Brath sceite

by Innealtóireacht Delta / Dé hAoine, 25 2016 Márta / Foilsithe i Ardvoltais

Píblíne bhrath sceite úsáidtear chun a fháil amach an bhfuil sceitheadh tar éis tarlú i gcórais ina bhfuil leachtanna agus gásanna agus i gcásanna áirithe. I measc na modhanna braite tá tástáil hidreastatach tar éis tógáil píblíne agus braite sceite le linn seirbhíse.

Is iad líonraí píblíne an modh iompair is eacnamaíche agus is sábháilte le haghaidh ola, gás agus táirgí sreabhach eile. Mar bhealach iompair fad-achair, caithfidh píblínte éilimh arda sábháilteachta, iontaofachta agus éifeachtúlachta a chomhlíonadh. Má dhéantar iad a chothabháil i gceart, is féidir le píblínte maireachtáil ar feadh tréimhse éiginnte gan sceitheadh. Damáiste ó threalamh tochailte in aice láimhe is cúis leis na sceitheanna is suntasaí a tharlaíonn, dá bhrí sin tá sé ríthábhachtach glaoch ar údaráis sula ndéantar tochailt lena chinntiú nach bhfuil aon phíblínte adhlactha sa chomharsanacht. Mura ndéantar píblíne a chothabháil i gceart, féadfaidh sí tosú ag creimeadh go mall, go háirithe ag siúntaí tógála, pointí ísle ina mbailíonn taise, nó in áiteanna a bhfuil neamhfhoirfeachtaí acu sa phíopa. Mar sin féin, is féidir na lochtanna seo a aithint le huirlisí cigireachta agus iad a cheartú sula dtéann siad ar aghaidh go sceitheadh. I measc na gcúiseanna eile atá le sceitheadh tá timpistí, gluaiseacht talún, nó sabaitéireacht.

Is é príomhchuspóir na gcóras braite sceite (LDS) cuidiú le rialaitheoirí píblíne sceitheanna a bhrath agus a logánú. Soláthraíonn LDS aláram agus taispeánann siad sonraí gaolmhara eile do na rialaitheoirí píblíne d’fhonn cabhrú le cinnteoireacht. Tá córais braite sceite píblíne tairbheach freisin toisc go bhféadann siad táirgiúlacht agus iontaofacht an chórais a fheabhsú a bhuíochas le downtime laghdaithe agus am iniúchta laghdaithe. Mar sin is gné thábhachtach de theicneolaíocht na píblíne iad LDS.

De réir na cáipéise API “RP 1130”, roinntear LDS i LDS atá bunaithe go hinmheánach agus LDS bunaithe go seachtrach. Baineann córais atá bunaithe go hinmheánach úsáid as ionstraimíocht allamuigh (mar shampla braiteoirí sreafa, brú nó teochta sreabhach) chun monatóireacht a dhéanamh ar pharaiméadair inmheánacha píblíne. Baineann córais atá bunaithe go seachtrach úsáid as ionstraimíocht allamuigh (mar shampla radaiméadair infridhearg nó ceamaraí teirmeacha, braiteoirí gaile, micreafóin fuaimiúla nó cáblaí snáithín-snáthoptaice) chun monatóireacht a dhéanamh ar pharaiméadair sheachtracha píblíne.

Rialacha agus Rialacháin

Rialaíonn roinnt tíortha oibriú na píblíne go foirmiúil.

API RP 1130 “Monatóireacht Phíblíne Ríomhaireachtúil ar Leachtanna” (SAM)

Díríonn an cleachtas molta seo (RP) ar dhearadh, ar chur i bhfeidhm, ar thástáil agus ar fheidhmiú LDS a úsáideann cur chuige algartamach. Is é aidhm an chleachtais mholta seo cuidiú leis an Oibreoir Píblíne saincheisteanna a shainaithint a bhaineann le roghnú, cur i bhfeidhm, tástáil agus oibriú LDS. Déantar LDS a aicmiú i ngrúpaí atá bunaithe go hinmheánach agus go seachtrach. Baineann córais atá bunaithe go hinmheánach úsáid as ionstraimíocht allamuigh (m.sh. le haghaidh sreabhadh, brú agus teocht sreabhach) chun monatóireacht a dhéanamh ar pharaiméadair inmheánacha píblíne; úsáidtear na paraiméadair píblíne seo ina dhiaidh sin chun sceitheadh a thátal. Úsáideann córais atá bunaithe go seachtrach braiteoirí tiomnaithe áitiúla.

TRFL (An Ghearmáin)

Is é TRFL an giorrúchán do “Technische Regel für Fernleitungsanlagen” (Riail Theicniúil do Chórais Phíblíne). Déanann an TRFL achoimre ar na riachtanais maidir le píblínte a bheith faoi réir rialachán oifigiúil. Clúdaíonn sé píblínte a iompraíonn leachtanna inadhainte, píblínte a iompraíonn leachtanna atá contúirteach don uisce, agus an chuid is mó de na píblínte a iompraíonn gás. Teastaíonn cúig chineál éagsúla feidhmeanna LDS nó LDS:

Dhá LDS neamhspleách chun sceitheadh leanúnach a bhrath le linn oibriú seasta. Caithfidh ceann de na córais seo nó ceann breise a bheith in ann sceitheanna a bhrath le linn oibriú neamhbhuan, eg le linn thús na píblíne
LDS amháin le haghaidh sceitheadh a bhrath le linn oibriú iata
LDS amháin le haghaidh sceitheadh creeping
LDS amháin le haghaidh suíomh sceite tapa

Riachtanais

API 1155 (in ionad API RP 1130) sainmhínítear na ceanglais thábhachtacha seo a leanas maidir le LDS:

Íogaireacht: Caithfidh LDS a chinntiú go bhfuil an caillteanas sreabhán mar thoradh ar sceitheadh chomh beag agus is féidir. Cuireann sé seo dhá riachtanas ar an gcóras: caithfidh sé sceitheanna beaga a bhrath, agus caithfidh sé iad a bhrath go gasta.
Iontaofacht: Caithfidh an t-úsáideoir a bheith in ann muinín a bheith aige as an LDS. Ciallaíonn sé seo go gcaithfidh sé fíor-aláraim a thuairisciú i gceart, ach tá sé chomh tábhachtach céanna nach ngineann sé aláraim bhréagacha.
Cruinneas: Tá roinnt LDS in ann sreabhadh sceite agus suíomh sceite a ríomh. Caithfear é seo a dhéanamh go cruinn.
Robustness: Ba cheart go leanfadh an LDS ag feidhmiú i gcúinsí neamh-idéalacha. Mar shampla, i gcás teipe trasduchtóra, ba cheart don chóras an mhainneachtain a bhrath agus leanúint ar aghaidh ag oibriú (b’fhéidir leis na comhréitigh riachtanacha amhail íogaireacht laghdaithe).

Coinníollacha seasta-stáit agus neamhbhuana

Le linn dálaí seasta, bíonn an sreabhadh, na brúnna, srl. Ar an bpíblíne seasmhach (níos mó nó níos lú) le himeacht ama. Le linn dálaí neamhbhuana, féadfaidh na hathróga seo athrú go tapa. Tá na hathruithe ag iomadú cosúil le tonnta tríd an bpíblíne le luas fuaime an sreabhach. Tarlaíonn dálaí díomuana i bpíblíne mar shampla ag am tosaithe, má athraíonn an brú ag ionraoin nó asraon (fiú má tá an t-athrú beag), agus nuair a athraíonn baisc, nó nuair a bhíonn iltháirgí ar an bpíblíne. Bíonn píblínte gáis beagnach i gcónaí i ndálaí neamhbhuana, toisc go bhfuil gáis an-chomhbhrúite. Fiú amháin i bpíblínte leachtacha, ní féidir neamhaird a thabhairt ar éifeachtaí díomuana an chuid is mó den am. Ba cheart go gceadódh LDS sceitheanna a bhrath don dá choinníoll chun braite sceite a sholáthar le linn am oibríochta iomlán na píblíne.

LDS bunaithe go hinmheánach

Forbhreathnú ar LDS atá bunaithe go hinmheánach

Baineann córais atá bunaithe go hinmheánach úsáid as ionstraimíocht allamuigh (m.sh. le haghaidh sreabhadh, brú agus teocht sreabhach) chun monatóireacht a dhéanamh ar pharaiméadair inmheánacha píblíne; úsáidtear na paraiméadair píblíne seo ina dhiaidh sin chun sceitheadh a thátal. Tá costas córais agus castacht an LDS atá bunaithe go hinmheánach measartha toisc go n-úsáideann siad an ionstraimíocht allamuigh atá ann cheana. Úsáidtear LDS den chineál seo le haghaidh riachtanas sábháilteachta caighdeánach.

Monatóireacht ar Bhrú / Sreabhadh

Athraíonn sceitheadh hiodrálaic na píblíne, agus mar sin athraíonn sé an léamh brú nó sreafa tar éis roinnt ama. Dá bhrí sin is féidir le monatóireacht áitiúil ar bhrú nó ar shreabhadh ag pointe amháin braite sceite simplí a sholáthar. Mar a dhéantar go háitiúil ní éilíonn sé i bprionsabal aon teiliméadracht. Níl sé úsáideach ach i ndálaí seasta, áfach, agus tá a chumas déileáil le píblínte gáis teoranta.

Tonnta Brú Fuaimiúil

Déanann an modh tonnbhrú fuaimiúil anailís ar na tonnta rarefaction a tháirgtear nuair a tharlaíonn sceitheadh. Nuair a tharlaíonn briseadh balla píblíne, éalaíonn sreabhán nó gás i bhfoirm scaird ard-treoluais. Cruthaíonn sé seo tonnta brú diúltacha a iomadaíonn sa dá threo laistigh den phíblíne agus is féidir iad a bhrath agus a anailísiú. Tá prionsabail oibríochta an mhodha bunaithe ar shaintréith an-tábhachtach tonnta brú chun taisteal thar achair fhada ar luas na fuaime atá treoraithe ag ballaí na píblíne. Méadaíonn aimplitiúid tonn brú de réir mhéid an sceite. Déanann algartam casta matamaiticiúil anailís ar shonraí ó bhraiteoirí brú agus tá sé in ann i gceann cúpla soicind pointe a dhéanamh ar shuíomh an sceite le cruinneas níos lú ná 50 m (164 tr). Taispeánann sonraí turgnamhacha cumas an mhodha chun sceitheanna atá níos lú ná 3mm (0.1 orlach) ar trastomhas a bhrath agus oibriú leis an ráta aláraim bhréige is ísle sa tionscal - níos lú ná 1 aláram bréagach in aghaidh na bliana.

Mar sin féin, ní féidir leis an modh sceitheadh leanúnach a bhrath tar éis na hócáide tosaigh: tar éis miondealú (nó réabadh) bhalla na píblíne, maolaíonn na tonnta brú tosaigh agus ní ghintear aon tonnta brú ina dhiaidh sin. Dá bhrí sin, má mhainníonn an córas an sceitheadh a bhrath (mar shampla, toisc go raibh tonnta brú neamhbhuana mar thoradh ar theagmhas oibríochta mar athrú ar bhrú caidéalaithe nó athrú comhla), ní bhrathfaidh an córas an sceitheadh leanúnach.

Modhanna cothromaíochta

Bunaíonn na modhanna seo ar phrionsabal na caomhantais maise. Sa staid seasta, an sreabhadh mais $\ dot {M} _I$ cothromóidh an sreabhadh mais dul isteach i bpíblíne saor ó sceitheadh $\ dot {M} _O$ ag fágáil; aon titim ar mhais a fhágann an phíblíne (éagothroime mais $\ dot {M} _I - \ dot {M} _O$ ) léiríonn sceitheadh. Tomhaiseann modhanna cothromaíochta $\ dot {M} _I$ agus $\ dot {M} _O$ sreabhmhéadair a úsáid agus an éagothroime a ríomh ar deireadh, ar meastachán é ar an sreabhadh fíor sceite anaithnid. An éagothroime seo (a ndéantar monatóireacht uirthi de ghnáth thar roinnt tréimhsí) a chur i gcomparáid le tairseach aláraim sceite $\ gáma$ gineann aláram má dhéantar an éagothroime monatóireachta seo. Cuireann modhanna feabhsaithe cothromaíochta ráta athraithe fardal maise na píblíne san áireamh. Is iad na hainmneacha a úsáidtear le haghaidh teicnící cothromaithe líne feabhsaithe cothromaíocht toirte, cothromaíocht toirt modhnaithe, agus mais iarmhéid chúitithe.

Modhanna Staitistiúla

Úsáideann LDS staidrimh modhanna staidrimh (m.sh. ó réimse na teoirice cinntí) chun brú / sreabhadh a anailísiú ag pointe amháin nó an éagothroime d’fhonn sceitheadh a bhrath. Mar thoradh air seo tá an deis an cinneadh sceite a bharrfheabhsú má tá roinnt toimhdí staitistiúla ann. Cur chuige coiteann is ea an nós imeachta tástála hipitéise a úsáid

\ text {Hipitéis} H_0: \ text {Gan sceitheadh}

\ text {Hipitéis} H_1: \ text {Sceitheadh}

Is fadhb braite clasaiceach í seo, agus tá réitigh éagsúla ar eolas ó staitisticí.

Modhanna RTTM

Ciallaíonn RTTM “Múnla Neamhbhuan Fíor-Ama”. Úsáideann RTTM LDS samhlacha matamaiticiúla den sreabhadh laistigh de phíblíne ag úsáid dlíthe fisiciúla bunúsacha mar chaomhnú maise, móiminteam a chaomhnú, agus fuinneamh a chaomhnú. Is féidir breathnú ar mhodhanna RTTM mar fheabhsú ar mhodhanna cothromaíochta toisc go n-úsáideann siad prionsabal caomhnaithe móiminteam agus fuinnimh freisin. Féadann RTTM sreabhadh mais, brú, dlús agus teocht a ríomh ag gach pointe feadh na píblíne i bhfíor-am le cabhair halgartaim matamaitice. Is féidir le RTTM LDS sreabhadh seasta agus neamhbhuan a shamhaltú i bpíblíne. Ag baint úsáide as teicneolaíocht RTTM, is féidir sceitheanna a bhrath le linn dálaí seasta agus neamhbhuana. Le hionstraimíocht a fheidhmíonn i gceart, féadfar rátaí sceite a mheas go feidhmiúil ag úsáid na bhfoirmlí atá ar fáil.

Modhanna E-RTTM

Sreabhadh comhartha Múnla Neamhbhuan Fíor-ama Leathnaithe (E-RTTM)

Seasann E-RTTM do “Múnla Neamhbhuan Fíor-ama Sínte”, ag úsáid teicneolaíocht RTTM le modhanna staidrimh. Mar sin, is féidir braite sceite a bhrath le linn riocht seasta agus neamhbhuan le híogaireacht ard, agus seachnófar aláraim bhréagacha trí mhodhanna staidrimh a úsáid.

Maidir leis an modh iarmharach, ríomhann modúl RTTM meastacháin $\ hat {\ dot {M}} _ I.$ , $\ hat {\ dot {M}} _ O.$ le haghaidh MASS FLOW ag inlet agus asraon, faoi seach. Is féidir é seo a dhéanamh le tomhais do brú agus teocht ag inlet ( $p_I$ , $T_I$ ) agus asraon ( $p_Ó$ , $CHUN$ ). Cuirtear na mais-sreafaí measta seo i gcomparáid leis na sreafaí mais tomhaiste $\ dot {M} _I$ , $\ dot {M} _O$ , ag tabhairt na n-iarmhar $x = \ dot {M} _I - \ hat {\ dot {M}} _ I.$ agus $y = \ dot {M} _O - \ hat {\ dot {M}} _ O.$ . Tá na hiarmhair seo gar do nialas mura bhfuil sceitheadh ann; ar shlí eile taispeánann na hiarmhair síniú tréith. Sa chéad chéim eile, tá na hiarmhair faoi réir anailíse sínithe sceite. Déanann an modúl seo anailís ar a n-iompar ama trí shíniú an sceite a bhaint agus a chur i gcomparáid le sínithe sceite i mbunachar sonraí (“méarlorg”). Dearbhaítear aláram sceite má oireann an síniú sceite eastósctha leis an méarlorg.

LDS bunaithe go seachtrach

Úsáideann córais atá bunaithe go seachtrach braiteoirí tiomnaithe áitiúla. Tá LDS den sórt sin an-íogair agus cruinn, ach is gnách go mbíonn costas an chórais agus castacht na suiteála an-ard; mar sin tá iarratais teoranta do cheantair speisialta ardriosca, eg in aice le haibhneacha nó limistéir chosanta dúlra.

Cábla Braite Sceitheadh Ola Digiteach

Is éard atá i gCáblaí Sense Digiteacha braid de sheoltóirí inmheánacha leath-thréscaoilteacha arna gcosaint ag braid mhúnlaithe inslithe tréscaoilteach. Gabhann comhartha leictreach trí na seoltóirí inmheánacha agus déanann micreaphróiseálaí ionsuite monatóireacht air laistigh den chónascaire cábla. Gabhann sreabháin éalaithe tríd an braid thréscaoilteach sheachtrach agus déanann siad teagmháil leis na seoltóirí in-tréscaoilte inmheánacha. Athraíonn sé seo airíonna leictreacha an chábla a bhraitheann an micreaphróiseálaí. Is féidir leis an micreaphróiseálaí an sreabhán a aimsiú laistigh de rún 1 mhéadar ar a fhad agus comhartha oiriúnach a sholáthar do chórais nó d’oibreoirí monatóireachta. Is féidir na cáblaí braite a fhilleadh timpeall ar phíblínte, fo-dhromchla adhlactha le píblínte nó a shuiteáil mar chumraíocht píopa-i-bpíopa.

Tástáil Píblíne Radioméadrach Infridhearg

Teirmagram aeróige de phíblíne ola tras-tíre adhlactha ag nochtadh éilliú fo-chomhéadain de bharr sceitheadh

Tá sé léirithe go bhfuil tástáil phíblíne teirmeagrafach infridhearg cruinn agus éifeachtach maidir le sceitheadh píblíne fo-chomhéadain a bhrath agus a aimsiú, folúntais de bharr creimeadh, insliú píblíne meathlaithe agus droch-líonadh. Nuair a cheadaíonn sceitheadh píblíne sreabhán, mar uisce, pluim a fhoirmiú gar do phíblíne, bíonn seoltacht theirmeach ag an sreabhán atá difriúil ón ithir thirim nó ón athlíonadh. Léireofar é seo i bpatrúin éagsúla teochta dromchla os cionn láthair an sceite. Ligeann radióiméadar infridhearg ardtaifigh scanadh a dhéanamh ar achair iomlána agus na sonraí mar thoradh air a thaispeáint mar phictiúir le ceantair le teochtaí difriúla arna n-ainmniú ag toin liath éagsúla ar íomhá dubh & bán nó ag dathanna éagsúla ar íomhá datha. Ní thomhaiseann an córas seo ach patrúin fuinnimh dromchla, ach is féidir leis na patrúin a thomhaistear ar dhromchla na talún os cionn píblíne adhlactha cabhrú le taispeáint cá bhfuil sceitheadh píblíne agus folúntais creimthe mar thoradh air; braitheann sé fadhbanna chomh domhain le 30 méadar faoi dhromchla na talún.

Brathadóirí astaíochtaí fuaimiúla

Cruthaíonn leachtanna éalaithe comhartha fuaimiúil agus iad ag dul trí pholl sa phíopa. Cruthaíonn braiteoirí fuaimiúla atá greamaithe den taobh amuigh den phíblíne “méarlorg” fuaimiúil bunlíne na líne ó thorann inmheánach na píblíne ina staid gan damáiste. Nuair a tharlaíonn sceitheadh, aimsítear agus déantar anailís ar chomhartha fuaimiúil minicíochta íseal dá bharr. Léiríonn dialltaí ón “méarlorg” bunlíne aláram. Anois tá socrú níos fearr ag braiteoirí le roghnú banda minicíochta, roghnú raon moille ama srl. Déanann sé seo na graif níos sainiúla agus níos éasca a anailísiú. Tá bealaí eile ann chun sceitheadh a bhrath. Tá geo-fhóin talún le socrú scagaire an-úsáideach chun an áit sceite a chur in iúl. Sábhálann sé an costas tochailte. Buaileann an scaird uisce san ithir balla istigh ithreach nó coincréite. Cruthóidh sé seo torann inchaite. Beidh an torann seo ag lobhadh agus é ag teacht suas ar an dromchla. Ach ní féidir an fhuaim uasta a phiocadh suas ach amháin thar an suíomh sceite. Cuidíonn aimplitheoirí agus scagaire le torann soiléir a fháil. Cruthóidh roinnt cineálacha gás a chuirtear isteach sa líne píopa raon fuaimeanna agus iad ag fágáil na píopa.

Feadáin braite gaile

Is éard atá i gceist leis an modh braite sceite feadán braite gaile ná feadán a shuiteáil ar feadh fad iomlán na píblíne. Tá an feadán seo - i bhfoirm cábla - an-tréscaoilteach do na substaintí atá le braith san fheidhmchlár áirithe. Má tharlaíonn sceitheadh, tagann na substaintí atá le tomhas i dteagmháil leis an bhfeadán i bhfoirm gaile, gáis nó tuaslagtha in uisce. I gcás sceitheadh, scaiptear cuid den tsubstaint atá ag sceitheadh isteach san fheadán. Tar éis tréimhse áirithe ama, táirgeann an taobh istigh den fheadán íomhá chruinn de na substaintí a bhaineann leis an bhfeadán. D’fhonn anailís a dhéanamh ar an dáileadh tiúchana atá sa fheadán braiteora, déanann caidéal an colún aeir san fheadán a bhrú anuas ar aonad braite ar luas tairiseach. Tá an t-aonad braite ag deireadh an fheadáin braiteora feistithe le braiteoirí gáis. Bíonn “buaic sceite” fhuaimnithe mar thoradh ar gach méadú ar thiúchan an gháis.

Brath sceite snáithín-snáthoptaice

Tá dhá mhodh braite sceite snáithín-snáthoptaice á dtráchtáil: Braiteadh Teochta Dáilte (DTS) agus Braite Fuaimiúil Dáilte (DAS). Is éard atá i gceist leis an modh DTS cábla snáithín-snáthoptaice a shuiteáil ar feadh fhad na píblíne a ndéantar monatóireacht air. Tagann na substaintí atá le tomhas i dteagmháil leis an gcábla nuair a tharlaíonn sceitheadh, ag athrú teocht an chábla agus ag athrú frithchaitheamh na bíge léasair, ag comharthaíocht sceite. Tá an láthair ar eolas tríd an moill ama a thomhas idir an uair a astaítear an bíog léasair agus an uair a aimsítear an frithchaitheamh. Ní oibríonn sé seo ach má tá an tsubstaint ag teocht atá difriúil ón timpeallacht chomhthimpeallach. Ina theannta sin, tugann an teicníc braite teochta snáithín-optúil dáilte an deis teocht a thomhas feadh na píblíne. Agus fad iomlán an tsnáithín á scanadh, socraítear an phróifíl teochta feadh an tsnáithín, agus braitear sceitheadh dá bharr.

Is éard atá i modh DAS suiteáil chomhchosúil de chábla snáthoptaice ar feadh fad na píblíne a ndéantar monatóireacht air. Athraíonn creathanna de bharr substainte a fhágann an phíblíne trí sceitheadh frithchaitheamh na bíge léasair, ag comhartha sceitheadh. Tá an láthair ar eolas tríd an moill ama a thomhas idir an uair a astaítear an bíog léasair agus an uair a aimsítear an frithchaitheamh. Is féidir an teicníc seo a chomhcheangal leis an modh Braite Teochta Dáilte chun próifíl teochta na píblíne a sholáthar.