Porrot hautematea

by Delta Ingeniaritza / Ostirala, martxoa 25 / Non argitaratua: Tentsio altua

Pipeline leak detekzioa Likidoak eta gasak dituzten sistemetan ihesa gertatu den edo zenbait kasutan zehazteko erabiltzen da. Detektatzeko metodoen artean, hoditeria muntatu eta ihesak hauteman ondoren, proba hidrostatikoak daude.

Hoditeria sareak petrolioaren, gasen eta gainerako fluidoen produktuak garraiatzeko modurik ekonomiko eta seguruena dira. Ibilbide luzeko garraio gisa, hoditeriak segurtasun, fidagarritasun eta eraginkortasun eskari handiak bete behar dituzte. Behar bezala mantentzen bada, kanalizazioek mugarik gabe iraun dezakete ihesik egin gabe. Gertatzen diren ihes garrantzitsuenak inguruko hondeaketa ekipoek eragindako kalteak dira. Hori dela eta, funtsezkoa da indusketen aurretik agintariei deitzea inguruetan lurperatu gabeko hodiak ez daudela ziurtatzeko. Hoditeria behar bezala mantentzen ez bada, poliki poliki korrosionatzen has daiteke, bereziki eraikuntza-junturetan, hezetasuna biltzen duen puntu baxuetan edo hodian akatsak dituzten kokapenetan. Hala ere, akats horiek ikuskapen tresnen bidez identifikatu eta ihes batera joan aurretik zuzendu daitezke. Filtrazioen beste arrazoi batzuk istripuak, lurraren mugimenduak edo sabotajeak dira.

Ihesak detektatzeko sistemen (LDS) helburu nagusia ihesak detektatzen eta lokalizatzen laguntzea da. LDS-k alarma ematen du eta erlazionatutako beste datu batzuk azalduko zaizkio kanalizazio kontrolatzaileei, erabakiak hartzen laguntzeko. Hodien kanalizazioak hautemateko sistemak onuragarriak dira, gainera, produktibitatea eta sistemaren fidagarritasuna hobetu ditzaketen denbora murriztu eta ikuskatze denbora murriztuari esker. LDS, beraz, hoditeriaren teknologiaren alderdi garrantzitsua dira.

"RP 1130" API agiriaren arabera, LDS barne-oinarritutako LDS eta kanpoko LDS banatzen dira. Barnean oinarritutako sistemek eremu instrumentazioa erabiltzen dute (adibidez, emaria, presioa edo fluidoen tenperatura sentsoreak) barneko hodietako parametroak kontrolatzeko. Kanpoan oinarritutako sistemek eremu instrumentazioa ere erabiltzen dute (adibidez, infragorri erradiometroak edo kamera termikoak, lurrun sentsoreak, mikrofono akustikoak edo zuntz optikoko kableak) kanalizazioko parametroak kontrolatzeko.

Arauak eta Araudia

Herrialde batzuek kanalizazioen funtzionamendua arautzen dute formalki.

API RP 1130 "Likidoentzako Jarraipen Konputazionalen Jarraipena" (AEB)

Gomendatutako praktika hau (RP) ikuspegi algoritmikoa erabiltzen duten LDSen diseinuan, inplementazioan, probetan eta funtzionamenduan oinarritzen da. Gomendatutako praktika honen helburua da kanalizazio operadoreari LDS bat hautatzeko, ezartzeko, probatzeko eta funtzionatzeko garrantzitsuak diren gaiak identifikatzen laguntzea. LDS barnean eta kanpoan oinarrituta sailkatzen dira. Barruan oinarritutako sistemek landa tresneria erabiltzen dute (adibidez, emaria, presioa eta fluidoaren tenperatura) barneko kanalizazioaren parametroak kontrolatzeko; kanalizazio parametro hauek gerora ihes bat ondorioztatzeko erabiltzen dira. Kanpotik oinarritutako sistemek sentsore lokal eta dedikatuak erabiltzen dituzte.

TRFL (Alemania)

TRFL laburpena da "Technische Regel für Fernleitungsanlagen" (Kanalizazio Sistemetarako Arau Teknikoa). TRFL-k araudi ofizialen menpe dauden hodien baldintzak laburbiltzen ditu. Likido sukoiak garraiatzeko kanalizazioak, urarentzako arriskutsuak diren likidoak garraiatzeko kanalizazioak eta gasa garraiatzeko kanalizazio gehienak biltzen ditu. LDS edo LDS funtzioen bost mota desberdin behar dira:

Bi LDS independenteak etengabeko ihesak detektatzeko egoera egonkorrean. Sistema horietako batek edo gehigarri batek ere iragazkiak hautemateko gai izan behar du iragazki iragankorrean, adibidez kanalizazioa abiaraztean.
LDS bat ihesak hautemateko itxialdian
Gorabeherak iragartzeko LDS bat
LDS bat, ihes azkarren kokapenagatik

Baldintzak

1155 APIa (API RP 1130-k ordezkatuta), LDS baterako eskakizun garrantzitsuak zehazten dira:

Sentsibilitatea: LDS batek ziurtatu behar du ihes baten ondorioz fluidoaren galera ahalik eta txikiena dela. Horrek bi eskakizun jartzen ditu sisteman: ihes txikiak atzeman behar ditu eta azkar antzeman behar ditu.
Fidagarritasuna: Erabiltzaileak LDS-n fidatzeko gai izan behar du. Horrek esan nahi du benetako alarmak behar bezala jakinarazi behar dituela, baina oso garrantzitsua da ez duela alarma faltsurik sortzen.
Zehaztasunak: LDS batzuek isurien emaria eta ihesaren kokapena kalkulatzeko gai dira. Hori zehaztasunez egin behar da.
Iraunkortasuna: LDS funtzionatzen jarraitu behar du egoera ez-idealetan. Adibidez, transduktorearen hutsegitea gertatzen bada, sistemak porrota antzeman eta funtzionatzen jarraitu beharko luke (sentsibilitate murriztua bezalako beharrezko konpromisoekin).

Egoera egonkorrak eta iragankorrak

Egoera egonkorreko baldintzetan, hodian, emariak, presioak eta abar daude konstanteak (gutxi gorabehera). Baldintza iragankorretan aldagai horiek azkar alda daitezke. Aldaketak fluidoaren soinuaren abiadurarekin uhinak bezala hedatzen dira kanalizazioan zehar. Baldintza iragankorrak hoditeria batean gertatzen dira, esaterako, abiaraztean, sarrerako edo irteerako presioa aldatzen bada (nahiz eta aldaketa txikia izan), eta lote bat aldatzen denean edo produktu ugari hoditeria denean. Gas-hodiak ia iragankorretan daude beti, gasak oso konprimigarriak baitira. Kanalizazio likidoetan ere, efektu iragankorrak ezin dira gehienetan baztertu. LDSk bi baldintzetako ihesak hautemateko baimena eman beharko luke hoditeriaren funtzionamendu denbora osoan.

Barnean oinarritutako LDS

Barruan oinarritutako sistemek landa tresneria erabiltzen dute (adibidez, emaria, presioa eta fluidoaren tenperatura) barneko kanalizazioaren parametroak kontrolatzeko; kanalizazio parametro hauek gerora ihes bat ondorioztatzeko erabiltzen dira. Barruan oinarritutako LDS sistemaren kostua eta konplexutasuna neurrizkoak dira, dagoeneko instrumentazio eremua erabiltzen dutelako. LDS mota hau segurtasun baldintza estandarretarako erabiltzen da.

Presio / fluxuen jarraipena

Filtrazio batek hodiaren hidraulika aldatzen du eta, beraz, presioaren edo emariaren irakurketak aldatzen dira denbora pixka bat igaro ondoren. Presioa edo emaria puntu bakarrean kontrolatzeak, beraz, ihesak hautematea erraz dezake. Lokalki egiten denez, printzipioz ez da telemetrikarik behar. Egoera egonkorretan soilik erabilgarria da, eta gas hodiekin tratatzeko duen gaitasuna mugatua da.

Presio Uhin Akustikoak

Presio uhin akustikoaren metodoak ihes bat gertatzen denean sortzen diren uhin arraroak aztertzen ditu. Kanalizazioaren hormaren matxura gertatzen denean, fluidoak edo gasak ihes egiten dute abiadura handiko zorrotada moduan. Honek presio uhin negatiboak sortzen ditu hoditeriaren barruan noranzko bietan hedatzen direnak detektatu eta aztertu ahal izateko. Metodoaren funtzionamendu-printzipioak hoditeriaren paretek gidatutako soinuaren abiaduran distantzia luzeetan bidaiatzeko presio uhinen ezaugarri oso garrantzitsuan oinarritzen dira. Presio uhinaren anplitudea ihesaren tamainarekin handitzen da. Algoritmo matematiko konplexu batek presio sentsoreen datuak aztertzen ditu eta segundo gutxiren buruan gai da ihesaren kokapena seinalatzeko 50 m (164 ft) baino gutxiagoko zehaztasunarekin. Datu esperimentalek erakutsi dute metodoaren gaitasuna 3 mm-ko diametroa baino gutxiagoko filtrazioak hautemateko eta industriako alarma faltsu baxuenarekin funtzionatzeko gaitasuna dela - urtean alarma faltsu bat baino gutxiago.

Hala ere, metodoak ezin du etengabeko ihesa antzeman hasierako gertaeraren ondoren: kanalizazio hormaren matxura (edo haustura) gertatu ondoren, hasierako presio uhinak gutxiagotu eta ondorengo presio uhinik ez da sortzen. Hori dela eta, sistemak porrota hautematen ez badu (adibidez, presio uhinak presio uhin iragankorrek maskarazi zituelako gertaera operazio batek eragindako gertaera eragilea, esate baterako, ponpaketaren aldaketa edo balbula aldatzearen ondorioz), sistemak ez du etenik hauteman.

Oreka metodoak

Metodo horiek masa kontserbatzeko printzipioan oinarritzen dira. Egoera egoeran, masa fluxua $\ Dot {M} _i$ Ihesik gabeko hoditeria bat sartzean masa-emaria orekatuko da $\ Dot {M} _O$ utziz; kanalizazioak utzitako masaren beherakada (desoreka masiboa) $\ dot {M} _I - \ dot {M} _O$ ) ihesa adierazten du. Oreka metodoak neurtzea $\ Dot {M} _i$ $\ Dot {M} _O$ fluxu-neurgailuak erabiliz eta, azkenik, desoreka kalkulatzen da, ezezagunen emari ezezagunaren kalkulua. Desoreka hori (normalean hainbat alditan kontrolatzen da) ihesaren alarmaren atalasearekin alderatzea $\ gamma$ alarma sortzen du kontrolatutako desoreka bada. Oreka hobetutako metodoek kanalizazioaren inbentario masiboaren aldaketa-tasa ere hartzen dute kontuan. Lerro orekatzeko teknika hobetzeko erabiltzen diren izenak bolumen oreka, bolumen oreka aldatua eta masa konpentsatutako oreka dira.

Metodo estatistikoa

LDS estatistikoek metodo estatistikoak erabiltzen dituzte (adibidez, erabaki teoriaren eremutik) presioa / emaria puntu bakarrean edo desoreka aztertzeko ihes bat detektatzeko. Horrek ihesaren erabakia optimizatzeko aukera ematen du, zenbait suposizio estatistiko badago. Ikuspegi arrunta hipotesiaren proba prozedura erabiltzea da

\ text {Hipotesia} H_0: \ text {Lehiaketarik ez}

\ text {Hipotesia} H_1: \ text {Leak}

Detekzio arazo klasikoa da eta estatistiketatik ezagutzen diren hainbat irtenbide daude.

RTTM metodoak

RTTM-k "Denbora Errealeko eredu iragankorra" esan nahi du. RTTM LDS-k kanalizazio baten barruan fluxuaren eredu matematikoak erabiltzen ditu oinarrizko lege fisikoak erabiliz, hala nola masaren kontserbazioa, momentuaren kontserbazioa eta energiaren kontserbazioa. RTTM metodoak orekatzeko metodoen hobekuntza gisa ikus daitezke, momentu eta energiaren kontserbazio printzipioa ere erabiltzen baitute. RTTM batek masa fluxua, presioa, dentsitatea eta tenperatura kanalizazioko puntu guztietan kalkulatzea ahalbidetzen du denbora errealean algoritmo matematikoen laguntzarekin. RTTM LDS-k hoditeria bateko egoera egonkorra eta iragankorra erraz modelatu dezake. RTTM teknologia erabiliz, ihesak antzeman daitezke egoera egonkorrean eta egoera iragankorretan. Funtzionamendu egokia duen tresneriaren bidez, ihes tasak funtzionalki kalkulatu daitezke eskuragarri dauden formulen bidez.

E-RTTM metodoak

Seinale-fluxua denbora errealeko Trantsizio Ereduaren (E-RTTM) hedatua

E-RTTM "Denbora Errealeko Eredu Iragankorra" da, RTTM teknologia erabiliz metodo estatistikoak. Beraz, sentsibilitate handiko egoera egonkorrean eta egoera iragankorrean ihesak hautematea posible da, eta alarma faltsuak saihestuko dira metodo estatistikoak erabiliz.

Hondakinen metodoa lortzeko, RTTM moduluak kalkuluen kalkuluak egiten ditu $\ Hat {\ dot {M}} _ I$ , $\ Hat {\ dot {M}} _ O$ MASS FLOW sarrera eta irteerako hurrenez hurren. Neurriak erabiliz egin daiteke presio eta sarrerako tenperatura ( $p_I$ , $T_I$ ) eta irteera ( $p_O$ , $T_O$ ). Estimatutako masa fluxu horiek neurtutako masa fluxuekin alderatzen dira $\ Dot {M} _i$ , $\ Dot {M} _O$ , hondarrak emanez $x = \ dot {M} _I - \ hat {\ dot {M}} _ I$ $y = \ dot {M} _O - \ hat {\ dot {M}} _ O$ . Hondakin horiek zerotik gertu daude ihesik ez badago; bestela, hondarrek bereizgarri sinadura erakusten dute. Hurrengo urratsean, hondarrak ihesaren sinadura azterketa baten menpe daude. Modulu honek denborazko portaera aztertzen du datu-base bateko iragazki-sinadurarekin (eta "aztarna") iragazi eta konparatuz. Ihesaren alarma adierazten da ateratako ihesaren sinadura hatz markakoarekin bat egiten badu.

Kanpoan oinarritutako LDS

Kanpotik oinarritutako sistemek sentsore lokal eta dedikatuak erabiltzen dituzte. LDS horiek oso sentikorrak eta zehatzak dira, baina sistemaren kostua eta instalazioaren konplexutasuna oso handiak izan ohi dira; beraz, aplikazioak arrisku handiko gune berezietara mugatzen dira, adibidez ibaietatik edo natura babesteko guneetatik gertu.

Olio digitalak hautemateko kablea

Zentzu Digitaleko Kableak barneko eroale erdi-iragazgaitza duten txirikordek osatzen dute, isuri iragazgaitza duen moldatutako txirikordez babestuta. Seinale elektrikoa barneko eroaleen bidez igarotzen da eta kablearen konektorearen barnean dagoen mikroprozesadore batek kontrolatzen du. Jariarazten diren fluidoak kanpoko iragazki iragazkorretik igarotzen dira eta barruko eroale erdi-iragazgaitzaileekin harremanetan jartzen dira. Horrek mikroprozesadoreak detektatzen duen kablearen propietate elektrikoen aldaketa eragiten du. Mikroprozesadoreak fluidoa 1 metroko bereizmenaren barruan koka dezake eta bere seinale egokia eman dezake jarraipen sistemei edo operadoreei. Zentzumen kableak kanalizazioen inguruan bilduta, azpiataldea lur-kanalizazioekin estalita edo kanalizazio-hodien konfigurazio gisa instalatu daitezke.

Hodi erradiometrikoko kanalizazio saiakuntza

Lehorrak eragindako lurpeko petrolio-hodiaren lurpeko aireko termograma

Infragorriko hodi termografikoen saiakuntzak zehatzak eta eraginkorrak direla erakutsi du lurrazpiko hodien ihesak, higadurak eragindako hutsuneak, hodien isolamendu okertua eta betegarri eskasa antzeman eta kokatzeko. Kanalizazioen ihes batek fluido batek, hala nola urak, kanalizazio bat gertu luma eratzea ahalbidetzen duenean, fluidoak lur lehorreko edo betegarrikoarekiko konduktiba termikoa du. Hori isurketaren kokapenaren gaineko gainazaleko tenperatura eredu desberdinetan islatuko da. Bereizmen handiko erradiometro infragorriak aukera ematen du eremu osoak eskaneatzeko eta emaitzari buruzko datuak bistaratzeko zuri-beltzeko irudi batean tonu gris desberdinen arabera edo koloreko irudien kolore desberdinen arabera hautatutako tenperatura desberdineko eremuak dituzten irudiak erakusteko. Sistema honek gainazaleko energia ereduak soilik neurtzen ditu, baina lurperatutako hoditeriaren gaineko lur azalean neurtzen diren ereduek hoditeria ihesak eta ondorioz sortzen diren higadura hutsuneak non sortzen diren erakusten lagun dezakete; lurrazalaren azpitik 30 metrora dauden arazoak antzematen ditu.

Emisio akustikoen detektagailuak

Likidoak ihes egitean seinale akustikoa sortzen da tutuaren zulo batetik pasatzen direnean. Hoditeriaren kanpoaldean erantsitako sentsore akustikoek lerroaren "aztarna" akustikoa oinarrizko lerroa sortzen dute kanalizazioaren barne zaratatik bere egoera kaltegabean. Ihesa gertatzen denean, maiztasun baxuko seinale akustikoa hautematen eta aztertzen da. Oinarrizko "aztarna" oinarrizko desbideratzeek alarma adierazten dute. Sentsoreak hobeto moldatzen dira maiztasuneko banda hautapenarekin, denboraren atzerapena aukeratzeko eta abar. Grafikoak bereizten eta errazago aztertzen ditu. Ihesak hautemateko beste modu batzuk daude. Iragazkiaren antolaketa duten beheko geo-telefonoak oso erabilgarriak dira ihesaren kokapena zehazteko. Indusketaren kostua aurrezten du. Lurzoruko ur jarioak lurzoruaren edo hormigoiaren barruko hormara jo du. Horrek zarata arina sortuko du. Zarata hori gainbehera joango da azalean igotzen den bitartean. Gehieneko soinua ihesaren posizioan soilik jaso daiteke. Anplifikadoreek eta iragazkiek zarata argia ateratzen laguntzen dute. Hodien linean sartutako gas mota batzuek soinu sorta sortuko dute kanalizazioan irtetean.

Bapore sentsorezko hodiak

Lurruna hautemateko hodien ihesak hautemateko metodoak hodiaren instalazioa kanalizazioaren luzera osoan zehar suposatzen du. Hodi hau - kable moduan - oso iragazkorra da aplikazio jakin batean hauteman beharreko substantzientzat. Ihes bat gertatzen bada, neurtu beharreko substantziak hodiarekin harremanetan jartzen dira lurrun, gas edo uretan disolbatuta. Ihesaren kasuan, ihes egiten duen substantzia batzuk hodira barreiatzen dira. Denbora tarte jakin bat igarota, hodiaren barrualdean hodia inguratzen duten substantzien irudi zehatza sortzen da. Sentsore-hodian dagoen kontzentrazio-banaketa aztertzeko, ponpa batek hodiko aire-zutabea bultzatzen du detekzio-unitate baten aurretik abiadura konstantean. Sentsore hodiaren amaieran dagoen detektagailu unitatea gas sentsorez hornituta dago. Gas kontzentrazioaren gehikuntza orok "ihes-gailurra" nabarmena eragiten du.

Zuntz optikoaren ihesak hautematea

Gutxienez zuntz optikoen ihesak detektatzeko metodoak merkaturatzen ari dira: Tenperatura Banatuaren Sentsazioa (DTS) eta Banatutako Sentsazio Akustikoa (DAS). DTS metodoa kontrolatzen ari den kanalizazioan zehar zuntz optikoko kable bat instalatzea da. Neurtu beharreko substantziak iragazkia gertatzen denean kablearekin harremanetan jartzen dira, kablearen tenperatura aldatu eta laser izpiaren pultsuaren isla aldatuz, ihes bat seinalatuz. Laserraren pultsua igorri zenean eta hausnarketa antzematen den bitartean neurtzen da kokapena. Substantziak ingurugiroaren araberako tenperatura desberdinetan badago bakarrik funtzionatzen du. Gainera, banatutako zuntz optikoko tenperatura sentsibilizazio teknikak tenperatura hodian zehar neurtzeko aukera eskaintzen du. Zuntzaren luzera osoa eskaneatuz, zuntz osoan tenperaturaren profila zehazten da, eta horrela, ihesak hautematea lortuko da.

DAS metodoak zuntz optikoko kableen antzeko instalazioa suposatzen du kontrolatzen ari den hodian zehar. Isurketatik kanalizazio batetik irteten den substantziak eragindako bibrazioek laser izpien pultsuaren isla aldatzen dute, ihes bat seinalatuz. Laserraren pultsua igorri zenean eta hausnarketa antzematen den bitartean neurtzen da kokapena. Teknika hau Banatutako Tenperatura Sentsatzeko metodoarekin konbinatu daiteke hoditeriaren tenperaturaren profil bat emateko.