Индикатор коррозии для мониторинга действующего трубопровода

Предназначен для исследования и мониторинга коррозионных процессов, протекающих внутри трубопроводов, и может найти применение, например, в строительстве, жилищно-коммунальном хозяйстве, энергетике, химической и нефтехимической промышленности, а также при добыче и транспортировке нефти. Содержит корпус (1), расположенный внутри корпуса шток (2) с закрепленными на нем образцами-свидетелями (3), корпус снабжен как минимум одним фланцем (4), закрытым фланцевой заглушкой (5), на которой эксцентрично установлен клапан для выпуска воздуха (6). Использование клапана для выпуска воздуха и его рациональное размещение на фланцевой заглушке позволяет безопасно удалить воздух, а возможно, и другие газы, скапливающиеся внутри корпуса индикатора, и получить достоверные сведения о коррозионных процессах внутри трубопровода. 1 н.п. ф-лы, 7 з.п. ф-лы, 4 илл.

Область техники

Полезная модель относится к области трубопроводного транспорта, а более конкретно - к устройствам для исследования и мониторинга коррозионных процессов, протекающих внутри трубопроводов, и может найти применение, например, в строительстве, жилищно-коммунальном хозяйстве, энергетике, химической и нефтехимической промышленности, а также при добыче и транспортировке нефти.

Уровень техники

Известно устройство для установки образцов-свидетелей при исследовании коррозионных процессов в трубопроводе [1], содержащее корпус, уплотнительное устройство и неподвижный шток с образцами-свидетелями, закрепленный на резьбе в корпусе. Также предложена конструкция для установки индикаторных сборок в определенных точках трубопроводов тепловой сети [2], включающая фланцевый штуцер условным диаметром 80-100 мм, закрытый глухим фланцем, на котором по центру размещен стальной стержень, в свободном торце которого выполнено резьбовое отверстие. В это отверстие ввинчен шток-держатель с закрепленными на нем, с помощью дистанцирующих втулок и фиксирующей гайки, пластинами-индикаторами. Описанные конструкции [1, 2] имеют существенный недостаток: в корпусе или фланцевом штуцере устройства при заполнении трубопровода жидкостью остается воздух, а также скапливаются газы в процессе работы. Контакт жидкости с воздухом существенно изменяет характер коррозионных процессов, вследствие чего результаты контроля коррозии образцов-свидетелей при помощи описанных устройств не характеризуют процесс внутренней коррозии трубопровода. Другим важным недостатком является необходимость останавливать трубопровод и снижать давление в нем для установки и снятия образцов-свидетелей.

Известен контейнер для установки индикаторов коррозии [3], который представляет собой стальной стакан диаметром 150 мм, закрывающийся глухим фланцем. На фланце перпендикулярно нижней плоскости со смещением от центра на 30 мм приварен стальной стержень диаметром 12 мм с резьбовым отверстием на свободном конце В отверстие ввинчен болт длиной 150÷190 мм с резьбой М8. На болте с помощью дистанцирующих втулок и фиксирующей гайки крепятся индикаторы коррозии. Важнейшим недостатком данной конструкции является возможность скопления в контейнере большого количества воздуха и газов, растворенных в жидкости. Все это непредсказуемо изменяет характер коррозионных процессов внутри контейнера, вследствие чего результаты измерений не позволяют объективно оценить процесс внутренней коррозии трубопровода. Для удаления воздуха из контейнера нет другой возможности, кроме как частично демонтировать глухой фланец, ослабив его крепление. При этом возможен выброс содержащейся внутри трубопровода жидкости, что создает опасность для обслуживающего персонала и окружающей среды.

Наиболее близким к заявляемому решению по технической сущности и достигаемому результату является устройство коррозионного мониторинга действующего трубопровода [4], которое содержит запорные устройства, корпус, шток с закрепленными на нем образцами-свидетелями, расположенный внутри корпуса, при этом корпус соединен с трубопроводом двумя патрубками, каждый из которых снабжен запорным устройством. Однако возможность скопления в корпусе воздуха в процессе заполнения трубопровода рабочей средой не позволяет получить с помощью данного устройства объективной информации о внутренней коррозии трубопровода. Кроме того, не предусмотрена возможность удаления скопившегося воздуха иначе, чем путем частичного демонтажа крышки или иной части корпуса, что создает опасность для обслуживающего персонала и окружающей среды.

Раскрытие полезной модели

Целью заявляемой полезной модели является повышение точности и безопасности мониторинга трубопровода. Техническим результатом, который достигается посредством заявляемой конструкции, является получение объективных результатов контроля скорости внутренней коррозии благодаря предотвращению скопления воздуха в корпусе индикатора коррозии, а также повышение безопасности эксплуатации индикатора коррозии.

Технический результат достигается тем, что индикатор коррозии содержит корпус, шток с закрепленными на нем образцами-свидетелями, расположенный внутри корпуса, причем корпус снабжен как минимум одним фланцем, закрытым фланцевой заглушкой, на которой эксцентрично установлен клапан для выпуска воздуха.

Индикатор коррозии работает следующим образом. В процессе заполнения трубопровода жидкостью и его последующего функционирования жидкость из трубопровода поступает в корпус, воздух из которого удаляют, открывая клапан. Жидкость обтекает закрепленные на штоке образцы-свидетели и вызывает процесс их коррозии, который в отсутствие воздуха развивается аналогично процессу внутренней коррозии трубопровода. Извлекая и измеряя образцы-свидетели, контролируют внутреннюю коррозию трубопровода.

В отдельном случае осуществления заявляемой полезной модели расстояние от центра фланцевой заглушки до клапана для выпуска воздуха равно внутреннему радиусу корпуса.

В отдельном случае осуществления заявляемой полезной модели фланец и фланцевая заглушка имеют отверстия для крепежных болтов, расположенные по окружности и равноудаленные друг от друга, а клапан для выпуска воздуха установлен на биссектрисе угла между соседними отверстиями.

В отдельном случае осуществления заявляемой полезной модели фланец и фланцевая заглушка имеют отверстия для крепежных болтов, расположенные по окружности и равноудаленные друг от друга, а клапан для выпуска воздуха установлен на угловом расстоянии от отверстия, равном 1/4 углового расстояния между соседними отверстиями.

В отдельном случае осуществления заявляемой полезной модели количество отверстий для болтов во фланцевой заглушке больше числа отверстий для болтов во фланце и кратно числу отверстий для болтов во фланце.

В отдельном случае осуществления заявляемой полезной модели отверстия для крепежных болтов во фланцевой заглушке выполнены по контуру, включающему участки двух концентрических дуг, центр которых совпадает с центром фланцевой заглушки.

В отдельном случае осуществления заявляемой полезной модели угловой размер отверстия во фланцевой заглушке больше, чем угол между соседними отверстиями во фланце.

В отдельном случае осуществления заявляемой полезной модели индикатор коррозии дополнительно содержит как минимум одну струбцину, а фланец и фланцевая заглушка выполнены без отверстий для крепежных болтов.

В отдельном случае осуществления заявляемой полезной модели фланец выполнен с возможностью свободного вращения вокруг оси корпуса, а корпус снабжен дополнительно упорным кольцом для фланца

В отдельном случае осуществления заявляемой полезной модели корпус снабжен дополнительно двумя патрубками для присоединения к трубопроводу. При этом, в частности, патрубки для присоединения к трубопроводу могут быть оснащены запорной арматурой.

По сравнению с прототипом то, что на фланцевой заглушке эксцентрично установлен клапан для выпуска воздуха, является новым во всех случаях осуществления заявляемого технического решения. В отдельных случаях осуществления заявляемой полезной модели то, что расстояние от центра фланцевой заглушки до клапана для выпуска воздуха равно внутреннему радиусу корпуса; то, что фланец и фланцевая заглушка имеют отверстия для крепежных болтов, расположенные по окружности и равноудаленные друг от друга, а клапан для выпуска воздуха установлен на биссектрисе угла между соседними отверстиями, или же на угловом расстоянии от отверстия, равном 1/4 углового расстояния между соседними отверстиями; то, что количество отверстий для болтов во фланцевой заглушке больше числа отверстий для болтов во фланце и кратно числу отверстий для болтов во фланце; то, что отверстия для крепежных болтов во фланцевой заглушке выполнены по контуру, включающему участки двух концентрических дуг, центр которых совпадает с центром фланцевой заглушки; то, что угловой размер отверстия во фланцевой заглушке больше, чем угол между соседними отверстиями во фланце; то, что индикатор коррозии дополнительно содержит как минимум одну струбцину, а фланец и фланцевая заглушка выполнены без отверстий для крепежных болтов; то, что фланец выполнен с возможностью свободного вращения вокруг оси корпуса, а корпус снабжен дополнительно упорным кольцом для фланца; то, что корпус снабжен дополнительно двумя патрубками для присоединения к трубопроводу; то, что патрубки для присоединения к трубопроводу могут быть оснащены запорной арматурой; является новым.

Размещение на фланцевой заглушке эксцентрично клапана для выпуска воздуха позволяет поместить фланец в такое положение, при котором можно выпустить воздух через клапан из корпуса индикатора коррозии при любом положении последнего относительно трубопровода и горизонта. В частных случаях осуществления заявляемой полезной модели дополнительные конструктивные признаки позволяют добиться по возможности более полного выпуска воздуха. Полнота удаления воздуха дает возможность получить объективные результаты контроля скорости внутренней коррозии. Возможность выпустить воздух через клапан без частичного демонтажа фланцевой заглушки повышает безопасность эксплуатации индикатора коррозии. Тем самым, новой совокупностью существенных признаков достигается технический результат.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 приведен схематический чертеж, иллюстрирующая возможное осуществление заявляемой полезной модели. На фиг.2 - фиг.4 изображены схематические чертежи возможных конструктивных вариантов исполнения заявляемой полезной модели. На фиг.1 - фиг.4 применены следующие обозначения:

1 - корпус;

2 - шток;

3 - образцы-свидетели;

4 - фланец;

5 - фланцевая заглушка;

6 - клапан для выпуска воздуха;

7 - болт;

8 - гайка;

9 - патрубок;

10 - струбцина;

11 - упорное кольцо;

12 - отверстия для болтов во фланцевой заглушке;

13 - отверстия для болтов во фланце.

Осуществление полезной модели

Возможность осуществления заявляемой полезной модели иллюстрируется схематическими чертежами возможных конструктивных вариантов осуществления, представленными на фиг.1 - фиг.5.

Индикатор коррозии для мониторинга действующего трубопровода (фиг.1, а) содержит корпус 1, расположенный внутри корпуса шток 2 с закрепленными на нем образцами свидетелями 3. Корпус снабжен фланцем 4, закрытым фланцевой заглушкой 5. На фланцевой заглушке эксцентрично установлен клапан 6 для выпуска воздуха. Фланцевая заглушка прикреплена к фланцу посредством болтов 7 и гаек 8.

Индикатор коррозии работает следующим образом. В процессе заполнения трубопровода жидкостью и его последующего функционирования жидкость из трубопровода поступает в корпус 1, воздух из которого удаляют, открывая клапан 6. Жидкость обтекает закрепленные на штоке 2 образцы-свидетели 3 и вызывает процесс их коррозии, который в отсутствие воздуха развивается аналогично процессу внутренней коррозии трубопровода. Извлекая и измеряя образцы-свидетели 3, контролируют внутреннюю коррозию трубопровода.

В отдельных вариантах исполнения заявляемой полезной модели клапан 6 для выпуска воздуха может быть установлен на биссектрисе угла между соседними отверстиями для болтов (фиг.2, а), или же на угловом расстоянии от отверстия, равном 1/4 углового расстояния между соседними отверстиями (фиг.2, б). Количество отверстий для болтов во фланцевой заглушке 5 может быть выполнено больше числа отверстий для болтов во фланце и кратно числу отверстий для болтов во фланце (фиг.2, в). Индикатор коррозии может дополнительно содержать как минимум одну струбцину 10, при этом фланец 4 и фланцевая заглушка 5 выполнены без отверстий для крепежных болтов (фиг.3). Фланец 4 может быть выполнен с возможностью свободного вращения вокруг оси корпуса 1, а корпус 1 снабжен дополнительно упорным кольцом 11 для фланца 4 (фиг.4). Отверстия 12 для крепежных болтов во фланцевой заглушке 5 могут быть выполнены по контуру, включающему участки двух концентрических дуг, центр которых совпадает с центром фланцевой заглушки 5 (фиг.5, а). Угловой размер отверстия 12 во фланцевой заглушке 5 может быть выполнен больше, чем угол между соседними отверстиями 13 во фланце (фиг.5, б). В каждом из этих случаев, корпус 1 может быть снабжен дополнительно двумя патрубками 9 для присоединения к трубопроводу (фиг.1, б). Патрубки 9 могут быть снабжены запорной арматурой для возможности осмотра и измерения образцов-свидетелей без снятия давления в трубопроводе.

Индикатор коррозии для мониторинга действующего трубопровода может быть применен в промышленности. Заявляемая конструкция проста, дешева, надежна. Использование клапана для выпуска воздуха и его рациональное размещение на фланцевой заглушке позволяет безопасно удалить воздух, а возможно, и другие газы, скапливающиеся внутри корпуса индикатора, и получить достоверные сведения о коррозионных процессах внутри трубопровода. Это делает использование заявляемой конструкции возможным и целесообразным в строительстве, жилищно-коммунальном хозяйстве, энергетике, химической и нефтехимической промышленности, а также при добыче и транспортировке нефти. Изготовление индикатора коррозии описанной конструкции возможно известными и широко распространенными в промышленности методами на оборудовании, традиционно применяемом в энергетическом, химическом и нефтегазовом машиностроении.

Источники, принятые во внимание при составлении заявки:

1. Гутман Э.М. и др. Защита нефтепромыслового оборудования от коррозии. - М.: Недра, 1983. С.81.

2. РД 153-34.1-17.465-00. Методические указания по оценке интенсивности процессов внутренней коррозии в тепловых сетях / Балабан-Ирменин Ю.В., Рубашов A.M. - М.: АООТ "Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт" (АООТ "ВТИ"), 2000. - С.3.

3. Методические рекомендации по применению ингибитора накипеобразования и коррозии «Композиция ККФ» для стабилизации подпиточ-ной и сетевой воды систем теплоснабжения и горячего водоснабжения / Камалиев А.З., Зверев А.С., Косачев И.П. - Казань: ООО «Инженерно-технологический центр ОРГХИМ», 2005. - С.59-60.

4. Патент РФ на полезную модель 48026, МПК F17D 3/00 опубл. 10.09.2005 г. Устройство коррозионного мониторинга действующего трубопровода / Плетнев М.А., Чаусов Ф.Ф. (прототип).

1. Индикатор коррозии для мониторинга действующего трубопровода, содержащий корпус, шток с закрепленными на нем образцами-свидетелями, расположенный внутри корпуса, корпус снабжен как минимум одним фланцем, закрытым фланцевой заглушкой, отличающийся тем, что на фланцевой заглушке эксцентрично установлен клапан для выпуска воздуха.

2. Индикатор коррозии по п.1, отличающийся тем, что расстояние от центра фланцевой заглушки до клапана для выпуска воздуха равно внутреннему радиусу корпуса.

3. Индикатор коррозии по п.1, отличающийся тем, что фланец и фланцевая заглушка имеют отверстия для крепежных болтов, расположенные по окружности и равноудаленные друг от друга, а клапан для выпуска воздуха установлен на биссектрисе угла между соседними отверстиями.

4. Индикатор коррозии по п.1, отличающийся тем, что фланец и фланцевая заглушка имеют отверстия для крепежных болтов, расположенные по окружности и равноудаленные друг от друга, а клапан для выпуска воздуха установлен на угловом расстоянии от отверстия, равном 1/4 углового расстояния между соседними отверстиями.

5. Индикатор коррозии по п.1, отличающийся тем, что количество отверстий для болтов во фланцевой заглушке больше числа отверстий для болтов во фланце и кратно числу отверстий для болтов во фланце.

6. Индикатор коррозии по п.5, отличающийся тем, что отверстия для крепежных болтов во фланцевой заглушке выполнены по контуру, включающему участки двух концентрических дуг, центр которых совпадает с центром фланцевой заглушки.

7. Индикатор коррозии по п.6, отличающийся тем, что угловой размер отверстия во фланцевой заглушке больше, чем угол между соседними отверстиями во фланце.

8. Индикатор коррозии по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит как минимум одну струбцину, а фланец и фланцевая заглушка выполнены без отверстий для крепежных болтов.

9. Индикатор коррозии по п.1, отличающийся тем, что фланец выполнен с возможностью свободного вращения вокруг оси корпуса, а корпус снабжен дополнительно упорным кольцом для фланца.

10. Индикатор коррозии по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что корпус снабжен дополнительно двумя патрубками для присоединения к трубопроводу.

11. Индикатор коррозии по п.10, отличающийся тем, что патрубки для присоединения к трубопроводу оснащены запорной арматурой.