода со знакопеременными значениями потенциала «труба-земля». Для диагностирования применяют методы ультразвуковой дефектоскопии и толщинометрии, вихретоковый контроль. Также необходимо оценивать дефекты изоляционного покрытия, в которых образованы дефекты металла трубы. Для электрокоррозии под действием БТ характерны дефекты в сквозных повреждениях изоляции.

Предложено определять единство источника воздействующего на участок магистрального нефтегазопровода путем синхронных измерений потенциала «труба-земля» или силы тока, протекающего вдоль трубопровода. В качестве критерия единства источника следует применять коэффициент корреляции между массивами данных синхронных измерений потенциала «труба-земля» на различных нитках коридора магистрального нефтегазопровода в одном сечении и в различных сечениях участка трубопровода (таблица).

Значения коэффициента корреляции Признак источника БТ
1 > 0,7 Действует один источник
2 - 0,7…+ 0,7 Действуют 2 и более источников
3 < - 0,7 Один источник с точкой натекания – стекания между крайними участками


Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.