الملخص: طريقة الاختبار هو جزء هام من طريقة الكشف الكهربائية والغاز للكشف عن التآكل في أنابيب الصلب دفن. تصميم و خط أنابيب الغاز تآكل نظام الكشف ويدخل في التصميم العام للنظام تنفيذها، وضعت وحدة تحكم رئيسية اقتناء الأجهزة وانقطاع التيار الكهربائي المحتملة، وتنفيذ البيانات المحتملة، نظرا للبرامج الثابتة خطوة البرمجة، شركات مشاركة المعروفة مع وزير الخارجية أجرينا الاختبار الميداني للاختبار مقارنة أدوات مماثلة معا. تبين التجارب أنه تمشيا مع تطوير خط أنابيب الغاز نظام الكشف عن التآكل الطبيعي مع وظيفة أداة الخارجية، ويمكن قياس بدقة خط أنابيب الغاز الطبيعي المحتمل الحماية الكاثودية، مع نسبة خطأ منخفضة، والأداء المتفوق وآفاق جيدة في السوق لتعزيز وسهولة التشغيل.

0 مقدمة

مع تعزيز وعي الناس لحماية البيئة والتقدم السريع في التحضر جديد للغاز الطبيعي في الصين كمصدر نظيف للطاقة، وزيادة استخدامه بشكل كبير . أدرجت بناء خط أنابيب الغاز الطبيعي والصيانة في فترة "ثلاثة عشر خمسة" مشاريع البناء الوطني الرئيسية، ستضيف 40000 خط أنابيب كم، خططت بحلول عام 2020 خط أنابيب الغاز الطبيعي في الصين سوف تصل إلى 104000 كم . عدة آلاف من الكيلومترات إلى التشغيل الآمن لخطوط أنابيب الغاز الصلب دفن يرتبط إلى مهمة هائلة، تمثل خط أنابيب للتآكل حوادث انفجار تسرب لمعظم الحوادث خط أنابيب في حال وقوع ضرر كبير. في الحماية الحالية، المحلية بشكل رئيسي والكيميائية والحماية المادية للطلاء الحماية الكاثودية يتم تطبيق طريقتين لمنع تآكل أنابيب الغاز الطبيعي . الكاثودية الحماية الحماية من التآكل هو خط أنابيب الغاز الطبيعي دفن الصلب الكبرى، هي مشاركة الآلية المضادة للتآكل الرئيسية، ويمكن قياسها من خلال طريقة إمكانات الحماية الكاثودية، لتحديد ما إذا كانت تدابير الحماية الكاثودية خط الأنابيب لا تزال تعمل بشكل طبيعي.

حاليا، خط أنابيب الغاز الطبيعي الحماية الكاثودية القياسات المحتملة تنضج الطرق الخارجية الكشف: القياس المباشر، وقياس كثافة الفاصلة المحتملة (وCIPS)، والجهد التدرج DC (DCVG)، القياسات الحالية أنبوب (PCM) وطريقة بيرسون (بيرسون )، الخ . طريقة PCM وطريقة بيرسون يحدد فقط تآكل خطوط الأنابيب، ولكن لا يمكن تحديد حجم وحالة من التآكل، وقياس عادة المباشر فرق الجهد بين قياس الأنابيب متعدد والإلكترود المرجعي، الذي لا يعتبر انخفاض IR، القيمة المقاسة وCP صحيح أخطاء المحتملة؛ DCVG CIPS، ويمكن استخدامها جنبا إلى جنب مع قيمة إمكانات الحماية الكاثودية، يمكن أن تجعل تقييم شامل للتآكل خطوط الأنابيب، ولكن يتم توصيل كابل على المشي لمسافات طويلة على طول الأنبوب، واثنين من أقطاب المرجعية في اختبار المنقولة في اتصال مع الأرض إن لم يكن بشكل كامل، وسوف تؤثر أيضا على القيم المقاسة. ملزمة جزء طريقة الاختبار الكهربائي هو أسلوب القياس والعديد من المزايا تبسيط الطريقة المقترحة لقياس مقاومته والحالية من جانبين للنظر معا القضاء على انخفاض IR، قياس خط أنابيب الحقيقي الحماية الكاثودية إمكانات . قطع اختبار طريقة الكهربائية أكثر التطبيق في الخارج، والممارسة المحلية في البداية، وبعد وحدة التفتيش خط أنابيب الغاز العديد من الواردات من الخارج DCVG / CIPS أداة مبسطة كاختبار قطعة القانون إعادة هيكلة الكهربائية أداة، مثل كندا CATH-TECH يتم فصل شركة Hexcorder MM (CIPS / DCVG) الصك، لكن المضيف قياس وقاطع الدائرة، ولكل يمكن تعيين فقط من والقيمة المقاسة المقابلة لاحتمال وجود تأخير، وهي عملية معقدة. لقد قمنا بتصميم وتنفيذها على أساس خط أنابيب الغاز اختبار التآكل قطاع كاشف الطبيعي كهربائيا الطريقة بسيطة وعملية فعالة.

1 نظام العمارة

1 على تخطيطيا لنظام القياس يتكون من ثلاثة أجزاء تآكل كشف خط أنابيب الغاز قياس دفن الصلب قطع الاختبار بناء على طريقة الكهربائية، على التوالي، والقطب إشارة، شريط الاختبار والقياس. إشارة القطب حل النحاس / النحاس كبريتات الكهربائي، وارتفاع الاستقرار الجهد لها. ويتم الكشف عن قطعة اختبار باستخدام المناسب أنابيب الصلب الحجم من نفس المادة، التي يتعرض نقطة خط أنابيب للتآكل تأليب التناظرية، شريط الاختبار أقرب إلى الأنابيب. معدات الكشف A، B، M و N 4 أقطاب رابط، A و B، تركيب مشترك الوفاء وظائف قاطع على أن تنتهي في خط أنابيب الغاز الطبيعي أو اكتشاف الأنابيب أكوام الاختبار، متصلا الطرف الآخر من شريط الاختبار، موصل M و N زوج من الأقطاب الكهربائية قياس تشكل رابط، M رأس متصلا مع القطب إشارة، N رابط ورابط قطع اختبار B.

تم قياس الأجهزة 2 مراحل المحتملين وانقطاع التيار الكهربائي المحتملة. المرحلة الأولى من خلال قناة وقطعة الاختبار A، ترتبط B اثنين من الموصلات معا، بحيث الحماية الكاثودية من قطعة الاختبار يتعرض الأفعال، وعقد 5 ثوان، قبل M، N اثنين من المفاصل بين القطب المرجعية وقطعة اختبار قياس فون الجهد (أي إمكانات الطاقة). المرحلة الثانية منقطعة تماما A، B اثنين وصلات، بحيث شريط الاختبار والأنابيب الانفصال، ومن ثم قياس مستمر وتخزين 20 مللي ثانية ~ 500 مللي ثانية في الخطوات من عدد وافر من 20 مللي ثانية Voff الجهد (أي التيار الكهربائي)، وأخيرا من خلال تحليل خط أنابيب الغاز الحقيقي الكاثودية إمكانية الحماية. اليدوي والآلي أداة الاختبار وسائط 2، الوضع اليدوي، من خلال قياس، للحصول على مجموعة من البيانات؛ الوضع التلقائي، وقياس التلقائي والتخزين، وتتكرر كل 10 ثانية لدورة فوق على مرحلتين، يتم قياس الطاقة القصوى وتخزينها 72 بيانات ح.

2 تصميم أجهزة النظام

2.1 الأجهزة العمارة

تطوير الحصول على البيانات خط أنابيب للتآكل معدات الكشف والتحكم مخطط الرسم البياني هو مبين في الشكل 2، ويتكون أساسا من أربعة أجزاء، وهي جمع الأمامي بيانات نهاية، وهي جزء من الجهاز مقاطعة، إشارة ضوابط معالجة جزء جزء عرض وتخزين الطرفية.

الواجهة الأمامية دائرة الحصول على البيانات 2.2

جمع بيانات الواجهة الأمامية هو الأكثر جزءا هاما من الصك بأكمله، وتحديد دقة وفعالية من طرف الصك مع عدد كبير من ارتفاع ضغط متعدد القنوات المدخلات إشارة الضوضاء تردد في المعدات، ويتلقى الأجهزة مكبر للصوت إشارة من إخراج مقاومة منخفضة من المدخلات الأول مع مقاومة عالية، و إزالة أكثر من إشارة الضوضاء مع مزيج من مرشح الدائرة، مكبر للصوت للبرمجة في مكيف إشارة أخرى عالية الدقة التناظرية لتحويل الرقمية إلى إشارة رقمية.

يستخدم AD8422 الأجهزة مكبر للصوت عالية الأداء، وانخفاض الضوضاء، ومخطط الرسم البياني هو مبين في الشكل. وجد القياسات الميدانية، في مترو الأنفاق القضبان على طول والمتاخمة عالية الجهد رف الغاز تحت الأرض أنبوب نقل خط الأنابيب، وإشارات عابرة تدخل كبيرة، على الرغم من أن الفرق بين محطات اثنين من المدخلات AD8422 ما يصل الى 40 V، ولكن معدل عدد كبير فقط 0.8 V / ميكرو ثانية لحماية الجهاز وتقليل الضوضاء مرحلة الإدخال، نهاية البعيدة مع أربعة الثنائيات D6، D7، D8، D9 إشارة مساهمة الجهد عملية الحد. طول طويل من خط أنابيب الغاز الصلب، هو إشارات الترددات الراديوية اقتران سهلة تأتي، R7، R8، C9 ~ C11 تشكل مرشح الدائرة التردد المنخفض، وضغط RFI. R9 التحكم العددي AD8422 التكبير من إشارة الدخل، تستخدم هذه الدائرة 0.1 19.6 أوم المقاوم الدقة التكبير من 2.01 مرة، وجود ارتفاع رفض وضع شيوعا في حين تجاوزت إشارة غير مفيدة جدا النطاق. C12 و C13 اثنين من إمدادات الطاقة فلتر مكثف في أقرب وقت ممكن عندما دبابيس رقاقة وحة النظام المقابلة. A مرشح الدائرة باستخدام التحيز الحالية المنخفضة، وانخفاض الضوضاء التشغيلي مكبر للصوت ذروة رقاقة ADA4625-1، وتكوين دائرة من هيكل نموذج باستخدام القطب Sallen مفتاح، تصفية بفعالية الفرقة الضوضاء، في حين منع ظاهرة التعرج اللاحقة .

إشارة مشروطة تدخل أدنى مستوى الضوضاء العالية الدقة محول تناظري رقمي 24 LTC2380-24 رقاقة، والتي لديها نطاق الإدخال ديناميكية كبير من المدخلات إشارة النطاق التفاضلية و-5 V ~ + 5 V، إلا منخفضة للغاية القوة 28 ميغاواط. نهاية ADC الجبهة يتطلب انخفاض الانتاج مقاومة التفاضلية من مكبر للصوت التشغيلية، والمساعدة على طرد ADC خلال الحصول على البيانات وسريعة ومستقرة إشارة الدخل، أفعال معزولة في وقت واحد. مخطط الرسم البياني هو مبين في الشكل (4)، REF / DGC # RDL / SDI، وترتبط سلسلة 3 دبابيس على مستوى منخفض، مشيرا إلى أن الشريحة تعمل في جهاز طريقة واحدة، يتم تمكين ضغط مكاسب الرقمية ودبوس SDO، R31، R32، C33 ~ C35 تشكل مرشح اقتران يعوق كثيرا من AD8021 من انعكاس العازلة الضوضاء تكوينها، CNV، مشغول، SCK، SDO متحكم 4 دبوس، ويتحكم في توقيت وإخراج الإشارات الرقمية المحولة. معظم خط أنابيب الغاز الصلب مدفونة في الأرض، مليئة قوة الإشارة الأرض وارتفاع وتيرة التدخل، من أجل الكشف عن خط أنابيب الغاز الحقيقي الحماية الكاثودية المحتملة، ويجب أن تتم تصفيته وتيرة العمل إشارة تدخل في الدائرة. يأتي ضمن LTC2380-24 متوسط مرشح رقاقة 50 وحدة هرتز قمع، يستخدم هذا النظام تردد أخذ العينات من 2 ميغاهرتز، يتم تكرار أخذ العينات 40000 أضعاف متوسط الانتاج لقمع 50 هرتز ومكونات الترددات التوافقية لها.

دائرة جهاز مقاطعة 2.3

تفتيت طريقة الاختبار متطلبات توليد الطاقة الكهربائية وإمكانية فون Voff حالا إمكانات على عينة الاختبار المساعدة، خط أنابيب حساب الحماية الكاثودية الإمكانات والاحتياجات للاتصال أو فصل الجهاز دائرة مقاطعة واختبار قطعة لاصق. في الوقت الحاضر، يتم تطبيق الطريقة الشائعة باستخدام التتابع القصب أو إيقاف تشغيله، يستخدم إصدار سابق من هذا النظام أيضا OMRON شركة G2R سلسلة القصب التتابع تنفيذها، ولكن وجدت العديد من المشاكل في القياس الفعلي، تتابع سحب في تأخير المقارن القصب كبيرة، فقيرة نسبيا الاتساق وتأخير، وأحيانا وجود اثنين من القياسات في نفس ظاهرة النزوح موقف محور، ودورة حياة القصب غير محدودة، وليس مناسبة للمعدات في الهواء الطلق في عملية مستمرة. جهاز مقاطعة يمكن أيضا تنفيذها مع التتابع أو صمام تحكم كهربائي الصورة، يستخدم النظام أحدث نسخة من MOSFET تتابع الكهروضوئية، و، ويقاس بالمللي ثانية أقل من أمر من حجم لا يؤثر على نتائج القياس على الخروج تأخير على بعد 100 ميكرو ثانية.

2.4 دائرة التحكم معالجة الإشارات

يتضمن قسم مراقبة معالجة الإشارات المعالجات الدقيقة وعلى نطاق واسع للبرمجة جهاز المنطق (CPLD) وحدتين، ونظام التحكم هو جوهر ، وتجهيز البيانات ويرسل أمر السيطرة. يستخدم المعالج شركة رقاقة في 32 بت PIC32MX795F512L تحكم رقاقة، مسافة السباق في 80 ميغاهيرتز، والموارد المحيطية الغنية. من أجل السيطرة وتأخذ في الاعتبار الحاجة إلى تسهيل أداة تطوير لاحقة باستخدام واجهة التوسع CPLD.

2.5 الدائرة المحيطية

ويشمل جزء الدائرة المحيطية الذاكرة، واجهة USB ، شاشة LCD، ومدخلات لوحة المفاتيح وحدة الدائرة تحويل الطاقة هي المسؤولة أساسا عن نظام الإنسان والآلة التفاعل. خط أنابيب الغاز كاشف تآكل كعملية مستقرة على المدى الطويل من جهاز محمول، وهو أمر مهم لنظام إدارة الطاقة، يستخدم النظام الحالي LT8602 LINEAR في السيارات السلطة مرحلة تحويل رقاقة، وهادئة تيار أمبير فقط 30، حجم صغير، طويل عرض دينا 6 ملم فقط، وأربع منظمات الفولت متكاملة كتلة واحدة، كفاءة التحويل تصل إلى 90. أداة باستخدام بطارية الليثيوم أربعة من 15 آه ، ومجموعة امدادات التيار الكهربائي 14.4 V ~ 16.8 V، 4 الفولتية الانتاج هي 12 V و 5 V، 3.3 V، 2.5 V، R9 هو 28.9 أوم المقاوم، مجموعة الطاقة التبديل تردد رقاقة هو 2 ميغاهرتز. الدائرة تحويل الطاقة المخطط هو مبين في الشكل (5).

3 تصميم برامج النظام

البرامج الثابتة المعالجات التي حققتها الخطوات الأربعة التالية، المخطط الانسيابي هو مبين في تنفيذ محددة FIG. 6.

(1) تهيئة النظام. بعد على السلطة، وسجلات التكوين الداخلي PIC والموانئ I / O، بما في ذلك توقيت، يتم تعيين السجل المقاطعة، وADC تمكين دبوس من CNV منخفض مجموعة. الداخلية بيانات أداة معايرة تلقائية.

(2) حدد. جمعت البيانات عن طريق نظام البرمجيات، تشغيل البيانات، وضعت المعلمة 3 القطع الفنية الكبيرة، واختيار الرئيسية، والتقصير وحدة الحصول على البيانات، واثنين من غيرها من وظائف بسيطة نسبيا، الحصول على البيانات مخطط لوصفها بالتفصيل كمثال على ذلك.

(3) الحصول على البيانات. وضع CNV يبدأ التحويل ADC عالية عن طريق الكشف عن ما إذا كان دبوس مشغول عالية لتحديد تحويل اكتمال، بعد نهاية لأخذ العينات، وقيمة العداد يتم زيادة N بمقدار 1، حتى قيمة عدد المتراكمة إلى 40،000، وSDO توفير SCK فون القدم قراءة البيانات. يتم قطع جهاز انقطاع، كما في الخطوة 20 مللي ثانية تأخير، وتكرار هذه العملية تقرير المذكورة أعلاه، يقرأ البيانات المقابلة Voff المقابلة للتأخير، وترجيح هذه المجموعة من البيانات لإعطاء القيمة الحقيقية.

(4) اختيار واسطة. جمع وسائط اليدوي حتى جمع التلقائي، وجمع الضغط على زر الشراء يدويا قراءة مجموعة واحدة فقط من القيم، وطريقة تلقائية لاستبدال طريقة اكتساب وظيفة الحصول على البيانات مستمرة.

4 النتائج التجريبية والتحليل

من أجل التحقق من تآكل أنابيب الغاز للكشف عن تصميم وظيفي، وصناعتنا والمعروفة في نفس البيئة الكاثودية التكنولوجيا المحدودة كندا Hexcorder MM (CIPS / DCVG) التجارب المقارنة التي أجريت على الجهاز، FIG 7 يبين مقارنة بين نتائج الاختبار، ونظام أداة 20 مللي ثانية تأخير خطوة تراكم التلقائي، إلا أن واحدة من كل نتائج الاختبار التي تم الحصول عليها، المعدات الأجنبية تحدد الحاجة لتكرار تأخير نتائج الاختبار حصلت على نفس الكمية من 26 مرات.

حصلت التحليل من الشكل 7 الاستنتاجات التالية:

(1) تنشيط المحتملين فون متسقة. فون أداة قياس للنظام الحالي هو -1.41 V، المعدات الأجنبية هي -1.42 V، اللتين لديهما إلى حد كبير أي خطأ، قد تكون هذه هي المرة قياس النظام، والضوضاء الخارجية الناجمة عن التغييرات.

(2) بما يتوافق مع الإمكانات الاتجاهات المتغيرة التأخير مرة Voff. نقطة انعطاف حالا المحتملة في الأداتين في 70 مللي ثانية تأخير ومستقرة بعد 100 مللي ثانية تأخير.

نفس (3) نتائج القياس. قياس إمكانات الحماية الكاثودية هي أقل من -0.85 V، يتم تحديد هذا الخط الغاز تأثير الحماية الكاثودية هو خير .

5. الخاتمة

تبين التجارب أن، إلى خط أنابيب للتآكل الأداء للكشف عن الغاز الطبيعي للتصميم المقترح للكشف خط أنابيب للتآكل الكندية الشهيرة الشركات العالمية الكاثودية التكنولوجيا المحدودة لأدوات مشابهة Hexcorder MM (CIPS / DCVG) من نفس النوع من مستوى الأداء الوظيفي، وسهل التشغيل، ويمكن الكشف عنها في الوقت الحقيقي وتخزينها تحت الأرض الحماية الكاثودية لانابيب الغاز الصلب، وينبغي الأخذ.

مراجع

جين تاو، يانغ وى، صوفي الكامل، وما إلى ذلك خارج تآكل خطوط الأنابيب القديم حقول النفط والغاز اختبار والتقييم الشامل . تآكل العلوم والتكنولوجيا حماية، 2017،29 (2): 188-194.

Zhangru يي ليو هاى جون، مدام كشف مناقشة مجموعة أنابيب النفط دفن الصلب تآكل الأنابيب، 2017،36 (6): 81-83.

لجنة التنمية الوطنية والاصلاح. تطوير الغاز الطبيعي، "ثلاثة عشر الخمسة" خطة . .http: www.china-nengyuan.com / الأخبار / 103825.html.

المايا تشانغ لى قوه شينغ يانغ والبخور، وما إلى ذلك الاستقطاب أنبوب قياس المحتملين طريقة الاختبار قطعة اختبار الإلكترونية، 2013،14 (7): 43-44.

LI زي ليثيوم، Xieyue هوى، Haohong نا، الخ السلف خط أنابيب مدفونة الحماية الكاثودية طريقة القياس المحتملين التآكل والحماية، 2012،33 (1): 55-59.

التطبيقات لي Qiuyang، شو Maoxia، شياو دونغ، وما إلى ذلك القياس ونقل التقنية إمكانية الاستقطاب في الشرق قديم خط النفط الأصفر تخزين الغاز والنقل، 2011،30 (12): 910-912.

أسس المقاوم الاستشعار Xujian بو وو شين مين، ولى ن القاعدة، وغيرها من التنقيب الكهربائية طريقة متعدد جامعة شرق الصين للتكنولوجيا (العلوم الطبيعية)، 2013،36 (12): 53-56.

تشانغ جيان تشونغ، Haoyun ليانغ، ليو هاييانغ، وما إلى ذلك تصميم وتطبيق STM32 القائم على متحكم النار الذكي التكنولوجيا الالكترونية، 2017،43 (11): 120-123.

ليو يو وى دونغ، ما شياو بينغ، وما إلى ذلك تستند FPGA البيانات المسلسل عالية السرعة الإرسال والاستقبال تصميم واجهة التكنولوجيا الالكترونية، 2017،43 (6): 48-51.

تشى وى هونغ جين يانغ Shaobo. سرعة مسجل ذات قدرة كبيرة عالية السرعة USB 3.0 واجهة تصميم القراءة التكنولوجيا الالكترونية، 2016،42 (12): 54-57،61.

تصميم من السلطة العليا السرعة وانغ شنغ لى، وو يون فنغ، Zhangchen يو، والمحاكاة وآخرون لبطارية ليثيوم التكنولوجيا الالكترونية، 2017،43 (12): 125-129.

Y لدفع المزيد، والاستقطاب إمكانية قياس خطوط الأنابيب المدفونة تحت التدخل الحالي Mounan شيانغ الضالة التآكل والحماية، 2013،34 (6): 533-535.

الكاتب المعلومات:

وقال تشو يونيو

(الإذاعة المدرسية هوبى وجامعة TV من هندسة الاتصالات، ووهان 430074)