Мета роботи полягає у вирішенні важливого науково-прикладного завдання в галузі приладів і методів неруйнівного контролю - розробленні методу та засобу контролю ізоляційного покриггя підземних трубопроводів для виявлення та ідентифікації типу дефекту ізоляції. Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі завдання: - проаналізувати сучасний стан та тенденції розвитку існуючих методів і технічних засобів для контролю дефектів ізоляційного покриття підземних трубопроводів; -провести теоретичні дослідження з метою встановлення інформативних параметрів для контролю стану ізоляційного покриття підземних трубопроводів із можливістю виявлення дефектів ізоляції типу відшарування; - розробити експериментальний взірець інформаційно-вимірювальної системи та виконати експериментальні дослідження взаємозв'язку між запропонованими інформативними параметрами та станом ізоляційного покриття з метою оцінки їх достовірності; -розробити комплексний метод для виявлення та ідентифікації типу дефекту ізоляційного покриття підземних трубопроводів; -розробити, виготовити та провести промислову апробацію інформаційно-вимірювальної системи і технології контролю технічного стану ізоляційного покриття підземних трубопроводів. Об'єкт дослідження - процес зміни технічного стану ізоляційного покриття підземного трубопроводу. Предмет дослідження - методи та засоби неруйнівного контролю І стану ізоляційного покриття підземних трубопроводів. ЗМІСТ ВСТУП 6 РОЗДІЛ 1 АНАЛІЗ МЕТОДІВ І ЗАСОБІВ КОНТРОЛЮ ТЕХНІЧНОГО СТАНУ ІЗОЛЯЦІЙНОГО ПОКРИТТЯ ПІДЗЕМНИХ ТРУБОПРОВОДІВ В УМОВАХ СКЛАДНИХ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ОБ'ЄКТІВ 13 1.1 Характеристика об'єкту контролю 15 1.2 Особливості контролю технічного стану ізоляційного покриття підземних трубопроводів в умовах технологічних об'єктів нафтогазового комплексу 22 1.3 Аналіз відомих методів та засобів контролю технічного стану ізоляційного покриття підземних трубопроводів 27 1.3.1 Електромагнітний амплітудний метод контролю 34 1.3.2 Електромагнітний фазовий метод контролю 35 1.3.3 Аналіз існуючої нормативної документації 37 1.4 Характерні особливості дефектів типу відшарування ізоляційного покриття підземних трубопроводів 37 1.5 Вибір та обґрунтування напрямку досліджень 40 РОЗДІЛ 2 ТЕОРЕТИЧНЕ ОБҐРУНТУВАННЯ ЗАСТОСУВАННЯ ЕЛЕКТРОМАГНІТНОГО ФАЗОВОГО МЕТОДУ КОНТРОЛЮ ТЕХНІЧНОГО СТАНУ ІЗОЛЯЦІЙНОГО ПОКРИТТЯ ПІДЗЕМНИХ ТРУБОПРОВОДІВ 42 2.1 Моделювання дефекту типу відшарування ізоляційного покриття в електричній схемі заміщення ділянки підземного трубопроводу 43 2.1.1 Еквівалентна електрична схема заміщення ділянки підземного ізольованого трубопроводу 46 2.1.2 Оцінювання параметрів перехідного опору в місці відшарування ізоляції 48 2.1.3 Вплив подвійного електричного шару на границі метал- електроліт у місцях відшарувань ізоляційного покриття 53 2.1.4 Оцінювання ємності дефекту ізоляції при різнихгеометричних та електричних параметрах наявного відшарування 54 2.2 Оцінка взаємозв'язку зсуву фази із технічним станом ізоляційного покриття підземних трубопроводів 55 2.3 Оцінка зсуву фази сигналу за наявності наскрізних дефектів ізоляції та для бездефектних ділянок підземних трубопроводів 69 2.4 Процедура контролю технічного стану ізоляційного покриття на основі використання електромагнітного фазового методу 72 Висновки до розділу 74 РОЗДІЛ 3 ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ УДОСКОНАЛЕНОГО МЕТОДУ КОНТРОЛЮ ТЕХНІЧНОГО СТАНУ ІЗОЛЯЦІЇ ПІДЗЕМНИХ ТРУБОПРОВОДІВ 75 3.1 Розроблення експериментальної ділянки підземного трубопроводу з імітацією дефектів ізоляційного покриття 76 3.2 Створення штучних дефектів ізоляційного покриття типу відшарування ізоляції на підземному трубопроводі на території навчально-наукового полігону 79 3.3 Розроблення експериментального взірця інформаційно- вимірювальної системи для виявлення та ідентифікації дефектів ізоляції підземних трубопроводів 84 3.4 Розроблення методики проведення експериментальних досліджень за допомогою запропонованого взірця ІВС 88 3.4.1 Дослідження стану ізоляційного покриття підземних трубопроводів на основі електромагнітного фазового методу контролю 89 3.4.2 Дослідження стану ізоляційного покриття підземних трубопроводів на основі електромагнітного амплітудного методу контролю 93 3.4.3 Методика опрацювання отриманих експериментальних результатів контролю 108 Висновки до розділу 112 РОЗДІЛ 4 МЕТРОЛОГІЧНИЙ АНАЛІЗ ТА ПРОМИСЛОВА АПРОБАЦІЯ МЕТОДИКИ ВИЯВЛЕННЯ ДЕФЕКТІВ ІЗОЛЯЦІЇ ПІДЗЕМНИХ ТРУБОПРОВОДІВ 113 4.1 Розроблення методики контролю стану ізоляційного покриття підземних трубопроводів із можливістю виявлення та ідентифікації дефектів ізоляції. Розроблення проекту нормативного документу 113 4.1.1 Попередні роботи щодо аналізу досліджуваної ділянки підземного трубопроводу 114 4.1.2 Підготовчі роботи 114 4.1.3 Попереднє визначення траси та вимірювання глибини залягання досліджуваного підземного трубопроводу 115 4.1.4 Підготовка експериментального взірця ІВС до роботи 115 4.1.5 Попереднє налаштування експериментального взірця ІВС на взірцевій ділянці контролю 116 4.1.6 Визначення зсуву фази на досліджуваній ділянці підземного трубопроводу із сталим кроком вимірювань 116 4.1.7 Вимірювання амплітуди сигналу вздовж траси досліджуваного трубопроводу 117 4.1.8 Опрацювання та аналіз отриманих результатів з використанням спеціального програмного забезпечення.. ..118 4.1.9 Формування висновку проведеного контролю технічного стану ізоляційного покриття 118 4.1.10 Шурфування потенційно небезпечних ділянок підземного трубопроводу із виявленими дефектами ізоляційного покриття 119 4.2 Метрологічний аналіз розробленого методу та експериментального взірця інформаційно-вимірювальної системи для виявлення та ідентифікації дефектів ізоляції підземних трубопроводів 120 4.2.1 Розрахунок невизначеності за типом А 121 4.2.2 Розрахунок невизначеності за типом В 122 4.2.2.1 Аналіз методичних складових сумарної невизначеності контролю 124 4.2.2.2 Аналіз інструментальних складових сумарної невизначеності контролю 128 4.2.3 Вірогідність контролю 130 4.3 Промислова апробація розробленої методики контролю та експериментального взірця ІВС 130 Висновки до розділу 136 ВИСНОВКИ 137 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 139 ДОДАТКИ 156