Способ определения местоположения течи в трубопроводах

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК П 9) (11) САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ институт инческого инсева(54) СПОСОБ ОПРЛОЖЕНИЯ ТЕЧИ В(57) Изобретение оразрушающего контможет быть испольэтечей в трубопроводступом. Способ заклместоположения те ЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПО ТРУБОПРОВОДАХ тносится к методам не- роля в трубопроводах и овано для обчаружения ахс односторонним доючается в определении чи в трубопроводах пуМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельствоМ 380909, кл. Г 17 О 5/06, 197 Изобретение относится к методам не- разрушающего контроля в трубопроводах и может быть использовано для обнаружения течей в трубопроводах с односторонним доступом.Целью изобретения является повышение производительности и расширение функциональных возможностей путем определения местоположения течи в трубопроводах с односторонним доступом,Способ заключается в определении местоположения течи в трубопроводах путем регистрации превышения акустического излучения над шумами.Регистрацию производят в одной точке. трубопровода, Первоначально регистрируют превышение акустического излучения над шумами в никзчастотной области работем регистрации превышения акустического излучения над шумами в одной точке трубопровода. Первоначально регистрируют превышение акустического излучения над шумами в низкочастотной области рабочего диапазона, затем регистрируют акустическое излучение на более высоких час готах и фиксируют наиболее высокую частоту, при которой акустическое излучение утечки превышает шумы. Расстояние до течи определяют по предварительно построенным для данного трубопровода графическим зависимостям частотных компонентов акустического излучения до течи при соответствующей фиксированной частоте. Использование предлагаемого способа позволяет повысить производительность и обеспечить возможность контроля трубопроводов с односторонним доступом. 2 ил. чего диапазона, затем регистрируют акустическое излучение на более высоких частотах О и фиксируют наибольшую частоту, при ко- Я торой акустическое излучение утечки пре- а вышает шумы, а расстояние до течи С) определяют по предварительно построен-дным для данного трубопровода графиче-р ским зависимостям частотных компонентов акустического излучения от расстояния до течи при соответствующей фиксированной частоте,пайНа фиг. 1 приведены экспериментальные кривые зависимости акустического излучения от расстояния для различных частот регистрации; на фиг, 2 - структурная схема акустического течеискателя,Реализация способа возможна благодаря тому, что при истечении жидкости изсквозного дефек 1 а трубопровода возникаетширокополосное акустическое излучение сбольшой амплитудой в частотном диапазоне от единиц герц до нескольких сотен килогерц, мало изменяющееся от измененияразмеров дефекта. Сигналы акустическогоизлучения распространяются по трубе и памере прохождения определенного расстояния затухают, причем высокочастотные компоненты проходят меньшее расстояние, чемнизкочастотные.Из графиков, приведенных на фиг, 1,следует, что при регистрации акустическогоизлучения в точке, находящейся на большомрасстоянии от утечки, преобладают низкочастотные составляющие, По мере приближения к течи возникают высокочастотныесоставляющие сигнала, так как затуханиезвука при распространении по трубе увеличивается с повышением частоты, Зависимость коэффициента затухания от частотыразличных волн, распространяющихся потрубе, определяется выражениема=К 1,где а - затухание, дБ;К - коэффициент, учитывающий диаметр трубы, ее материал и характер грунтас внешней стороны;1 - частота регистрации акустическогоизлучения.Из предварительно установленной зависимости уровня акустического излученияпри распространении по трубе от расстояния до утечки для различных частот регистрации можно получить количественнуюоценку расстояния до течи.Устройство для осуществления способасодержит электроакустический преобразователь 1, предварительный усилитель 2, ступенчатый аттенюатор 3, фильтр 4 нижнихчастот, согласующий каскад 5, смеситель б,полосовой усилитель 7, измеритель 8 среднеквадратичного напряжения, регистратор9, ступенчато перестраиваемый генератор10,В качестве электроакустического преобразователя 1 используется пьезоэлектрический преобразователь. Предварительныйусилитель служит для усиления сигнала,снимаемого с пьезопреобразователя, сцелью улучшения соотношения характеристик сигнала и шума на входе аттенюатора.Ступенчатый аттенюатор 3 обеспечивает калиброванное значение затухания до 60 дБ (сшагом 10 дБ) для того, чтобы обеспечитьнеискаженное усиление и измерение в диа. пазоне изменений входных сигналов от 0 до80 дБ. Фильтр 4 нижних частот с частотойсреза 200 кГц обеспечивает защиту основного полосового усилителя по промежуточ 10 25 30 35 40 45 50 55 ному и зеркальному каналам приема. Согласующий каскад 5 предназначен для согласования аттенюатора 3 и смесителя б. Смеситель 6 совместно со ступенчатым перестраиваемым генератором 10 осуществляет перенос из области частот 10 Гц - 200 кГц в полосу частот полосового усилителя 7, равную, например (500 + 1,6) кГц. Полосовой усилитель 7 с постояннымкоэффициентом и постоянной полосой пропускания обеспечивает усиление сигнала на частоте (500 -ф. 1,6) кГц, Постоянство полосы пропускания достигается путем установки в усилителе фильтра сосредоточенной селекции. Полоса пропускания полосового усилителя Р выбирается из условия РЛ 1/и,где Ь= 0,1-200 кГц - рабочий диапазон частот течеискателя, и - число частот ступенчато перестраиваемого генератора.Ступенчатый генератор 10 предназначен для формирования опорных синусоидальных частот, необходимых для работы смесителя б и выбранных таким образом, чтобы регистрировать акустическое излучение в различных точках диапазона частот 0,1-200 кГц.Постоянство полосы пропускания, коэффициента усиления усилителя 7 и ступенчатость в переключении генератора 10 позволяют измерять и сравнивать спектральные плотности мощности акустического излучения (АИ) в различных точках частотного диапазона. Оценка уровня АИ производится по регистратору 9, шкала которого градуируется в среднеквадрэтических значениях напряжения, измеряемого блоком 8,Способ осуществляется следующим образом, Для доступа к трубе выполняют шурф. Приемный преобразователь 1 устанавливают на стенку трубы, Первоначально регистрируют превышение акустического излучения над шумами узкополосным измерительным устройством в низкочастотной области рабочего диапазона. убеждаясь в наличии утечки. Затем переходят на более высокую частоту регистрации путем ступенчатого переключения частоты генератора 10. Фиксируют наибольшую частоту, при которой акустическое излучение утечки превышает шумы. Расстояние до течи определяют по предварительно построенным для данного трубопровода графическим зависимостям частотных компонентов акустического излучения от расстояния до течи для данного трубопровода при соответствующей фиксированной частоте. Графические зависимости получают экспериментально с помощью имитатора утечки путем измерения уровня АИ утечки нэ фиксированных1651016 Щ ф,частотах Ь в диапазоне 100 Гц - 200 кГц п формуле1 = 1,4 Ь,где и - число фиксированных частот,Значения фиксированных частот выбраны иэ условия равномерного перекрытия частотного диапазона, при этом начальную частоту выбирают исходя из эашумленности трубопровода. 8 приведенных графиках 11 = 8 кГц, п=10,Например, зафиксирована наибольшая частота, равная В 4 кГц, при которой акустическое излучение утечки превышает шумы. При этом уровень акустического излучения составил 0,1 мВ, Из точки на кривой (фиг.1), соответствующей фиксированной частоте измеренному уровню акустического излучения, проводим прямую аа параллельную оси ординат. Расстояние до течи будет равно координате точки пересечения прямой, проведенной параллельно оси ординат, с горизонтальной осью, т.е. 90 м,Использование предлагаемого способа опРеделения расстояния до течи позволяет свести к минимуму время поиска утечек, сократить сроки испытания трубопроводов за счет соращения шурфов до 1, тем самым повысить производительность и обеспечить возможность контроля трубопроводов с односторонним доступом, лохализация утечек на которых невозможна известными способами,5 Формула изобретения Способ определения местоположениятечи в трубопроводах путем регистрации превышения акустического излучения над 10 шумами, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения производительности и расширения функциональных воэможностей путем определения местоположения течи,в трубопроводах с одностороннимдо ступам., регистрацию проводят в одной точке трубопровода, причм первоначально регистрируют превышение акустического излучения над шумами в низкочастотной области рабочего диапазона, затем регистри руют акустическое излучение на болеевысоких частотах и фиксируют наибольшую частоту, при которой акустическое излучение утечки превышает шумы, а расстояние до течи определяют по предварительно по строенным для данного трубопровода графическим зависимостям частотных компонентов акустического излучения от расстояния до течи при соответствующей фиксированной частоте.1651016г. 2.Составитель С.Рыбин едактор О,Стенинэ Техред М.Моргентал Корректор М.Максимиш3 1978 Тираж 317 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород. ул.Гагарина, 101