Deteksi bocor

by Teknik Delta / Jumat, 25 Maret 2016 / Published in Tegangan dhuwur

Pipeline deteksi bocor digunakake kanggo nemtokake manawa lan ing sawetara kasus bocor wis ana ing sistem sing ngemot cairan lan gases. Cara deteksi kalebu tes hidrostatik sawise degungan pipo lan deteksi bocor sajrone layanan.

Jaringan pipa minangka mode transportasi sing paling ekonomi lan paling aman kanggo lenga, gas, lan produk cairan liyane. Minangka sarana transportasi jarak jauh, saluran paip kudu ngrampungake tuntutan safety, keandalan lan efisiensi. Yen dijaga kanthi apik, pipeline bisa terus tanpa bocor. Umume bocor sing paling penting yaiku amarga ana kerusakan saka peralatan penggalian sing cedhak, mula kritis banget kanggo nelpon panguwasa sadurunge penggalian kanggo menehi jaminan manawa ora ana saluran pipa sing ngubur ing wilayah kasebut. Yen pipo ora dijaga kanthi bener, mula bisa mbaleni alon-alon, utamane ing sendi konstruksi, titik rendah ing endi kelembapan diklumpukake, utawa lokasi kanthi cacat ing pipa. Nanging, cacat kasebut bisa dingerteni kanthi alat pamriksa lan didandani sadurunge maju menyang bocor. Alasan liyane kanggo bocor kalebu kacilakan, gerakan bumi, utawa sabotase.

Tujuan utama sistem deteksi bocor (LDS) yaiku mbantu para pengontrol pipa kanggo ndeteksi lan lokalisasi bocor. LDS nyedhiyakake weker lan nampilake data liyane sing gegandhengan karo pengontrol pipo supaya bisa mbantu nggawe keputusan. Sistem deteksi bocor pipa uga migunani amarga bisa ningkatake produktivitas lan keandalan sistem berkat downtime lan nyuda wektu inspeksi. Dadi LDS minangka aspek penting babagan teknologi pipa.

Miturut dokumen API "RP 1130", LDS dipérang dadi LDS adhedhasar internal lan LDS adhedhasar internal. Sistem basis internal nggunakake instrumen lapangan (umpamane aliran, tekanan utawa sensor suhu cairan) kanggo ngawasi parameter pipa internal. Sistem basis eksternal uga nggunakake instrumen lapangan (umpamane radiometer inframerah utawa kamera termal, sensor uap, mikrofon akustik utawa kabel serat optik) kanggo ngawasi parameter pipa njaba.

Aturan lan Peraturan

Sawetara negara kanthi resmi ngatur operasi pipa.

API RP 1130 "Pemantauan Pipa Komputasi kanggo Cairan" (AS)

Praktek sing disaranake (RP) iki fokus ing desain, implementasi, pengujian lan operasi LDS sing nggunakake pendekatan algoritma. Tujuan praktik sing disaranake iki yaiku ngewangi Operator Pipa kanggo ngenali masalah sing ana gandhengane karo pilihan, implementasi, pengujian, lan operasi LDS. LDS diklasifikasikake dadi adhedhasar internal lan adhedhasar eksternal. Sistem adhedhasar internal nggunakake instrumentasi lapangan (kayata aliran, tekanan lan suhu cairan) kanggo ngawasi paramèter pipa internal; paramèter pipa kasebut sabanjure digunakake kanggo nyimpulake bocor. Sistem adhedhasar eksternal nggunakake sensor lokal lan khusus.

TRFL (Jerman)

TRFL minangka singkatan saka "Technische Regel für Fernleitungsanlagen" (Aturan Teknis kanggo Sistem Pipa). TRFL ngringkes syarat kanggo pipa sing tundhuk marang peraturan resmi. Isine pipa sing ngeterake cairan sing gampang kobong, pipa sing ngeterake cairan sing mbebayani kanggo banyu, lan umume pipa sing ngeterake gas. Limang macem-macem fungsi LDS utawa LDS dibutuhake:

LDS independen kanggo deteksi bocor terus sajrone operasi negara sing tetep. Salah siji sistem kasebut utawa tambahan uga kudu bisa ndeteksi bocor sajrone operasi sementara, kayata sajrone wiwitan pipo
Siji LDS kanggo deteksi bocor sajrone operasi mati
Siji LDS kanggo bocor bocor
Siji LDS kanggo lokasi bocor cepet

Requirements

API 1155 (diganti karo API RP 1130) nemtokake syarat penting ing LDS:

Sensitivitas: Sawijining LDS kudu mesthekake yen kelangan cairan minangka bocor cilik sithik. Iki nyelehake rong syarat ing sistem kasebut: kudu ndeteksi bocor cilik, lan kudu cepet ndeteksi.
Keandalan: Pangguna kudu bisa dipercaya LDS. Iki tegese kudu nglaporake weker sing bener, nanging penting banget manawa ora ngasilake alarm sing palsu.
Akurasi: Sawetara LDS bisa ngetung lokasi bocor lan bocor. Iki kudu ditindakake kanthi akurat.
Teguhan: LDS kudu terus operasi ing kahanan sing ora cocog. Contone, ing kasus kegagalan transducer, sistem kasebut kudu ndeteksi kegagalan kasebut lan terus operasi (bisa uga kanthi kompromi kayata sensitif suda).

Kahanan sing stabil lan terus-terusan

Sajrone kahanan sing tetep, aliran, tekanan, lsp. Ing pipo kasebut tetep (luwih utawa kurang) terus-terusan. Sajrone kahanan tetep, variabel kasebut bisa owah kanthi cepet. Owah-owahan kasebut nyebar kaya pipa ing pipa kanthi kecepatan swarane cairan. Kahanan ganti dumadi ing pipo umpamane ing wiwitan, yen tekanan ing mlebu utawa outlet diganti (sanajan pangowahane cilik), lan nalika batch diganti, utawa nalika pirang-pirang produk ana ing pipa. Pipa gas meh mesthi ana ing kahanan, amarga gas bisa dikompresi. Malah ing saluran paip cair, efek diluncurake ora bisa diabaikan. LDS kudu ngidini kanggo ndeteksi bocor kanggo loro kahanan nyedhiyakake deteksi bocor sajrone kabeh operasi ing pipa kasebut.

LDS adhedhasar internal

Sistem adhedhasar internal nggunakake instrumentasi lapangan (kayata aliran, tekanan lan suhu cairan) kanggo ngawasi paramèter pipa internal; paramèter pipa kasebut sabanjure digunakake kanggo nyimpulake bocor. Biaya sistem lan kerumitan LDS adhedhasar internal moderat amarga nggunakake instrumentasi lapangan sing ana. LDS jinis iki digunakake kanggo syarat keamanan standar.

Ngawasi tekanan / Aliran

Bocor ngganti hidraulik pipo, lan mulane ngganti tekanan utawa maca maos sawise sawetara wektu. Pemantauan tekanan utawa aliran lokal mung siji titik, bisa nyedhiyakake deteksi bocor sing gampang. Kaya dene wis ditindakake kanthi lokal, biasane ora ana telemetri. Mung migunani ing kahanan negara sing tetep, nanging kemampuan kanggo ngatasi pipa gas diwatesi.

Gelombang Tekanan Akustik

Cara gelombang tekanan akustik nganalisa gelombang langka sing diproduksi nalika ana bocor. Nalika rusak tembok pipa, cairan utawa gas bisa uwal saka bentuk jet kecepatan dhuwur. Iki ngasilake gelombang tekanan negatif sing nyebar ing loro arah ing pipa lan bisa dideteksi lan dianalisis. Prinsip operasi metode kasebut adhedhasar karakteristik gelombang tekanan sing penting banget kanggo lelungan jarak sing adoh kanthi kacepetan swara sing dipandu dening tembok pipa. Amplitudo gelombang tekanan mundhak kanthi ukuran bocor. Algoritma matématika rumit nganalisa data saka sensor tekanan lan bisa sawetara detik kanggo nuduhake lokasi bocor kanthi akurasi kurang saka 50 m (164 ft). Data eksperimen nuduhake kemampuan metode kasebut kanggo ndeteksi bocor kanthi diameter kurang saka 3mm (0.1 inci) lan makaryakke kanthi tingkat alarm palsu paling murah ing industri - kurang saka 1 alarm palsu saben taun.

Nanging, cara kasebut ora bisa nemokake bocor sing terus ditindakake sawise kedadeyan wiwitan: sawise kerusakan tembok pipo (utawa pecah), gelombang tekanan awal mudhun lan ora ana gelombang tekanan sabanjure. Dadi, yen sistem gagal ndeteksi bocor (umpamane, amarga gelombang tekanan ditabuh dening gelombang tekanan sementara sing disebabake dening kedadeyan operasional kayata owah-owahan ing meksa pompa utawa pertukaran katup), sistem kasebut ora bakal bisa nemokake bocor.

Cara ngimbangi

Cara kasebut adhedhasar prinsip konservasi massa. Ing kahanan sing stabil, aliran massa $\ dot {M} _I$ ngetik pipo gratis bocor bakal ngimbangi aliran massa $\ dot {M} _O$ nilar; tetes massa apa wae ninggalake pipa (ketidakseimbangan massa $\ dot {M} _I - \ dot {M} _O$ ) nuduhake bocor. Cara ngimbangi $\ dot {M} _I$ lan $\ dot {M} _O$ nggunakake flowmeter lan akhire ngitung ora seimbang sing kira-kira ngiringan aliran bocor sing ora dingerteni. Mbandhingake ketidakseimbangan iki (biasane dipantau nganti pirang-pirang periode) marang ambang alarm sing bocor $\ gamma$ ngasilake weker yen ora seimbang. Cara saldo sing ditambahake uga kudu ngetrapake tarif pangowahan inventarisasi massa pipa. Jeneng sing digunakake kanggo teknik saldo garis sing ditingkatake yaiku saldo volume, saldo volume modifikasi, lan keseimbangan massa sing dikompensasi.

Cara statistik

LDS statistik nggunakake metode statistik (kayata saka lapangan teori keputusan) kanggo nganalisis tekanan / aliran mung siji titik utawa ora seimbang kanggo ndeteksi bocor. Iki nyebabake kesempatan kanggo ngoptimalake keputusan bocor yen ana asumsi statistik. Pendekatan umum yaiku nggunakake prosedur tes hipotesis

\ teks {Hipotesis} H_0: \ teks {Ora bocor}

\ teks {Hipotesis} H_1: \ teks {Leak}

Iki minangka masalah deteksi klasik, lan ana macem-macem solusi sing dingerteni saka statistik.

Metode RTTM

RTTM tegese "Model Transien Real-Time". RTTM LDS nggunakake model matematika aliran sajrone pipa nggunakake hukum fisik dhasar kayata konservasi massa, konservasi momentum, lan konservasi energi. Cara RTTM bisa dideleng minangka paningkatan metode saldo amarga nggunakake prinsip konservasi momentum lan energi. RTTM bisa ngitung aliran massa, tekanan, kerapatan lan suhu ing saben titik sajrone pipa wektu nyata kanthi nggunakake algoritma matematika. RTTM LDS bisa kanthi gampang model stabil-stabil lan aliran sementara ing pipa. Nggunakake teknologi RTTM, bocor bisa dideteksi sajrone kahanan stabil lan sementara. Kanthi instrumentasi fungsi sing bener, tingkat bocor bisa diestimasi sacara fungsional nggunakake formula sing kasedhiya.

Metode E-RTTM

Aliran isyarat Lengkap Model Transparan Real-Time (E-RTTM)

E-RTTM tegese "Model Transien Real-Time Extended", nggunakake teknologi RTTM kanthi metode statistik. Dadi, deteksi bocor bisa ditindakake sajrone kahanan stabil lan sementara kanthi sensitivitas sing dhuwur, lan weker sing salah bakal dihindari nggunakake metode statistik.

Kanggo metode sisa, modul RTTM ngitung perkiraan $\ hat {\ dot {M}} _ Aku$ , $\ hat {\ dot {M}} _ O$ kanggo MASS FLOW ing mlebu lan outlet, masing-masing. Iki bisa ditindakake nggunakake pangukuran kanggo meksa lan suhu ing mlebu ( $p_aku$ , $T_I$ ) lan outlet ( $p_O$ , $T_O$ ). Aliran massa sing diitung iki dibandhingake karo aliran massa sing diukur $\ dot {M} _I$ , $\ dot {M} _O$ , ngasilake sisa-sisa $x = \ dot {M} _I - \ hat {\ dot {M}} _ I$ lan $y = \ dot {M} _O - \ hat {\ dot {M}} _ O$ . Sisa iki cedhak karo nol yen ora ana bocor; Yen ora, residu nuduhake tandha karakteristik. Ing langkah sabanjure, residu tundhuk analisis teken bocor. Modul iki nganalisa prilaku temporal kanthi ngekstrak lan mbandhingake tandha bocor karo tetandhingan bocor ing database ("cap driji"). Alarm bocor dinyatakake yen tandha bocor sing dijupuk bisa cocog karo ujung driji.

LDS adhedhasar eksternal

Sistem adhedhasar eksternal nggunakake sensor lokal lan khusus. LDS kaya kasebut sensitif banget lan akurat, nanging biaya sistem lan kerumitan instalasi biasane gedhe; mulane aplikasi diwatesi ing wilayah sing duwe risiko khusus, kayata ing cedhak kali utawa wilayah perlindungan alam.

Kabel Deteksi Kabocoran Minyak Digital

Kabel Digital Digital kalebu toya konduktor internal semi-permeable sing dilindhungi braid kanthi cetak insulating permeable. Sinyal listrik diwarisake sanajan konduktor internal lan dipantau dening mikroprosesor internal sing ana ing konektor kabel. Cairan escaping ngliwati tobat permeable eksternal lan kontak karo konduktor semi-permeable internal. Iki nyebabake owah-owahan sifat-sifat listrik kabel sing dideteksi dening mikropemproses. Microprocessor bisa nemokake cairan kasebut ing resolusi 1 meter ing sadawane dawane lan menehi sinyal sing cocog kanggo ngawasi sistem utawa operator. Kabar pangerten bisa dibungkus ngubengi pipa, disarèkaké ing sisih ngisor nganggo pipa utawa dipasang minangka konfigurasi pipo-in-pipe.

Uji Pipa Radiometrik kanthi inframerah

Termogram udara saluran pipa minyak negara sing kakubur nyritakake kontaminasi subsurface sing disebabake bocor

Tes pipa thermographic inframerah kabukten akurat lan efisien kanggo ndeteksi lan nemokake kebocoran pipa lumahing ngisor, void sing disebabake erosi, insulasi pipa sing rusak, lan backfill sing ora apik. Nalika bocor pipa ngidini cairan, kayata banyu, mbentuk plume ing pipa, cairan kasebut duwe konduktivitas termal sing beda karo lemah sing garing utawa backfill. Iki bakal dibayangke kanthi pola suhu permukaan sing beda ing ndhuwur lokasi bocor. Radiometer inframerah kanthi resolusi dhuwur ngidini kabeh area bisa dipindai lan data sing ditampilake ditampilake minangka gambar kanthi wilayah sing beda-beda suhu sing ditemtokake kanthi warna abu-abu sing beda ing gambar ireng & putih utawa kanthi macem-macem warna ing gambar warna. Sistem iki mung ngukur pola energi lumahing, nanging pola sing diukur ing lumahing lemah sadhuwure pipa sing dikubur bisa mbantu nuduhake ing endi bocor pipa lan nyebabake kekosongan erosi; ndeteksi masalah jerone 30 meter ing ngisor permukaan lemah.

Detektor pengumuman akustik

Cairan escaping nggawe sinyal akustik nalika ngliwati bolongan pipa. Sensor akustik sing ana ing njaba pipa nggawe garis dasar akustik "cap driji" saka swara internal pipa ing negara sing ora rusak. Nalika bocor ana, sinyal akustik frekuensi rendah bisa dideteksi lan dianalisa. Penyimpangan saka garis dasar "driji sikil" menehi tandha weker. Saiki sensor duwe susunan sing luwih apik karo pilihan band frekuensi, pemilihan wektu tundha wektu, lan liya-liyane. Iki nggawe grafik luwih jelas lan gampang dianalisis. Ana cara liya kanggo ndeteksi bocor. Telpon geo lemah kanthi panyaring migunani banget kanggo nampilake lokasi bocor. Iki ngirit biaya penggalian. Jet banyu ing lemah cocog tembok batin utawa konkrit ing njero lemah. Iki bakal nggawe swara sing ringkih. Swara iki bakal bosok nalika munggah ing permukaan. Nanging swara maksimal bisa dijupuk mung ing posisi bocor. Amplifier lan saringan mbantu entuk swara sing jelas. Sawetara jinis gas sing dipasang ing garis pipa bakal nggawe sawetara swara nalika ninggalake pipa.

Tabung rokok

Metode deteksi kebocoran sing ngerteni uap nyakup tabung ing sadawane pipa. Tabung iki - ing bentuk kabel - bisa ditrapake banget ing zat sing bisa dideteksi ing aplikasi tartamtu. Yen ana bocor, zat-zat sing bakal diukur kena kontak karo tabung kanthi bentuk uap, gas utawa larut ing banyu. Yen ana bocor, sawetara zat bocor nyebar dadi tabung. Sawise sawetara wektu, bagian njero tabung ngasilake gambar sing akurat babagan zat-zat ing sekitar tabung kasebut. Kanggo nganalisis distribusi konsentrasi sing ana ing tabung sensor, pompa nyurung kolom udara ing tabung ngliwati unit deteksi kanthi kacepetan sing tetep. Unit detektor ing mburi tabung sensor dilengkapi sensor gas. Saben paningkatan konsentrasi gas nyebabake "puncak bocor" sing jelas.

Deteksi bocor serat optik

Paling ora rong cara deteksi bocor serat optik lagi dikomersial: Sensor suhu sing Distribusikan (DTS) lan Sensing Akustik sing Distribusikan (DAS). Cara DTS kalebu pamasangan kabel serat optik ing sadawane dawane pipa sing dipantau. Bahan sing bakal diukur salaras karo kabel kasebut nalika bocor ana, ngganti suhu kabel lan ngganti bayangan denyut laser, menehi tandha bocor. Lokasi kasebut dikenal kanthi ngukur wektu tundha ing antarane nalika pulsa laser dipunculake lan nalika refleksi dideteksi. Iki mung bisa digunakake yen zat kasebut ana ing suhu sing beda karo lingkungan sekitar. Kajaba iku, teknik sensasi suhu optik sing disebar menehi kamungkinan kanggo ngukur suhu ing pipa kasebut. Scanning dawa kabeh serat, profil suhu ing sadawane serat ditemtokake, sing nyebabake deteksi bocor.

Cara DAS kalebu instalasi kabel serat optik sing padha ing dawane pipa sing dipantau. Getaran sing disebabake dening zat sing ninggalake pipa liwat bocor ngganti refleksi denyutan laser, menehi tandha bocor. Lokasi kasebut dikenal kanthi ngukur wektu tundha ing antarane nalika pulsa laser dipunculake lan nalika refleksi dideteksi. Teknik iki uga bisa digabung karo metode Sensing Suhu Disebar kanggo nyedhiyakake profil suhu pipa.