Pangwanoh bocor

by Téknik Delta / Jumaah, 25 Maret 2016 / dimuat dina tegangan tinggi

pipa Pangwanoh bocor dianggo pikeun nangtukeun naha sareng dina sababaraha kasus dimana bocorna parantos aya dina sistem anu ngandung cair sareng gases. Metodeu deteksi kalebet tés hidrostatik saatos pipeline cacakan sareng deteksi bocor salami jasa.

Jaringan pipa mangrupikeun modeu transportasi anu paling ékonomi jeung paling aman pikeun minyak, gas, sareng produk cairan sanésna. Salaku sarana angkutan jarak jauh, jalur pipa kedah ngalaksanakeun tungtutan kaamanan anu luhur, réliabilitas sareng efisiensi. Upami dijaga leres, saluran pipina tiasa salamina tanpa bocor. Paling bocor anu penting anu kajantenan disababkeun ku karusakan tina parabot penggalian anu caket, ku sabab éta penting pikeun nimbali otoritas sateuacan galian, ngajamin yén teu aya pipa anu dikubur di sakurilingna. Upami pipa henteu dijaga leres, éta tiasa ngamimitian kénging-énggal, khususna dina sendi konstruksi, titik-titik anu low dimana kumpul cai, atanapi lokasi anu teu sampurna dina pipa. Tapi, cacad ieu tiasa dicirikeun ku alat pamariksaan sareng dilereskeun sateuacan aranjeunna nuju kabocoran. Alesan séjén kanggo bocorna kacilakaan, gerakan bumi, atanapi sabotaj.

Tujuan utama sistem deteksi bocor (LDS) nyaéta pikeun ngabantuan Controller pipa dina ngadeteksi sareng ngalokalan bocor. LDS nyayogikeun alarem sareng nunjukkeun data anu aya hubunganna ka Controllers Pipa supaya mantuan dina pembuatan kaputusan. Sistem deteksi bocor pipa ogé aya mangpaatna sabab tiasa ningkatkeun produktivitas sareng reliabilitas sistem berkat katurunan sareng ngirangan waktos pamariksaan. Maka LDS janten aspek penting tina téknologi pipa.

Numutkeun kana dokumén API "RP 1130", LDS kabagi kana internal LDS dumasar internal sareng LDS dumasar. Sistem dumasar internal ngagunakeun alat médan (sapertos aliran, tekanan atanapi sensor suhu cairan) pikeun ngawas parameter pipa internal. Sistem dumasar éksternal ogé ngagunakeun instruméntasi lapangan (sapertos radiométer inféksi atanapi kaméra termal, sensor uap, mikrofon akustik atanapi kabel serat optik) pikeun ngawas parameter pipa luar.

Aturan jeung Peraturan

Sababaraha nagara sacara resmi ngatur operasi pipa.

API RP 1130 "Pengawasan pipa Komputasi pikeun Cair" (AS)

Prakték anu disarankeun ieu (RP) museur kana desain, palaksanaan, uji coba sareng operasi LDS anu ngagunakeun pendekatan algorithmic. Tujuan prakték anu disarankeun ieu nyaéta ngabantosan Operator Pipa dina ngaidentipikasi masalah anu aya hubunganana sareng pamilihan, palaksanaan, tés, sareng operasi hiji LDS. LDS digolongkeun kana basis internal sareng éksternal. Sistem anu nganggo internal nganggo instrumentasi lapangan (mis. Pikeun aliran, tekanan sareng suhu cairan) pikeun ngawas parameter pipa internal; parameter pipa ieu saterasna dianggo pikeun nyimpulkeun kabocoran. Sistem anu didasarkeun sacara éksternal nganggo lokal, sensor khusus.

TRFL (Jerman)

TRFL mangrupikeun singketan tina "Technische Regel für Fernleitungsanlagen" (Aturan Téknis pikeun Sistem Pipa). TRFL nyimpulkeun sarat pikeun pipa anu tunduk kana peraturan resmi. Éta kalebet saluran pipa anu ngangkut cairan anu kaduruk, saluran pipa ngangkut cairan anu bahaya pikeun cai, sareng kaseueuran pipa anu ngangkut bénsin. Lima rupa jinis fungsi LDS atanapi LDS diperyogikeun:

Dua LDS bebas pikeun deteksi bocor kontinyu salami operasi kaayaan mantap. Salah sahiji sistem ieu sareng hiji tambahan ogé kedah ngadeteksi bocor dina operasi fana, sapertos nalika ngamimitian pipa
Hiji LDS pikeun deteksi bocor salami operasi ditutup
Hiji LDS pikeun bocor ngarayap
Hiji LDS pikeun lokasi bocor gancang

syarat

API 1155 (diganti ku API RP 1130) netepkeun syarat penting ieu pikeun LDS:

Sensitivitas: Hiji LDS kedah mastikeun kaleungitan cairan salaku hasil tina bocor anu sakedik-gancang. Ieu nempatkeun dua syarat dina sistem: éta kedah mendakan bocor alit, sareng éta kedah gancang mendetkeun aranjeunna.
Émbaran: Pamaké kedah tiasa percanten ka LDS. Ieu hartosna leres kedah ngalaporkeun alarm anu leres, tapi pentingna henteu ngahasilkeun alarem palsu.
Akurasi: Sababaraha LDS tiasa ngitung aliran bocor sareng lokasi bocor. Ieu kedah dilakukeun akurat.
Tegét: LDS kedah tetep beroperasi dina kaayaan anu henteu idéal. Salaku conto, upami gagal gagal transducer, sistem kedah ngadeteksi kagagalan sareng teras ngajalankeun (kamungkinan ku badé dikonsumsi sapertos dikirangan sensitipitas).

Kaayaan mantap sareng kaayaan fana

Salila kaayaan kaayaan anu ajeg, aliran, tekenan, sareng sajabana dina jalur pipa nyaéta (langkung atanapi kirang) konstan kana waktosna. Salila kaayaan fana, variabel ieu tiasa robih gancang. Parobihan ngarobih sapertos gelombang liwat pipa kalayan laju sora tina cairan. Kaayaan dilegakeun dina pipa contona dina ngamimitian, upami tekanan di inlet atanapi outlet parobihan (sanaos parobihan alit), sareng nalika batch parobihan, atanapi nalika sababaraha produk aya dina jalur pipa. Pipa gas ampir salawasna dina kaayaan fana, sabab gas-gas pisan tiasa dicampurkeun. Malah dina pipelines cair, pangaruh fana teu tiasa diémutan salaku seueur waktos. LDS kedah ngantepkeun pikeun deteksi bocor dina dua kaayaan kanggo nyayogikeun deteksi bocor salami sadayana waktos operasi pipa.

Dumasar kana LDS internal

Sistem anu nganggo internal nganggo instrumentasi lapangan (mis. Pikeun aliran, tekanan sareng suhu cairan) pikeun ngawas parameter pipa internal; parameter pipa ieu saterasna dianggo pikeun nyimpulkeun kabocoran. Biaya sistem sareng kerumitan LDS berbasis internal sedeng sabab nganggo instrumentasi lapangan anu aya. Jenis LDS ieu dianggo pikeun syarat kaamanan standar.

Tekanan / Pengawas aliran

Bocor bocorna hidrolik tina pipa, sareng janten tekenan atanapi ngalirkeun bacaan saatos sababaraha waktos. Ngawaskeun tekanan setempat atanapi ngalir dina ngan ukur hiji waktos tiasa nyayogikeun panyabutan bocor anu sederhana. Sakumaha parantos dilakukeun sacara lokal peryogi prinsip henteu telemétri. Ieu ngan ukur dianggo dina kaayaan mantap, kumaha, sareng kamampuan pikeun nganyahokeun pipa gas terbatas.

Gelombang Tekanan Akustik

Metodeu gelombang tekanan akustik nganalisis gelombang langka anu dihasilkeun nalika kabocoran. Nalika pecahan témbok saluran pipa, cairan atanapi gas kabur dina bentuk jet kecepatan tinggi. Ieu ngahasilkeun gelombang tekanan négatip anu sumebar dina dua arah dina pipa sareng tiasa dideteksi sareng dianalisis. Prinsip operasi tina metode dumasarkeun kana ciri anu penting pisan gelombang tekanan pikeun ngarambat jarak anu jauh kalayan gancangna sora anu dipandu ku tembok pipa. Amplitudo gelombang tekanan ningkat kalayan ukuran bocor. Algoritma matématika kompléks nganalisis data tina sensor tekanan sareng sanggup dina hitungan sababaraha detik pikeun nunjuk ka lokasi kabocoran sareng akurasi kirang ti 50 m (164 ft). Data ékspérimén parantos nunjukkeun kamampuan metodeu pikeun ngadeteksi bocor kirang ti 3mm (0.1 inci) diaméterna sareng beroperasi kalayan tingkat alarm palsu anu paling handap di industri - kirang ti 1 alarm palsu per taun.

Nanging, metode anu henteu tiasa mendakan bocor anu saatos saatos kajadian anu awal: saatos tembok anu ngarobih pipa (atanapi pecah), gelombang tekanan awal henteu mundur sareng teu aya gelombang tekanan anu salajengna. Kukituna, upami sistem gagal mendetkeun bocor (contona, kusabab gelombang tekanan ditampik ku gelombang tekanan samentara disababkeun ku kajadian operasional sapertos perobihan dina pompa tekanan atanapi klep ganti), sistem éta moal mendeteksi bocorna.

Métode saimbang

Cara ieu dumasarkeun kana prinsip konservasi massa. Dina kaayaan anu ajeg, aliran massa $\ dot {M} _I$ ngalebetkeun pipa bébas bocor bakal ngimbangkeun aliran massa $\ dot {M} _O$ ninggalkeun eta; turunna nimbulkeun jisim ninggalkeun piping (teu saimbang massal $\ dot {M} _I - \ dot {M} _O$ ) nunjukkeun bocor. Métode ukur kasaimbangan $\ dot {M} _I$ jeung $\ dot {M} _O$ nganggo flowmeter sarta akhirna ngitung saimbangna anu perkiraan aliran anu teu dipikanyaho, leres bocor. Ngabandingkeun teu saimbangna ieu (biasana diawaskeun sajumlah période) ngalawan ambang alarm bocor $\ gamma$ ngahasilkeun alarm upami ieu teu saé dimonitor. Métode balancing anu ditingkatkeun salian ogé ngitung tingkat parobihan inventarisasi massa pipa. Ngaran anu dianggo pikeun téhnik balancing garis anu ditingkatkeun nyaéta kasaimbangan volume, kasaimbangan volume anu dirobih, sareng kasaimbangan massa anu dikompensasi.

Métode statistik

LDS statistik ngagunakeun metode statistik (contona tina bidang tiori kaputusan) pikeun nganalisis tekanan / aliran dina ngan ukur hiji titik atanapi henteu saimbangna pikeun ngadeteksi kabocoran. Ieu ngakibatkeun kasempetan ngaoptimalkeun kaputusan kabocoran upami sababaraha asumsi statistik tahan. Pendekatan umum nyaéta ngagunakeun prosedur uji hipotésis

\ téks {Hipotesis} H_0: \ téks {Henteu bocor}

\ téks {Hipotesis} H_1: \ téks {Bocor}

Ieu mangrupikeun masalah deteksi klasik, sareng seueur rupa solusi anu dipikanyaho ti statistik.

Padika RTTM

RTTM hartosna "Modél Transient Real-Time". RTTM LDS nganggo modél matematika aliran dina pipa anu nganggo hukum fisik dasar sapertos konservasi jisim, konservasi moméntum, sareng konservasi énergi. Metoda RTTM tiasa ditingali salaku paningkatan metode balancing sabab tambihan nganggo prinsip konservasi moméntum sareng énergi. RTTM ngamungkinkeun pikeun ngitung aliran massa, tekanan, kapadetan sareng suhu dina unggal titik sapanjang pipa sacara real-time kalayan bantuan algoritma matematika. RTTM LDS tiasa sacara gampang modél kaayaan stabil sareng aliran samentawis dina pipa. Ngagunakeun téknologi RTTM, kabocoran tiasa dideteksi nalika kaayaan stabil sareng kaayaan sementara. Kalayan instrumentasi fungsina anu saé, tingkat kabocoran tiasa diperkirakeun sacara fungsional nganggo formula anu sayogi.

Padika E-RTTM

Sinyal aliran Alus Modél Real-Time Transpar (E-RTTM)

E-RTTM singkatan tina "Extended Real-Time Transient Model", ngagunakeun téknologi RTTM kalayan metode statistik. Janten, deteksi kabocoran dimungkinkeun nalika kaayaan stabil sareng kaayaan sakedik kalayan sensitipitas tinggi, sareng alarm palsu bakal dihindari nganggo metode statistik.

Pikeun metodeu sésa, modul RTTM ngitung perkiraan $\ hat {\ dot {M}} _ I$ , $\ hat {\ dot {M}} _ O$ pikeun MASS FLOW di inlet sareng outlet, masing-masing. Ieu tiasa dilakukeun nganggo pangukuran kanggo tekenan sareng suhu inlet ( $p_abdi$ , $T_abdi$ ) sareng toko ( $p_O$ , $T_O$ ). Aliran massa ieu diperkirakeun dibandingkeun sareng aliran massa anu diukur $\ dot {M} _I$ , $\ dot {M} _O$ , ngahasilkeun sesa $x = \ dot {M} _I - \ hat {\ dot {M}} _ I$ jeung $y = \ dot {M} _O - \ hat {\ dot {M}} _ O$ . Sésana ieu caket sareng nol upami teu aya anu bocor; lamun teu aya sesa nunjukkeun tandatangan karakteristik. Dina léngkah anu salajengna, sésa-sésa aya analisa analisis tandatangan bocor. Modél ieu nganalisa kabiasaan temporalna ku nganék sareng ngabandingkeun tandatangan bocor sareng tandatangan bocor dina pangkalan data ("sidik ramo"). Alarm bocor dinyatakeun upami tandatangan bocor dicabut cocog dina sidik.

LDS dumasar éksternal

Sistem anu didasarkeun sacara éksternal nganggo lokal, sensor khusus. LDS sapertos kitu sénsitip pisan sareng akurat, tapi biaya sistem sareng kompleksitas pamasangan biasana luhur pisan; aplikasi kukituna dugi ka daérah anu résiko tinggi, sapertos caket walungan atanapi kawasan perlindungan alam.

Kabel Deteksi Kabocoran Minyak Digital

Kabel Sénsial Digital diwangun ku halangan tina konduktor internal semi-permeabel anu dijaga ku untun kapang cetakan anu permeabel. Sinyal listrik dialihkeun sanajan konduktor internal sareng diawasi ku mikroprosesor anu diwangun dina jero konektor kabel. Cairan pelindung ngalangkungan tojang permeabel éksternal sareng tiasa ngahubungan sareng konduktor semi-perme internal. Ieu nyababkeun parobahan dina sipat listrik tina kabel anu ditetepkeun ku mikroprosesan. Microprocessor bisa mendakan cairan éta dina resolusi 1 méter sapanjang panjangna sareng masihan sinyal anu cocog pikeun sistem pangawas atanapi operator. Kabar akal tiasa dibungkus nguriling pipa, dikubur di luhur sareng pipa atanapi dipasang salaku konfigurasi pipa-in-pipa.

Tés Pipa Radiometri Infrared

Térmogram udara pesawat pipa minyak bumi anu kakubur ngungkabkeun kontaminasi subsurface disababkeun ku bocor

Pangujian pipa thermographic infrared parantos nunjukkeun dirina akurat sareng épisién dina ngadeteksi sareng milarian kabocoran pipa bawah permukaan, kakosongan anu disababkeun ku érosi, insulasi pipa anu parah, sareng backfill anu goréng. Nalika kabocoran pipa ngijinkeun cairan, sapertos cai, ngawangun gumpalan caket pipa, cairanana ngagaduhan konduktor termal anu bénten sareng taneuh garing atanapi tempat tumpukan. Ieu bakal kagambar dina pola suhu permukaan anu béda di luhur lokasi kabocoran. Radiometer inframerah resolusi luhur ngamungkinkeun sadayana daérah tiasa discan sareng data anu dihasilkeun ditampilkeun salaku gambar anu luasna suhu anu béda ditunjuk ku nada abu-abu anu béda dina gambar hideung & bodas atanapi ku sababaraha warna dina gambar warna. Sistem ieu ukur ukur pola énergi permukaan, tapi pola anu diukur dina permukaan taneuh di luhur pipa anu dikubur tiasa ngabantosan nunjukkeun dimana kabocoran pipa sareng ngahasilkeun kekosongan érosi; éta ngadeteksi masalah sakumaha jero 30 méter handapeun permukaan taneuh.

Detéktor émisi akustik

Citakan: énjing cair nyiptakeun sinyal akustik nalika ngalangkungan liang dina pipa. Sensor akustik aya ka luar tina pipa nyiptakeun garis dasar akustik "sidik akurat" tina garis tina bising internal pipa dina kaayaan anu henteu rusak. Nalika aya bocorna, sinyal akustik frekuensi low anu dideteksi sareng dianalisis. Panyimpangan tina garis dasar "sidik ramo" mangrupikeun alarem. Ayeuna sensor gaduh susunan anu langkung saé sareng seleksi band frekuensi, pemilihan jarak tunda waktos sareng sajabana. Ieu ngajadikeun grafik langkung jelas sareng gampang dianalisis. Aya cara sanés pikeun ngadeteksi bocor. Geo-telepon taneuh sareng susunan saring pisan mangpaat pikeun nunjukkeun lokasi bocorna. Éta ngahemat biaya penggalian. Jet cai dina taneuh naék témbok batin atanapi beton. Ieu bakal nyiptakeun sora anu leuleus. Bising ieu bakal kabur nalika sumping di tempat. Tapi sora maksimal tiasa dipetik ukur dina posisi bocor. Pelancong sareng saringan ngabantosan kanggo bising jelas. Sababaraha jinis gas anu diasupkeun kana garis pipa bakal nyiptakeun rentang sora nalika ninggalkeun pipa.

Ubung-tabung kentel

Métode deteksi kabocoran nguap-ngabahekeun ngalibatkeun pamasangan tabung sapanjang panjang pipa. Tabung ieu - dina bentuk kabel - tiasa teleb pisan kana zat anu tiasa dideteksi dina aplikasi anu khusus. Upami kabocoran, bahan-bahan pikeun diukur dihubungi sareng tabung dina bentuk uap, gas atanapi leyur dina cai. Upami aya kabocoran, sababaraha zat anu bocor sumebar kana tabung. Saatos waktos anu ditangtoskeun, bagian jero tabung ngahasilkeun gambar anu akurat pikeun zat-zat anu aya di pipir na. Dina raraga nganalisis sebaran konsentrasi anu aya dina tabung sensor, pompa nyorong kolom hawa dina tabung ngaliwat hiji unit deteksi kalayan kecepatan konstan. Unit detéktor dina tungtung tabung sénsor dilengkepan ku sensor gas. Unggal kanaékan konsentrasi gas ngahasilkeun "puncak bocor" anu jelas.

Deteksi bocor serat

Sahenteuna dua metodeu deteksi bocor serat-optik dikomersilkeun: Sensing Suhu Distribusina (DTS) sareng Disebarkeun Acoustic Sensing (DAS). Metodeu DTS ngalibatkeun pamasangan kabel serat optik sapanjang panjang pipa anu diawasi. Bahan-bahan anu kaukur ukur aya hubungan sareng kabel nalika kabocoran lumangsung, ngarobih suhu kabel sareng ngarobah pantulan pulsa laser, ngalambangkeun bocor. Lokasi dipikanyaho ku ngukur waktos tunduh antawis nalika pulsa laser dipancarkeun sareng nalika répréksi dideteksi. Ieu ukur tiasa dianggo upami zatna aya dina hawa anu béda ti lingkungan ambien. Salaku tambahan, téknik sensasi suhu serat optik anu disebarkeun menawarkan kamungkinan ngukur suhu sapanjang pipa. Nyeken sadaya panjang serat, profil suhu sapanjang serat ditangtukeun, ngarah ka panyabutan bocor.

Padika DAS ngalibatkeun pamasangan kabel serat optik anu sami sapanjang panjang pipa anu diawasi. Geter anu disababkeun ku zat anu nyésakeun jalur pipa via bocor robih cerminan pulsa laser, tunjukkeun kabocoran. Lokasi dipikanyaho ku ngukur waktos tunduh antawis nalika pulsa laser dipancarkeun sareng nalika répréksi dideteksi. Téhnik ieu ogé tiasa digabungkeun sareng métode Sensing Suhu anu disebarkeun pikeun masihan profil suhu pipa.