автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Повышение эффективности обнаружения утечек трубопроводов, уложенных в грунт

[а правах рукописи

Изотов Алексей Викторович

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБНАРУЖЕНИЯ УТЕЧЕК ТРУБОПРОВОДОВ, УЛОЖЕННЫХ В ГРУНТ

Специальность 05.11.13. -Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий.

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

З І ІаДЙ Ш

Москва-2012 г.

005045253

Работа выполнена в НУЦ «Каскад» в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет приборостроения и информатики» (МГУПИ)

Научный руководитель Шкатов Петр Николаевич

доктор технических наук, профессор, директор НУЦ «КАСКАД» МГУПИ

Официальные оппоненты Данилин Николай Семенович

доктор технических наук, профессор заместитель начальника Научного Центра по науке ОАО «Российские космические системы»

Петушков Сергей Михайлович кандидат технических наук, Заведующий лабораторией «Электромагнитной и капиллярной дефектоскопии» ОАО НПО «ЦНИИТМАШ»

Ведущая организация ЗАО НПЦ «МОЛНИЯ»

Защита состоится 29 мая 2012 года в 15® часов на заседании диссертационног совета Д212.119.01 при Государственном бюджетном образовательном учреждени высшего профессионального образования «Московский государственный университе приборостроения и информатики» (МГУПИ) по адресу: 107996, г. Москва, ул. Стрс мынка, д. 20.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Московский государст венный университет приборостроения и информатики».

Сведения о защите и автореферат диссертации размещены на официальных сайта ВАК Министерства образования и науки РФ http://www.vak.ed.gov.ru и Государственног бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Мс сковский государственный университет приборостроения и информатики» (МГУПИ http: //www.mgupi.ru.

Автореферат разослан "27" апреля 2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д212.119.01

В. В. Филинов

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность.

Структура современных трубопроводных коммуникаций крайне несовершенна. В них режнему преобладают недолговечные металлические трубы (в среднем по России 70 %). через 5-10 лет они начинают терять герметичность и пропускную способность. Как следе, уровень износа основных фондов отрасли водо - канализационного хозяйства в послед-время достиг более 40 %, 300 тыс. км трубопроводов (в целом по России) нуждаются в ном капитальном ремонте, а более 50 тыс. км подлежат замене из-за аварийного состояло расчетам специалистов при сохранении нынешних темпов ремонта в XXI веке инже-[ые сети ЖКХ будут изношены до 70 % и более, потери воды возрастут до 60 %, и стои-ъ жилищно-коммунальных услуг, оказываемых населению, возрастет в 2-2,5 раза.

Дня снижения потерь ресурсов при транспортировке важно надежно обнаруживать место ки жидкости из трубопровода. При этом достоверность контроля зависит от многих фактов том числе, от объема вытекшей из трубопровода жидкости. Для решения этой важной за-целесоофазно использовать комплекс средств неразрушающего контроля основанных на лчных физических методах и адаптируемых под изменяющиеся условия контроля.

Состояние проблемы.

Проблема обнаружения утечек в трубопроводах, уложенных в грунт, в настоящее [я решается приборами, основанными на акустическом методе. К ним относятся расходы, акустические корреляционные течеискатели, с датчиками, устанавливаемыми на (ах исследуемого участка, и мобильные акустические течеискатели, работающие по [ципу прослушивания шума утечки с поверхности земли. Как правило, используются три вида акустических течеискателей, что позволяет сначала определить участок с полагаемым повреждением, а затем локализовать его. Известны и широко используют-а практике акустические течеискатели фирм «МЕТРАВИБ» (Франция), «FUJI ТЕ-4» (Япония) ТЕАККОРР-4000 (Украина), «АКА» и «ВЕКТОР» (Россия). Существующие тьные акустические течеискатели имеют различную чувствительность при изменении метров грунта и не позволяют выявлять утечки в безнапорных трубопроводах, исполь-ых в системах слива и канализации. Кроме того, чувствительность известных мобиль-акустических течеискателей существенно уменьшается по мере увеличения объема во-¡ьггекшей из течи.

Цель работы и задачи исследования.

Цель данной работы - повышение эффективности выявления негерметичных участ-грубопроводов уложенных в грунт, за счет дополнительного применения электриче-средств контроля и совершенствования акустических мобильных течеискателей. Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи: следовать возможность обнаружения негерметичных участков по изменению удельной ектрической проводимости грунта элеетропотенциальным методом; шучить зависимости регистрируемых электропотенциальным методом сигналов при зличных вариантах размещения электродов относительно течи;

|ределить рациональную схему размещения токовых и потенциальных электродов при 1иске негерметичных участков;

йти технические решения, обеспечивающие выравнивание чувствительности мобиль-IX акустических средств для грунтов с различными параметрами.

Методы исследования:

Для теоретических исследований электропотенциалыюго метода выявления мест утечки (енялось математическое моделирование на основе метода конечных элементов. Для оцен-

ки достоверности полученных расчетных результатов проводились экспериментальные и дования на физической модели. Для совершенствования мобильных акустических средств 1 менялись как расчетные, так и экспериментальные исследования.

1.5. Научная новизна работы заключается в следующем:

• предложен комплексный подход для обнаружения негерметичных участков уложенш грунт трубопроводов, в том числе безнапорных, основанный на дополнительном пр1 нении электропотенциального метода;

• разработана математическая модель, описывающая распределение исходного и добавоч! электрического потенциала электрического поля установленных в произвольных точка* ковых электродов при наличии и отсутствии жидкости в дефектной зоне;

• получены обобщенные зависимости распределения добавочного электрического по циала при различных вариантах размещения токовых электродов и уложенного в г[ трубопровода с вытекшей через несплошность жидкостью;

• установлены рациональные межэлектродные расстояния электродов и их наиболее фективное размещение относительно контролируемого трубопровода для выявлен! нем негерметичных участков;

• определен максимально допустимый шаг установки системы электродов, обеспечш щий регистрацию утечки по изменению регистрируемого между потенциальными э тродами напряжения;

• разработаны новые конструкции измерительных акустических преобразователей с вышенной чувствительностью, учитывающие влияние плотности грунта на коэффищ передачи акустического сигнала.

1.6. Практическая ценность работы заключается в том, что:

• разработана методика электропотенциального метода обнаружения негерметичных стков трубопроводов уложенных в грунт на базе серийно выпускаемой аппаратуры электроразведки;

• разработана методика обнаружения негерметичных участков трубопроводов на основе 1 плексного применения акустических и электропотенциального методов контроля.

1.7. Реализация и внедрение результатов работы:

• разработанная методика электропотенциального метода обнаружения негерметич участков трубопроводов уложенных в грунт на основе системы многоэлектродного дирования «ЕИА-МиШтах» внедрена в составе созданной комплексной передни* лаборатории «ИНСПЕКТОР-Авто» для обследования уложенных в грунт трубопрово,

• с помощью комплексной передвижной лаборатории «ИНСПЕКТОР-Авто» обследо] более 16 км улаженных в грунт трубопроводов и выявлено более 47 негерметичных подтвержденных после вскрытия грунта.

1.8. Апробация работы.

Основные результаты работы доложены и обсуждены на 3-ей международная нау* технической конференция «Диагностика трубопроводов» (Москва ), на 2-ой междуна ной научно - практической конференции «Энергопотребление и энергосбережение: ; блемы, решения (Пермь), на 7-й Международной конференции «Неразрушающий конт) и техническая диагностика в промышленности» (Москва), на 4-ой международная науч практической конференция «Энергопотребление и энергосбережение: проблемы, реше1 (Пермь), на межрегиональной научно - практической конференции «Жилшцно - кол напьное хозяйство и энергетика в 21 веке» (г. Ростов - на - Дону), на НТС в ЗАО "НЖ МНПО «СПЕКТР», ЗАО «Конструкция», ООО «ГлобалТест» и МГУПИ.

1.9. Публикации.

По теме диссертации опубликовано 14 печатных работ, из них 3 в журнале, признан-ом ВАК научным изданием. Список работ приведен в автореферате.

.10. Структура и объем диссертации.

Диссертационная работа изложена на 109 страницах, иллюстрируется 38 рисунками и остоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы из 118 наименований.

.11. Основные положения и результаты, выносимые на защиту.

комплексный подход обнаружения негерметичных участков уложенных в грунт трубопроводов, в том числе безнапорных, основанный на дополнительном применении электропотенциального метода;

обобщенные зависимости распределения добавочного электрического потенциала при различных вариантах размещения токовых электродов и уложенного в грунт трубопровода с вытекшей через несплошность жидкостью;

рациональные межэлектродные расстояния электродов и их наиболее эффективное размещение относительно контролируемого трубопровода для выявления в нем негерметичных участков;

рекомендации по выбору максимально допустимого шага сканирования системы электродов, обеспечивающего регистрацию утечки по изменению регистрируемого между потенциальными электродами напряжения;

новые конструкции измерительных акустических преобразователей с повышенной чувствительностью, учитывающие влияние плотности грунта на коэффициент передачи акустического сигнала.

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформулированы ель исследования и решаемые задачи, указаны наиболее важные научные результаты и риведены основные положения, представляемые к защите.

В первой главе рассмотрены основные методы выявления негерметичных участков в рубопроводах уложенных в грунт, проведен анализ механизма образования дефектов и ве-оятности их образования на различных участках трубопроводов. Показано, что приме-яющиеся на практике методы выявления негерметичных участков трубопроводов не обес-ечивают их надежного выявления в безнапорных трубопроводах. Кроме того чувстви-гльность наиболее широко применяемых акустических методов значительно снижается по ере увеличения объема жидкости, окружающей место течи.

Вторая глава посвящена теоретическому исследованию, предложенного в качестве ополнительного к акустическим, электропотенциального метода обнаружения негерме-ачных участков трубопроводов, уложенных в грунт. Целесообразность его применения оусловлена существенным изменением влажности, а, следовательно, и удельной электри-гской проводимости а грунта в объеме, заполняемом вытекшей из трубопровода жидко-гыо. Реализация электропотенциального метода связана с периодической установкой и еремещением системы электродов вдоль трубопровода. При этом необходимо выбрать анболее рациональное положение электродов относительно контролируемого трубопро-эда и определить ряд параметров, определяющих чувствительность и производительность энтроля. К ним относятся: межэлектродные расстояния, степень заглубления электродов гносительно поверхности грунта, форма и параметры пропускаемого тока, максимально эпустимый шаг перемещения системы электродов вдоль трубопровода.

Предварительно проведенные экспериментальные исследования показали целесооб-13ность пропускания тока в перпендикулярном к оси трубопровода направлении. Это свя-о с тем, что при пропускании тока вдоль трубы она, обладая существенно большей элек-

5

тропроводностью, препятствует затеканию тока под нее. Вместе с тем, проведенный статистический анализ показывает, что разрушению в большей степени подвержена нюкня часть трубопровода. Принятая схем-контроля представлена на рис. 1 Здесь, с учетом симметрии, показан; -электроды, размещенные только с одной стороны трубы. Исследование проводилось путем расчетов методом конечных элементов (МКЭ) на основе сертифицированной программы А^УБ.

Рассматривалось два варианта реализации процесса контроля: « система "токовые электроды - потенциальные электроды" связана и происходит перемещение такой системы вдоль трубы без изменения взаимного расположения потенци альных электродов относительно токовых, • токовые электроды фиксируются в некотором положении и происходит перемещение потенциальных электродов относительно токовых и трубы.

Принимались следующие исходные параметры и допущения. Глубина залегания трубы 7Тр составляет 1,5...2 м. Утечка имеет вид полусферы с верхней точкой на оси трубы Диаметр сферы - 20 м. Удельное электрическое сопротивление сухого суглинка (влах: ность по массе 4 %) - 600 Ом*м, мокрого (20 %) - 90 Ом*м (рис. 2). Расстояние между тс-ковыми электродами - 6 м. Глубина погружения электродов в грунт-до 1,5 м.

Для получения обобщенных зависимостей рассчитывались относительные вносимы-значения нормированного добавочного напряжения ¡7* между потенциальными электродам.: под влиянием утечки. Для этого в каждой точке вычислялась разность соответствующих значений потенциала при влажном и сухом грунте, а нормировка проводилась по напряжени иг на токовых электродах.

На рис. 3 изображены зависимости при расположении токовых и потенциальны:: электродов на поверхности грунта (у= 0). Токовые электроды расположены на одной ли-

Рис. 2. Зависимость удельного электрического сопротивления суглинка от влажности согласно IEEE Std 142-1991

Рис. 1. Схема контроля

..Для разных положений потенциальны* электродов относительно токовых |Ь)

о обе стороны от токовых. Провал ■а кривой при Л=0 объясняется резким падением и'д до О при приближении потенциальных электродов к с«овым. Это наблюдается только ри размещении потенциальных и оиовых электродов на одной глуби-в данном случае - на поверхно-ти. При удалении потенциальных лектродов от токовых максимум и] о координате х смещается в сторо-У больших значений. Абсолютный хнмум показаний достигается -азу за токовьми электродами ' = 3,5 м) при условии, что и потен-р-зльные и токовые электроды ле-ах на одной прямой.

При сдвиге потенциальных электродов до /г = ±4м, максимум лежит в пределах 3,5 4,5 м и существенно удаляется по х при дальнейшем увеличении к.

При сдвиге токовых электродов относительно утечки картина меняется. На рис. 4 бражены зависимости и'д = и'г(х) для ^ = 4 м. Здесь максимум наблюдается при сдвиге = енциальных электродов в сторону утечки (А = 2 м). Максимум и] составляет более 60% максимально возможного (при у = 0). Дальнейший сдвиг токовых электродов относи-ьно утечки приводит к снижению уровня сигнала ниже 50% от максимального.

Полученные зависимости показывают, что при размещении токовых и потенциальных городов на поверхности грунта при фиксированных глубине залегания трубы и расстоя-1 между токовыми электродами существуют оптимальные расстояние Кт между потенци-ными электродами и шаг АЯ3 перемещения электродов. Так, например, при глубине зале-1ия трубы 2Тр= 1,5 м и расстояния между токовыми электродами йт = 6м оптимально рас-

Рис. 3. Зависимость и] = {/*(*). Электроды на поверхности грунта,^ = 0

Для разных положений потенциальных электродов относительно токовых (Ь|

ожение потенциальных электродов на расстоянии йп= 8 м друг от друга на одной линии с овыми. При таком расположении электродов шаг перемещения не более 8 м вдоль оси , «бопровода обеспечит уровень показаний не менее 50 % от максимально возможного. Печатать потенциальные электроды •осителыю токовых в данном слу-р нецелесообразно, т.к. это не позлит увеличить ДЯЭ. Для локализа-Щ утечки после ее обнаружения I-несообразно уточнить ее коорди-1ты, перемещая электроды с мень-йм шагом.

Рассмотрим влияние заглублена 2-х токовых и/или 2р потенциаль-■IX электродов в грунт. Будем счи-'ть, что погружаемый электрод изо. -»ван от грунта на по всей длине, а нтакт с грунтом происходит толь: ¡за конце электрода.

В случае заглубления как токо-так и потенциальных электро-

Рис. 4. Зависимость и] = и'л(х). Электроды на поверхности грунта, у=4 м

дов максимум показании суп? венно (примерно в 5 раз) превыг максимум для случая, когда э •

Рис. 5. Зависимость 1!'д = и'д(х) при у = 0. 27 = 0, ¿Р= 1,5 м

троды расположены на поверхн сти. Но при сдвиге потенциалы^! токовых электродов на 4 м уро-показаний падает более чем в д раза. Нормировка вносимой расти потенциалов по значению :: тенциала в этой точке без утечки £ ставляет 0,48 % в области макск ма. Таким образом, росг отн тельной чувствительности СОПр ■■ задается уменьшением абсолют-чувствительности до неприемлем величины.

Заглубление токовых элек ■ ■

дов при расположении потенциальных на поверхности увеличивает показания примерно в | раза по сравнению с исходным случаем (все электроды расположены на поверхности). У. вень сигналов при сдвиге электродов позволяет осуществлять контроль с тем же шагом. Н-мировка вносимой разности потенциалов по значению потенциала в этой точке без утечки ет значение 31 % в наиболее выгодной точке контроля.

Выполненные исследования показали, что близкой к оптимальной оказывается с% контроля, при которой заглублены потенциальные электроды, а токовые лежат на повер сти (рис. 5). В этом случае абсолютный вносимый сигнал вырастает еще в два раза, а но, ровка по значению потенциала в этой точке без утечки составляет 32 %. При этом затух-показаний при сдвиге электродов позволяет проводить контроль по той же схеме, что и а : ходном случае (с шагом 8 м для данной геометрии).

На рисунках 6 и 7 показано распределение абсолютных значений потенциала при р положении токовых электродов на поверхности (для иг = 200 В). Рис. 6 - потенциальные з г троды не заглублены, рис. 7 - заглублены. На рис. 6 видно, что, в случае расположения тенциальных электродов на поверхности присутствует высокий градиент потенциала по

правлению перпендикулярному

Влияние утечи* на распределение потенциала. Абсолютные значения потенциала.

бе, что повышает требования к т ности позиционирования элекг; дов. Область низких градиент :■• данном случае совпадает с з-максимальной относительной чу вительности, но абсолютная ч;. вительность при этом резко сн ется, что затрудняет проведение К; троля. При заглублении токов электродов (рис 7.) градиент пот циала меньше, а абсолютная ч_,•• вительность выше.

На рис. 8 показаны уре

Рис. 6. Влияние утечки на распределение потенциала. Токовые и потенциальные электроды расположены на поверхности

сигнала для оптимальной конф. рации контроля для разных слу* установки токовых электродов

В

... Влияние утечки на распределение потенциала.

Абсолютные значения потенциала.

Рис. 7. Влияние утечки на распределение потенциала Токовые электроды расположены на поверхности, потенциальные заглублены

носительпо утечки. Начало координат по горизонтальной оси на графике соответствует центру утечки. На графиках ввдно, »гго перенос токовых электродов вдоль трубы на 4 м обеспечивает сигнал на потенциальных электродах выше 50 % от -зксимума.

Возможность установки •оковых электродов на разное расстояние от трубы добавляет •Це один параметр в схему оптимизации. Можно предположить, что увеличение расстояние ?ежду токовыми электродами уменьшит чувствительность метода, но позволит увеличить шаг гановки электродов.

Исследование разных сочетаний с заглублением токовых и потенциальных электродов выявило, что, как и для базового расстояния между токовыми электродами (2Ъ = 6 м), ■ля Других расстояний наиболее выгодной оказалась схема с заглублением потенциальных электродов и расположением токовых на поверхности. Вычисления дополнительно проверились для 26 = 4 и 10 м и показали, что при уменьшении параметра 26 до 4 м максимум относительного вносимого сигнала практически не меняется, а оптимальное расстояние для установки потенциальных электродов становится равным 2х = 6м. На рис. 9 показаны за-исимости, аналогичные рис. 8, но для 2х= 6 м, 26 = 4 м. Из графиков видно, что максимум нгнала при расположении токовых электродов строго над утечкой практически не изме-!ИЛСЯ, а при сдвиге токовых электродов на 4 м в сторону упал ниже, чем для предыдущего .яучая. Таким образом, уменьшение расстояние между токовыми электродами можно считать нецелесообразным.

При 26= Юм оптимальным расстоянием между потенциальными электродами !р= 10 м, т.е. токовые электроды располагаются над потенциальными. Увеличение па-■метра 6 приводит к падению ¡-->вня максимума сигнала на р %, при этом уровень выше ■Э % от нового максимума, так се как и раньше, достигается -лпь при сдвиге системы на

м вдоль трубы относительно ¡течки. Больший шаг установки ¡леовых электродов допустим рлько при уменьшении шага ртановки потенциальных элек-родов, что нецелесообразно ри их заглублении.

Проведенный анализ по-

Для разных положений токовых электродов относительно

Рис. 8. Изменение [/* для оптимальной схемы контроля при перемещении электродов вдоль оси трубопровода: йр = 8 м, 26 = 6 м

Для разных положений токовых электродов относительно утечки. X = 3 м

Рис. 9. Изменение {/* для оптимальной схемы контроля при перемещении электродов вдоль оси трубопровода для Др = 6 м, 2Ь = 4 м

зволяет дать следующие рекомендации.

• Наиболее близко к оптимальному расположение-токовых электродов на поверхности равноудаленно от трубы на расстоянии друг от друга равном двум глубинам ее залегания.

• Потенциальные электроды следует располагать на большем расстоянии друг от друга, чем токовые (примерно на треть) и на глубине равной глубина залегания трубы. Шаг перемещения вдоль трубы связанной системы

электродов следует выбирать не более расстояния между потенциальными электродами Это обеспечит регистрацию сигнала не менее 50% от возможного максимума, достигаемо^ го при совмещении положения электродов и источника течи в одной плоскости, перпек

дикулярной оси трубы.

В третьей главе описаны исследования по обнаружению негерметичных участков улс женных в груш трубопроводов путем регистрации создаваемых течью колебаний. Поток жил кости, вытекая из отверстия в стенке трубы, взаимодействует с фунтом, окружающим трубопровод. В зоне выхода струи из отверстия (в грунте или в вытекшую жидкость) возникаю | пульсации давления окружающей среды, которые могут быть зарегистрированы с помощью электроакустических приемников упругих волн. Грунт, окружающий трубу на различных уча стках, не однороден: давление, плотность, сжимаемость и другие параметры грунта могут из меняться в широких пределах, влияя на скорость как механических, так и акустических коле баний. В результате этого показатель преломления изменяется в объеме грунта, окружающе! ;. трубу с течью, что приводит к рассеиванию волн, генерируемых за счет пульсации потока вытекающей через течь жидкости. Возникающие при этом продольные и поперечные волны рас пространяются с разными скоростями У„„ и У1Ю„, соответственно. Закономерности проховде ния акустических и сейсмических волн через грунт исследовались при изучении землетрясений. На основе теоретических и экспериментальных данных было установлено, что У„р, а также соотношение Кч/Кюл растут с увеличением плотности грунта.

Поперечные звуковые и механические колебания волн возникают и при отсутствии течи создавая шумовую составляющую, маскирующую воздействие течи.

Можно предположить, что для мягкого грунта с низкой плотностью отношен!: Ущ/Упоп, а, следовательно, и отношение "сигнал/помеха" будет существенно выше, чем д; жесткого фунта с высокой плотностью. С другой стороны, затухание колебаний в МЯГКО;: фунте значительно выше, чем в жестком. Таким образом, для надежного выявления негер метичных участков необходимо повышать отношение "сигнал/помеха" для жесткого грунт: и абсолютную чувствительность для мягкого.

Распространения колебаний в фунте - весьма сложный процесс, зависящий от многих, трудно поддающихся теоретическому исследованию факторов. В связи с этим был проведены экспериментальные исследования.

Рис. 10. Имитатор колебаний, создаваемых пульсацией жидкости через течь размещённого в грунте трубопровода

Рис. 12. Схема регистрации колебаний в жестком грунте

-Ч л

'. с. 11. Распределение нормированных танген--льной и нормальной компонент механических ебаний на поверхности при жёстком и мягком

грунтах Рис. 13. Схема регистрации

колебаний в мягком фунте Дня обеспечения возможности работы на реальных участках была разработана физиче-л модель с вибратором, помещаемым в грунт. Имитатор воздействия течи, реализующий

-пложенную модель, схематично показан на рис. 10. Он состоит из вибратора 1, с полу' рическим наконечником 2, закрепленного через резиновую прокладку 3 в трубе 4. Во утренней полости трубы 4 находится электронный блок 5 управления вибратором с источ-"-ОМ питания. Органы управления вибратором размещены на пульте 6, соединенным с -стройным блоком 4 электрическим кабелем. Для изменения углового положения имити-емой течи возможен как поворот всей трубы относительно оси, так и размещение несколь" вибраторов с различной угловой ориентацией и их переключение при исследованиях.

Полученные при экспериментальных исследованиях зависимости показывают необходи-ть адаптации средств регистрации колебаний, создаваемых течью к плотности фунта.

При регистрации колебаний в жёстком фунте существенное влияние оказывает -.дольная волна, образующаяся под влиянием тангенциальной составляющей колебаний унта. Практика показывает, что на реальных течах в жёстком фунте продольная волна -даёт помехи, имеющие амплитуду, соизмеримую, а в отдельных случаях превышающую "езный сигнал. С учётом особенностей регистрации колебаний, создаваемых течью в ;стком фунте целесообразно экранировать чувствительный элемент датчика от действия продольной волны. Для ослабления влияния продольной волны предлагается .юльзовать резиновое кольцо, ифающее роль демпфера (рис. 12).

Для мягкого грунта характерно слабое влияние продольной волны. Вместе с тем, величина амплитуды поперечных колебаний оказывается примерно в 3 раза ниже, чем дг:. жёсткого грунта. Отмеченные особенности формирования сигнала в мягком грунте показывают на целесообразность увеличения площади, с которой может восприниматься сигнал. Анализ приведённых на рис. 11 зависимостей показывает, что увеличение полезной: сигнала без ощутимого роста шумовой составляющей происходит при увеличении диаметра чувствительной зоны датчика до 0,10. ..0,15 м (рис. 13).

Четвертая глава посвящена разработанным и внедренным на практике в виде мс бильной лаборатории средствам обнаружения негерметичных участков трубопроводос Описан портативный акустический течеискатель ПТ-14М (рис. 14), разработанный на с -нове исследований описанных в третьей главе.

Основные технические характеристики акустического течеискателя ПТ-14. •Собственные шумы усилителя, приведённые ко входу при подключении конденсатор

1 ООО пф в диапазоне рабочих частот - не более 30 нВЛ/Гц.

•Питание прибора — от встроенного никель-кадмиевого аккумулятора напряжением 12 й 2В, ёмкостью не менее 2 А-час. •Время непрерывной работы прибора при нормальных условиях и полностью заряженное

аккумуляторе - не менее 16 часов.

•Отображение уровня принимаемого сигнала акустическое (в головных телефонах ) и в«

зуальное ( на линейном светодиодном индикаторе ). •Габаритные размеры, мм, не более:

Блока электронного -Датчиков :

ДТГ (датчик для твёрдого грунта)-ДМГ (датчик для мягкого грунта)-• Масса - не более 9 к г, в том числе: Блока электронного -Датчиков: ДТГ - <5 кг; ДМГ -1 2 _3

225x75x220 мм.

0145 х185 мм; 080x160 мм.

<2,5 кг;

Рис. 14. Передняя панель акустического течеискателя ПТ-14. 1 - гнездо для подключения датчиков;2 - индикатор заряда - разряда аккумулятора; 3 - гнездо для подключения зарядного устройства^ - линейный светодиодный индикатор; 5 - гнездо для подключения головных телефонов; 6 - регулятор чувствительности индикатора; 7 - выключатель питания прибора; 8 - переключатели управления фильтрами; 9- регулятор уровня сигнала головных телефонах.

Предложен комплексный подход, заключающийся в следующем:

1. на основе измерения расхода расходомером с накладными датчиками иГОМ 200 устанавливается факт наличия или отсутствия утечки на участке трубопровода достаточно большой протяженности;

2. при наличии утечки ее место уточняется корреляционным акустическим течеискателем Согге1ихР2, имеющим два датчика, крепящихся с помощью магнитной присоски к трубе и осуществляющих связь с базой по радиоканалу;

3. проводится разметки трассы (трассоискатели 15000 либо У1УАХ) с одновременным обследования разработанным акустическим течеискателем ПТ- 14М;

4. при отрицательных результатах поиска дефектного места акустическим течеискателем проводится поиск дефектного места электропотенциальным методом с помощью аппаратуры «ЕЯА-МиШтах», на основе разработанной методики обнаружения мест утечек воды из трубопроводов.

При поиске дефектного места электропотенциальным методом с помощью аппаратуры «ЕЯА-МиШтах» используется "коса" из электродов. Расстановка электродов выполняется вдоль трубопровода с шагом и взаимным положением в соответствии с рекомендациями, приведенными во второй главе.

Рис. 15. Косы из электродов, с коммутирующим Основные технические данные набора электродов Входное сопротивление по постоянному току - > Максимальное напряжение входного сигнала -Уровень собственных шумов -Максимальный ток «токового» электрода -Максимальное напряжение «токового» электрода— Напряжение питания электрода -Максимальная потребляемая мощность Диапазон рабочих температур от минус Масса электрода -

кабелем.

20 Мом

±20 В

< 0.8 мкВ эфф. 2 А

+ 500 В +.12.5... 18.5В -2.2 Вт 40 до + 60 °С 1,18 кг

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Установлено, что электропотенциальный метод позволяет с приемлемой чувств телыюстыо выявлять негерметичные участки трубопроводов уложенных в грунт при ра мещении токовых и потенциальных электродов в плоскости перпендикулярной оси трубы.

2. Установлено, что электропотенциальный метод позволяет с приемлемой чувств тельностью выявлять негерметичные участки трубопроводов уложенных в грунт при ра мещении токовых и потенциальных электродов в плоскости перпендикулярной оси трубы.

3. Наиболее близко к оптимальному расположение токовых электродов на поверхнос равноудаленно от трубы на расстоянии друг от друга равном двум глубинам ее залегания.

4. Потенциальные электроды следует располагать на большем расстоянии друг от др га, чем токовые (примерно на треть) и на глубине равной глубине залегания трубы.

5. Максимум регистрируемого сигнала достигается, когда токовые, потенциальш электроды и центр утечки лежат в одной плоскости, перпендикулярной оси трубы.

6. Целесообразно выбирать шаг перестановки (установки) системы электродов вдoJ трубы равный расстоянию между потенциальными электродами. Такой шаг перестанов! обеспечивает уровень сигнала более 50% от возможного максимума.

7. Течь в трубопроводе создаёт акустические и механические колебания в часготнс диапазоне от 80 до 2000 Гц.

8. При истечении воды в вытекшую через течь воду, амплитуда колебаний грун под действием пульсирующей жидкости уменьшается примерно в 2 и более раз.

9. Для анализа закономерностей распространения колебаний, создаваемых вытекающ! через течь трубопровода пульсирующей жидкостью, целесообразно воспользоваться имитат ром, включающим механический вибратор, размещаемый на заданной глубине в грунте.

10. Экспериментальные исследования, проведённые с помощью имитатора, позволш установить следующие закономерности в создаваемых на поверхности грунта колебаниях:

• Амплитуда колебаний не оказывает существенного влияния на распределение нормир ванных по максимуму сигналов, связанных с колебаниями грунта, как по нормальному поверхности грунта, так и по тангенциальному направлению.

• Максимумы амплитуд сигналов от обеих компонент вибрации, как при мягком, так и п{ жёстком грунте наблюдаются непосредственно над вибратором.

• Максимум амплитуды сигнала £/„„ от нормальной компоненты вибрации для мягко! грунта составляет не более 40 % от максимума амплитуды сигнала ииж от нормальнс компоненты вибрации для жёсткого грунта.

• Отношение С/™/[/нм максимумов амплитуд сигналов и (/„„, обусловленных влияние нормальной и тангенциальной составляющих вибрации в мягком грунте составляет ] более 0,35.

• Амплитуды сигналов инж и обусловленных влиянием нормальной и тангенциальнс составляющих вибрации в жёстком грунте, близки, а их отношение Оиж/(771К= 0,75...0,85

• Амплитуды сигналов (7НЖ и С/та резко убывают по мере удаления от источника вибращ по закону, близкому к экспоненциальному.

• Амплитуды сигналов ини и С/™ по мере удаления от источника вибрации сближаются на расстоянии 1,5.. .2,0 м от точки над вибратором сравниваются между собой. При этс [/„„ изменяется при удалении от источника вибрации по закону, близкому к экспонеш а (/„, — по закону, близкому к линейному.

11. Существенные различия в распределении сигналов, регистрируемых на поверхнос под действием колебаний в мягком и жёстком грунте, показывают на необходимость прим нения специализированных датчиков, учитывающих плотность грунта.

12. Для жёсткого грунта целесообразно применение датчика с точечным съёмом инфор-ии о нормальной компоненте колебаний и экранированием тангенциальной компоненты :баний.

13. Для мягкого грунта целесообразно применение датчика со съёмом информации о мальной компоненте колебаний с диаметром пятна контроля 0,1. ..0,15 мм.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

ликации в журналах из перечня ВАК ведущих рецензируемых научных журналов зданий, в которых должны быть опубликованы основные иаучпые результаты :ертаций на соискание ученой степени доктора и кандидата наук Изотов A.B., Кольцов В.Н. Передвижные лаборатории для диагностики подземных муникаций// Контроль. Диагностика.- № 4 - 2009,- С. 48-54.

Изотов A.B., Половинкин A.B. Акустический прибор для точного определения места [ек воды из подземных трубопроводов//Фундаментальные и прикладные проблемы тех-1 и технологии - № 2-274(560).- 2009 - С. 89-71.

Изотов A.B., Шкатов П.Н. Исследование возможности обнаружения негерметичных ггков подземных трубопроводов, уложенных в грунт, электропотенциальным методом// троль. Диагностика.- № 7.- 2011.- С. 51 -55.

ликации в других научных журналах и изданиях

Неразрушающий контроль и диагностика; Справочник/В.В.Клюсв, Ф.Р.Соснин, В.НФи->в, А.В.Изотов и др.; Под Ред. В.В.Кл1оева.-М.:Машиностросние,1995.-488стр.с ил Клюев В.В., Янн М., Кондратьев Ю.А., Миронюк Ю.М., Изотов A.B. Опыт предпри-[ «Себа Спектрум» в разработке и изготовлении передвижных лабораторий для диагно-:и трубопроводов и энергооборудования компрессорных станций, а также лабораторий диагностики волоконно - оптических и медных линий систем телемеханики и связи// 1сы докладов 3-ей международная научно - технической конференция «Диагностика юпроводов».- Москва 2001г.- С. 348.

Изотов A.B., Половинкин A.B., Кондратьев ЮА Передвижная лаборатория для поис-ест утечки// Тезисы докладов 3-ей международная научно - технической конференция агностика трубопроводов»,- Москва 2001г.- С. 358.

Изотов A.B., Кондратьев ЮЛ., Половинкин A.B. Акустические приборы течеискания, :зисы докладов 3-ей международная научно - технической конференция «Диагностика юпроводов».- Москва 2001г.- С. 374.

Половинкин A.B., Кондратьев ЮА., Изотов A.B. Повышение чувствительности аку-[еских приборов течеискания // Тезисы докладов 3-еи международная научно - техниче-i конференция «Диагностика трубопроводов»,- Москва 2001г.- С. 360. Изотов A.B. Диагностика подземных коммуникаций как составная часть энергосбе-;ния// тезисы докладов 2-ой международной научно — практической конференции гргопотребление и энергосбережение: проблемы, решения - Пермь, 1999 г. С. 112. ). Изотов A.B. Пути решения проблемы энергосбережения на предприятиях водоснаб-ия //Тезисы докладов, 4-ой международная научно - практической конференция «Энер-1требление и энергосбережение: проблемы, решения»,- Пермь - 2001г.-С. 87 I. Изотов A.B. Практика использования мобильных лабораторий в Челябинской облас-гаучно - производственный журнал топливно - энергетического комплекса Пермской юти «Энергосбережение и проблемы энергетики Западного Урала».-2004.-С. 16-18. !. Кондратьев ЮА, Чернышев Л.Н., Изотов A.B. Комплексная передвижная лабора-[я для контроля объектов теплоэнергетики// Тезисы докладов на межрегиональной на-

учно - практической конференции «Жилищно - коммунальное хозяйство и энергетика веке».- г. Ростов — на - Дону — 2003г.- С. 55.

13. Изотов A.B., Половинкин A.B., Методика поиска скрытых утечек воды из подзем трубопроводов// материалы международного конгресса «ЕТЕВК».

14. Изотов A.B., Кольцов В. Современные методы и средства диагностики подземш коммуникаций// Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленк ста: тезисы докладов 7-й Международной конференции. Москва, 11-13 марта 2008 г. М.: Машиностроение, 2008. - С. 53

Подписано к печати 24.04.2012 г. Формат 60x84.1/16. Объем 1,0 п.л. Тираж 100 экз. Заказ №58.

Московский государственный университет приборостроения и информатики

107996, Москва, ул. Стромынка, 20

lf.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ РАБОТ В ОБЛАСТИ

КОНТРОЛЯ УТЕЧЕК ПОДЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ.

1.1 Постановка задачи контроля и анализ условий работы прибора.

1.2 Анализ типовых дефектов уложенных в грунт трубопроводов.

1.3 Анализ методов контроля подземных трубопроводов.

1.4 Обзор средств акустического контроля состояния подземного трубопровода на предмет обнаружения мест утечек.

1.5 Обзор переносных акустических течеискателей.

1.5.1 Акустический течеискатель ТА12 (Фирма "АКА-ГЕО", г. Москва).

1.5.2 Течеискатель специализированный АЭТ-1МСС (НИИ Интроскопии, г. Томск).

1.5.3 Течеискатель"НУГЖОЫ1ХНЬ 4000" Фирма "8ЕВАКМТ"(Германия).

1.6 Выводы.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОПОТЕНЦИАЛЬНОГО МЕТОДА ВЫЯВЛЕНИЯ НЕГЕРМЕТИЧНЫХ УЧАСТКОВ ТРУБОПРОВОДА, УЛОЖЕННОГО В ГРУНТ.

2.1 Физическая сущность электропотенциального метода.

2.2 Исследование распределения электрического потенциала в зоне течи

2.3 Оптимизация размещения электродов для выявления негерметичного участка.

2.4 Выводы.

ГЛАВА 3. ОБНАРУЖЕНИЕ НЕГЕРМЕТИЧНЫХ УЧАСТКОВ УЛОЖЕННЫХ В ГРУНТ ТРУБОПРОВОДОВ ПУТЕМ РЕГИСТРАЦИИ СОЗДАВАЕМЫХ ТЕЧЬЮ КОЛЕБАНИЙ.

3.1 Модельное представление источника колебаний при наличии течи

3.2 Анализ распределения по поверхности грунта колебаний, создаваемых имеющейся в трубопроводе течью.

3.3 Разработка специализированных датчиков для регистрации создаваемых течью колебаний в жёстком и мягком грунте.

3.4 Выводы.

ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1 Комплексный подход к определению места повреждения подземного трубопровода.

4.2 Прибор акустического контроля состояния трубопровода ПТ 14М.

4.2.1 Результаты проведённых теоретических и экспериментальных исследований.

4.2.2 Подготовка прибора ПТ-14 к работе и порядок работы.

4.3 Разработка и исследование схем отдельных узлов прибора контроля состояния трубопровода ПТ 14М.

4.3.1 Датчики прибора контроля состояния трубопровода ПТ 14М.

4.3.2 Электронный блок.

4.4 Практическая реализация электропотенциального метода обнаружения негерметичных участков трубопроводов.

4.5 Выводы.

Актуальность

Структура современных трубопроводных коммуникаций крайне несовершенна. В них, по прежнему, преобладают недолговечные металлические трубы (в среднем по России 70 %). Уже через 5-10 лет они начинают терять герметичность и пропускную способность. Как следствие, уровень износа основных фондов отрасли водо - канализационного хозяйства в последнее время достиг более 40 %, 300 тыс. км трубопроводов (в целом по России) нуждаются в срочном капитальном ремонте, а более 50 тыс. км подлежат замене из-за аварийного состояния. По расчетам специалистов при сохранении нынешних темпов ремонта в XXI веке инженерные сети ЖКХ будут изношены до 70 % и более, потери воды возрастут до 60 %, и стоимость жилищно-коммунальных услуг, оказываемых населению, возрастет в 2-2,5 раза.

Для снижения потерь ресурсов при транспортировке важно надежно обнаруживать место утечки жидкости из трубопровода. При этом достоверность контроля зависит от многих факторов, в том числе, от объема вытекшей из трубопровода жидкости. Для решения этой важной задачи целесообразно использовать комплекс средств неразрушающего контроля основанных на различных физических методах и адаптируемых под изменяющиеся условия контроля.

Состояние проблемы

Проблема обнаружения утечек в трубопроводах, уложенных в грунт, в настоящее время решается приборами, основанными на акустическом методе. К ним относятся расходомеры, акустические корреляционные течеискатели, с датчиками, устанавливаемыми на концах исследуемого участка, и мобильные акустические течеискатели, работающие по принципу прослушивания шума утечки с поверхности земли. Как правило, используются все три вида акустических течеискателей, что позволяет сначала определить участок с предполагаемым повреждением, а затем локализовать его. Известны и широко используются на практике акустические течеискатели фирм «МЕТРА-ВИБ» (Франция), «FUJI ТЕСОМ» (Япония) ТЕАККОРР-4000 (Украина), «АКА» и «ВЕКТОР» (Россия). Существующие мобильные акустические течеискатели имеют различную чувствительность при изменении параметров грунта и не позволяют выявлять утечки в безнапорных трубопроводах, используемых в системах слива и канализации. Кроме того, чувствительность известных мобильных акустических течеискателей существенно уменьшается по мере увеличения объема воды, вытекшей из течи. Цель работы и задачи исследований

Цель диссертации заключается в повышении эффективности выявления утечек негерметичных участков уложенных в грунт трубопроводов на основе создания метода обнаружения течей при условиях, исключающих или затрудняющих применение акустических методов, совершенствования средств контроля, регистрирующих колебания на поверхности грунта, за счет адаптации соответствующих датчиков к плотности грунта, разработке и практической реализации технологии на основе комплексного подхода для обнаружения течи и локализации дефектного участка в подземных трубопроводах.

Для достижение поставленной цели необходимо решение следующих задач:

• Разработка и исследование метода обнаружения течей в подземных трубопроводах путем измерения удельной электропроводности грунта;

• Математическое моделирование распределения электрического потенциала в грунте над зоной утечки воды при пропускании электрического тока.

• Исследование основных закономерностей распределения электрического потенциала при вариации различных параметров, влияющих на распределение потенциала тока, пропускаемого в зоне дефектного участка.

• Совершенствование средств регистрации акустических шумов, возникающих при выходе воды под давлением на негерметичном участке;

• Разработка технологии выявления зон утечек в подземных трубопроводах, на основе комплекса дополняющих друг друга методов обнаружения негерметичных участков по параметрам акустических шумов и изменению удельной электропроводимости грунта.

Основные положения, выносимые на защиту:

• комплексный подход обнаружения негерметичных участков уложенных в грунт трубопроводов, в том числе безнапорных, основанный на дополнительном применении электропотенциального метода;

• обобщенные зависимости распределения добавочного электрического потенциала при различных вариантах размещения токовых электродов и уложенного в грунт трубопровода с вытекшей через несплошность жидкостью; рациональные межэлектродные расстояния электродов и их наиболее эффективное размещение относительно контролируемого трубопровода для выявления в нем негерметичных участков;

• рекомендации по выбору максимально допустимого шага сканирования системы электродов, обеспечивающего регистрацию утечки по изменению регистрируемого между потенциальными электродами напряжения;

• новые конструкции измерительных акустических преобразователей с повышенной чувствительностью, учитывающие влияние плотности грунта на коэффициент передачи акустического сигнала.

Реализация и внедрение результатов работы:

• разработанная методика электропотенциального метода обнаружения негерметичных участков трубопроводов уложенных в грунт на основе системы многоэлектродного зондирования «ЕЯА-МиШтах» внедрена в составе созданной комплексной передвижной лаборатории «ИНСПЕКТОР-Авто» для обследования уложенных в грунт трубопроводов;

• с помощью комплексной передвижной лаборатории «ИНСПЕКТОР-Авто» обследовано более 16 км уложенных в грунт трубопроводов и выявлено более 47 негерметичных зон, подтвержденных после вскрытия грунта. Апробация работы.

Основные результаты работы доложены и обсуждены на 3-ей международная научно - технической конференция «Диагностика трубопроводов» (Москва), на 2-ой международной научно - практической конференции «Энергопотребление и энергосбережение: проблемы, решения (Пермь), на 7-ой Международной конференции «Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности» (Москва), на 4-ой международная научно - практической конференция «Энергопотребление и энергосбережение: проблемы, решения» (Пермь), на межрегиональной научно - практической конференции «Жилищно - коммунальное хозяйство и энергетика в 21 веке» (г. Ростов - на - Дону), на НТС в ЗАО "НИИИН МНПО «СПЕКТР», ЗАО «Конструкция», ООО «ГлобалТест» и МГУПИ.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 14 печатных работ, из них 3 в журналах, входящих в перечень рекомендованных ВАК журналов научных публикаций по специальности 05.11.13 «Приборы и методы неразрушающего контроля природной среды, веществ, материалов и изделий».

Структура и объем диссертации.

Диссертационная работа изложена на 105 страницах машинописного текста, иллюстрируется 33 рисунками и 2 таблицами и состоит из введения, 4-х глав, общих выводов, списка литературы из 118 наименований.

4.5 Выводы

1. Комплексный подход к выявлению негерметичных участков уложенных в грунт трубопроводов должен включать измерение расхода с помощью расходомера, уточнение и его обследования с помощью акустического течеискателя. При отрицательных результатах поиска негерметичного участка целесообразно применение электропотенциального метода.

2. Для реализации операций, связанных с поиском негерметичных участков, целесообразно использовать известные средства контроля, обеспечивающие измерение расхода, уточнение зоны течи корреляционными акустическими течеискателями, разметку трассы в зоне дефектного места.

3. Для точного обнаружения места течи разработан и успешно внедрен акустический течеискатель ПТ-14. Его большая эффективность, по сравнению с известными, достигнута за счет применения разработанных специализированных акустических датчиков для мягкого и твердого грунта, регистрирующих механические колебания грунта.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Установлено, что электропотенциальный метод позволяет с приемлемой чувствительностью выявлять негерметичные участки трубопроводов уложенных в грунт при размещении токовых и потенциальных электродов в плоскости перпендикулярной оси трубы.

2. Установлено, что электропотенциальный метод позволяет с приемлемой чувствительностью выявлять негерметичные участки трубопроводов уложенных в грунт при размещении токовых и потенциальных электродов в плоскости перпендикулярной оси трубы.

3. Наиболее близко к оптимальному расположение токовых электродов на поверхности равноудаленно от трубы на расстоянии друг от друга равном двум глубинам ее залегания.

4. Потенциальные электроды следует располагать на большем расстоянии друг от друга, чем токовые (примерно на треть) и на глубине равной глубине залегания трубы.

5. Максимум регистрируемого сигнала достигается, когда токовые, потенциальные электроды и центр утечки лежат в одной плоскости, перпендикулярной оси трубы.

6. Целесообразно выбирать шаг перестановки (установки) системы электродов вдоль трубы равный расстоянию между потенциальными электродами. Такой шаг перестановки обеспечивает уровень сигнала более 50% от возможного максимума.

7. Течь в трубопроводе создаёт акустические и механические колебания в частотном диапазоне от 80 до 2000 Гц.

8. При истечении воды в вытекшую через течь воду, амплитуда колебаний грунта под действием пульсирующей жидкости уменьшается примерно в два и более раз.

9. Для анализа закономерностей распространения колебаний, создаваемых вытекающей через течь трубопровода пульсирующей жидкостью, целесообразно воспользоваться имитатором, включающим механический вибратор, размещаемый на заданной глубине в грунте.

10. Экспериментальные исследования, проведённые с помощью имитатора, позволили установить следующие закономерности в создаваемых на поверхности грунта колебаниях:

• Амплитуда колебаний не оказывает существенного влияния на распределение нормированных по максимуму сигналов, связанных с колебаниями грунта, как по нормальному к поверхности грунта, так и по тангенциальному направлению.

• Максимумы амплитуд сигналов от обеих компонент вибрации, как при мягком, так и при жёстком грунте наблюдаются непосредственно над вибратором.

• Максимум амплитуды сигнала £/нм от нормальной компоненты вибрации для мягкого грунта составляет не более 40 % от максимума амплитуды сигнала 11нж от нормальной компоненты вибрации для жёсткого грунта.

• Отношение £/тм/£/нм максимумов амплитуд сигналов С/тм и £/нм, обусловленных влиянием нормальной и тангенциальной составляющих вибрации в мягком грунте составляет не более 0,35.

• Амплитуды сигналов инж и 11тж, обусловленных влиянием нормальной и тангенциальной составляющих вибрации в жёстком грунте, близки, а их отношение инж/итж= 0,75. .0,85.

• Амплитуды сигналов С/„ж и резко убывают по мере удаления от источника вибрации по закону, близкому к экспоненциальному.

• Амплитуды сигналов 1/нм и итм по мере удаления от источника вибрации сближаются и на расстоянии 1,5. .2,0 м от точки над вибратором сравниваются между собой. При этом С/„м изменяется при удалении от источника вибрации по закону, близкому к экспоненте, а иш - по закону, близкому к линейному.

11. Существенные различия в распределении сигналов, регистрируемых на поверхности под действием колебаний в мягком и жёстком грунте, показывают на необходимость применения специализированных датчиков, учитывающих плотность грунта.

12. Для жёсткого грунта целесообразно применение датчика с точечным съёмом информации о нормальной компоненте колебаний и экранированием тангенциальной компоненты колебаний.

13. Для мягкого грунта целесообразно применение датчика со съёмом информации о нормальной компоненте колебаний с диаметром пятна контроля 0,1. 0,15 мм.

1. Шельняков А.Н., Касимова A.M., Исупов Г.П. К вопросу о переходе ламинарного течения в турбулентное под воздействием акустических колебаний. ИЖФ, 1983, t.XVI, 4, октябрь, с. 560 - 563.

2. Федоткин И.М., Гукалов A.B., Романовский СВ. Возникновение акустических колебаний при росте и отрыве пузырей. ИЖФ. 1983, т.ХЬУ, 1, июль, с.86-92.

3. Бачегов В.Н., Дробот Ю.Б., Константинов В.А., Лупанос В.В., Чен-цов В.П. Повышение помехоустойчивости при акустическом течеискании. -Дефектоскопия, 1983, №11, с. 94 96.

4. Бачегов В.Н., Пустовой О.Н. Погрешность определения координат течи, обусловленная собственными шумами аппаратуры. Дефектоскопия, 1982. №11, с. 80-83.

5. Бачегов В.Н., Константинов В.А., Пустовой О.Н. Погрешность ультразвукового течеискателя, обусловленная частотным рассогласованием каналов. Дефектоскопия, 1980, №12, с.43 -47.

6. Бачегов В.Н., Пустовой О.Н. Повышение чувствительности акустического течеискания. Дефектоскопия, 1983,№5, с.92 - 96.

7. А. С. № 1084637 (СССР). Способ определения координат течи контролируемого объекта и устройство для его осуществления / Ченцов В.П., Бачегов В.Н. и Шаров В.В. Опубл. в Б.И., 1984, №13.

8. Бачегов В.Н. и др. Ультразвуковой течеискатель.- Дефектоскопия, 1978, №4 с. 33 36.

9. Целебровский Ю. В. Заземляющие устройства электроустановок высокого напряжения: Учеб. пособие / Новосибирский электротехнический институт. Новосибирск, 1987. - 78 с.

10. Гамма-съемка запасов воды в почве и на ее поверхности // Труды института экспериментальной метеорологии. Серия «Гидрология» / Под ред. М. В. Никифорова и А. Н. Пегоева- 1974. Выпуск 1(35). - 150 с.

11. Краев А.П. Основы геоэлектрики / А.П. Краев. М.: ГИТЛ, 1951.142 с.

12. Мейер А.А. Применение четырехзондового метода при измерении удельного сопротивления неоднородных материалов / А.А. Мейер, Д.И. Левинзон // Измерительнаятехника. 1965. - № 5. - С. 29-31.

13. Воронков В.В. Влияние слоистой неоднородности на результаты измерения удельного сопротивления /В.В. Воронков, Д.И. Левинзон, М.И. Иглицын // Журнал Зав.лаб. - 1968. - Т. 24, № 3. - С. 307-309.

14. Ковтонюк Н.Ф. Измерения параметров полупроводниковых материалов / Н.Ф. Ковтонюк, Ю.А. Концевой. М.: Металлургия, 1970. - 429 с.

15. Левинзон Д.И., Основы метрологии полупроводников / Д.И. Левинзон. -Запорожье: ЗГИА, 2001. 120 с.

16. Левинзон Д.И. О возможности использования адаптационного подхода для построения системы критериев оценки качества объемных кристаллов полупроводников /Левинзон Д.И. // Складш системи i процеси. -2006. -№10. -С. 43—46.

17. Левинзон Д.И. Экспериментально-статистические модели оценки степени неоднородности полупроводниковых материалов / Левинзон Д.И. // Складш системи i процеси. -2009. №9. - С. 9-14.

18. Харченко А.Н., Левинзон Д.И. Математические модели зондирования электропроводящих сплошных сред // Складш системи i процеси. -2011.-№1.-С. 17-26.

19. Dahlin, Т. 2000. Short note on electrode charge-up effects in DC resistivity data acquisition using multi-electrode arrays. Geophysical Prospecting,, 48, 181-187.

20. Dahlin, Т., 2001. The development of DC resistivity imaging techniques. Computers &Geosciences 27, 1019-1029.

21. Griffiths, D.H., Barker, R.D., 1993. Two-dimensional resistivity imaging and modelling in areas of complex geology. J. Appl. Geophysics 29, 211-226.

22. Edwards, L.S., 1977. A modified pseudosection for resistivity and IP. Geophysics, 42, 1020-1036.

23. Loke, M.H. and Barker, R.D. 1996a. Rapid least-squares inversion of apparent resistivitypseudosections by a quasi-Newton method. Geophysical Prospecting, 44, 131-152.

24. Loke, M.H., Barker, R.D., 1996b. Practical techniques for 3D resistivity surveys and data inversion. Geophysical Prospecting 44, 499- 523.

25. Ritz, M., Robain, H., Pervago, E., et al. 1999. Improvement to resistivity pseudosection modeling by removal of near-surface inhomogeneity effects: application to a soil system in south

26. Cameroon. Geophysical Prospecting 47 (2): 85-101

27. Бобачев A.A., Марченко M.H., Модин И.Н., Перваго Е.В., Урусова А.В., Шевнин В.А. Новые подходы к электрическим зондированиям горизонтально-неоднородных сред. // Физика Земли. 1995 N 12 - с.79-90.

28. Бобачев А.А., Модин И.Н., Перваго Е.В., Шевнин В.А. Многоэлектродные электрические зондирования в условиях горизонтально-неоднородных сред. М., 1996, 50 с. // Разведочная геофизика. Обзор. АОЗТ "Геоинформмарк". Выпуск 2.

29. Бобачев А. А., Горбунов А.А., Модин И.Н., Шевнин В.А. Электротомография методом сопротивлений и вызванной поляризации. Приборы и системы разведочной геофизики. 2006, №2, 14-17.

30. СП 11-105-97. «Инженерно-геологические изыскания для строительства. Часть VI. Правила производства геофизических исследований» / Госстрой России. М.: ПНИИИС Госстроя России, 2004. - 49 стр.

31. Неразрушающий контроль. В 5 кн. Кн.4. Контроль излучениями: Практ. пособие /Б.Н. Епифанов, Ё.А. Гусев, В.И. Матвеев, Ф.Р. Соснин; Под ред. В.В.Сухорукова. М: Высшая школа, 1992. - 321 с.

32. Кузнецов Н.С. Применение теории гидродинамического шума к контролю герметичности изделий.// Техническая диагностика и неразруша-ющий контроль. 1990, №2, с.28 - 33.

33. Селиверстов М.И. Акустический течеискатель //Приборы и системы управления. 1973, №6, с.41-42.

34. Бырин В.Н., Бырин СЮ. Многоцелевой ультразвуковой течеиска-тель//Судостроение, 2007, с.43- 46.

35. Леонов И.Г., Никифорова З.С., Богородицкий С.К. О метрологическом обеспечении средств неразрушающего контроля // Дефектоскопия. 1977. №4. С. 125-128

36. Левина Л.Е., Пименов В.В. Методы и аппаратура контроля герметичности вакуумного оборудования и изделий приборостроения. М.: Машиностроение, 1985. 68 с.

37. Карпов В.И., Левина Л.Е., Муравьева Л.Д. Методика и аппаратура высокочувствительного течеискания // ПТЭ. 1967. № 4. с. 168-171.

38. Сажин С.Г. Классификация высокопроизводительного оборудования для контроля герметичности изделий //Дефектоскопия. 1979. № 5. с.74-78.

39. Бойцова Т.М., Сажин С.Г. Достоверность автоматизированного контроля герметичности изделий // Дефектоскопия. 1981. № 4. с. 76 81.

40. ПНАЭГ-7-019-89. Контроль герметичности. Газовые и жидкостные методы.

41. ПБ 03-576-03 Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением.

42. РД 26-12-29-88 Правила проведения пневматических испытаний изделий на прочность и герметичность.

43. ГОСТ Р 51780-2001 Методы и средства испытаний на герметичность.

44. ГОСТ 25136-82 Соединения трубопроводов. Методы испытаний на герметичность.

45. ГОСТ 24054-80 Изделия машиностроения и приборостроения. Методы испытаний на герметичность. Общие требования.

46. ГОСТ 26790-85 Техника течеискания. Термины и определения.

47. Красильников В. А., Крылов В.В. Введение в физическую акустику. М.: Наука. 1984. 400 с.

48. Викторов И.А. Звуковые поверхностные волны в твердых телах. М.: Наука.- 1981.

49. Тюлин В.Н. Введение в теорию излучения и рассеяния звука. М.: Наука, 1976.-255 с.

50. ГОСТ 26182-84 Контроль неразрушающий. Люминесцентный метод течеискания.

51. ГОСТ 18353-79 Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов.

52. OCT 5Р.0170-81 Контроль неразрушающий. Металлические конструкции. Газовые и жидкостные методы контроля герметичности.

53. ОСТ 26.260.14-2001 Отраслевой стандарт сосуды и аппараты, работающие под давлением. Способы контроля герметичности.

54. ОСТ 11 0808-92 Контроль неразрушающий. Методы течеискания.

55. Вдовин Ю. А., Коробейник И. Е. Метрологическое обеспечение средств неразрушающего контроля. — Стандарты и качество, 1969, № 1, С. 16-20.

56. Кремлевский П. П. Точность количественных измерений скорости потока в газах и жидкостях.— Измерительная техника, 1969, № 10, с. 25-27.

57. Baker W. С. Messung von gasdurchflupin, durch und aus einem Vakuum-system. — Vakuum-Technik, 1970, 19, № 5, S. 113—117.

58. Ванькович P. И., Крипякевич P. И., Сидорак И. И., Пархет а Т. Г., Семчишин И. В. Аппаратура для определения нестационарных потоков водорода, диффундирующего через мембрану. — Физико-хим. механика материалов, 1971, № 6, с. 99—100.

59. Miller J. R. III. Athermally shielded atmospheric pressure standard leak calibrator. Vac. Sci. technol., 1973, 10, № 5, p. 882—889.

60. Stekelmacher W. The flow of rarefied gases the vacuum systems and problems of standartization of measuring techniques. Proceedings of the 6-th international vacuum congress, Kyoto, Tokyo, 1974, p. 117—125.

61. Peggs G.- N. The measurement of gas throughput in rauge 10-4 to 10-lOPa Xms-1.—Vacuum, 1976, 26, № 8, p. 321—328.

62. Афанасьева Л. А., Барышникова И. Г., Евлампиев А. И., Левина Л. Е. Возможные причины не выявления течей при испытаниях на герметичность. — ПТЭ, 1971, №5, с. 11-61.

63. Афанасьева Jl. А., Левина Л. Е. Перекрытие каналов течей и влияние этого явления на результаты масс-спектрометрических испытаний. — Электронная техника, 1971, вып. 5 (1), сер. 12.- С. 117-120.

64. Геофизические методы исследований. В.К. Хмелевской, Ю.И. Горбачев, A.B. Калинин, М.Г. Попов, Н.И. Селиверстов, В.А. Шевнин. Петропавловск-Камчатский: изд-во КГПУ, 2004, 232 с.

65. Геофизические методы исследования //авт. Хмелевской В.К., Попов М.Г., Калинин A.B., Горбачев Ю.И., Шевнин В.А., Фадеев В.Е.// Под редакцией В.К. Хмелевского. М.: «Недра». 1988. -139 с.

66. Хмелевской В.К. Краткий курс разведочной геофизики. М.: Изд-во МГУ. 1990.- 79 с.

67. Гайнанов А.Г., Пантелеев В.Л. Морская гравиразведка. М.: «Недра». 1991. -202 с.

68. Гурвич И.И., Боганник Г.М. Сейсмическая разведка. М.: «Недра». 1981.- 188 с.73. . Гурвич И.И. Сейсморазведка. М.: «Недра». 1975 195 с.

69. Миронов B.C. Курс гравиразведки. Л.: «Недра». 1980 88 с.

70. Хмелевской В.К. Электроразведка. М.: Изд-во МГУ. 1984.-94 с.

71. Справочник геофизика. Сейсморазведка. М.: «Недра». 1978.

72. Справочник геофизика. Гравиразведка. М.: «Недра». 1981.-82 с.

73. Справочник геофизика. Магниторазведка. М.: «Недра». 1980.-93 с.

74. Справочник геофизика. Электроразведка. М.: «Недра». 1980.-115 с.

75. Справочник геофизика. Разведочная ядерная геофизика. М.: «Недра».-1986 137 с.

76. Справочник геофизика. Геофизические исследования скважин. М.: «Недра». 1983.- 107 с.

77. Справочник геофизика. Скважинная ядерная геофизика. М.: «Недра».- 1980.-127 с.

78. Изотов A.B., Кольцов В.Н. Передвижные лаборатории для диагностики подземных коммуникаций// Контроль. Диагностика № 4 - 2009 - С. 48-54.

79. Изотов A.B., Половинкин A.B. Акустический прибор для точного определения места утечек воды из подземных трубопроводов//Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии.- № 2-274(560).- 2009.-С. 89-71.

80. Изотов A.B., Шкатов П.Н. Исследование возможности обнаружения негерметичных участков подземных трубопроводов, уложенных в грунт, электропотенциальным методом// Контроль. Диагностика № 7 - 2011- С. 51-55.

81. Неразрушающий контроль и диагностика: Справочник/В.В.Клюев, Ф.Р.Соснин, В.Н.Филинов, А.В.Изотов и др.; Под. Ред. В.В.Клюева

82. М.Машиностроение, 1995.-488стр.с ил

83. Изотов A.B., Половинкин A.B., Кондратьев Ю.А. Передвижная лаборатория для поиска мест утечки// Тезисы докладов 3-ей международная научно технической конференция «Диагностика трубопроводов».- Москва 2001г.-С. 358.

84. Изотов A.B., Кондратьев Ю.А., Половинкин A.B. Акустические приборы течеискания, // Тезисы докладов 3-ей международная научно технической конференция «Диагностика трубопроводов».- Москва 2001г.- С. 374.

85. Половинкин A.B., Кондратьев Ю.А., Изотов A.B. Повышение чувствительности акустических приборов течеискания // Тезисы докладов 3-ей международная научно технической конференция «Диагностика трубопроводов».- Москва 2001г.- С. 360.

86. Изотов A.B. Диагностика подземных коммуникаций как составная часть энергосбережения// тезисы докладов 2-ой международной научно -практической конференции «Энергопотребление и энергосбережение: проблемы, решения Пермь, 1999 г. С. 112.

87. Изотов A.B. Пути решения проблемы энергосбережения на предприятиях водоснабжения //Тезисы докладов, 4-ой международная научно -практической конференция «Энергопотребление и энергосбережение: проблемы, решения».-Пермь 2001г.-С. 87

88. Изотов A.B. Практика использования мобильных лабораторий в Челябинской области, научно производственный журнал топливно - энергетического комплекса Пермской области «Энергосбережение и проблемы энергетики Западного Урала»-2004-С. 16-18.

89. Изотов A.B., Половинкин A.B., Методика поиска скрытых утечек воды из подземных трубопроводов// материалы международного конгресса «ЕТЕВК».