Д.Н Умарова, Г.К Шокимова, А.А Тулебаева, С.М Мухамедин.

Кокшетауский государственный университет имени Ш.Уалиханова

Республика Казахстан, г. Кокшетау

Бесконтактные приборы диагностики трубопроводов

Современные тепловые трубопроводы имеют высокий уровень автоматизации технологических процессов транспорта и распределения носителей, гарантирующий эксплуатационную надежность этих производственных комплексов. Однако, актуальные задачи развития крупных технических систем, каковыми являются тепловые сети современных городов, связаны с необходимостью повышения эффективности их работы путем создания и внедрения прогрессивных методов защиты. Решения всех этих проблем позволит увеличить срок службы трубопроводов и снизить потери при доставке тепла потребителю .

Опыт эксплуатации трубопроводов позволяет назвать основные причины нарушения герметичности трубопроводов – коррозионные и механические повреждения. Коррозионные повреждения возникают из-за разнородности материала труб, грунтов и наличие электролита. Из-за коррозионных язв и точечной коррозии образуются большое число сквозных отверстий .

Устройство для обнаружения утечек из трубопроводов базируются на выявлении косвенного и непосредственного действия. Устройства непосредственного действия реагируют на появление транспортируемого носителя, а устройства косвенного действия - на признаки, сопутствующие возникновению утечек, например, на изменение давление в трубопроводе, электрической емкости, температуры и др.

Утечки трубопроводов можно определить с помощью устройств и приборов, перемещающихся как снаружи трубопровода (внешний контроль), так и внутри (внутренний контроль). В первом случае устройства могут быть стационарными.

Внутренний контроль осуществляется с помощью акустических, электромагнитных, ультразвуковых приборов, а также радиоактивными, газовыми или жидкими трассерами.

Внешний контроль проводят визуально с помощью приборов. Визуальный контроль за трубопроводом осуществляется при обходе, объезде. Он позволяет обнаруживать только крупные аварии, когда теплоносители выходит на поверхность земли. Способы внешнего контроля трубопроводов не требуют остановки теплоносителей для определения дефектов на трубе. В качестве приборов применяют различные датчики акустического, газового, теплового типа. Внешний контроль также можно проводить путем сравнения расходов на входе и выходе, регистрации изменения давления и перегрузки электродвигателей.

При появлении утечки из подземных трубопроводов около отверстия под воздействием струй жидкости возникают акустические колебания распространяющиеся в грунте, которые можно улавливать с поверхности грунта специальными приборами. Если по трубопроводу перекачивают теплоноситель с температурой, отличающихся от температуры окружающей среды, то для обнаружения утечек можно применять термоэлектрические преобразователи теплового потока, инфракрасную термографию, основанную на измерение тепловой радиации, газоанализаторы, улавливающие пары перекачиваемой жидкости.

Среди тепловых приемников для контактного контроля наиболее доступны теплометрические приборы.

Большинство схем, реализующих методы теплового контроля, предлагают бесконтактный измерение температуры поверхности объекта по тепловому излучению . Существенным недостатком таких схем является снижение разрешающей способности при наличии на поверхности объектов контроля участков локального изменения ее излучательной способности. На таких участках при бесконтактном нагреве возникает перепад температуры независимо от существования дефекта. При регистрации их радиационной температуры с помощью радиометров, тепловизоров, других приемников теплового излучения, ее значения тем более оказываются отличными от полученных на других бездефектных участках объекта контроля, что не позволяет однозначно идентифицировать это отличие (перепад температуры) с дефектами.

Этого недостатка лишены бесконтактные методы теплового неразрушающего контроля .

Основным элементом теплометрического прибора является термоэлектрический батарейный преобразователь теплового потока.

Для проведения контроля теплометрический блок приводится в контакт с объектом контроля. При этом создаваемый нагревателем тепловой поток направляется в объект контроля и одновременно измеряется с помощью преобразователя теплового потока. Значение теплового потока определяется теплофизическим характеристикам объекта контроля.

В приемниках излучения разрабатываемых в КГУ им.Ш.Уалиханова , чувствительный элемент изготовлен в виде спирали бифилярной намотки в форме круга, полусферы или шаровой зоны. Контроль за температурой чувствительного элемента большинства приемников ведется с помощью термобатареи, горячие спаи которой прикреплены к необлучаемой поверхности чувствительного элемента, а холодные спаи имеют тепловой контакт с термостатом , поддерживающим температуру окружающей среды.

Принцип действие приемников основан на замещении воздействия падающего излучения воздействием джоулева тепла, выделяющегося в калориметрической нагрузке при пропускании электрического тока в процессе калибровки. Роль калориметрической нагрузки выполняет спираль бифилярной намотки.