Проведение контроля герметичности трубопроводов и резервуаров с газом, а так же локализация утечек газов является актуальной повседневной задачей на предприятиях по добычи, транспортировке, хранению и распределению газа, а так же нефтехимических производствах. Профилактика и регулярный контроль экономически более эффективны, чем ликвидация последствий технологических нарушений.

Рис. Ультразвуковые камеры

В связи с широким использованием газов в производственных процессах существует большой ассортимент методов и приборов для обнаружения и оценки утечек газа, которые мы рассматривали в нашей статье https://www.energoskan.ru/news/103.html. Выбор метода определяется его применимостью к конкретным видам газов, точностью и эффективностью метода, экономической целесообразностью и безопасностью применения.

В настоящей статье рассмотрим ещё один метод поиска утечек, набирающий популярность в последние годы – акустический, а так же оценим его эффективность в сравнении с ранее рассмотренными методами.

Рис. Принцип работы ультразвуковой камеры

Чтобы определить уровень утечки в л/время из измеренного звука в таких камерах реализоване модель подсчета утечки газа, которая учитывает:

- Расстояние от места утечки

- Давление в системе

При внесении в диалоговое окно стоимости газа, прибор пересчитывает результаты в экономические потери за год.

Рис. Локализация места утечки газа УЗ камерой

Рис. Количественная оценка объёма утечки УЗ камерой

По своему функционалу акустический метод обнаружения и оценки утечек газа соответствует методу OGI (оптической визуализации газов с помощью тепловизора), хотя по принципу действия принципиально отличается. Существенно отличается стоимость приборов для этих методов. В связи с этим целесообразно сравнить эффективность качественного и количественного инструментов дефектоскопии у акустической камеры и тепловизора OGI, технологию работы которого мы подробно рассматривали в статье https://www.energoskan.ru/news/99.html.

В полевых условиях нашими специалистами в 2022 году было произведено сравнение результатов тепловизора Flir GFX320 и ультразвуковой камеры Flir Si 124. Ультразвуковая камера обнаружила менее 10 % утечек, выявленных тепловизором и подтверждённых другими методами. Расчёт объёма утечки ультразвуковой камеры так же значительно отличался от результатов, полученных тепловизионным методом. В дальнейшем нами были выполнены замеры контролируемых утечек на лабораторном газовом стенде (метан) с использованием поверенного электронного ротаметра MV-102 и камеры Flir GFX320 с системой количественного расчёта, которые показали среднее отклонение в измерениях оптическим методом 22% при утечках 2,5 л/мин, 30% при утечках 0,7 л/мин.

Рис. Количественная оценка объёма утечки тепловизионным методом

На величину погрешности количественных результатов ультразвукового метода негативно влияет окружающий шум и пере отражения звуковой волны от окружающих предметов. Так же данный метод учитывает в расчётах такие параметры как расстояние от места утечки и давление в системе, но не учитывает тип газа, величину отверстия, скорость ветра и температуру.

Исходя из полученных данных можно заключить, что ультразвуковые приборы являются рабочим инструментом для обнаружения любого типа газа, выходящего под давлением или обнаружения мест всасывания газа в системах пониженного давления. Для точного результата требуется высокая квалификация дефектоскописта, а так же ограниченные условия работы, такие как скорость ветра, расстояние до объекта и уровень фонового шума. Количественная оценка требует корреляции с учётом условий выполнения обследования, а так же усреднения результатов нескольких последовательных замеров.