Выявление скрытых утечек в подземных трубопроводах гелиевым методом

Гелиевое течеискание обеспечивает высокочувствительный и селективный контроль герметичности подземных коммуникаций без предварительных раскопок. Метод основан на введении в трубопровод небольшого количества гелия и последующей регистрации его выхода на поверхность в области дефекта. Инертность, малый молекулярный размер и высокая диффузионная способность гелия позволяют фиксировать утечки сквозь грунт и твердые покрытия с точной локализацией точки повреждения.

Методика применима для подземных газо- и водопроводов, тепловых сетей, систем снеготаяния и подогрева покрытий, циркуляционных контуров хладагентов, трубопроводов холодильной техники, а также для коммуникаций специального назначения, включая линии, расположенные под асфальтовым или бетонным покрытием. При наличии технологического доступа возможно обследование резервуаров и емкостей, подключаемых к испытательной обвязке.

После изоляции проверяемого участка производится инъекция контрольной газовой смеси с гелием до расчётного давления. В присутствии дефекта формируется поток гелия из внутреннего объёма в окружающую среду. Благодаря положительной плавучести и высокой диффузионной способности гелий стремится к поверхности, где регистрируется щупом течеискателя. Локализация выполняется по максимуму сигнала при поконтурном обходе трассы. Для подтверждения годности дополнительно используется манометрический контроль падения давления во времени на опрессованном участке.

 

Состав мобильного комплекса

Комплекс включает портативный гелиевый течеискатель для экспресс-поиска ореолов рассеяния и высокочувствительный масс-спектрометрический течеискатель для точной количественной локализации. В состав входят баллоны с гелием либо гелиево-воздушной смесью, редуцирующая обвязка с расходометрией, комплект гибких линий, съёмные щупы с защитными насадками от загрязнений, автономный источник электропитания для полевых условий, а также бортовая система регистрации и отображения данных. Конструктивное исполнение обеспечивает устойчивую работу при вибрациях и отрицательных температурах, что позволяет проводить обследование круглогодично.

Этапы проведения работ

Первоначально анализируется исполнительная документация по трассам, уточняется фактическая схема коммуникаций, глубина заложения и доступные точки подключения. Рассчитывается требуемое давление и объём контрольного газа с учётом гидравлического сопротивления и допустимых нагрузок на объект. Выполняется опрессовка и контроль падения давления для определения наличия суммарной утечки. Далее организуется маршрутное сканирование поверхности с использованием портативного течеискателя, после чего проводится детальная локализация масс-спектрометрическим прибором с количественной оценкой потока. Заключительным шагом является инструментальное подтверждение дефекта на вскрытом участке и составление отчёта установленной формы с картой течей и параметрами испытаний.

Метрологическое обеспечение и калибровка

Перед началом смены проводится контроль чувствительности по эталонной гелиевой течи с паспортной зависимостью «давление на входе — выходной поток». Уставки порогов выставляются в единицах потока газа Па·м³/с с обеспечением воспроизводимости показаний. Для исключения ошибок оператора фиксируются температурные условия, интервал стабилизации после напуска и длительность измерительного окна. При необходимости выполняется пересчёт в объёмные единицы для технологической отчетности. Применяемые средства измерений проходят поверку, а процедуры калибровки и тесты нулевой линии документируются в составе протокола работ.

Производительность и характеристики

Практическая чувствительность полевой схемы позволяет регистрировать утечки, соответствующие характерным микродефектам, с обнаружением сигнала через слой грунта, асфальта или бетона. В режимах экспресс-диагностики обеспечивается оперативное сканирование протяжённых участков трассы, а реакция щупа на появление гелия происходит в течение считанных секунд. При правильном выборе точки подключения и учёте гидравлических ограничений достигается высокая точность привязки места дефекта, что существенно сокращает объём земляных работ.

Организация работ на объекте

Подключение контрольного газа выполняется через проектно предусмотренные штуцеры, существующие технологические врезки либо через временную оснастку с обязательным восстановлением исходной схемы после испытаний. В городской среде и на действующих производственных площадках применяются меры по обеспечению промышленной безопасности, включая ограждение зоны и контроль атмосферного воздуха в местах разгерметизации покрытия. По завершении работ передаются протоколы с приложением картограммы трассы и координат дефектов, параметров опрессовки, установленных уставок и условий проведения испытаний.

Аккредитованная лаборатория «Ликлаб»

Полевые и лабораторные работы выполняются аккредитованной испытательной лабораторией «Ликлаб». Лаборатория располагает штатными масс-спектрометрическими и портативными гелиевыми течеискателями, собственным парком поверенных эталонных течей и испытательной оснастки, включая мобильные комплексы для выездной диагностики. Персонал лаборатории прошёл профессиональную подготовку в области вакуумной техники и течеискания и допущен к выполнению работ на опасных производственных объектах. В рамках оказания услуги обеспечивается полная прослеживаемость измерений, оформление протоколов испытаний, а при необходимости — разработка и согласование программы и методики испытаний под конкретный объект. По запросу заказчика лаборатория «Ликлаб» предоставляет сведения об области аккредитации и копии действующих аттестатов, а также организует демонстрационные испытания на пилотном участке.

Рекомендации по подготовке

Для ускорения работ целесообразно заранее предоставить исполнительные схемы, данные о глубине и материалах труб, информацию о ранее проведённых ремонтах и условиях эксплуатации. В зонах с развитой инженерной инфраструктурой рекомендуется предусмотреть технологические окна или площадки для подключения редуцирующей обвязки. При наличии участков с возможной инфильтрацией посторонних газов следует согласовать временные ограничения на работы, уменьшающие риск помех при регистрации гелия.

Итоговые преимущества метода

Гелиевое течеискание подземных трубопроводов обеспечивает высокую вероятность обнаружения, точную локализацию дефекта без предварительных раскопок, сокращение сроков восстановления и снижение совокупных эксплуатационных затрат. Совокупность экспресс-сканирования и высокочувствительной локализации по гелию формирует надёжную основу для принятия решений о ремонте и верификации качества выполненных работ.