зовнішнє джерело (пасивний метод контролю). Даний метод є дистанційним, він не вимагає сканування поверхні об'єкту для пошуку локальних дефектів, а лише правильного розміщення давачів на поверхні об'єкту для здійснення локації джерела АЕ.
Акустичний метод базується на використанні звукового ефекту (акустичні хвилі звукового діапазону частот), який виникає при витоку речовини через наскрізний отвір в стінці трубопроводу. Принцип роботи акустичних кореляційних пристроїв базується на прийманні розміщеними на поверхні труби давачами акустичних сигналів, що розповсюджуються по трубі в результаті витоку газу в місці врізки. За одержаними сигналами обчислюється взаємна кореляційна функція, пік якої відповідає розміщенню місця витоку. Переваги кореляційних шукачів витоку полягає в можливості контролю протяжних ділянок трубопроводів і результати практично не залежать від наявності зовнішніх акустичних шумів.
Для визначення місць прихованих витоків в підземних трубопроводах розроблений ряд електронно-акустичних шукачів витоків, принцип дії яких заснований на прослуховуванні і оцінці акустичних шумів, які створюються витоком, з поверхні землі. Знаходження місця пошкодження проводиться за фіксованим максимумом шумів при переміщенні шукача витоку по трасі трубопроводу. Максимальна глибина виявлення витоку залежить від тиску в трубопроводі, характеру пошкодження, і на практиці досягає 4...5 м.
Віброакустичний метод базується на припущенні про те, що будь-який об’єкт може бути представлений у вигляді коливної системи і спектру вібросигналу, який містить інформацію про технічний стан, дефекти і якість об’єкту. Вимірювання вібропереміщення, віброшвидкості або віброприскорення трубопроводів дозволяє здійснювати контроль і прогнозування стану, оскільки прискорення характеризує тенденцію зміни стану трубопроводу. Спектрально-акустичний аналіз дозволяє визначити зміну амплітуди вібрації в широкому діапазоні частот.
Шум від витоку або удару розповсюджується по трубопроводу на великі відстані. Гасіння шуму по довжині трубопроводу залежить від речовини, типу і геометрії трубопроводу, його навколишнього середовища і частотного спектру самого витоку. У будь-якій точці трубопроводу шум від витоку або удару створює коливання тиску, які фіксуються акустичними і вібраційними давачами, встановленими на трубопроводі. Відповідною методикою обробки даних випромінюваний шум виділяється від фонового шуму в трубопроводі. Сигнал піддається комп'ютерному аналізу, за наслідками якого спрацьовує тривога. Точне визначення місцеположення витоку досягається встановленням давачів по всьому трубопроводу і забезпеченням постійного контролю в режимі реального часу. Визначаючи швидкість розповсюдження звуку всередині трубопроводу, і використовуючи точну відстань між давачами, позиція розгерметизації обчислюється згідно наступної залежності:
, (1.10)
де – відстань між джерелом шуму і даним давачем; – відстань між давачем, що розглядається на даний момент часу (A) і сусіднім давачем (B); – швидкість звуку в трубопроводі; – різниця часу приходу шуму до датчиків А і B.
Перевагами наведеної групи методів є відсутність втручання в технологічний процес транспортування газу та підготовчих робіт; висока точність виявлення місць дефектів; можливість використання для будь-яких конструкцій трубопроводів і будь-яких продуктів.
Недоліки – значні затрати часу для обстеження трубопроводів великої протяжності; висока вартість обстеження, зокрема методом АЕ; п’єзодавачі з підсилювачами при АЕ методі повинні встановлюватись на поверхні труби, а автономні акустичні шукачі витоків мають обмежену чутливість і при заляганні трубопроводу на глибині більше одного метра необхідне підвищення тиску перекачування продукту.
Дистанційні методи. Методи ґрунтуються на реєстрації зміни технологічних параметрів руху продукту.
При стаціонарному режимі експлуатації трубопроводу для виявлення несанкціонованого доступу використовується пониження тиску, яке обумовлене витоком. Проводиться порівняння раніше розрахованого тиску в трубопроводі (гідравлічний нахил при заданій продуктивності) із заміряними через певні проміжки часу його значеннями за допомогою ЕОМ. Математично гідравлічний нахил в трубопроводі визначається наступними способами за допомогою диференціального манометра, що вимірює перепад тиску на невеликій ділянці трубопроводу (диференційний метод); по перепаду тиску, який визначається за різницею показів манометрів, встановлених на певній відстані один від одного (манометричний метод); за допомогою вимірювання витрати в трубопроводі (метод дроселювання).
Диференційний метод. Довжина ділянки трубопроводу, на якому здійснюється вимірювання гідравлічного нахилу, вибирається залежно від чутливості і меж вимірювання диференційного манометра, діаметру трубопроводу і виду продукту, що транспортується.
Межі вимірювання диференційного манометра повинні відповідати перепаду на вибираній довжині трубопроводу. Після підключення манометра до працюючого трубопроводу у вимірювальній системі встановиться рівновага, з умов якої випливає співвідношення:
, (1.11)
де і – густина продукту в трубопроводі і рідини в диференційному манометрі; – покази диференційного манометра; – довжина ділянки, на якій здійснюється вимірювання.
Манометричний метод. Гідравлічний нахил обчислюється за різницею відомих напорів на початку і в кінці ділянки, на якій здійснюється вимірювання:
, (1.12)
де і – напір на початку і в кінці ділянки трубопроводу; і – тиск на початку і в кінці ділянки; – густина продукту в трубопроводі; – прискорення сили тяжіння.
Метод дроселювання. Гідравлічний нахил при застосуванні методу дроселювання визначається за величиною виміряної об'ємної витрати нафтопродукту в трубопроводі:
, (1.13)
де – коефіцієнт апроксимації характеристики трубопроводу; – об’ємна витрата; – коефіцієнт, який залежить від режиму протікання рідини в трубопроводі. Точність визначення гідравлічного нахилу залежить від точності застосованого витратоміра.
Місце часткового розриву знаходиться за величиною гідравлічних нахилів на початку і в кінці трубопроводу. Точка перетину ліній гідравлічного нахилу визначає місце витоку. Точність визначення місця часткового розриву значно нижча точності визначення місця повного розриву.
Метод порівняння витрат заснований на постійності миттєвої витрати продукту на початку і в кінці ділянки трубопроводу за відсутності витоку і стаціонарному режимі перекачування (при врахуванні поправок математичних моделей можливе застосування і при нестаціонарних режимах).
На вході і виході кожної ділянки трубопроводу встановлюються витратоміри турбінного або об’ємного типу, дистанційно зв'язані з ЕОМ, що знаходиться на центральному диспетчерському пункті. Інформація від