СОУ: мифы и реальность

[klugl]

Введение

Нет, виноват! Разоблачение совершенно
необходимо. Без этого ваши блестящие номера
оставят тягостное впечатление.
…принимая во внимание Ваше глубокоуважаемое
желание, я, так и быть, произведу разоблачение.
М. Булгаков «Мастер и Маргарита»

Системы обнаружения утечек (СОУ) из трубопроводов получают всё большее распространение. Подобного рода системы позволяют значительно сократить время обнаружения утечки и, как следствие, существенно уменьшить экологический ущерб от разлива продукта и сократить время простоя трубопровода.

В силу целого ряда причин (в том числе из-за недобросовестной рекламы некоторых производителей и интеграторов СОУ) системы обнаружения утечек «обросли» мифами и стереотипами. Существует великое множество методов обнаружения и локализации утечек, использующих самые разнообразные принципы вплоть до биолокации (лозоходства). В мире в целом, и в России в частности в силу объективных причин наиболее широкое распространение получили методы основанные на использовании гидродинамических процессов (и в последние годы, отчасти оптоволоконные).

В данном разделе будут разбираться наиболее распространённые заблуждения, посвящённые СОУ, основанными на гидродинамическом и оптоволоконных принципах работы.

[klugl]

МИФ

СОУ всегда обнаруживает утечки и не подвержена ложным срабатываниям (такие заявления регулярно позволяют себе не вполне добросовестные разработчики и/или интеграторы СОУ).

РЕАЛЬНОСТЬ

Все методы обнаружения утечек базируются на физических процессах, которые являются в значительной мере статистическими (случайными). Поэтому работа СОУ носит вероятностный характер. Строго говоря, каждый факт срабатывания СОУ говорит о том, что вероятность наличия утечки, рассчитанная системой, превышает заданное пороговое значение (если утечка действительно имеет место, значит СОУ её обнаружила, если нет - имеет место ложное срабатывание системы). То есть система будет интерпретировать как утечку только событие, параметры которого выше пороговых и игнорировать все остальные события (в том числе и реальные малые утечки).
В настоящее время число ложных срабатываний СОУ (а также зависимость допустимого количества ложных срабатываний от внешних факторов) рассматривается как одна из её характеристик и регламентирована в НТД (например, в ОТТ-13.320.00-КТН-051-12).
Параметры процесса трубопроводного транспорта имеют случайную(шумовую) составляющую, вследствие этого флуктуации значений технологических параметров (связанные с технологическими процессами или обусловленные особенностями оборудования измерения и ПО СОУ) могут превысить пороговое значение и быть интерпретированы как утечка (произойдёт ложное срабатывание системы).
ПО СОУ как правило использует алгоритмы, обеспечивающие компенсацию флуктуаций значений технологических параметров. Такие алгоритмы обеспечивают снижение количества ложных срабатывание СОУ. Но они же могут приводить (и, часто приводят) и к снижению чувствительности системы.
Поэтому малая утечка с одними и теми параметрами может быть как обнаружена, так и не обнаружена в зависимости от характеристик шумовых составляющих значений параметров процесса, происходящего в трубопроводе.

[klugl]

МИФ

Использование оптоволоконных методов позволяет создавать СОУ с характеристиками недостижимыми для традиционных гидродинамических СОУ.

РЕАЛЬНОСТЬ

Волоконные системы мониторинга протяжённых объектов строго говоря не являются системами обнаружения утечек. Их характеристики не нормированы в единицах расхода, утечка(несанкционированный отбор) с одним и тем же расходом может как устойчиво обнаруживаться, так и не обнаруживаться вовсе в зависимости от условий истечения(слива продукта).
В настоящее время не существует (да наверное и не может существовать) адекватных реальным условиям методов испытания таких систем в части выполнения ими функций СОУ.
Возникновение данного мифа обусловлено не вполне корректными заявлениями ряда поставщиков систем такого рода, которым очень хотелось поучаствовать в денежных проектах связанных с оснащением трубопроводов СОУ.

[klugl]

МИФ

Приводимые характеристики СОУ. Производители зачастую приводят характеристики, рассчитанные для идеального случая (отсутствие гидродинамических и электрических шумов в канале измерения, отсутствие погрешности измерительных приборов и т.п). Ярким примером может служить утверждение одного из российских поставщиков волнового СОУ о том, что их система способна обнаруживать при избыточном давлении 7 МПа в трубопроводе диаметром 100 мм отверстие диаметром 0.6 мм и локализовывать место утечки с точностью до 20-30 м.

РЕАЛЬНОСТЬ

В реальности ни одна система обнаружения утечек, базирующаяся на гидродинамической модели трубопровода или методе анализа акустических шумов обеспечить таких характеристик на протяжённом трубопроводе не может.
Потенциально, достижение таких характеристик возможно при использовании других (не гидродинамических) методов обнаружения утечек. Например, оптоволоконные системы мониторинга протяжённых объектов, использующие эффект Брюллиона-Рамана потенциально способны производить локализацию места утечки с точностью до 10 м, которая физически недостижима для рассматриваемых систем, основанных на применении законов гидродинамики. Однако, как уже писалось такие системы не являются СОУ, кроме того им присущ ряд особенностей крайне затрудняющих их использование в условиях реального трубопровода. Кроме того, указанная точность достижима лишь в лабораторных условиях и нереализуема на реальных трубопроводах.

[klugl]

МИФ:

СОУ может быть использована для обнаружения факта нелегального отбора (воровства) продукта и локализации места врезки.

РЕАЛЬНОСТЬ:

Нелегальный отбор может быть обнаружен лишь в том случае если, параметры происходящего при отборе процесса превосходят пороговые значения чувствительности СОУ.
Одним из вариантов обнаружения несанкционированной врезки может быть использование оптоволоконных систем мониторинга которые потенциально позволяют обнаруживать активность в охранной зоне трубопровода при выполнении и обустройстве врезки.
Если врезка выполнена и параметры слива не превышают чувствительности гидродинамической СОУ, такая врезка может быть обнаружена только путём проведения комплекса оперативно-розыскных мероприятий, проводимых уполномоченным службами или при проведении внутритрубной диагностики.