ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение......................................................... 4
Глава 1 Аналитический обзор дистанционных методов контроля
технического состояния магистральных газопроводов IО
1.1. Релаксационный метод (CIPS)................................ 11
1.2. Метод градиент потенциала постоянного тока (DCVG)............ 24
1.3. Метод Пирсона................................................ 25
1.4. Метод градиента переменного тока (Current Attenuation)................................................. 26
Глава 2 Электромагнитные свойства горных пород в окологрубном
пространстве и конструкционных материалов............... 32
2.1. Характеристики газопровода................................... 32
2.2. Характеристики изоляционного покрытия подземного
трубопровода................................................. 34
2.2. Электромагнитные свойства горных пород, слагающих
околотрубное пространство.................................... 36
Глава3 Теоретические основы исследования электромагнитного
моля катодной защиты газопровода........................ 46
3.1. Описание катодной защиты газопровода......................... 46
3.2. Теоретические основы метода определения местоположения
трубопровода................................................. 56
3.2.1. Влияние угла расположения антенны........................... 59
3.2.2. Влияние длины магнитной антенны............................. 60
3.2.3. Влияние расстояния до оси трубопровода...................... 63
3.2.4. Магнитное поле сближенных трубопроводов..................... 64
3.2.5. Влияние силы тока........................................... 68
3.2.6. Влияние диаметра газопровода................................ 69
3.2.7. Влияние нарушений изоляции и утечек тока.................... 69
3.3. Теоретические основы измерений постоянной и переменной
составляющей тока в трубопроводе............................. 70
3.4. Влияние нарушений изоляции па электромагнитное поле
катодной зашиты магистрального трубопровода.................. 78
Глава 4 Методы переменного электромагнитного поля катодной
зашиты магистрального газопровода....................... 86
4.1. Определение положения подземного трубопровода................ 86
4.1.1. Методика измерений составляющих магнитного поля Магистрального трубопровода................................. 87
4.1.2. Результаты работ............................................ 96
4.2. Расчет величины утечек тока при нарушении изоляции............ 107
4.3. Обнаружение нарушений изоляции подземного трубопровода... 110
4.3.1. 11римсненис активных электродов и стелющихся антенн 111
4.3.2. Обработка результатов....................................... 118
4.4. Оценка точности и достоверности результатов.................. 126
Глава 5 Физическое моделирование электромагнитного поля
катодной защиты магистрального газопровода............... 137
5.1. Моделирование полей магистральных газопроводов в
лабораторных условиях........................................ 137
5.2. Установка для моделирования полей магистральных
газопроводов.................................................. 138
5.3. Исследование составляющих электромагнитного поля катодной
зашиты газопровода при помощи экспериментальной установки............................................... 141
5.3.1. Магнитные составляющие...................................... 141
5.3.2. Электрические составляющие.................................. 144
Заключение......................................................... 150
Библиографический список использованной литературы................. 153
Приложения......................................................... 165
16
сопротивление первые десятки Ом м. Грунт вне траншеи не нарушен. Его сопротивление может меняться в пределах от 20 до 300 Ом м (Глава 2). Уровень грунтовых вод в траншее и вне ее различен, а значит резко различается и сопротивление среды. К тому же, во многих местах над трубопроводом грунт насыпан в виде полуметрового (по высоте) “валика”, что еще больше сказывается на разнице сопротивлений вдоль и поперек трубопровода. В этом методе также не учитывается экранирующее влияние на распределение тока над трубопроводом высокоомной изоляции, окружающей его. Вместе с тем, при анализе «омическою падения напряжения» и выводе формул для расчета поляризационных потенциалов, считается, что сопротивление среды вдоль трубопровода такое же, как и в поперечном направлении. Т.с. сопротивление растеканию тока от повреждения равновероятно как вверх к электрод)' - над трубой, так и в сторону - к электроду в 5 м от трубы. Градиенты потенциалов в продольном и поперечном направлении (в том числе, справа и слева от трубопровода) могут существенно отличаться. Эго подтверждает вывод о несимметричности воронок напряжения, связанной с тем, что нарушения изоляции во многих случаях находятся на боковой поверхности трубопровода, и невозможности правильной оценки омического падения напряжения в вертикальном направлении. Подразумевается также, что воронка напряжения простирается не менее чем на 5 м от трубы. Как правило, эго характерно лишь для больших нарушений изоляции. Это принципиальные теоретические и методические ошибки в теории и методике ОРй. Остается открытым вопрос о расстоянии между электродами при измерении поперечного градиента напряжения. Рекомендуемое в методе С1РЬ расстояние 5 м, при неглубоком залегании трубопровода может привести к пропуску нарушений изоляции. В конкурентном методе ПСУС» [59,60], по этой причине, рекомендуемое расстояние между электродами не должно превышать 1,8 м (при детализации -0,8 м). В работе ]84] рекомендуется проводить измерения при гаком расстоянии между электродами, при котором достигается максимальный градиент потенциала, а также проводить измерения по зигзагообразной линии.
17
Очевидно, что и так большая трудоемкость измерений метода С1Р8 при этом возрастает в несколько раз.
3. Во время кратковременного отключения защитного тока (на время 3-5 с) в трубопроводе протекают уравнительные токи, обусловленные различной степенью поляризации мест повреждения, которые вызывают падения напряжения в грунте, которые, по мнению специалистов “Рургаз” [43], нельзя выделить при измерении потенциалов труба-земля. На существование этих падений напряжения указывают градиенты потенциалов (воронки напряжения в грунте) Аи„ыкл, измеряемые на участке повреждения покрытия двумя электродами сравнения. При этом подразумевается, что уравнительные токи связаны только с повреждениями покрытия. Кроме того, подразумевается, что отключаются все трубы одновременно (они часто соединены перемычками) и что влияние не отключенных станций катодной защиты (СКЗ) пренебрежимо мало. На практике доказано, что даже при отключении трех станций катодной защиты на всех параллельных трубопроводах, потенциал отключения выше истинного на 0,1-0,15 В (глава 4, рисунок 39, рисунок 40), что вносит существенные погрешности в результаты измерений.
Токи, протекающие по трубопроводу, искажают потенциалы включения. Поэтому, лишь потенциалы включения и выключения, измеренные в непосредственной близости от КИК (места подключения) являются «истинными» [7]. На расстоянии 500 м и более, особенно при наличии повреждений покрытия (а они весьма велики по всему трубопроводу), результаты измерений (особенно потенциалов включения) сомнительны. ()б этом свидетельствует скачок потенциалов включения-выключения при переносе места подключения от одного контрольно-измерительного пункта к другому. В одной и той же точке трубопровода поляризация различна и зависит от места подключения (рис. 1.).
- Київ+380960830922