система контроля и защиты трубопроводов от коррозии
Классы МПК: | F16L58/00 Предохранение труб или фитингов от коррозии или от образования нежелательных отложений |
Автор(ы): | Пугин А.М., Голованов Н.В., Хлюстин М.А., Галяутдинов В.Т. |
Патентообладатель(и): | Уфимский государственный авиационный технический университет |
Приоритеты: |
подача заявки:
2001-06-13 публикация патента:
20.03.2003 |
Изобретение относится к строительству и используется при сооружении и эксплуатации трубопроводов нефтегазодобывающей и химической промышленности. В системе контроля и защиты трубопроводов от коррозии объектом управления является трубопровод. Система содержит от двух до восьми независимых каналов управления, каждый из которых снабжен датчиком скорости коррозии, содержащим коррозионно-измерительный преобразователь и устройство сопряжения сигналов датчика, а также исполнительным устройством для ввода ингибитора, содержащим дозатор и устройство сопряжения сигналов дозатора. В каждый канал системы введен микроконтроллер, соединенный с устройством управления, обработки и хранения информации - ЭВМ через радиорелейное устройство связи. Повышает эффективность защиты трубопроводов от коррозии. 3 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Формула изобретения
Система контроля и защиты трубопроводов от коррозии, содержащая объект управления - трубопровод, от двух до восьми независимых каналов управления, каждый из которых содержит датчик скорости коррозии, содержащий коррозионно-измерительный преобразователь и устройство сопряжения сигналов датчика, и исполнительное устройство для ввода ингибитора, содержащее дозатор и устройство сопряжения сигналов дозатора, отличающаяся тем, что в каждый канал системы введен микроконтроллер, соединенный с устройством управления, обработки и хранения информации - ЭВМ через радиорелейное устройство связи.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к нефтегазодобывающей, химической промышленностям и может быть использовано при эксплуатации трубопроводов. Известно устройство для дозирования жидкости /а.с. СССР 1224588, МПК7 G 01 F 11/00, 1986 г./, содержащее блок управления, насос-дозатор, выход которого соединен с входом клапана, причем датчик числа ходов насоса-дозатора подключен к входу блока управления. К недостаткам этого устройства относятся:- отсутствие оперативного контроля результатов подачи ингибитора, что снижает эффективность работы системы;
- невысокий коэффициент использования ингибитора вследствие отсутствия оперативного контроля, из-за чего возникает повышенный расход дорогостоящего ингибитора. Прототипом разрабатываемого устройства является система контроля и защиты газопроводов от коррозии /а.с. СССР 1386785, МПК7 F 16 L 58/00, 1988 г./, содержащая устройство для ввода ингибитора и камеру контроля коррозии и наводораживания, в которой размещены образцы-свидетели коррозии, водородные зонды и патрубки для отбора транспортируемой среды. С целью повышения эффективности защиты камера контроля выполнена по меньшей мере в виде двух последовательно состыкованных трубных блоков, один из которых снабжен конденсатосборником с автоматическим отводом конденсата, а в следующем по ходу среды блоке установлено дополнительное устройство для ввода ингибитора. К недостаткам данного устройства относятся:
- применение повышенной дозировки ингибитора и соответственно его высокий расход для предотвращения коррозии трубопроводов;
- отсутствие оперативного контроля результатов подачи ингибитора, что снижает эффективность работы системы;
- невысокий коэффициент использования ингибитора вследствие отсутствия автоматического контроля, из-за чего возникает повышенный расход дорогостоящего ингибитора;
- отсутствие подачи ингибитора при малых скоростях коррозии, что обуславливает недостаточный контроль процесса коррозии. Задачей изобретения является повышение эффективности защиты трубопроводов от коррозии за счет соблюдения оптимальной подачи ингибитора и соответственно повышение степени использования ингибитора. Поставленная задача решается за счет того, что система контроля и защиты трубопроводов от коррозии, содержащая объект управления - трубопровод, от двух до восьми независимых каналов управления, каждый из которых содержит датчик скорости коррозии, содержащий коррозионно-измерительный преобразователь и устройство сопряжения сигналов датчика, и исполнительное устройство для ввода ингибитора, содержащее дозатор и устройство сопряжения сигналов дозатора. В отличии от прототипа в каждый канал системы введен микроконтроллер, соединенный с устройством управления, обработки и хранения информации - ЭВМ через радиорелейное устройство связи. Существо изобретения поясняется чертежами,где на фиг.1 показана блок-схема системы контроля и защиты трубопроводов от коррозии; на фиг.2 - последовательность операций работы канала системы; на фиг.3 показан график зависимости скорости коррозии от расхода ингибитора. Согласно блок схеме системы контроля и защиты трубопроводов от коррозии, приведенной на фиг.1, она содержит трубопровод 1, представляющий собой объект управления системы. В зависимости от протяженности трубопровод 1 содержит от двух до восьми независимых каналов управления, каждый из которых содержит датчик скорости коррозии 2, исполнительное устройство для ввода ингибитора 3, микроконтроллер 4. Радиорелейное устройство связи 5 является промежуточным звеном между каналом и устройством управления, обработки и хранения информации - ЭВМ 6. В состав исполнительного устройства для ввода ингибитора 3 входит дозатор 7, представляющий собой электромагнитный клапан, и устройство сопряжения сигналов дозатора 8. Датчик скорости коррозии состоит из коррозионно-измерительного преобразователя 9 /а.с. СССР 1808124, МПК7 G 01 N 17/02, 1993 г./ и устройства сопряжения сигналов - датчика 10. Система контроля и защиты трубопровода от коррозии работает следующим образом. Датчик скорости коррозии 2, представляющий собой канал обратной связи системы автоматического управления, осуществляет измерение скорости коррозии Vк методом поляризационного сопротивления. При движении коррозионно-агрессивной жидкости по трубопроводу 1 на электродах коррозионно-измерительного преобразователя 9, запитываемых от источника постоянного тока -
![система контроля и защиты трубопроводов от коррозии, патент № 2200895](/images/patents/270/2200043/916.gif)
![система контроля и защиты трубопроводов от коррозии, патент № 2200895](/images/patents/270/2200043/916.gif)
![система контроля и защиты трубопроводов от коррозии, патент № 2200895](/images/patents/270/2200895/2200895-2t.gif)
Измеренный сигнал
![система контроля и защиты трубопроводов от коррозии, патент № 2200895](/images/patents/270/2200043/916.gif)
- выполняет обработку сигналов, получаемых от устройства управления, обработки и хранения информации - ЭВМ 6;
- выполняет передачу информации в устройство управления, обработки и хранения информации - ЭВМ для осуществления оперативного контроля;
- опрашивает через определенный интервал времени датчик скорости коррозии (1 мин);
- в зависимости от величины скорости коррозии выдает управляющий сигнал в устройство сопряжения сигналов дозатора 8, где управляющий сигнал усиливается, преобразуется из цифрового кода в аналоговый сигнал и поступает на дозатор 7. Микроконтроллер, как основной элемент канала системы, реализует последовательность операций работы канала системы контроля и защиты трубопроводов от коррозии, представленной на фиг.2, где
Vк - скорость коррозии;
Vкр- скорость коррозии критическая;
Vкор1 - нижняя граница оптимальной скорости коррозии;
Vкор2 - верхняя граница оптимальной скорости коррозии;
Ni - число импульсов, подаваемых на дозатор. Последовательность операций обеспечивает поддержание скорости коррозии в определенном оптимальном диапазоне значений от Vкор1 до Vкор2. Радиорелейное устройство связи 5 осуществляет дистанционный обмен информацией между устройством управления, обработки и хранения информации - ЭВМ и микроконтроллером. Устройство управления, обработки и хранения информации - ЭВМ обеспечивает:
- хранение и накопление информации о работе отдельных блоков системы и системы в целом;
- интерфейс оператора и системы;
- ввод начальных уставок (тип ингибитора, Vкор1, Vкор2 и Vпр);
- управление микроконтроллером (вкл/выкл микроконтроллера, аварийное отключение);
- выполнение оперативного контроля (неисправность дозатора, датчика, канала, кончился ингибитор и т.д.);
- выдачу информации о состоянии объекта управления (на сколько прокорродировал трубопровод). Итак, предложенная система контроля и защиты трубопроводов от коррозии, благодаря автоматическому управлению, построенному на основе применения информационного канала обратной связи, позволяет обеспечивать повышение точности дозировки ингибитора и уменьшение его расхода. Предлагаемая система позволяет учесть нестабильность свойств и характеристик транспортируемой среды, таких как температура, химический состав, скорость движения и изменение режимов перекачки, которые влияют на скорость коррозии. Это позволяет повысить эффективность работы системы, а также обеспечивает получение стабильных результатов обработки, повышает степень использования ингибитора. На фиг.3 графически показано, что при достижении расхода ингибитора Qкр, дальнейшее увеличение его расхода неэффективно, так как скорость коррозии будет оставаться на прежнем уровне /Рахманкулов Д.Л., Бугай Д.Е., Габитов А.И., Голубев М. В. , Лаптев А.Б., Калимуллин А.А. Ингибиторы коррозии. Том 1. Основы теории и практики применения. - Уфа: "Реактив", 1997. - стр. 184-187/. Система обеспечивает осуществление оперативного контроля за коррозионным состоянием трубопровода и расходом ингибитора.
Класс F16L58/00 Предохранение труб или фитингов от коррозии или от образования нежелательных отложений