Kaçak aşkarlama

by Delta Mühəndisliyi / Cümə, 25 mart 2016 / Nəşr Yüksək gərginlik

Kəmər sızıntı aşkarlama maye və qazlar olan sistemlərdə bir sızma olub olmadığını müəyyən etmək üçün istifadə olunur. Təsbit üsullarına boru kəmərinin çəkilməsindən sonra hidrostatik sınaq və xidmət zamanı sızma aşkarlanması daxildir.

Boru kəmərləri şəbəkələri neft, qazlar və digər maye məhsullar üçün ən iqtisadi və təhlükəsiz nəqliyyat növüdür. Uzun məsafəli nəqliyyat vasitəsi olaraq boru kəmərləri təhlükəsizlik, etibarlılıq və səmərəliliyin yüksək tələblərini yerinə yetirməlidir. Düzgün qulluq edilərsə, boru kəmərləri qeyri-müəyyən müddətə sızmadan davam edə bilər. Baş verən ən əhəmiyyətli sızmalar yaxınlıqdakı qazıntı avadanlıqlarının zədələnməsindən qaynaqlanır, buna görə də qazıntıdan əvvəl səlahiyyətlilərə yaxınlıqda basdırılmış boru kəmərlərinin olmadığına əmin olmaq üçün müraciət etmək çox vacibdir. Bir boru kəməri düzgün saxlanılmırsa, yavaş-yavaş korlanmağa başlaya bilər, xüsusən tikinti birləşmələrində, nəm yığdığı yerlərdə və ya boruda qüsurları olan yerlərdə. Bununla birlikdə, bu qüsurları yoxlama vasitələri ilə müəyyənləşdirmək və bir sızmaya qədər düzəldmək olar. Sızıntıların digər səbəbləri qəzalar, yer hərəkəti və ya təxribatdır.

Kaçak aşkarlama sistemlərinin (LDS) əsas məqsədi boru kəmərlərinin idarəedicilərinə qaçaqlıqların aşkarlanması və lokallaşdırılmasına kömək etməkdir. LDS, həyəcan siqnalı verir və qərar verməyə kömək etmək üçün boru kəmərinin idarəedicilərinə digər məlumatları göstərir. Boru kəmərinin sızmasının aşkarlanması sistemləri də faydalıdır, çünki iş vaxtının azaldılması və müayinə müddətinin azaldılması sayəsində məhsuldarlığı və sistemin etibarlılığını artıra bilər. Buna görə LDS boru kəmərləri texnologiyasının vacib bir tərəfidir.

"RP 1130" API sənədinə əsasən, LDS daxili əsaslı LDS və xarici əsaslı LDS-ə bölünür. Daxili əsaslı sistemlər boru kəməri parametrlərini izləmək üçün sahə cihazlarından (məsələn, axın, təzyiq və ya maye temperatur sensörlərindən) istifadə edir. Xarici əsaslı sistemlər xarici boru kəmərinin parametrlərini izləmək üçün sahə cihazlarından (məsələn, infraqırmızı radiometrlər və ya istilik kameraları, buxar sensorlar, akustik mikrofonlar və ya fiber-optik kabellər) istifadə edir.

Qaydalar və Əsasnamə

Bəzi ölkələr boru kəmərlərinin işini rəsmi qaydada tənzimləyirlər.

API RP 1130 "Mayelər üçün hesablama boru kəmərinin monitorinqi" (ABŞ)

Bu tövsiyə olunan təcrübə (RP) alqoritmik bir yanaşma istifadə edən LDS-nin dizaynına, tətbiqinə, sınanmasına və istismarına yönəlmişdir. Bu tövsiyə olunan təcrübənin məqsədi Boru Kəməri Operatoruna LDS seçimi, tətbiqi, sınağı və istismarı ilə əlaqəli məsələlərin müəyyənləşdirilməsində kömək etməkdir. LDS daxili və xarici əsaslı olaraq təsnif edilir. Daxili əsaslı sistemlər daxili boru kəmərləri parametrlərini izləmək üçün sahə cihazlarından istifadə edir (məs. Axın, təzyiq və maye istiliyi üçün); bu boru kəməri parametrləri sonradan bir sızıntı çıxarmaq üçün istifadə olunur. Xarici əsaslı sistemlər yerli, xüsusi sensorlardan istifadə edir.

TRFL (Almaniya)

TRFL, "Technische Regel für Fernleitungsanlagen" (Boru Kəməri Sistemləri üçün Texniki Qayda) üçün kısaltmadır. TRFL rəsmi qaydalara tabe olan boru kəmərləri üçün tələbləri ümumiləşdirir. Yanıcı mayeləri daşıyan boru kəmərlərini, su üçün təhlükəli olan mayeləri daşıyan boru kəmərlərini və qaz nəql edən boru kəmərlərinin əksəriyyətini əhatə edir. Beş fərqli LDS və ya LDS funksiyası tələb olunur:

Davamlı işləmə zamanı davamlı sızma aşkarlanması üçün iki müstəqil LDS. Bu sistemlərdən biri və ya əlavə birisi, keçid istismarı zamanı, məsələn, boru kəmərinin işə salınması zamanı sızmaları aşkar edə bilməlidir.
Bağlanması zamanı sızma aşkarlanması üçün bir LDS
Sürünən sızmalar üçün bir LDS
Sürətli sızma yeri üçün bir LDS

Tələblər

API 1155 (API RP 1130 ilə əvəz edilmişdir) bir LDS üçün aşağıdakı vacib tələbləri müəyyənləşdirir:

Həssaslıq: Bir LDS bir sızma nəticəsində mayenin itirilməsinin mümkün qədər az olmasını təmin etməlidir. Bu, sistemə iki tələb qoyur: kiçik sızıntıları aşkar etməli və onları tez bir zamanda aşkar etməlidir.
Etibarlılıq: İstifadəçi LDS-ə etibar edə bilməlidir. Bu o deməkdir ki, hər hansı bir real həyəcan siqnalını düzgün bildirməlidir, lakin yalnış həyəcan siqnalları yaratmadığı eyni dərəcədə vacibdir.
Dəqiqlik: Bəzi LDS sızma axını və sızma yerini hesablamağı bacarır. Bunu dəqiq etmək lazımdır.
Sağlamlıq: LDS ideal olmayan şəraitdə fəaliyyətini davam etdirməlidir. Məsələn, bir ötürücü çatışmazlığı halında, sistem arızanı aşkarlamalı və fəaliyyətini davam etdirməlidir (ehtimal olunan həssaslıq kimi zəruri kompromislərlə).

Davamlı və keçici şərtlər

Davamlı şəraitdə, boru kəmərindəki axın, təzyiq və s. Zamanla sabit (daha az və ya az) olur. Keçid şəraitində bu dəyişkənlər sürətlə dəyişə bilər. Dəyişikliklər mayenin səs sürəti ilə boru kəməri vasitəsilə dalğalar kimi yayılır. Keçid şərtləri bir boru kəmərində, məsələn başlanğıcda, girişdə və ya çıxışdakı təzyiq dəyişsə (dəyişiklik az olsa da) və bir dəst dəyişdikdə və ya boru kəmərində bir çox məhsul olduqda baş verir. Qaz kəmərləri demək olar ki, həmişə keçid şəraitindədir, çünki qazlar çox sıxışdırılır. Maye boru kəmərlərində belə, keçici təsirlərə əksər hallarda məhəl qoyulmur. LDS, boru kəmərinin bütün işləmə müddətində sızma aşkarlanmasını təmin etmək üçün hər iki şərt üçün sızıntıların aşkarlanmasına imkan verməlidir.

Daxili LDS

Daxili əsaslı sistemlər daxili boru kəmərləri parametrlərini izləmək üçün sahə cihazlarından istifadə edir (məs. Axın, təzyiq və maye istiliyi üçün); bu boru kəməri parametrləri sonradan bir sızıntı çıxarmaq üçün istifadə olunur. Daxili əsaslı LDS-lərin sistem qiyməti və mürəkkəbliyi orta səviyyədədir, çünki mövcud sahə cihazlarını istifadə edirlər. Bu tip LDS standart təhlükəsizlik tələbləri üçün istifadə olunur.

Təzyiq / axının monitorinqi

Bir sızma boru kəmərinin hidravlikasını dəyişdirir və buna görə bir müddət sonra təzyiq və ya axın oxunuşlarını dəyişdirir. Buna görə yalnız bir nöqtədə təzyiq və ya axının yerli monitorinqi sadə sızma aşkarlanmasını təmin edə bilər. Yerli şəkildə edildiyi üçün prinsipcə heç bir telemetriya tələb etmir. Yalnız sabit vəziyyətdədir, ancaq qaz boru kəmərləri ilə məşğul olmaq qabiliyyəti məhduddur.

Akustik təzyiq dalğaları

Akustik təzyiq dalğası üsulu, bir sızma meydana gəldiyi zaman meydana gələn nadir dalma dalğalarını təhlil edir. Boru kəməri divarında qəza baş verdikdə, maye və ya qaz yüksək sürət jeti şəklində xaric olur. Bu, boru kəməri daxilində hər iki tərəfə yayılmış və aşkarlanaraq analiz edilə bilən mənfi təzyiq dalğaları meydana gətirir. Metodun işləmə prinsipləri boru kəməri divarları tərəfindən idarə olunan səs sürəti ilə uzun məsafələrə keçmək üçün təzyiq dalğalarının çox vacib xüsusiyyətlərinə əsaslanır. Təzyiq dalğasının amplitüdü sızma ölçüsü ilə artır. Mürəkkəb bir riyazi alqoritm təzyiq sensorlarından alınan məlumatları analiz edir və bir neçə saniyə ərzində sızıntının yerini 50 m (164 ft) -dən az dəqiqliklə göstərə bilər. Təcrübə məlumatları metodun diametri 3 mm-dən (0.1 düym) az olan sızıntıları aşkar etmək və sənayedə ən aşağı yalançı siqnal dərəcəsi ilə işləmə qabiliyyətini göstərdi - ildə 1 yalan siqnaldan az.

Bununla birlikdə, metod ilkin hadisədən sonra davam edən bir sızıntı aşkar edə bilmir: boru kəmərinin divarının qırılmasından (və ya yırtıldıqdan) sonra ilkin təzyiq dalğaları azalır və sonrakı təzyiq dalğaları yaranmır. Buna görə, sistem sızmağı aşkar edə bilmirsə (məsələn, təzyiq dalğaları nasos təzyiqinin dəyişməsi və ya klapan kommutasiyası kimi bir əməliyyat hadisəsi nəticəsində yaranan keçici təzyiq dalğaları ilə örtüldüyü üçün) sistem davam edən sızmağı aşkar etməyəcəkdir.

Balanslaşdırma metodları

Bu üsullar kütlənin qorunması prinsipinə əsaslanır. Davamlı vəziyyətdə kütləvi axın $\ nöqtə {M} _I$ sızdırmaz bir boru kəmərinə girmək kütləvi axını tarazlaşdıracaqdır $\ nöqtə {M} _O$ onu tərk etmək; Boru kəmərini tərk edən hər hansı bir düşmə (kütləvi dengesizliğ $\ nöqtə {M} _I - \ nöqtə {M} _O$ ) bir sızıntını göstərir. Balanslaşdırma üsulları ölçülür $\ nöqtə {M} _I$ və $\ nöqtə {M} _O$ axın ölçənləri istifadə edərək nəhayət bilinməyən, əsl sızma axınının qiymətləndirilməsi olan balanssızlığı hesablayın. Bu dengesizliği (adətən bir neçə dövr ərzində izlənilən) bir sızma həyəcan həddinə qarşı müqayisə edin $\ qamma$ bu izlənilən balanssızlıq həyəcan meydana gətirər. Ətraflı balanslaşdırma metodları əlavə olaraq boru kəmərinin kütləvi inventarizasiyasının dəyişmə sürətini də nəzərə alır. Genişləndirilmiş xətt balanslaşdırma üsulları üçün istifadə olunan adlar həcm tarazlığı, dəyişdirilmiş həcm tarazlığı və kompensasiya edilmiş kütlə tarazlığıdır.

Statistik metodları

Statistik LDS, bir sızmanı aşkar etmək üçün təzyiqi / axını və ya balanssızlığı analiz etmək üçün statistik metodlardan (məsələn, qərar nəzəriyyəsi sahəsindən) istifadə edir. Bu, bəzi statistik fərziyyələrin olduğu təqdirdə sızma qərarını optimallaşdırma fürsətinə gətirib çıxarır. Ümumi bir yanaşma, hipotez test prosedurundan istifadə etməkdir

\ mətn {Fərziyyə} H_0: \ mətn {Sızan yoxdur}

\ mətn {Fərziyyə} H_1: \ mətn {Kaçak}

Bu klassik bir aşkarlanma problemidir və statistikadan məlum olan müxtəlif həllər var.

RTTM metodları

RTTM "Real-Time Transient Model" deməkdir. RTTM LDS, kütlənin qorunması, impulsun qorunması və enerjinin qorunması kimi əsas fiziki qanunlardan istifadə edərək boru kəməri içərisində axının riyazi modellərindən istifadə edir. RTTM metodları, təcil və enerjinin qorunma prinsipindən əlavə istifadə etdikləri üçün tarazlaşdırma metodlarının inkişaf etdirilməsi kimi qəbul edilə bilər. RTTM, riyazi alqoritmlərin köməyi ilə boru kəməri boyunca hər nöqtədə kütləvi axını, təzyiqi, sıxlığı və temperaturu hesablamağa imkan verir. RTTM LDS bir boru kəmərində sabit və keçici axını asanlıqla modelləşdirə bilər. RTTM texnologiyasından istifadə edərək sabit və keçici şərtlərdə sızmalar aşkar edilə bilər. Düzgün işləyən cihazlarla sızma dərəcələri mövcud formullardan istifadə edərək funksional olaraq qiymətləndirilə bilər.

E-RTTM metodları

Siqnal axını Genişləndirilmiş real vaxt keçid modeli (E-RTTM)

E-RTTM, statistik metodlarla RTTM texnologiyasından istifadə edərək “Genişləndirilmiş Real-Time Transient Model” mənasını verir. Beləliklə, yüksək həssaslıqla sabit və keçici vəziyyətdə sızıntının aşkarlanması mümkündür və statistik metodlardan istifadə olunaraq saxta həyəcan siqnallarından qaçınılacaqdır.

Qalıq metod üçün bir RTTM modulu təxminləri hesablayır $\ papaq {\ nöqtə {M}} _ mən$ , $\ papaq {\ nöqtə {M}} _ O$ giriş və çıxışda MASS FLOW üçün. Bunun üçün ölçü istifadə edərək edilə bilər təzyiq və girişdəki temperatur ( $p_I$ , $T_I$ ) və çıxış ( $p_O$ , $T_O$ ). Bu təxmin edilən kütləvi axınlar ölçülmüş kütləvi axınlarla müqayisə edilir $\ nöqtə {M} _I$ , $\ nöqtə {M} _O$ , qalıqları verir $x = \ nöqtə {M} _I - \ hat {\ nöqtə {M}} _ I$ və $y = \ nöqtə {M} _O - \ hat {\ nöqtə {M}} _ O$ . Sızma olmadıqda bu qalıqlar sıfıra yaxındır; əks halda qalıqlar xarakterik bir imza göstərir. Növbəti addımda qalıqlar sızan imza analizinə məruz qalır. Bu modul, müvəqqəti davranışlarını məlumat bazasında sızma imza ilə müqayisə edərək təhlil edir ("barmaq izi"). Çıxarılan sızma imzası barmaq izinə uyğundursa, sızma siqnalı elan edilir.

Xarici əsaslı LDS

Xarici əsaslı sistemlər yerli, xüsusi sensorlardan istifadə edir. Belə LDSlər olduqca həssas və dəqiqdir, lakin sistemin dəyəri və quraşdırma mürəkkəbliyi ümumiyyətlə çox yüksəkdir; tətbiqlər bu səbəbdən, məsələn çaylar və ya təbiəti qoruyan ərazilər yaxınlığında xüsusi yüksək riskli sahələrlə məhdudlaşır.

Rəqəmsal yağ sızması aşkarlanması kabeli

Rəqəmsal Sense Kabellər, keçə bilən izolyasiya edilmiş qəlibli örgülü ilə qorunan yarı keçirici daxili keçiricilərin bir örgüsündən ibarətdir. Elektrikli bir siqnal daxili keçiricilərə baxmayaraq ötürülür və kabel konnektoru içərisindəki quraşdırılmış bir mikroprosessor tərəfindən nəzarət edilir. Qaçan mayelər xarici keçirici örgüdən keçir və daxili yarı keçiricilərlə əlaqə yaradır. Bu, mikroprosessor tərəfindən aşkar edilən kabelin elektrik xüsusiyyətlərində dəyişiklikə səbəb olur. Mikroprosessor mayenin uzunluğu boyu 1 metrlik bir həll daxilində yerləşə bilər və izləmə sistemləri və ya operatorlarına uyğun bir siqnal təmin edə bilər. Duyğu kabelləri boru kəmərlərinə sarılır, alt səthi boru kəmərləri ilə basdırılır və ya boru içərisindəki boru konfiqurasiyası şəklində quraşdırıla bilər.

İnfraqırmızı radiometrik boru kəməri sınağı

Bir sızma səbəb olan yeraltı çirklənməni aşkar edən dəfn edilmiş neft boru kəmərinin hava termoqramı

İnfraqırmızı termoqrafik boru kəməri sınağı yeraltı boru kəməri sızmalarını, eroziya nəticəsində yaranan boşluqları, boru kəmərinin izolyasiyasının pisləşməsini və zəif dolumun aşkarlanmasında və tapılmasında həm dəqiq, həm də səmərəli olduğunu göstərdi. Boru kəməri sızması su kimi bir mayenin boru kəməri yaxınlığında bir tüy əmələ gəlməsinə icazə verdikdə, maye quru torpaqdan və ya dolumdan fərqli bir istilik keçiriciliyinə malikdir. Bu, sızma yerinin üstündəki fərqli səth istiliyi nümunələrində əks olunacaqdır. Yüksək qətnamə infraqırmızı radiometr bütün ərazilərin skan edilməsinə və nəticədə əldə edilən məlumatların qara və ağ şəkildəki fərqli boz tonlarla və ya rəngli bir görünüşdə müxtəlif rənglərlə təyin olunan fərqli temperatur sahələri şəkillər şəklində göstərilməsinə imkan verir. Bu sistem yalnız səth enerjisi naxışlarını ölçür, lakin basdırılmış boru kəmərinin üstündəki zəmində səthdə ölçülən naxışlar boru kəməri sızmalarının və nəticədə aşınma boşluqlarının harada meydana gəldiyini göstərməyə kömək edə bilər; yer səthinin 30 metr altındakı problemləri aşkarlayır.

Akustik emissiya detektorları

Mayelərdən qaçmaq boruda bir deşikdən keçdikcə akustik bir siqnal yaradır. Boru kəmərinin kənarına qoyulmuş akustik sensorlar zədələnməmiş vəziyyətdə boru kəmərinin daxili səs-küyündən xəttin təməl akustik "barmaq izi" yaradır. Bir sızma meydana gəldikdə, aşağı tezlikli akustik siqnal aşkar edilir və analiz edilir. Əsas "barmaq izindən" sapmalar həyəcan siqnalını verir. İndi sensorlar tezlik diapazonu seçimi, vaxt gecikdirmə diapazonu seçimi və s. İlə daha yaxşı tənzimləmə aparırlar. Filtr tənzimləməsi olan yerüstü telefonlar, sızma yerini təyin etmək üçün çox faydalıdır. Qazıntı xərcini qənaət edir. Torpaqdakı su axını torpaq və ya betonun daxili divarına vurur. Bu, zəif səs-küy yaradacaqdır. Bu səs-küy səthə çıxarkən çürüyəcək. Maksimum səs yalnız sızma mövqeyindən üstündür. Gücləndiricilər və filtr aydın səs-küy almağa kömək edir. Boru xəttinə daxil olan bəzi qazlar borudan çıxarkən bir sıra səslər yaradacaqdır.

Buxar hissedici borular

Buxar algılayan borunun sızmasını aşkarlama üsulu boru kəmərinin bütün uzunluğu boyunca bir borunun quraşdırılmasını əhatə edir. Bu boru - kabel şəklində - xüsusi tətbiqdə aşkarlanacaq maddələr üçün yüksək dərəcədə keçir. Sızıntı baş verərsə, ölçülən maddələr buxar, qaz şəklində boru ilə təmasda olur və ya suda həll olunur. Sızıntı halında, sızan maddənin bir hissəsi boruya yayılır. Müəyyən bir müddətdən sonra borunun içi borunu əhatə edən maddələrin dəqiq bir görüntüsünü meydana gətirir. Sensor borusunda mövcud olan konsentrasiyanın paylanmasını analiz etmək üçün bir nasos borudakı hava sütununu sabit bir sürətdə bir aşkarlama vahidindən keçir. Sensor borusunun ucundakı detektor bölməsi qaz sensorları ilə təchiz edilmişdir. Qaz konsentrasiyasındakı hər artım, açıq bir "sızma zirvəsi" ilə nəticələnir.

Fiber-optik sızıntının aşkarlanması

Ən azı iki fiber-optik sızma aşkarlama metodu ticarəti həyata keçirir: Paylanmış Temperatur Sensing (DTS) və Paylanmış Akustik Sensing (DAS). DTS metodu, nəzarət olunan boru kəmərinin uzunluğu boyunca bir fiber-optik kabelin quraşdırılması daxildir. Ölçiləcək maddələr, sızma baş verdikdə, kabelin istiliyini və lazer şüa nəbzinin əksini dəyişdirərək, bir sızma siqnalını verdikdə kabellə təmasda olur. Yer lazer nəbzinin yayıldığı vaxt və əksin aşkar edildiyi vaxt arasındakı vaxt gecikməsini ölçərək bilinir. Bu yalnız maddə ətraf mühitdən fərqli bir temperaturda olduqda işləyir. Bundan əlavə, paylanmış lifli-optik istilik həssaslığı boru kəməri boyunca temperaturun ölçülməsi imkanını təklif edir. Lifin bütün uzunluğunu tarayaraq, lif boyunca temperatur rejimi müəyyənləşdirilir və sızma aşkarlanmasına səbəb olur.

DAS metodu, izlənilən boru kəmərinin uzunluğu boyunca bənzər bir fiber-optik kabelin quraşdırılması daxildir. Boru kəmərini bir sızma ilə tərk edən bir maddənin səbəb olduğu vibrasiya, bir sızma siqnalını verən lazer şüalarının nəbzini əks etdirir. Yer lazer nəbzinin yayıldığı vaxt və əksin aşkar edildiyi vaxt arasındakı vaxt gecikməsini ölçərək bilinir. Boru kəmərinin istilik profilini təmin etmək üçün bu texnika paylanmış Temperatur Sensing metodu ilə birləşdirilə bilər.