CS220487B1 - Method for determining the average insulation conductivity in a ground-laid insulated pipe - Google Patents
Method for determining the average insulation conductivity in a ground-laid insulated pipe Download PDFInfo
- Publication number
- CS220487B1 CS220487B1 CS960280A CS960280A CS220487B1 CS 220487 B1 CS220487 B1 CS 220487B1 CS 960280 A CS960280 A CS 960280A CS 960280 A CS960280 A CS 960280A CS 220487 B1 CS220487 B1 CS 220487B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- pipe
- pipeline
- insulation
- frequency signal
- calculated
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
Vynález řeší problém měření průměrné vodivosti izolace v zemi uložených potrubí i v oblastech s bludnými proudy. Podstatou vynálezu je způsob stanovení průměrné vodivosti izolace výpočtem ze změřeného útlumu potrubí uvažovaného spolu s okolní zeminou za koaxiální vedení, kde potrubí představuje vnitřní vodič a okolní zemina vnější. Pro potrubí se nejprve ze známých rozměrů vypočtou primární parametry a ze závislosti útlumu na primárních parametrech se vypočte svod potrubí na 1 km a z něj pak průměrná vodivost izolace na 1 m2. Vynálezu lze použít v plynárenství, vodárenství, petrochemii a v příbuzných oborech.The invention solves the problem of measuring the average insulation conductivity of buried pipelines, even in areas with stray currents. The essence of the invention is a method of determining the average insulation conductivity by calculating from the measured attenuation of the pipeline, considered together with the surrounding soil as a coaxial line, where the pipeline is the inner conductor and the surrounding soil is the outer conductor. For the pipeline, the primary parameters are first calculated from the known dimensions and the dependence of the attenuation on the primary parameters is used to calculate the pipeline run per 1 km and then the average insulation conductivity per 1 m2. The invention can be used in the gas industry, water industry, petrochemicals and related fields.
Description
Vynález řeší problém měření průměrné vodivosti izolace v zemi uložených potrubí i v oblastech s bludnými proudy. Podstatou vynálezu je způsob stanovení průměrné vodivosti izolace výpočtem ze změřeného útlumu potrubí uvažovaného spolu s okolní zeminou za koaxiální vedení, kde potrubí představuje vnitřní vodič a okolní zemina vnější. Pro potrubí se nejprve ze známých rozměrů vypočtou primární parametry a ze závislosti útlumu na primárních parametrech se vypočte svod potrubí na 1 km a z něj pak průměrná vodivost izolace na 1 m2. Vynálezu lze použít v plynárenství, vodárenství, petrochemii a v příbuzných oborech.The invention solves the problem of measuring the average conductivity of insulation in buried pipes as well as in stray current areas. The subject of the invention is a method of determining the average conductivity of an insulation by calculating from the measured attenuation of a pipe taken together with the surrounding soil for coaxial conduction, where the pipe represents the inner conductor and the surrounding soil the outer. For pipelines, the primary parameters are calculated from the known dimensions and the piping leakage per 1 km is calculated from the attenuation on the primary parameters and then the average insulation conductivity per 1 m 2 is calculated. The invention can be used in the gas, water, petrochemical and related fields.
Vynález se týká způsobu stanoveni průměrné vodivosti v zemi uloženého izolovaného potrubí.The present invention relates to a method for determining the average conductivity of a ground insulated pipe.
Dosud se provádí měření průměrné vodivosti izolace v zemi uložených potrubí stejnosměrnými metodami založenými na principu měření stejnosměrného proudu a napětí na potrubí.So far, the average conductivity of insulation of buried pipes has been measured by DC methods based on the principle of direct current and line voltage measurement.
Tyto metody v oblastech s bludnými proudy jsou značně nepřesné, a proto mnohdy nepoužitelné. Další nevýhodou je nutnost použití zvláštních proudových vývodů, které na mnoha potrubních systémech nejsou vybudovány, a proto nelze vůbec stanovit průměrnou kvalitu izolace.These methods are vastly inaccurate in stray current areas and therefore often unusable. Another disadvantage is the need to use special current outlets, which are not built on many piping systems and therefore the average insulation quality cannot be determined at all.
Při použití stejnosměrných metod je dále nutné přerušovat v několikasekundových intervalech stejnosměrný proud až několik desítek ampér, což klade značné nároky na použitá zařízení, která musí být pro toto měření speciálně konstruována. Stejnosměrný proud, který se zavádí do potrubí, musí mít obvykle několik desítek ampér. Aby se proud takovéto velikosti protlačil do potrubí, je třeba použit speciální uzemnění s nízkým zemním odporem kolem jednoho ohmu.When using DC methods, it is also necessary to interrupt the DC current of up to several tens of amperes at several-second intervals, which places considerable demands on the equipment used, which must be specially designed for this measurement. The direct current that is fed into the pipeline must usually have several tens of amperes. In order to push a current of this magnitude into the pipeline, a special grounding with low ground resistance around one ohm must be used.
Takové uzemnění lze jen velmi těžko vybudovat a v praxi tyto požadavky splňuje jen anodové uzemnění. Ve spojení usměrňovače s anodovým uzemněním lze do potrubí protlačit i proud až 50 ampér. Tyto skutečnosti omezují použitelnost stejnosměrných metod jen tam, kde je již vybudována katodická ochrana a u nových, čerstvě zahrnutých potrubí nelze kvalitu izolace stejnosměrnými metodami zkontrolovat.Such grounding is very difficult to build and in practice only anode grounding fulfills these requirements. Up to 50 amperes can also be forced into the pipeline by connecting the rectifier with anode ground. These facts limit the applicability of DC methods only where cathodic protection is already in place and the quality of insulation by DC methods cannot be checked for new, freshly included pipes.
Tyto nevýhody, tj. měření kvality izolace jen v oblastech bez bludných proudů a na potrubích, kde je již vybudována katodická ochrana, odstraňuje způsob stanovení průměrné vodivosti izolace v zemi uloženého izolovaného potrubí podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se potrubí rozdělí na úseky, jejichž délka se volí podle výkonu zdroje nízkofrekvenčního signálu a na jednotlivých úsecích se změří útlum nízkofrekvenčního signálu procházejícího potrubím tak, že cca 2 km před měřený úsek, od něhož jsou odpojeny všechny přilehlé konstrukce, se připojí zdroj nízkofrekvenčního signálu a na začátku a na konci tohoto úseku se změří úroveň signálu selektivním voltmetrem naladěným na kmitočet zdroje nízkofrekvenčního signálu, průměrná vodivost izolace tohoto úseku v [/rS/m2] se vypočte podle vztahu io6 These disadvantages, i.e. the measurement of insulation quality only in areas without stray currents and in pipelines where cathodic protection has already been installed, are eliminated by the method of determining the average conductivity of the insulated ground pipeline according to the invention, which consists in dividing the pipeline into Sections whose length is chosen according to the power of the low-frequency signal source and the attenuation of the low-frequency signal passing through the pipeline is measured on each section by connecting the low-frequency signal source approximately 2 km before the measured section. the end of this section measured signal level of the selective voltmeter tuned to the frequency of the low frequency signal source, the average conductivity of the insulation of the section [/ rS / m 2] is calculated according to well 6
G ™ -- . --fG ™ -. - - f
21T>rz 2B kdo. A = 4 A^fÍAlTfjZLC-fStrfRoZ B ^(2JrrL)zf D=(2a)ZR+8 (Kf)2RLC, a je změřená hodnota útlumu na 1 km potrubí v [dB] při kmitočtu f v [Hz], která se vypočte podle vztahu21T> r of 2B who. A = 4 A ^ f1AlTfjZLC-fStrfRoZ B ^ (2JrrL) z f D = (2a) From R + 8 (Kf) 2 RLC, and is the measured attenuation per 1 km of pipeline in [dB] at fv [Hz], which is calculated by the relationship
1o& 1o &
Lh kde Ux je úroveň nízkofrekvenčního signálu na začátku úseku ve [V], U2 je úroveň nízkofrekvenčního signálu ve [V] na konci měřeného úseku o délpe 1 v [km], R, L a C jsou parametry potrubí vypočtené podle vztahů *= £ · J ' ιο^εν c ---r- jLh where U x is the low-frequency signal at the beginning of the section in [V], U 2 is the low-frequency signal in [V] at the end of the measured section of 1 in [km], R, L and C are pipe parameters calculated according to = £ · J 'ιο ^ εν c --- r- j
19^-¾19 ^ -¾
V *t *4»V * t * 4 »
kde η je vnitrní poloměr potrubí v [mm], s je síla stěny potrubí v [mm], v je tloušťka izolace potrubí v [mm], pv je měrný odpor potrubí v [fímm2/m], pz je měrný odpor půdy v [ifímm2/m], f je kmitočet v [Hz] při němž se provádí měření útlumu a, ε, je relativní permitivita izolace potrubí, μΓ je relativní permeabilita oceli z níž je vyrobeno· potrubí, výsledná hodnota průměrné vodivosti izolace celého potrubí se vypočte jako aritmetický průměr z hodnot vypočtených pro jednotlivé úseky.where η is internal pipe radius in [mm], s is pipe wall thickness in [mm], v is pipe insulation thickness in [mm], p v is pipe resistivity in [fm 2 / m], pz is soil resistivity v [ifímm 2 / m], f is the frequency in [Hz] at which attenuation measurements are taken a, ε, is the relative permittivity of the pipe insulation, μΓ is the relative permeability of the steel from which it is made is calculated as the arithmetic mean of the values calculated for each section.
Hlavní výhodou vynálezu je možnost měření průměrné vodivosti izolace i v oblastech s bludnými proudy v důsledku použití nízkofrekvenčního signálu, který není bludnými proudy nikterak ovlivňován. Další výhoda je, že k měření úrovně nízkofrekvenčního signálu na potrubí postačí jakékoliv galvanické připojení na potrubí.The main advantage of the invention is the possibility of measuring the average conductivity of the insulation even in areas with stray currents due to the use of a low-frequency signal which is not affected by stray currents in any way. Another advantage is that any galvanic connection to the pipe is sufficient to measure the low-frequency signal level on the pipe.
Průměrná vodivost izolace potrubí se vypočte jako aritmetický průměr z hodnot stanovených pro úseky tohoto potrubí. Délka úseků, na které se rozdělí potrubí, jehož průměrná' vodivost má být stanovena, se volí s ohledem na výkon zdroje nízkofrekvenčního signálu, citlivost a selektivitu selektivního voltmetru a rušivé signály. Na jednotlivých úsecích se změří útlum nízkofrekvenčního signálu způsobem zakresleným na výkresu.The average conductivity of the pipe insulation shall be calculated as the arithmetic mean of the values determined for the sections of that pipe. The length of the sections on which the pipeline whose average conductivity is to be determined is divided is selected with respect to the power of the low-frequency signal source, the sensitivity and selectivity of the selective voltmeter, and the interfering signals. The attenuation of the low-frequency signal is measured in the individual sections in the manner shown in the drawing.
Mezi potrubí 1 a anodové uzemnění 4 je zapojen zdroj nízkofrekvenčního signálu 2. Přenosný selektivní nanovoltmetr 3 je připojen k měřicímu vývodu 6 a zemi 5. Na potrubí 1 je za měřicím vývodem 6 ve vzdálenosti 5 km další měřicí vývod 7. Mezi vývodem 6 a 7 je úsek měřené průměrné vodivosti izolace. Vzdálenost mezi měřicím vývodem 6 a místem připojení 8 zdroje nízkofrekvenčního· signálu je 2 km.A portable low-frequency signal source 2 is connected between line 1 and anode ground 4. The portable selective nano-meter 3 is connected to the measurement terminal 6 and the ground 5. On the line 1, there is another measuring terminal 7 at a distance of 5 km. is the measured average conductivity of the insulation. The distance between the test lead 6 and the connection point 8 of the low-frequency signal source is 2 km.
Útlum nízkofrekvenčního signálu se vypočte pro jednotlivé úseky podle vztahu kde U! je úroveň signálu změřená selektivním voltmetrem mezi měřicím vývodem 6 a zemí a U3 je úroveň signálu změřená mezi měřicím vývodem 7 a zemi a 1 je vzdálenost mezi měřicími vývody.The attenuation of the low-frequency signal is calculated for the individual segments according to the relation where U! is the signal level measured by the selective voltmeter between the measurement terminal 6 and ground and U 3 is the signal level measured between the measurement terminal 7 and the ground and 1 is the distance between the measurement terminals.
Měření útlumu se provede na kmitočtu v rozmezí od 10 [Hzj do 1 [kHz] s ohledem na rušení a požadovaný dosah, se vzrůstajícím kmitočtem roste útlum nízkofrekvenčního signálu a dosah zdroje nízkofrekvenčního signálu se zmenšuje.The attenuation measurement is performed at a frequency ranging from 10 [Hz] to 1 [kHz] with respect to interference and desired range, as the frequency increases, the attenuation of the low frequency signal increases and the range of the low frequency signal source decreases.
K výpočtu průměrné vodivosti izolace je dále třeba znát tyto parametry: vnitřní poloměr potrubí rb sílu stěny potrubí s, tloušťku izolace potrubí v, měrný odpor potrubí pv, měrný odpor půdy pz, relativní permeabilitu oceli z níž je vyrobeno potrubí μΓ a relativní permitivitu izolace potrubí er.In order to calculate the average conductivity of the insulation, the following parameters must be known: inner pipe radius r b pipe wall thickness s, pipe insulation thickness v, pipe resistivity p v , soil resistivity p z , relative permeability of the steel from which pipe μ Γ is made relative permittivity of pipe insulation e r .
Vnitřní poloměr potrubí rx lze vypočítat ze známé jmenovité světlosti potrubí. Měrný odpor půdy je průměrná hodnota z několika měření provedených podél měřeného úseku. Průměrná vodivost izolace potrubí se vypočte podle vztahu 1°6 -P+^DZ+4AB ” 2ΊΓ^ 28The inner pipe radius r x can be calculated from the known nominal pipe size. Soil resistivity is the average value of several measurements taken along a measured section. The average conductivity of the pipe insulation is calculated according to 1 ° 6 -P + ^ D Z + 4AB ”2ΊΓ ^ 28
A = 4«? + (4aVf )*LC-(2fífRC)z 8 = (2^^,A = 4 «? + (4aVf) * LC- (2ffC) z 8 = (2 ^^,
D = (2a)ZR + 8 (fff)Z RLC, = *Δ D = (2a) From R + 8 (fff) From RLC, = * Δ
Veličina a je útlum na 1 km potrubí změřený a vypočtený výše uvedeným způsobem, f je kmitočet v [Hz] při němž byl útlum změřen. R, L a C jsou parametry potrubí vy počtené podle vztahů Λ (V10 ·/ L” 2ίΓΐ(Γ ★ 2 '10 (1 + y£ )/ _ 10~6^ C 18^The quantity a is the attenuation per 1 km of pipe measured and calculated as above, f is the frequency in [Hz] at which the attenuation was measured. R, L and C are the parameters you pipe reckoned of relations Λ (10 · V / L "2ίΓ ΐ (Γ ★ 2 '10 (1 + y £) / _ ~ 10 ^ 6 18 ^ C
Veličina r3 je vnější poloměr potrubí i s izolací a lze ji vypočítat podle vztahu r3 = r2 + vThe quantity r 3 is the outer radius of the pipe with insulation and can be calculated according to the relation r 3 = r 2 + v
Veličiny r(, s a v je třeba dosadit do vzorců v [mmj, vzdálenost 1 mezi měřicími vývody na začátku a na konci měřeného úseku v [km], měrný odpor půdy pz a měrný odpor potrubí pv v [QmmVm],The quantities r ( , s and c) must be represented in formulas in [mmj, distance 1 between the measuring leads at the beginning and the end of the measured section in [km], the soil resistivity p z and the pipe resistivity p v v [QmmVm],
Pro kontrolu správnosti výpočtu, popřípadě měření, je vhodné změřit a vypočítat průměrnou vodivost izolace pro několik kmitočtů. Při kmitočtech od 10 [Hzj do jednoho [kHz] musí vyjít průměrná vodivost izolace vždy stejná. V případě, že při měření na různých kmitočtech vychází různá vodivost izolace, je v měření chyba, např. k potrubí je připojena cizí konstrukce, na měřeném úseku je rozpojená izolační příruba apod.To check the correctness of the calculation or measurement, it is appropriate to measure and calculate the average insulation conductivity for several frequencies. At frequencies from 10 [Hzj to one [kHz] the average insulation conductivity must always be the same. In case that different insulation conductivity is measured at different frequencies, there is an error in the measurement, eg a foreign structure is connected to the pipeline, the insulation flange is disconnected, etc. on the measured section.
Pro snadné stanovení průměrné vodivosti izolace byly sestaveny tabulky pro různé druhy potrubí. Při znalosti jmenovité světlosti, tloušťky stěny a tloušťky izolace lze pro kmitočty 10, 15, 20, 25, 35, 80, 140, 230, 400 a 1000 [Hz] a útlumy 1—20 [dB/km] z tabulky odečíst průměrnou vodivost izolace potrubí.For easy determination of the average conductivity of the insulation, tables have been compiled for different types of pipes. Knowing the nominal size, wall thickness and insulation thickness for the frequencies 10, 15, 20, 25, 35, 80, 140, 230, 400 and 1000 [Hz] and attenuations 1 - 20 [dB / km], the average conductivity can be read from the table pipe insulation.
Vynálezu lze použít např. v plynárenství, vodárenství, petrochemii a v příbuzných oborech.The invention can be used, for example, in the gas, water, petrochemical and related fields.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS960280A CS220487B1 (en) | 1980-12-31 | 1980-12-31 | Method for determining the average insulation conductivity in a ground-laid insulated pipe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS960280A CS220487B1 (en) | 1980-12-31 | 1980-12-31 | Method for determining the average insulation conductivity in a ground-laid insulated pipe |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS220487B1 true CS220487B1 (en) | 1983-04-29 |
Family
ID=5445650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS960280A CS220487B1 (en) | 1980-12-31 | 1980-12-31 | Method for determining the average insulation conductivity in a ground-laid insulated pipe |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS220487B1 (en) |
-
1980
- 1980-12-31 CS CS960280A patent/CS220487B1/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4481474A (en) | Device for measurement of the potential with respect to the soil of a cathodically protected metallic structure | |
| US6956376B2 (en) | Devices for characterizing a multiphase fluid having a continuous conductive phase | |
| US4101827A (en) | Method and apparatus for determining the location of a leak in a pipe buried underground | |
| DE2413345C2 (en) | Insulated pipeline system, especially an underground pipeline system for district heating | |
| CA1083528A (en) | Method and apparatus for monitoring a cathodically protected corrodible hollow member | |
| US5905194A (en) | Pipe line with integral fault detection | |
| US4206402A (en) | System and method for detecting leakage in a pipeline or tank | |
| US10962494B2 (en) | Ground impedance measurement of a conduit system | |
| DE2012768A1 (en) | Method for determining moisture in the area of the outside of pipes in a pipeline system, in particular for checking corrosion in a district heating system | |
| US3405356A (en) | System including two pairs of voltage electrodes for detecting discontinuities in insulation coatings on conductive conduit | |
| US4584521A (en) | Method of detecting the defects in a dielectric coating at the surface of an electrically conductive underlayer | |
| US4689552A (en) | Method and device for detecting insulation damage to a buried object | |
| CA2206224A1 (en) | Detection of potential for corrosion of steel reinforced composite pipe | |
| RU2566112C2 (en) | Method for determining heat pipeline leakage point | |
| CS220487B1 (en) | Method for determining the average insulation conductivity in a ground-laid insulated pipe | |
| US2987672A (en) | Impedance test apparatus | |
| US4357573A (en) | Method of surveying sub-sea pipeline | |
| CA1305521C (en) | Underground cable testing method | |
| RU2011110C1 (en) | Device for locating leaks in pipe line | |
| RU2172943C2 (en) | Comparison electrode of prolonged action | |
| CN108823574B (en) | Flexible anode | |
| US6639404B1 (en) | Device for measuring flow rate | |
| JPH02203263A (en) | Method for detecting damage of buried body having electric insulating coating layer | |
| IT201900014043A1 (en) | METER AND PROCEDURE FOR MEASURING THE LEVEL OF A LIQUID. | |
| DE102018107450A1 (en) | Device for determining a level of a liquid in a measuring tube, and flowmeter with such a device |