Навигация:
Главная → Все категории → Основы газового хозяйства

Современные приборные методы контроля за техническим состоянием подземных газопроводов


Современные приборные методы контроля за техническим состоянием подземных газопроводов

В последние годы используют приборные методы контроля за техническим состоянием подземных газопроводов. Утечки газа из подземных газопроводов обнаруживают лазерные установки: «Искатель-1» для магистральных газопроводов на базе автомобиля ГАЗ-66 и «Детектор метана лазерный ДМП-У2» на базе автомобиля УАЗ-452В.

Положительно зарекомендовала себя лазерная газоаналитическая система ЛГА, разработанная Киевским институтом ВНИИАП. Работа газоаналитической системы основана на измерении поглощения метаном инфракрасного излучения. Газопроводы, проложенные по проезжей части улиц, обследуются со скоростью 10 км/ч. Высокую эффективность при определении мест повреждения изоляции газопроводов показывают приборы АНПИ и ВТР-У.

Для обнаружении и локализации утечек применяют приборы, использующие пламенно-ионизационный метод анализа газа. Высокая чувствительность этих приборов позволяет обнаруживать утечку газа из газопроводов, проложенных под твердым покрытием.

Рис. 1. Ремонтные муфты:
а — с гофрой; б — лепестковая

В газовых хозяйствах применяются также приборы, выпускаемые за рубежом.

Современные методы приборного контроля за техническим состоянием подземных газопроводов очень эффективны. Они способствуют дальнейшему повышению качества и обеспечению безопасной эксплуатации газопроводов.

Рассмотрим устройство и принцип работы наиболее распространенных приборов контроля за техническим состоянием подземных газопроводов.

Лазерная передвижная лаборатория. Передвижная лаборатория с использованием лазерной газоаналитической системы ЛГА, предназначенной для обнаружения места утечки газа из подземных газопроводов, смонтирована на автомобиле УАЗ-452. Кузов автомобиля разделен перегородкой на два отсека: агрегатный и приборный. Верхняя часть перегородки, разделяющая кабину водителя и кузов, снята. Боковые стенки, потолок и пол приборного отсека покрыты теплоизоляционным и облицовочным материалом. В приборном отсеке установлены анализатор ЛГА, воздухозаборник, выносное пробоотборное устройство, кресло и два ящика, в которые укладывают газоанализатор и другие контрольно-измеритель-ные приборы. В агрегатном отсеке находятся бензиновый электроагрегат, побудитель расхода и огнетушитель.

В передней части автомобиля на раме установлен кронштейн для крепления пробоотборных устройств, которые гибким шлангом соединяются с системой ЛГА и с побудителем расхода. Приборный и агрегатный отсеки вентилируются через жалюзи и отверстия в боковых стенках кузова.

В приборном отсеке имеется радиостанция, обеспечивающая связь с диспетчерской службой газового хозяйства. Принцип работы лаборатории основан на измерении поглощения инфракрасного излучения метаном. В качестве источника излучения используется лазер (квантовый генератор), излучающий на длине волны 3,39 мкм. Применение лазера обеспечивает высокую избирательность системы ЛГА.

Анализ проводят следующим образом: через пробоотборное устройство и устройство пробоподготовки с помощью побудителя расхода засасывают пробу воздуха в измерительную кювету. При этом излучение лазера разделяется на два луча — опорный и измерительный. Измерительный луч, прежде чем попасть на фотоприемник, проходит через измерительную кювету. Поглощение пробой излучения измерительного луча пропорционально концентрации метана в пробе. С фотоприемника сигналы поступают в измерительный блок, в котором происходит преобразование и сравнение опорного и измерительного сигналов.

Переносной индикатор утечки газа «Универсал». Предназначен для обнаружения мест утечек газа из подземных газопроводов, а также неплотностей резьбовых фланцевых и сварных соединений наружных газопроводов. Индикатор не во взрывобезопасном исполнении, поэтому включение его в помещениях с взрывоопасной концентрацией газа не допускается. Работа прибора основана на принципе отсасывания воздуха с поверхности грунта, вдоль которого проложен газопровод. При наличии утечки из подземного газопровода газ диффундирует к поверхности грунта воронкообразно. Вследствие этого концентрация газа над местом повреждения (в центральной части «воронки») будет выше, чем на периферии зоны его распространения.

Рис. 2. Переносной индикатор утечки газа «Универсал»:
а — общий вид прибора: 1 — прецезионный потенциометр, 2, 8 — муфты. 3 — кнопка включения. 4 — тумблер включения звуковой сигнализации, 5 — стрелочный индикатор, 6 —- кнопочный включатель, 7 — переключатель диапазонов, 9 — переключатель чувствительности, 10 — шестиконтактный разъем: б — функциональная схема прибора

На рис. 2 приведены общий вид и функциональная схема прибора. Прибор смонтирован в металлическом корпусе прямоугольной формы. Два штифта на боковых стенках корпуса обеспечивают закрепление наплечных ремней. На лицевой панели прибора имеются: стрелочный индикатор 5 со шкалой 100 усл. ед. На шкале между отметками деления 80 и 100 имеется сплошная линия, служащая для контроля степени зарядки аккумулятора; кнопка включения прибора; тумблер «Тревога» для включения звуковой сигнализации; прецизионный потенциометр установки нуля прибора (нулевая точка); кнопочный включатель «Тест-вольт» для контроля рабочего напряжения аккумуляторов; переключатель диапазонов «Грубо» — «Точно»; переключатель чувствительности на шесть ступеней чувствительности; быстродействующая муфта для подключения пробозаборного шланга при работе в режиме измерений «Грубо».

В стене имеется отверстие, через которое проба воздуха выходит в атмосферу.

Торцовая муфта служит для подключения пробозаборного шланга при работе в диапазоне измерений «Точно»; шестиконтактный разъем служит для подключения зарядного устройства. Внутри прибора обе муфты соединены с гильзой, в которую засыпается специальный фильтрующий материал со стороны торцовой муфты. В нерабочем состоянии прибора обе муфты находятся в закрытом состоянии, что обеспечивает герметичность газовоздушной системы прибора; отверстия обеспечивают подход к потенциометрам грубой регулировки нуля прибора.

Прибор «Универсал» имеет ряд конструктивных особенностей, которые необходимо учитывать при его применении.

Специальный газовый фильтр служит для осушения и разделения газов на входе в прибор. Селективные свойства фильтра ухудшаются при насыщении его влагой и другими продуктами (выхлопными газами автомашин, испарением бензина, масел). Поэтому при работе с прибором необходимо применять методы и приемы, уменьшающие насыщение влагой фильтрующего материала.

Пылезащитный фильтр расположен у зонда прибора и представляет собой пластмассовый цилиндр, заполненный гофрированной бумагой. При загрязнении фильтра его можно промыть теплой водой или заменить. Для защиты насоса и измерительной камеры от пыли и влаги перед ними установлена фильтровальная вата, при загрязнении ее легко заменить.

Электрическая схема прибора питается от двух групп встроенных аккумуляторов. Три аккумулятора напряжением по ±2 В обеспечивают питание насоса, чувствительного датчика и выходной ступени «генератора» звуковой частоты. Два аккумулятора напряжением по ±9В служат для питания измерительного усилителя и части схемы звуковой сигнализации. Необходимо периодически контролировать величину рабочего напряжения. Для этого нужно нажать на кнопку «Тест-вольт», при этом стрелка индикатора должна находиться в пределах сектора шкалы между 80 и 100 делениями. В противном случае аккумуляторы нуждаются в подзарядке. Для зарядки аккумулятора служит зарядное устройство, обеспечивающее одновременную зарядку всех аккумуляторов. Для этого необходимо соединить разъем выпрямителя с гнездом на приборе и включить шнур питания в сеть напряжением 220В. Продолжительность зарядки не более 12 ч. После окончания зарядки аккумуляторов необходимо проверить величину всех раб‘очих напряжений.

Звуковая сигнализация в виде сигнала в наушниках или репродукторе служит дополнительным средством индикации факта наличия в пробе воздуха следов газа. Звуковая сигнализация включается тумблером «Тревога» и должна применяться в необходимых случаях, так как чрезмерное использование ее приводит к быстрой разрядке аккумуляторов.

Встроенный насос производительностью до 4 л/ч служит для всасывания пробы воздуха. Насос связан с измерительной камерой и муфтами прибора системой полихлоридных шлангов. При проверке работы насоса и газовоздушной системы необходимо обратить внимание на направление всасывания воздуха насосом. Если насос работает на прокачивание воздуха в обратном направлении, следует шланги на штуцерах насоса поменять местами. В нормальном режиме воздух должен засасываться со стороны автоматических муфт.

Прибор может работать в режимах «Грубо» и «Точно». При работе в режиме «Грубо» стрелка индикатора в исходном состоянии находится в левом крайнем положении шкалы. Переключатель «Ступени чувствительности» и регулятор установки нуля при этом не действуют. Таким образом, фиксация утечки и оценка ее величины производятся по относительному отклонению стрелки индикатора, т. е. точного измерения концентрации газа в пробе прибор не обеспечивает.

В режиме «Точно» чувствительность прибора может изменяться в 6 диапазонах. Это достигается с помощью переключателя «Ступени чувствительности». При этом в зависимости от предполагаемой концентрации газа выбирается чувствительность от 1 до 6. При необходимости более точного определения концентрации газа в пробе следует пользоваться газоанализатором.

Для подготовки прибора к работе в диапазонах 1…6 необходимо с помощью прецизионного регулятора установить нуль индикатора.

Последовательность действий при регулировке нуля такая:
— установить переключатель «Ступени чувствительности» в положение 6;
— подсоединить всасывающий шланг к торцовой муфте прибора; нажать на кнопку включения и включить прибор; через 5 мин ручкой регулятора «Нулевая точка» установить стрелку индикатора на нулевую отметку;
— последовательно переключая диапазоны с 6 до 1, установить стрелку в нулевое положение.

Принцип работы прибора заключается в следующем. Проба воздуха с помощью встроенного насоса подается в измерительную камеру с чувствительным датчиком. Если в пробе воздуха имеются следы газа, то проводимость чувствительного элемента изменится, и возникающий при этом электрический сигнал под действием усилителя усиливается, что фиксируется стрелочным индикатором. Одновременно, как это показано на рис. 3, б, возможна звуковая индикация в виде сигнала в репродукторе.

При подготовке прибора к работе необходимо:
— подсоединить заборный шланг к торцовой муфте; включить прибор и проверить величину напряжения аккумуляторов;
— установить переключатель режимов в положение «Точно», а переключатель «Ступени чувствительности» на диапазон;
— обеспечить поступление в прибор чистого воздуха, регулятором «Нулевая точка» проверить установку нуля во всех диапазонах до 1 и устойчивость положения стрелки в нулевом положении; проверить плотность газовоздушной системы; проверить действие звуковой сигнализации. Для этого включить тумблер «Тревога» и ручкой «Нулевая точка» установить стрелку индикатора на середину шкалы;
— выключить звуковую сигнализацию и прибор. До начала работ необходимо уточнить место прокладки газопровода, при этом отмечаются места, где требуется повышенное внимание оператора. Зона загазованности грунта определяется путем медленного перемещения тележки со специальным заборником (около 2 км/ч) вдоль трассы газопровода и фиксации показаний стрелочного индикатора. При обходе трассы необходимо проверить также загазованность газовых колодцев, контрольных трубок и других сооружений, расположенных на 15 м в обе стороны от газопровода. Особое внимание обращается на места возможного выхода газа на поверхность.

Рекомендуется такая последовательность действий:
— уточнение места прокладки газопровода и выбор начальной точки обхода трассы;
— включение прибора и проверка его работоспособности;
— установка переключателя режимов в положение «Точно», а переключателя диапазонов чувствителньости в положение 1. Включение (при необходимости) звуковой сигнализации;
— обход трассы, внимательное наблюдение за работой прибора;
— при отклонении стрелки индикатора оператор фиксирует место, отходит назад на несколько метров и обеспечивает продувку прибора чистым воздухом до восстановления нуля индикатора;
— установив переключатель диапазонов в положение, оператор передвигает тележку к месту фиксации показания индикатора.

Если нарастание сигнала повторится, то изменяя позиции чувствительности и повторяя предыдущие действия, необходимо определить максимальное устойчивое положение прибора;
путем круговых перемещений тележки в данной зоне и изме: нения диапазонов чувствительности вплоть до 1 определить зону загазованности грунта;
после обнаружения зоны загазованности, являющейся следствием предполагаемой утечки газа из газопровода, необходимо проверить ближайшие сооружения (подвалы, колодцы) для определения степени загазованности. Для этих целей можно использовать газоанализаторы типа ПГФ; в зоне загазованности определить локальную зону максимальных показаний прибора; для обнаружения места повреждения газопровода в зоне предполагаемой утечки газа пробурить отверстия через 20 см на глубину, превышающую толщину дорожного покрытия. Опуская заборный шланг в эти отверстия, определить место наибольшей концентрации газа; путем анализа результатов работ устанавливается предполагаемое место повреждения газопровода и принимается решение на вскрытие траншеи и производство ремонтных работ.

Для обнаружения утечки газа из соединений наружных газопроводов и газовой арматуры рекомендуется следующий режим работы:
— установить переключатель режимов в положение «Точно»;
— установить переключатель диапазонов чувствительности в положение 6;
— пробозаборный шланг включить на торцовую муфту;
— специальный газовый фильтр не засыпать.

Места утечки газа устанавливают, перемещая пробозаборный шланг вдоль предполагаемого места повреждения газопровода или арматуры. Для обнаружения утечки газа в труднодоступных местах рекомендуется изготовить стержневые пробозаборники из медных, латунных или пластмассовых трубок. Форму и размер наконечников выбирают в зависимости от конкретных условий работы.

Аппаратура для нахождения мест повреждений изоляции газопроводов (АНПИ). Аппаратура АНПИ разработана Саратовским институтом Гипрониигаз. Она предназначена для нахождения мест сквозных повреждений изоляции строящихся и эксплуатируемых подземных металлических газопроводов, уложенных под различными видами дорожных покрытий, без вскрытия грунта. Аппаратура может быть использована также для определения месторасположения и глубины прокладки газопроводов и силового электрического кабеля под нагрузкой. Максимальный радиус действия аппаратуры при проверке изоляции газопроводов: для эксплуатируемого — 500 м и для строящегося — 2000 м, при этом точность определения места повреждения составляет 0,5 м.

Аппаратура успешно зарекомендовала себя при работе на открытом воздухе при относительной влажности не более 80% и при температуре от —20 до -35 °С. Проверяемый газопровод при минусовых температурах должен находиться в талом грунте, толщина промерзания грунта не должна превышать 10 см.

Аппаратура состоит из генератора, приемника и аккумуляторных батарей. Генератор вмонтирован в переносной металлический корпус, в котором имеется отсек для приемника. Питание генератора осуществляется от аккумуляторной батареи, находящейся в деревянном ящике.

Приемник вместе с источником питания смонтирован в отдельном металлическом корпусе и представляет собой избирательный усилитель с высокоомным входом. В приемнике имеется звуковая и визуальная индикация принимаемого сигнала. Принцип работы аппаратуры при определении мест повреждения изоляции состоит в регистрации характера изменений потенциалов вдоль газопровода. Потенциалы образуются при прохождении переменного тока частотой около 1000 Гц от генератора по цепи: генератор — газопровод— земля — генератор. Определение трассы газопровода и глубины его заложения основано на индуктивном методе. Суть этого метода заключается в процессе улавливания магнитного поля над трассой газопровода, по которому протекает ток частотой 1000 Гц.



Похожие статьи:
Оказание помощи пострадавшим

Навигация:
Главная → Все категории → Основы газового хозяйства

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум