RU2011110C1

RU2011110C1 - Device for locating leaks in pipe line

Info

Publication number: RU2011110C1
Authority: RU
Inventors: А.М. Хузин
Original assignee: Красноярское отделение ВНИПИЭТ
Priority date: 1990-01-10
Filing date: 1990-01-10
Publication date: 1994-04-15

Abstract

FIELD: location of leaks. SUBSTANCE: leak recorder employing the circuit of double electrical bridge is connected to measuring conductor. Several leak detectors mounted discretely at points of probable leakage are connected to measuring conductor. Conductor is laid outside pipe line walls. EFFECT: enhanced efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к трубопроводному транспорту, а именно к устройствам дистанционного контроля места течи, преимущественно для трубопроводов с высокотоксичными и радиоактивными растворами. The invention relates to pipeline transport, and in particular to devices for remote monitoring of the leak, mainly for pipelines with highly toxic and radioactive solutions.

Известно устройство для обнаружения утечек в трубопроводах для жидкости, покрытых теплоизоляцией, содержащее импульсный генератор, датчик течи, соединенный с приемным устройством, и вторичный прибор, при этом датчик течи выполнен в виде коаксиального кабеля, проложенного в теплоизоляции вдоль трубопровода и подключенного к импульсному генератору (см. авт. свид. CCСР N 612102, кл. F 17 D 5/02). A device for detecting leaks in heat-insulated fluid pipelines comprising a pulse generator, a leak sensor connected to a receiving device, and a secondary device, the leak sensor being made in the form of a coaxial cable laid in thermal insulation along the pipeline and connected to a pulse generator ( see ed. certificate CCCP N 612102, class F 17 D 5/02).

Известное устройство не может быть использовано для трубопроводов без теплоизоляции. Кроме того, при недостаточно высокой точности определения места течи, для использования устройства требуется изготовление специального перфорированного коаксиального кабеля и сложного измерительного комплекса. The known device cannot be used for pipelines without thermal insulation. In addition, with insufficiently high accuracy of determining the location of the leak, the use of the device requires the manufacture of a special perforated coaxial cable and a complex measuring complex.

Известно устройство для обнаружения места течи в трубопроводе с электропроводящей жидкостью, содержащее изолированный проводник, проложенный вдоль трубопровода и подключенный к одному из зажимов регистратора места течи, при этом проводник навит на трубопровод по спирали и размещен между слоями бумажной гидроизоляции, облитой сверху битумом (см. авт. св. СССР N 806987, кл. F 17 L 5/02). A device is known for detecting a leak in a pipeline with an electrically conductive liquid, containing an insulated conductor laid along the pipeline and connected to one of the clamps of the leak location recorder, while the conductor is wound onto the pipeline in a spiral and placed between layers of paper waterproofing poured with bitumen on top (see ed. St. USSR N 806987, class F 17 L 5/02).

Известное устройство требует выполнения специальной гидроизоляции всего трубопровода. Кроме того, известное устройство требует прокладки дорогостоящего высокоомного проводника в толще гидроизоляции, что повышает как стоимость устройства, так и трудоемкость монтажа устройства в целом. The known device requires special waterproofing of the entire pipeline. In addition, the known device requires laying an expensive high-resistance conductor in the thickness of the waterproofing, which increases both the cost of the device and the complexity of mounting the device as a whole.

Известно устройство для обнаружения места течи в неизолированном трубопроводе с электропроводящей радиоактивной жидкостью, установленном в закрытом лотке, облицованном нержавеющей сталью, содержащее измерительный проводник, проложенный в лотке с зазором относительно его дна, при этом измерительный проводник и облицовка лотка в начале трубопровода подключены к регистру места течи по схеме одноплечевого измерительного моста (см. авт. св. СССР N 1332971, кл. F 17 D 5/02). A device is known for detecting a leak in an uninsulated pipeline with an electrically conductive radioactive liquid installed in a closed tray lined with stainless steel, containing a measuring conductor laid in the tray with a gap relative to its bottom, while the measuring conductor and the lining of the tray at the beginning of the pipeline are connected to the location register leaks according to the scheme of a single-arm measuring bridge (see ed. St. USSR N 1332971, class F 17 D 5/02).

Известное устройство при его использовании для трубопроводов, проложенных с уклоном (а по нормативным документам они так и должны прокладываться) ненадежно в работе, так как в этом случае при возникновении течи, истекающая из трубопровода жидкость будет стекать по лотку в сторону уклона, при этом место замыкания в электрическую цепь измерительного проводника и облицовки лотка будет также двигаться в сторону уклона вплоть до нижней точки трассы трубопровода. The known device when used for pipelines laid with a slope (and according to regulatory documents they should be laid) is unreliable in operation, since in this case, if a leak occurs, the fluid flowing out of the pipeline will drain along the tray towards the slope, and short circuits in the electrical circuit of the measuring conductor and the lining of the tray will also move in the direction of the slope up to the lower point of the pipeline route.

Следовательно показания регистратора места течи (в известном устройстве) будут зависеть от величины уклона, качества дна лотка, времени замера (измерения) и расхода течи, что может вызвать неправильное определение расстояния до места течи, или просто "указать" на нижнюю точку трассы трубопровода, которая может находиться на значительном расстоянии от фактического места течи. Therefore, the indications of the leak location recorder (in a known device) will depend on the slope, the quality of the bottom of the tray, the time of measurement (measurement) and the flow rate of the leak, which can cause an incorrect determination of the distance to the leak, or simply “point” to the lower point of the pipeline route, which can be located at a considerable distance from the actual location of the leak.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является известное устройство для обнаружения места течи, содержащее проложенный в электропроводящей среде трубопровода изолированный кабель, соединенный в конце трубопровода с изолированным проводником, вмонтированным в продольный сварной шов трубы. В начале трубопровода концы изолированного кабеля и изолированного проводника подключены к регистратору места течи, роль которого выполняет измерительный мост постоянного тока. В одной диагонали измерительного моста установлен гальванометр, к зажимам которого и подключены концы кабеля и проводника, образуя два плеча измеряемых сопротивлений. Источник питания другой диагонали измерительного моста одним полюсом подключен к движку балансировочного реостата, а другим полюсом соединен с заземляющим проводником. При возникновении повреждения в сварном шве трубопровода изоляция проводника, вмонтированного в продольный сварной шов, нарушается и он заземляется. Замыкается цепь питания измерительного моста. Расстояние до места повреждения определяется по известным длинам изолированных кабеля и проводника и измерительному сопротивлению. The closest in technical essence and the achieved result is a known device for detecting a leak, containing an insulated cable laid in an electrically conductive medium of the pipeline, connected at the end of the pipeline to an insulated conductor mounted in a longitudinal weld of the pipe. At the beginning of the pipeline, the ends of the insulated cable and the insulated conductor are connected to the leak location recorder, whose role is played by a direct current measuring bridge. A galvanometer is installed in one diagonal of the measuring bridge, to the clamps of which the ends of the cable and conductor are connected, forming two arms of the measured resistances. The power supply of the other diagonal of the measuring bridge with one pole is connected to the engine of the balancing rheostat, and the other pole is connected to the grounding conductor. If damage occurs in the weld of the pipeline, the insulation of the conductor mounted in the longitudinal weld is broken and it is grounded. The power circuit of the measuring bridge closes. The distance to the place of damage is determined by the known lengths of the insulated cable and conductor and the measuring resistance.

Данное устройство обеспечивает достаточно высокую точность определения места течи в продольном сварном шве трубопровода, однако не контролирует поперечные (монтажные) сварные швы. This device provides a sufficiently high accuracy of determining the location of a leak in a longitudinal weld of the pipeline, but does not control the transverse (mounting) welds.

Изготовление специальных труб с изолированными проводниками, вмонтированными в продольные сварные швы, и последующий монтаж такого трубопровода существенно усложняет и удорожает конструкцию в целом. The manufacture of special pipes with insulated conductors mounted in longitudinal welds, and the subsequent installation of such a pipeline, significantly complicates and increases the cost of the design as a whole.

Кроме того, наличие изолированного проводника внутри продольного сварного шва значительно снижает не только прочность трубопровода, но и качество сварных швов, а следовательно и надежность трубопровода. In addition, the presence of an insulated conductor inside the longitudinal weld significantly reduces not only the strength of the pipeline, but also the quality of the welds, and therefore the reliability of the pipeline.

Целью изобретения является повышение надежности и упрощение конструкции устройства. The aim of the invention is to increase reliability and simplify the design of the device.

Кроме того, достигаются и другие цели - упрощение монтажа устройства, качество и надежность трубопровода, а также возможность использования устройства для трубопроводов практически с любыми среда- ми, в том числе и с неэлектропроводными при установке соответствующих типов датчиков. In addition, other goals are achieved - simplifying the installation of the device, the quality and reliability of the pipeline, as well as the ability to use the device for pipelines with virtually any medium, including non-conductive ones, when installing the corresponding types of sensors.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для обнаружения места течи в трубопроводе с электропроводящей жидкостью, содержащее измерительный проводник и подключенный к нему регистратор течи, выполненный по схеме двухплечевого измерительного моста, к измерительному проводнику подключено несколько дискретно установленных в местах вероятных протечек датчиков, причем измерительный проводник расположен вне стенок трубопровода. This goal is achieved by the fact that in the device for detecting a leak in a pipeline with an electrically conductive liquid, containing a measuring conductor and a leak recorder connected to it, made according to the two-arm measuring bridge, several sensors discretely installed in places of probable leakage are connected to the measuring conductor, and the measuring the conductor is located outside the walls of the pipeline.

Наличие отличительных признаков, а именно дискретная установка датчиков в местах вероятных протечек и подключенных к измерительному проводнику, расположенному вне стенок трубопровода свидетельствует о соответствии предлагаемого решения критерию изобретения "новизна". The presence of distinctive features, namely a discrete installation of sensors in places of probable leaks and connected to a measuring conductor located outside the walls of the pipeline indicates the compliance of the proposed solution with the criteria of the invention of "novelty".

Наличие причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков предлагаемого изобретения и достигаемым техническим результатам, а именно, повышение надежности вместе с упрощением конструкции устройства достигается тем, что дискретная установка датчиков в местах вероятных протечек используется совместно с подключением их к измерительному проводнику, расположенному вне трубопровода, а подключение концов измерительного проводника к регистратору места течи по схеме двухплечевого измерительного моста позволяет исключить влияние переходного сопротивления датчика в месте течи на точность измерения расстояния до места течи, что в результате с возросшей чувствительностью устройства дает возможность использовать устройство для трубопровода с жидкостью, обладающей низкой электропроводностью, что свидетельствует о соответствии предлагаемого технического решения критерию изобретения "изобретательский уровень". The presence of a causal relationship between the totality of the essential features of the invention and the achieved technical results, namely, increasing reliability along with simplifying the design of the device is achieved by the fact that the discrete installation of sensors in places of probable leaks is used in conjunction with connecting them to a measuring conductor located outside the pipeline, and connecting the ends of the measuring conductor to the leak location recorder according to the scheme of the two-arm measuring bridge allows to take into account the effect of the transient resistance of the sensor at the leak on the accuracy of measuring the distance to the leak, which, as a result of the increased sensitivity of the device, makes it possible to use the device for a pipeline with a liquid having low electrical conductivity, which indicates that the proposed technical solution meets the criteria of the invention "inventive step".

На чертеже изображено устройство для обнаружения места течи в трубопроводе, вариант для трубопровода с высокотоксичной электропроводной жидкостью. The drawing shows a device for detecting a leak in a pipeline, an option for a pipeline with a highly toxic conductive fluid.

Устройство для обнаружения места течи в трубопроводе содержит трубопровод 1, проложенный внутри закрытого лотка 2, датчики течи 3, установленные на сварных швах трубопровода 1 и соединенные с измерительным проводником 4, проложенным вдоль трубопровода 1. A device for detecting a leak in a pipeline contains a pipe 1, laid inside a closed tray 2, leak sensors 3, mounted on the welds of the pipe 1 and connected to the measuring conductor 4, laid along the pipe 1.

В начале трубопровода концы измерительного проводника 4 и стенка трубопровода 1 соединены с зажимами регистратора места течи 5, представляющего собой измерительный мост постоянного тока. В одной диагонали моста установлен гальванометр, к зажимам которого подключены концы измерительного проводника 4, к другой диагонали одним полюсом подключен источник питания, который другим полюсом, через реле аварийной сигнализации, подключен к стенке трубопровода 1. At the beginning of the pipeline, the ends of the measuring conductor 4 and the wall of the pipeline 1 are connected to the clamps of the leak location recorder 5, which is a direct current measuring bridge. A galvanometer is installed in one diagonal of the bridge, to the terminals of which the ends of the measuring conductor 4 are connected, a power source is connected to the other diagonal by one pole, which is connected to the pipe wall 1 through the alarm relay, with the other pole

При нормальной эксплуатации трубопровода цепь источника питания разомкнута и устройство "указывает" на отсутствие течи. During normal pipeline operation, the power supply circuit is open and the device "indicates" no leakage.

При разгерметизации одного из сварных швов трубопровода 1 электропроводящая жидкость 6 заполнит кольцевую полость датчика 3, замкнется цепь питания измерительного моста 5 и реле включения аварийной сигнализации. When one of the welds of the pipeline 1 is depressurized, the electrically conductive liquid 6 will fill the annular cavity of the sensor 3, the power supply circuit of the measuring bridge 5 and the alarm relay will be closed.

Расстояние до "замыкающего" датчика определяется по известным параметрам измерительного и соединяющих проводников и измеренному соотношению плеч моста после балансировки. При одинаковых материале и сечении измерительного и соединительных проводников формула для определения расстояния до места течи примет вид:
l_x= 2L

где l_x - расстояние от начала трубопровода до места течи;
L - длина трубопровода.The distance to the "closing" sensor is determined by the known parameters of the measuring and connecting conductors and the measured ratio of the bridge arms after balancing. With the same material and cross-section of the measuring and connecting conductors, the formula for determining the distance to the leak will take the form:
l _x = 2L

where l _x is the distance from the beginning of the pipeline to the leak;
L is the length of the pipeline.

R₁, R₂ - сопротивление плеч моста после балансировки.R ₁ , R ₂ - the resistance of the shoulders of the bridge after balancing.

В качестве регистратора места течи можно использовать мосты постоянного тока (типов УМВ и МО-6), универсальные кабельные мосты (типов Р333, Р334) и другие мосты с выносным гальванометром чувствительностью не ниже 10^-6-10^-7 А/мм, а также автоматические, электронные мосты чувствительностью не ниже 10^-6-10^-7 А/мм.As a leak location recorder, DC bridges (UMV and MO-6 types), universal cable bridges (P333, P334 types) and other bridges with an external galvanometer with a sensitivity of at least 10 ^-6 -10 ^-7 A / mm, and automatic, electronic bridges with a sensitivity of at least 10 ^-6 -10 ^-7 A / mm.

Измерительный проводник рекомендуется выполнить из проволоки диаметром 0,5-1,5 мм, который можно подключить к регистратору места течи с помощью двух жил кабеля технологической связи, который, как правило, прокладывается вдоль трассы трубопровода. The measuring conductor is recommended to be made of a wire with a diameter of 0.5-1.5 mm, which can be connected to the leak location recorder using two wires of a technological communication cable, which, as a rule, is laid along the pipeline route.

В качестве датчиков, в зависимости от перекачиваемой среды, можно использовать стандартные хомуты с прокладками из изоляционного материала, в которых следует сделать кольцевые вырезы или другие датчики, работающие на "замыкание" при взаимодействии со средой трубопровода. As sensors, depending on the pumped medium, standard clamps with gaskets made of insulating material can be used, in which annular cutouts or other sensors working on “closure” when interacting with the pipeline medium should be made.

Реализация данного устройства в промышленности не вызывает затруднений и предполагает использование освоенных материалов и стандартного оборудования, при этом, в случае использования устройства, резко повышается не только уровень технических характеристик, но условий труда, технической и экологической безопасности, особенно для производств, связанных с перекачкой высокотоксичных и радиоактивных растворов. The implementation of this device in industry does not cause difficulties and involves the use of developed materials and standard equipment, while in the case of using the device, not only the level of technical characteristics increases, but also the working conditions, technical and environmental safety, especially for industries associated with pumping highly toxic and radioactive solutions.

Таким образом предлагаемое техническое решение соответствует критерию "промышленная применимость". Thus, the proposed technical solution meets the criterion of "industrial applicability".

(56) Заявка ФРГ N 1940872, кл. F 17 D 5/06, 1961. (56) Application of Germany N 1940872, cl. F 17 D 5/06, 1961.

Claims

DEVICE FOR DETECTING A LEAKAGE PLACE IN A PIPELINE, comprising a measuring conductor and a leak detector connected to it, made according to the two-shoulder measuring bridge, characterized in that several sensors are discretely installed in places of probable leakage, and the measuring conductor is located outside the pipeline walls.