PL 444841 A1 2/11 Sposób i urzadzenie do przesylania sygnalów akustycznych w badaniach polietylenowych ukladów podziemnych sieci gazowych Przedmiotem wynalazku jest sposób i urzadzenie do przesylania sygnalów akustycznych w badaniach polietylenowych ukladów podziemnych sieci gazowych, stosowany do przesylania sygnalów emisji akustycznej umozliwiajacych wykrywanie, lokalizacje i klasyfikacje aktywnych uszkodzen oraz ocene stanu technicznego rurowych elementów infrastruktury gazowej wykonanych z polietylenu. Znany jest z polskiej publikacji wynalazku P.379398 uklad pomiarowy do ciaglego diagnozowania stanu skorodowania scian zbiorników ladunkowych wypelnionych ropa naftowa produktami ropopochodnymi, lub woda balastowa zwlaszcza na tankowcach, za pomoca pomiarów em1sJ1 akustycznej korozji elektrochemicznej na sciankach zbiorników, W rozwiazaniu tym czujniki rozmieszczone sa wewnatrz zbiornika, w optymalnie ustalonych ilosciach i miejscach oraz podlaczone sa do stalej i bezpiecznej instalacji kablowej tankowca, lacznie z przewodami uziemiajacymi czujniki, przy czym instalacja przewodów pomiarowych polaczona jest z aparatura pomiarowa zamontowana w przeznaczonym do tego celu pomieszczeniu na tankowcu. Znany jest z polskiej publikacji wynalazku P.294212 sposób lokalizacji zagrozen uszkodzen rurociagów, polegajacy na tym, ze za pomoca rozmieszczonych wzdluz dlugosci lub na elementach rurociagu czujników pomiarowych (Cl), (C2), ... (Ck) mierzy sie aktualne wartosci sil, przemieszczen, temperatury i cisnienia w róznych punktach rurociagu, które po zamianie na wartosc cyfrowa kalibruje sie odpowiednio w jednostkach sily, dlugosci, temperatury, cisnienia, a nastepnie ustala sie geometrie rurociagu oraz stan zawieszen rurociagu. Na podstawie informacji o geometrii rurociagu, stanie zawieszen, wartosciach sil w zawieszeniach, wielkosciach przemieszczen, wartosciach temperatury i cisnien ustala sie stany naprezen i przemieszczen w rurociagu zaleznie od sil, temperatur, cisnien i wymuszonych przemieszczen dzialajacych na rurociag, na podstawie których porównuje sie naprezenia w poszczególnych odcinkach i elementach rurociagu w odniesieniu do wartosci dopuszczalnych naprezen, zmierzonych sil i przemieszczen w zawieszeniach oraz wyznacza sie zuzycie zmeczeniowe poszczególnych elementów rurociagu, a nastepnie na podstawie informacji o przekroczeniu: wartosci dopuszczalnych sil w zawieszeniach, wartosci dopuszczalnych naprezen w elementach rurociagu, wartosci dopuszczalnych przemieszczen ustalonych dla wszystkich odcinków i elementów PL 444841 A1 3/11 rurociagu oraz informacji o nieprawidlowosciach wystepujacych w pracy zawieszen ustala sie miejsca rurociagu zagrozone lub uszkodzone. Znana jest z polskiej publikacji wynalazku P.286950 sonda do pomiarów sygnalów emisji akustycznej w glebach i gruntach. Sonda ma postac preta polaczonego z czujnikiem przekazujacym sygnaly do dalszych czesci aparatury pomiarowej, przy czym, czesc dlugosci preta metalowego otoczona jest cylindryczna obudowa osadzona na swoich koncach na precie poprzez akustycznie izolujace tuleje, a nieizolowany koniec preta jest odbiornikiem sygnalów. Znane sa równiez sposoby detekcji uszkodzen sieci gazociagowych w oparciu o metode emisji akustycznej z chinskich publikacji patentowych CN106907577A oraz CN107120535A. Celem wynalazku jest opracowanie rozwiazania, dotyczacego przesylu sygnalów akustycznych dopasowanego do materialów i róznych srednic rur tworzacych polietylenowe sieci gazowe. Przeslanie sygnalów do procesora emisji akustycznej jest niezbedne do poprawnego dzialania ukladu do diagnozowania i monitorowania stanu technicznego polietylenowych sieci gazowych. System przesylu jest nieodzowna czescia ukladu umozliwiajacego dokladne monitorowanie i diagnozowanie stanu technicznego obiektów na podstawie procesów destrukcyjnych wystepujacych w calym obiekcie liniowym lub jego czesci podczas jego eksploatacji. Opracowanie wynalazku ma na celu zapewnienie mozliwosci wykorzystania metody emisji akustycznej do oceny stanu i diagnozowania polietylenowych sieci gazowych. Urzadzenie do przesylania sygnalów akustycznych w badaniach polietylenowych ukladów podziemnych sieci gazowych, charakteryzuje sie tym, ze sklada sie z obejmy zaciskowej, wykonanej z pasa kwasoodpornej blachy stalowej o grubosci 1.5 mm i szerokosci 50 mm, mocowanej za pomoca laczników na badanym elemencie rurowym, majacych postac zacisków laczacych oba konce obejmy, przy czym pionowo, do obejmy przymocowane jest usztywnienie, majace postac pierscienia z wycieciem lukowym w jego podstawie, odpowiadajacym krzywiznie obejmy, przy czym do usztywnienia przymocowany jest na sztywno pionowy systemowy pret, sluzacy do przeslania sygnalów, wyposazony w zakonczenie gwintowane, umozliwiajacy przykrecenie uchwytu prowadzacego sygnaly emisji akustycznej wraz z czujnikiem emisji akustycznej. Sposób przesylania sygnalów akustycznych w badaniach polietylenowych ukladów podziemnych sieci gazowych, charakteryzuje sie tym, ze w celu przesylu sygnalów emisji akustycznej mocuje sie zaciskowa obejme stalowa, wykonanej z pasa PL 444841 A1 4/11 kwasoodpornej blachy stalowej o grubosci 1.5 mm i szerokosci 50 mm, mocowana za pomoca laczników na badanym elemencie rurowym, majacych postac zacisków laczacych oba konce obejmy, przy czym pionowo, do obejmy mocuje sie usztywnienie, majace postac pierscienia z wycieciem lukowym w jego podstawie, odpowiadajacym krzywiznie obejmy, przy czym do usztywnienia mocuje sie na sztywno pionowy systemowy pret, sluzacy do przeslania sygnalów akustycznych, wyposazony w zakonczenie gwintowane, umozliwiajacy przykrecenie uchwytu prowadzacego sygnaly emisji akustycznej wraz z czujnikiem emisji akustycznej, przy czym bezposrednio przed montazem nanosi sie na powierzchnie rury w miejscu kontaktu z górna czescia obejmy, równomierna cienka warstwe pasty silikonowej. Nastepnie stalowa obejme w izolacji zapobiegajacej penetracji czynników korozyjnych zamyka sie, a nastepnie z obejmy wyprowadza sie pionowy systemowy pret ponad powierzchnie gruntu, po czym do górnej czesci systemu przesylania wyposazonej w zakonczenie gwintowane, przykreca sie uchwyt przewodzacy sygnaly emisji akustycznej wraz z czujnikiem emisji akustycznej. Sposób przesylania sygnalów akustycznych w badaniach polietylenowych ukladów podziemnych sieci gazowych znamienny tym, ze pretowa czesc systemu przesylu zabezpiecza sie izolacyjna oslona chemiczna, to jest materialem o wysokiej lepkosci i fizyczna oslona z tworzywa sztucznego PVC, zapobiegajacymi przed oddzialywaniem niekorzystnych czynników atmosferycznych powodujacych procesy utleniajaco-niszczace. Wykorzystanie systemu przesylu bedzie nastepowalo w trakcie pomiarów emisji akustycznej. Zmocowanie systemu na fragmencie gazociagu polietylenowego umozliwi prowadzenie okresowych pomiarów metoda emisji akustycznej. Sygnaly akustyczne sa generowane przez procesy destrukcyjne rozwijajace w sie w trakcie eksploatacji rurociagów gazowych. Sygnaly te musza zostac przeslane z powierzchni i struktury wewnetrznej materialu rurowego do odpowiedniego czujnika emisji akustycznej, a nastepnie do procesora emisji akustycznej. W trakcie procesu analizy, sygnaly sa poddawane klasyfikacji. Podstawa oceny stopnia zagrozenia rurociagu jest klasyfikacja sygnalów i analiza czasowo-czestotliwosciowa sygnalów. Lokalizacja zródel emisji akustycznej umozliwia okreslenie wystapienia uszkodzen oraz rozleglosci poszczególnych klas uszkodzen. Kryteria klasyfikacji odnosza sie do poziomu zagrozenia, jakie dla rurociagu stanowia aktywne procesy destrukcyjne. Przedmiot wynalazku zostal uwidoczniony na rysunku przedstawiajacym widok urzadzenia do przesylania sygnalów akustycznych w badaniach polietylenowych ukladów podziemnych sieci gazowych. PL 444841 A1 /11 Urzadzenie do przesylu sygnalów akustycznych w badaniach polietylenowych ukladów podziemnych sieci gazowych, sklada sie ze specjalnych stalowych obejm, przeznaczonych do wykonywania pomiarów em1sJ 1 akustycznej na gazociagach polietylenowych. Urzadzenie do przesylu sygnalów akustycznych w badaniach polietylenowych ukladów podziemnych sieci gazowych sklada sie z obejmy zaciskowej 4 mocowanej za pomoca laczników 6 w postaci srub z nakretkami na badanym elemencie rurowym 1, majacych postac zacisków laczacych oba konce obejmy. Pionowo, do obejmy 4 przymocowane jest usztywnienie 5, majace postac pierscienia z wycieciem lukowym w jego podstawie, odpowiadajacym krzywiznie obejmy 4, tak aby oba te elementy scisle do siebie przylegaly. Kolejno, do usztywnienia 5 przymocowany jest na sztywno pionowy systemowy pret 2, sluzacy do przeslania sygnalów, wyposazony w zakonczenie gwintowane, umozliwiajacy przykrecenie uchwytu prowadzacego sygnaly emisji akustycznej wraz z czujnikiem emisji akustycznej 3. Obejma zaciskowa 4 wykonana jest z pasa kwasoodpornej blachy stalowej o grubosci 1.5 mm i szerokosci 50 mm. Zastosowano obejme zaciskowa 4, pozwalajaca na montaz pretowego urzadzenia przesylania sygnalów zarówno na gazociagach PE na zewnetrznej powierzchni rury 1, zas uzyte zabezpieczenie antykorozyjne ma za zadanie chronic konstrukcje pretowego urzadzenia przesylania sygnalów i obejmy 4. Procedura wykorzystania sposobu na rurze polietylenowej, wedlug wynalazku, sklada sie z nastepujacych etapów: a) Wykonanie odkrywki i jej zabezpieczenie w m1eJscu montazu punktu pomiarowego zgodnie z obowiazujacymi regulacjami i dobrymi praktykami (do instalacji wymagane jest odkrycie calosci rury na dlugosci minimum 0,75 m, wraz z zapewnieniem wolnej przestrzeni pod gazociagiem, umozliwiajacej przeprowadzenie prac montazowych i nawiniecie izolacji tasmowej). b) W przypadku stwierdzenia ubytków izolacji poza rejonem montazu pretowego urzadzenia do przesylania sygnalów odkrycie rury dla uzyskania dostepu obwodowego i zaizolowanie tasmowo w klasie C2 zgodnie z PN-EN ISO 21809-1:2011. c) Przygotowanie powierzchni rury - obwodowo na dlugosci ok. 25 cm - oczyszczenie i odtluszczenie powierzchni. d) Pokrycie zewnetrznej czesci obejmy zaciskowej Primerem (antykorozyjnym srodkiem gruntujacym dedykowanym dla powierzchni stalowych - podkladem) -PL 444841 A1 6/11 dokladne wymieszanie Primera w oryginalnym opakowaniu, az do rozpuszczenia osadów dennych, a nastepnie naniesienie cienkiej, równomiernej warstwy podkladu przy pomocy pedzla lub walka na oczyszczona i osuszona powierzchnie. Zamkniecie i uszczelnienie pojemnika z podkladem natychmiast po uzyciu. Oczyszczenie pedzla lub walka z uzyciem odpowiedniego rozpuszczalnika (np. benzyny lakowej). e) Pozostawienie podkladu do wyschniecia, az do braku lepkosci ( czas schniecia zalezy od temperatury otoczenia i wietrznosci (ok. 10 - 30 min.)). Wykonanie nastepnych prac najpózniej w ciagu 6 h od naniesienia (w przeciwnym razie lub w przypadku zanieczyszczenia powierzchni (np. kurzem) warstwe podkladu nalezy odnowic). f) Przygotowanie obejmy ze stali kwasoodpornej o grubosci 1,5 mm i szerokosci 50 mm o dlugosci dopasowanej do srednicy rury do montazu: naniesienie bezposrednio przed montazem na spodnia powierzchnie (tj. powierzchnie kontaktu z rura) górnej czesci obejmy równomierna, cienka warstwe pasty silikonowej N. g) Umieszczenie górnej czesci obejmy z zamontowanym w niej pretowym urzadzeniem do przesylania sygnalów na rurze, zwracajac uwage na pionowe usytuowanie pretowego urzadzenia do przesylania sygnalów. h) Zalozenie dolnej czesci obejmy na rure. Równomierne dokrecenie srub zaciskowych obejmy, maksymalny moment dokrecania ok. 25 Nm. i) Odciecie wolnych konców srub zaciskowych obejmy ok. 1 cm ponizej nakretek. j) W przypadku polaczenia gwintowego pretowego urzadzenia do przesylania sygnalów z obejma sprawdzenie prawidlowosci dokrecenia pretowego urzadzenia do przesylania sygnalów do obejmy - moment dokrecenia pretowego urzadzenia przesylania sygnalów i przeciwnakretki ok. 15 Nm. k) Nasuniecie na pretowe urzadzenie do przesylania sygnalów rurki termokurczliwej waskiej - na dlugosci od ok. 5 mm ponizej gwintu do nakretki pretowego urzadzenia do przesylania sygnalów (dlugosc calkowita ok. 1,90 m) i obkurczenie z uzyciem recznego palnika gazowego. 1) Wyoblenie ksztaltu obejmy zaciskowej poprzez nalozenie masy wypelniajacej na elementy wystajace/ostro zakonczone, w szczególnosci na elementy systemu zaciskowego. m) Nasuniecie rury PVC o srednicy 50 mm (rury oslonowej) kielichem na element pozycjonujacy (podstawe rury) na obejmie zaciskowej. Odciecie przed nasunieciem wedlug potrzeby górnego konca rury (tj. kielicha) - tak aby PL 444841 A1 7/11 po montazu pretowego urzadzenia przesylania sygnalów wystawal ponad rure na dlugosci gwintu+ 1-2 cm. n) Nawiniecie (bez wzgledu na rodzaj systemu izolacji Gednotasmowy/ dwutasmowy)) tasmy DENSOLEN®-AS39 P, rozpoczynajac od rury oslonowej na zewnatrz - przy uzyciu w okolicach rury oslonowej (znacznego wyoblenia izolacji) tasmy o szerokosci 5 cm, a w dalszej czesci - tasmy o szerokosci 10 cm. o) Nawijanie tasmy z zakladem 50%. Mocowanie tasmy 3-warstwowej DENSOLEN®-AS39 P szara strona do powierzchni rury (napiecie tasmy jest wystarczajace, jezeli jej szerokosc zmniejsza sie o ok. 1 % podczas aplikacji). Usuniecie przekladek. Owiniecie tasma calego obwodu przylegajacej izolacji fabrycznej na dlugosci min. 50 mm obustronnie. p) Nawiniecie ta sama technika zewnetrznej tasmy izolacyjnej DENSOLEN® R20 HT (dla dwutasmowej technologii): rozpoczynajac od rury oslonowej na zewnatrz - przy uzyciu w okolicach rury oslonowej (znacznego wyoblenia izolacji) tasmy o szerokosci 5 cm, a w dalszej czesci - tasmy o szerokosci 1 O cm. Nawijanie tasmy z zakladem 50%. q) Nalozenie na rure oslonowa slupka oznaczeniowo-pomiarowego (bez wkladki montazowej przewodów ochrony katodowej) do kontaktu z izolacja obejmy gazociagu. Dopasowane dlugosci slupka - tak aby rura oslonowa po montazu wystawala nieznacznie (1-2 cm) ponad krawedz czarnej wkladki polaczeniowej slupka. Wykonanie w dolnej czesci slupka nieosiowych otworów i zamontowanie kotwy z ominieciem rury oslonowej. r) Zasypanie odkrywki, kontrola pionowosci ustawienia slupka oznaczemowo pomiarowego. s) Zalanie wnetrza rury oslonowej podgrzana do konsystencji plynnej masa wypelniajaca- masa zalewowa tiksotropowa (do wysokosci ok. 0,5-1 cm ponizej krawedzi rury). Kontrola spieniania masy w trakcie zalewania. Uzupelnienie masy po jej odgazowaniu do wymaganego poziomu oraz wcisniecie do rury kraka pozycjonujacego centralnie pretowe urzadzenie do przesylania sygnalów - do kontaktu krazka z masa wypelniajaca. t) Zamkniecie slupka, wyrównanie i uporzadkowanie terenu. Jednorazowe zamocowanie systemu umozliwia prowadzenie okresowych pomiarów emisji akustycznej przez kilka lat. Ocena przydatnosci sytemu i poprawnosci jego PL 444841 A1 8/11 funkcjonowania bedzie przeprowadzona kazdorazowo przed przystapieniem do docelowego pomiaru z wykorzystaniem kalibratora typu Shu-Nielsena. Stosowane urzadzenie do przesylu sklada sie z gladkiego preta ze stali kwasoodpornej o srednicy 12 mm nagwintowanego w górnej czesci celem umozliwienia zamocowania poprzez nakrecenie uchwytu przewodzacego sygnaly emisji akustycznej wraz z czujnikiem emisji akustycznej z wyprowadzonym kablem. Przesyl sygnalów bedzie nastepowal poprzez pretowa czesc systemu przesylu do czujnika, nastepnie do przedwzmacniacza, a finalnie do kanalu procesora emisji akustycznej. PL 444841 A1 9/11 Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do przesylania sygnalów akustycznych w badaniach polietylenowych ukladów podziemnych sieci gazowych, znamienne tym, ze sklada sie z obejmy zaciskowej (4), wykonanej z pasa kwasoodpornej blachy stalowej o grubosci 1.5 mm i szerokosci 50 mm, mocowanej za pomoca laczników (6) na badanym elemencie rurowym, majacych postac zacisków laczacych oba konce obejmy, przy czym pionowo, do obejmy ( 4) przymocowane jest usztywnienie (5), majace postac pierscienia z wycieciem lukowym w jego podstawie, odpowiadajacym krzywiznie obejmy (4), przy czym do usztywnienia (5) przymocowany jest na sztywno pionowy systemowy pret (2), sluzacy do przeslania sygnalów, wyposazony w zakonczenie gwintowane, umozliwiajacy przykrecenie uchwytu prowadzacego sygnaly emisji akustycznej wraz z czujnikiem emisji akustycznej (3). 2. Sposób przesylania sygnalów akustycznych w badaniach polietylenowych ukladów podziemnych sieci gazowych, znamienny tym, ze w celu przesylu sygnalów emisji akustycznej mocuje sie zaciskowa obejme stalowa (4), wykonana z pasa kwasoodpornej blachy stalowej o grubosci 1.5 mm i szerokosci 50 mm, mocowana za pomoca laczników (6) na badanym elemencie rurowym, majacych postac zacisków laczacych oba konce obejmy (4), przy czym pionowo, do obejmy (4) mocuje sie usztywnienie (5), majace postac pierscienia z wycieciem lukowym w jego podstawie, odpowiadajacym krzywiznie obejmy (4), przy czym do usztywnienia (5) mocuje sie na sztywno pionowy systemowy pret (2), sluzacy do przeslania sygnalów akustycznych, wyposazony w zakonczenie gwintowane, umozliwiajacy przykrecenie uchwytu prowadzacego sygnaly em1sJ1 akustycznej wraz z czujnikiem emisji akustycznej (3), przy czym bezposrednio przed montazem nanosi sie na powierzchnie rury w miejscu kontaktu z górna czescia obejmy, równomierna cienka warstwe pasty silikonowej, a nastepnie stalowa obejme (4) w izolacji zapobiegajacej penetracji czynników korozyjnych zamyka sie, a nastepnie z obejmy ( 4) wyprowadza sie pionowy systemowy pret (2) ponad powierzchnie gruntu, po czym do górnej czesci systemu przesylania wyposazonej w zakonczenie gwintowane, przykreca sie uchwyt przewodzacy sygnaly emisji akustycznej wraz z czujnikiem emisji akustycznej (3). 3. Sposób, wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze pretowa czesc systemu przesylu zabezpiecza sie izolacyjna oslona chemiczna, to jest materialem o wysokiej lepkosci i fizyczna oslona z tworzywa sztucznego PVC, zapobiegajacymi przed oddzialywaniem niekorzystnych czynników atmosferycznych powodujacych procesy utleniajaco-niszczace. PL 444841 A1 /11 3 2 Rys. PL 444841 A1 11/11 al. Niepodleglosci 188/192 00-950 Warszawa, skr. poczt. 203 URZAD PATENTOWY RZECZYPOSPOLITEJ POLSKIEJ tel.: (+48) 22 579 05 55 I fax: (+48) 22 579 00 01 e-mail: kontakt@uprp.gov.pl I www.uprp.gov.pl SPRAWOZDANIE O ST ANIE TECHNIKI DO ZGLOSZENIA NR P.444841 Klasyfikacja zgloszenia: G0lN 29/04, GOlN 29/14 Podklasy w których prowadzono poszukiwania: GO IN Bazy komputerowe w których prowadzono poszukiwania: bazy UPRP, Espacenet, Google Patents Kategoria dokumentu A A A Dokumenty - z podana identyfikacja CN204086224 U (UNIV XI AN JIAOTONG) 07-01-2015 US2022163486 Al (NOVOSOUND LTD [GB]) 26-05-2022 CN101393170 A (ZHEJIANG SPECIAL EQUIPMENT INS [CN]) 25-03-2009 D Dalszy ciag wykazu dokumentów na nastepnej stronie A- dokument okreslajacy ogólny stan techniki, który nie jest uwazany za posiadajacy szczególne znaczenie, E - dokument stanowiacy wczesniejsze zgloszenie lub patent, ale opublikowany w lub po dacie zgloszenia, Odniesienie do zastrz. 1-3 1-3 1-3 L - dokument, który moze poddawac w watpliwosc zastrzegane pierwszenstwo(-wa), lub przytocwny w celu ustalenia daty publikacji innego cytowanego dokumentu lub z innego szczególnego powodu, O - dokument odnoszacy sie do ujawnienia ustnego przez zastosowanie, wystawienie lub ujawnienie w inny sposób, P - dokument opublikowany przed data zgloszenia, ale pózniej niz zastrzegana data pierwszenstwa, T - dokument pózniejszy, opublikowany po dacie zgloszenia lub w dacie pierwszenstwa i niebedacy w konflikcie ze zgloszeniem, ale cytowany w celu zrommienia zasad lub teorii lezacych u podstaw wynalazku, X - dokument o szczególnym znaczeniu; zastrzegany wynalazek nie moze byc uwazany za nowy lub nie moze byc uwazany za posiadajacy poziom wynalazczy, jezeli ten dokument brany jest pod uwage samodzielnie, Y - dokument o szczególnym znaczeniu; zastrzegany wynalazek nie moze byc uwazany za posiadajacy poziom wynalazczy, jezeli ten dokument zostanie polaczony z jednym lub kilkoma tego typu dokumentami, a takie polaczenie bedzie oczywiste dla znawcy, & - dokument nalezacy do tej samej rodziny patentowej. Sprawozdanie wykonal/-a: Irena Pokorska Ekspert Data: 23.06.2023 Uwagi do zgloszenia Sprawozdanie zostalo wykonane w oparciu o zastrz. z dnia 10.05.2023 r. Podpis: /podpisano kwalifikowanym podpisem elektronicznym/ Pismo wydane w formie dokumentu elektronicznego PL