Акустические средства течеискания

Акустические средства течеискания занимают особое место среди течеискателей других типов, поскольку они просты и надежны в эксплуатации, не требуют каких-либо сложных специальных приспособлений, не нарушают основных технологических процессов, безопасны для здоровья обслуживающего персонала.

Существует несколько групп акустических приборов, каждая из которых соответствует определенному методу течеискания.

Первая группа - это ультразвуковые расходомеры двух типов. Первый тип - расходомеры с проходными измерительными секциями. Расход определяется, как правило, по разности времени прохождения ультразвуковым импульсом «наклонного» сечения трубопровода по направлению потока жидкости и против него. Конструкция канала расходомера показана на рис. 8. Проходные ультразвуковые расходомеры обладают малым гидросопротивлением, легко монтируются в технологических трубопроводах.

Второй тип - так называемые бесконтактные ультразвуковые расходомеры, в которых преобразователи не имеют непосредственного контакта с протекающей в трубе жидкостью. Преобразователи устанавливают на наружную поверхность трубы, что позволяет оперативно проводить измерения без каких-либо вмешательств в технологический процесс. Для измерения расхода чистых жидкостей (содержание твердых частиц и пузырьков газа не должно превышать 2 %) используют приборы, реализующие обычный времяимпульсный метод, а для загрязненных жидкостей следует применять допплеровские расходомеры. Основной недостаток бесконтактных расходомеров - невысокая точность (2... 3 %).

Вторая группа течеискателей - акустические корреляционные приборы. Схема применения корреляционного течеискателя приведена на рис. 9.

Датчики 1 устанавливают на концах контролируемого участка непосредственно на трубу 2 или на детали запорной арматуры. Они принимают акустические сигналы, распространяющиеся по трубе, возникающие в результате истечения жидкости или газа из трубы в месте утечки. Усиленные сигналы передаются по кабелю или радиоканалу в блок обработки, где вычисляется их взаимная корреляционная функция. Положение пика корреляционной функции соответствует положению места 3 утечки.

Достоинство корреляционных течеискателей заключается в том, что они обеспечивают контроль протяженных участков трубопроводов, и результаты практически не зависят от наличия внешних акустических шумов.

Третья группа приборов - акустические течеискатели, работающие по методу непосредственного прослушивания шума утечки с поверхности земли. Перемещаясь вдоль трубы, оператор определяет место утечки по характерному шуму или максимуму сигнала (рис. 10).

Максимальная глубина обнаружения утечки зависит от давления в трубе, характера повреждения, типа почвы и других условий, и на практике достигает 4... 5 м. Для работы на теплотрассах подобные течеискатели оснащают термоканалом, который обеспечивает измерение температуры в точке установки геомикрофона.

Основное преимущество течеискателей данной группы заключается в том, что они обеспечивают обнаружение места повреждения трубы с высокой точностью без вскрытия грунта. Однако, ввиду большой трудоемкости процесса контроля с их помощью невозможно оперативно обследовать протяженный отрезок трубопровода. Поэтому, как правило, приборы второй и третьей групп применяют в совокупности. Сначала с помощью коррелятора определяют отрезок трубы с предполагаемым местом повреждения, а затем с поверхности грунта локализуют дефект.

Четвертая группа - течеискатели, обеспечивающие контроль герметичности запорной арматуры и мест соединения. Контроль запорной арматуры осуществляется контактно по уровню шума, создаваемого при просачивании жидкости или газа через запорное устройство.

Пятая группа - ультразвуковые течеискатели. Герметичность соединений определяется бесконтактно по уровню шума, создаваемого утечкой.

Приборы этой группы используют для контроля любой запорной арматуры, сосудов и резервуаров, имеющих внутреннее давление, отличное от наружного, а также для контроля газозаполненных кабелей связи.

Шестая группа - это системы мониторинга утечки. Системы мониторинга необходимы для предварительного обнаружения утечки, т.е. для отыскания дефектной ветви трубопровода в сложной разветвленной системе. Эти приборы состоят из автономных датчиков - регистраторов, одного считывающего устройства, служащего также для перезаписи информации с датчиков на компьютер, и дискеты с программным обеспечением. Системы работают следующим образом. Автономные датчики устанавливаются на ветвях трубопровода, в которых предполагается утечка, и в течение 2... 3 часов (в основном в ночное время, когда внешние шумы минимальны) регистрируют амплитуду акустического шума (в определенной полосе частотного спектра), возникающего на водопроводной трубе. После окончания записи в течение суток с датчиков снимают информацию и переписывают в компьютер.

Снятие информации в разных системах мониторинга утечек производится либо путем подключения датчиков к интерфейсному устройству или же по радиоканалу.

Определяющими параметрами при оценке наличия утечки на данной ветви трубопровода являются ширина этого графика, по которой определяют количество различных амплитуд шума на трубе, и амплитуда наиболее повторяющегося шума. Утечка - это постоянный шум, т.е. в определенной полосе частотного спектра его амплитуда с определенным допуском постоянна. И на ветви трубопровода, где есть утечка, датчик в основном воспринимает эту амплитуду шума. Т.е. чем уже ширина графика и больше амплитуда наиболее повторяющегося шума, тем датчик расположен ближе к утечке.

Электромагнитные течеискатели используют для поиска мест дефектов в ненапорных неметалических трубопроводах, например, канализационных каналах. Прибор состоит из излучающего электромагнитные колебания зонда, кабельной лебедки с электродвигателем и измерительным блоком, протягивающей канатной лебедки с электродвигателем, заземляющего штыря с кабельным барабаном и дискеты с программным обеспечением.

Электромагнитный течеискатель работает следующим образом. Излучающий зонд протягивается внутри трубопровода при помощи кабельной лебедки, при этом создается электромагнитный поток, направленный перпендикулярно к трубопроводу. Электронный блок, подключенный к PC, воспринимает от заземляющего штыря ток утечки, прошедший через грунт, который возрастает, когда зонд проходит дефектное место трубопровода. График изменения интенсивности электромагнитного поля в зависимости от местоположения зонда отображается на экране дисплея PC. Зонд измеряет также температуру жидкости в трубопроводе, по которой можно судить о попадании через дефектное место в трубопровод сточных вод или же вытекании из трубопровода канализационной жидкости, что очень важно с точки зрения экологии.

Дата добавления: 2015-09-06