Измерительный патрубок

Патрубок измерительный

Поскольку трубопроводы являются нагруженными ответственными коммуникационными сооружениями, для постоянного мониторинга реального износа их элементов, общего состояния и параметров рабочей среды используются интеллектуальные ИВ вставки. Основным элементом ИВ являются измерительные патрубки, создающиеся из катушек тех же самых труб, из которых и изготовлен сам трубопровод.

Внутри находится оборудование, позволяющее фиксировать деформации, изменения температуры и давления. Датчики отградуированы по номинальному давлению рабочей среды, при необходимости используются вторичные преобразователи. Внешние датчики и дополнительные системы контроля монтируются производителем по индивидуальному заказу.

Назначение измерительных патрубков ПИ

Магистральные трубопроводы эксплуатируются в сложных условиях:

• на отдельных участках возможны солифлюкции, обвалы и оползни, плоскостной смыв и прочие эрозионные процессы;
• опоры и трубы подтапливаются паводковыми водами, заболачиваются, возникают силы морозного вспучивания;
• трубопроводы проходят по тектоническим разломам и пересекают сейсмически активные участки.

По умолчанию внутри трубопровода патрубок измерительный используется для решения следующих задач:

• контроль механических деформаций;
• вычисление внутренних напряжений в металле;
• оценка по разработанным методикам запаса прочности;
• оптимизация на потенциально опасных участках трубопровода техобслуживания;
• мониторинг сопутствующих параметров, например, температуры почвы, токов и напряжения ЭХЗ.

Патрубками ПИ обычно контролируются следующие параметры трубопровода:

• механическая деформация;
• температура стенки магистрали;
• напряжения в металле.

В отличие от выездной дефектоскопии интеллектуальные вставки с измерительными патрубками обеспечивают ряд преимуществ:

• в полевых условиях это самая надежная система диагностики;
• тарируется вся система целиком, достоверность измерений и вычислений на их основе максимально достоверная;
• учитываются такие параметры, как неоднородность стали труб, утонение стенок и овальность сечения;
• деформации считываются в режиме онлайн, данные передаются системами телеметрии;
• возможна архивация в отсутствии связи.

Монтируются патрубки ПУ на ответственных нагруженных участках, для каждого трубопровода проектируются индивидуально под реальные параметры эксплуатации. Областью использования ПИ являются насосные и компрессорные станции, продуктопроводы, транспортирующие нефтепродукты и их фракции, промышленные объекты. Интеллектуальные вставки пригодны для рабочих сред – вода и природный газ, ШФЛУ и товарная нефть, сжиженные газы и нефтепродукты.

При исполнении УХЛ 1 патрубки ПИ пригодны для эксплуатации при влажности воздуха 80%, диапазоне температуры воздуха о -60°С до +40°С. Дополнительные функции значительно расширяют возможности системы диагностики. Например, световолоконные датчики позволяют определить утечку с точностью до 3 м. Расчет НДС возможен в нескольких режимах – трехмерном, оболочечном и балочном приближении.

Конструкция патрубков измерительных ПИ

Элементы интеллектуальных вставок изготавливаются по нижестоящему относительно ГОСТ стандарту ТУ. Техусловия ТУ 1469-033-05015070 на патрубок измерительный разработаны в 2009 году. В конструкцию патрубка ПИ заложены следующие технические решения:

• корпус-оболочка – из катушки трубы путепровода;
• оптические датчики;
• тензометрические датчики;
• температурные датчики;
• блоки первичной обработки данных.

Далее патрубок измерительный передает сигнал на индивидуальный контрольный пункт КП интеллектуальной вставки либо на один КП передаются показания с нескольких патрубков сразу. Деформация труб измеряется в кольцевом и продольном направлении, поэтому датчики монтируются на внутренние стенки катушки. Для удобства каждые 2 – 3 датчика собраны в розетку. Локальная сеть создается из вторичных преобразователей по RS485 протоколу.

Собирают и накапливают первичную информацию с датчиков контроллеры нижнего уровня.

Характеристики патрубков ПИ

Изначально рабочими параметрами измерительного патрубка являются:

• давление рабочее максимальное – предельно допустимое для трубопровода;
• гидродавление пробное – при установке на линейном трубопроводе 1,3PN, для трубопроводов В категории 1,5 PN;
• относительные деформации – ±1,1 единица;
• сейсмостойкость – 10 баллов (шкала MSK-64);
• погрешность механических напряжений – максимум 10%;
• погрешность температурного датчика – ±2°С;
• погрешность потенциометра – 2% по току, 5% по напряжению.

В обязательном порядке патрубок измерительный испытывается на ресурс и сейсмостойкость стандартными методами. В первом случае стен имитирует эксплуатацию 30 лет, во втором варианте создаются специальные нагрузки, моделируемые компьютерной программой.

Варианты комплектации

В базовой комплектации интеллектуальные вставки содержат патрубок измерительный, передающую аппаратуру и контейнер с нижнеуровневыми контроллерами, соединительный кабель, ПО, паспорт и инструкцию пользователя.

По запросу производитель может комплектовать патрубок любыми вспомогательными датчиками, наносить на поверхности корпуса защитные покрытия. Перед складированием/транспортировкой торцы патрубка закрываются пробками, документация в герметичном пакете из полимерного материала вкладывается внутрь корпуса.

Упаковка представляет собой ложементы из пиломатериала с 45 градусным углом обхвата и опорами. На пломбе, скрепляющей проволочную обвязку крышек изделия ПИ, должна стоять печать подразделения ОТК завода-изготовителя.

Таким образом, патрубок измерительный практически не влияет на увеличение бюджета строительства объекта. Срок окупаемости снижается за счет отсутствия регламентных обследований и предупреждения ликвидации аварийных ситуаций. Начиная с пусконаладочных работ и гидроиспытаний, создается полный архив истории нагружения трубопровода.