CC BY
10
15. Смирный М.Ф. Экологическая безопасность терриконовых ландшафтов Донбасса : монография / М.Ф. Смирный, Л.Г. Зубова, А.Р. Зубов. - Луганск : Изд-во ВНУ им. В. Даля, 2006. -232 с.
Надшшла до редакцп 09.12.2016р.
Попович В.В., Пидгородецкий Я.И., Пиндер В.Ф. Типология терриконов Львовско-Волынского угольного бассейна
Терриконы угольных шахт десятилетиями загрязняют окружающую среду токсичными испарениями, продуктами горения отвальной массы и сточными водами. Разработана типология терриконов Львовско-Волынского угольного бассейна. Предложенная нами типология терриконов в пределах Львовско-Волынского угольного бассейна предусматривает 8 уровней иерархического распределения. Вследствие разработанной типологии терриконов Львовско-Волынского угольного бассейна можно структуризиро-вать девастированные ландшафты по степени нарушения и уровню проведения рекуль-тивационных работ.
Ключевые слова: террикон, типология, экологическая опасность.
Popovych V. V., Pidhorodetsky Yа.I., Pinder V.F. The Typology of Heaps of Lviv-Volyn Coal Basin
Waste heaps of coal mines for decades have been polluting the environment by toxic fumes, combustion products of moldboard supply and sewage. We have developed a typology of heaps of Lviv-Volyn Coal Basin. The proposed heaps typology within the Lviv-Volyn Coal Basin provides 8 levels of hierarchical distribution. Due to the developed heaps typology of Lviv-Volyn Coal Basin it is possible to structure devastated landscapes according to the degree of abuse and the level of remediation.
Keywords: heap, typology, environmental hazards, devastated landscape.
УДК 697.343
ВПЛИВ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТУ НА ВИЯВЛЕННЯ ПОШКОДЖЕНЬ 1ЗОЛЯЦН ГАЗОПРОВОД1В
А.В. Яворський1, Л.Я. Побережний2, В.С. Цих3,1.Р. Ващишак4
Описано проблеми, як виникають шд час контролю стану iзоляцiйного покриття шдземних газопроводiв. Серед можливих дефекпв iзоляцiйного покриття видшено нас-Kpi3m пошкодження та вщшарування iзолящl. Отримано анал^ичну модель залежност мiж питомим опором Грунту i величиною фазового зсуву отриманого сигналу. Наведено графiчнi залежност зсуву фази за наявност вщшаруванъ iзоляцiйного покриття шдземних газопроводiв, яю розмщуютъся в Грунтах з рiзним питомим опором. Запропоно-вано схему застосування електромагштного фазового методу контролю iзоляцiйного покриття шдземних газопроводiв, розмщених у Грунтах рiзних типiв.
Ключовi слова: шдземний газопровiд, iзоляцiйне покриття, дефект, техшчний стан, зсув фази.
Постановка проблеми. На цей час у сучасному нафтогазовому комплексi транспортування газу здшснюють за допомогою складно!' розгалужено!' системи трубопроводiв. Значна частина таких мереж працюе понад свiй нормативний термш експлуатацií. За таких умов проведения своечасного та достовiрного тех-
1 доц. А.В. Яворський, канд. техн. наук - 1вано-Франк1вський НТУ нафти i газу;
2 проф. Л.Я. Побережний, д-р. техн. наук - 1вано-Франк1вський НТУ нафти i газу;
3 доц. В.С. Цих, канд. техн. наук - 1вано-Франк1вський НТУ нафти i газу;
4 доц. 1.Р. Ващишак, канд. техн. наук - 1вано-Франк1вський НТУ нафти i газу
нiчного даагностування трубопроводов е штатною технологiчною операщею. У нафтогазовiй галузi використовують значну кiлькiсть методiв i засобiв контролю техшчного стану пiдземних газопроводов. Однiею з основних складових час-тин цього дiагностування е контроль стану iзоляцiйного покриття, оскшьки са-ме пошкодження iзоляцií е одшею з першопричин розвитку корозiйних проце-сiв металу таких трубопровiдних мереж. Серед можливих дефектов iзоляцiйного покриття видшяемо наскрiзнi пошкодження та вiдшарування iзоляцií [1]. Особливо ускладненим е дiагностування газопроводiв в умовах складних техноло-гiчних об'ектiв нафтогазового комплексу - газокомпресорних станцш, для яких е характерною значна юльккть сумiжних комунiкацiй та стороннiх завад. Ок-ром цього, значну складшсть контролю стану iзоляцiйного покриття шдземних газопроводов можуть спричинити рiзнi типи грунтов, якi трапляються в мкцях пролягання таких комунiкацiй.
Аналiз останшх дослiджень i публiкацiй. Дослiдники запропонували рiз-нi методи та методики контролю шдземних газопроводов [2-4]. Вважаеться, що бшьша частина дослiджень спрямоваш на вирiшення проблем, якi пов'язаш з контролем магiстральних дiлянок шдземних трубопроводов значноо протяжнос-тi. Також акцент у цих дослiдженнях зроблено на контролi трубопроводов, якi знаходяться в грунтах одного типу. Проведеш в [5] роботи спрямованi на вив-чення можливостi контролювати iзоляцiйне покриття пiдземних трубопроводiв, якi знаходяться у вологих грунтах. Але питання впливу рiзних типiв грунтiв (глина, суглинок, шсок та iн.) залишаеться недослiдженим.
Мета роботи - розробити методичш рiшення щодо правильного ощнюван-ня впливу характеристик грунту, який оточуе дослвджуваний газопровiд, на контроль шдземних трубопроводiв та, вiдповiдно, на виявлення дефектiв ох iзо-ляцшного покриття.
Результати дослщження. Щоб максимально точно виявити мiсця дефекту iзоляцií запропоновано почергово застосовувати два електромагштних методи контролю: фазовий та ампл^дний [1]. Однак у наведених залежностях в [1] прийнято, що тип грунту на дослвджуванш дiлянцi е однорвдним, а самi досль дження поширювалися тiльки на пiдземнi трубопроводи, якi оточенi грунтовим середовищем одного типу. Для розширення сфери застосування отриманих те-оретичних залежностей потрiбно додатково проаналiзувати вплив змiни пито-мого опору грунту на до^джуваних дiлянках пiдземних трубопроводов.
Табл. Значення питомого опору рiзного роду середовищ, яК оточують тдземний
трубопровiд
Вид Грунту Питомий отр, середне значення (Ом-м)
Глина 20-50
Гравiй 360-750
Пiсок вологий 120-350
Шсок зволожений 350-2000
Пюок сухий 2000-3900
Суглинок 90-140
Щебшь вологий 3000
Щебiнь сухий 5000
Для оцшювання впливу навколишнього грунту, потрiбно в отриман рат-ше залежностi [1] ввести додатковий параметр опору, який оцшюемо на основi електричних параметрiв наявного грунтового покриття. З щею метою з вико-ристанням стабшзованого джерела струму та за допомогою чотирьохелектрод-но'1 установки [6] проведено вимiрювання питомого опору рiзних титв навко-лишнiх середовищ, якi можуть бути на дтянках пролягання тдземних трубоп-роводiв. Отриманi результати вимiрювань наведено в табл.
На основi проведених ранiше дослiджень [1] отримано теоретичну залеж-нiсть для визначення зсуву фази вимiрювального сигналу у разi наявностi рiз-них грунтових покрить для бездефектних дтянок трубопроводiв:
ф = 2/
Яс(Ьр + Lsl + Ls 2 )Сс
(1)
+ Яо + Яс + Rs
де: - вхщний опiр генератора, який задаеться його технчними характеристиками, Ом; Я0 - отр розтiканню струмiв у грунт з дослiджуваного трубопроводу, Ом/м; Яс - погонний отр iзоляцiйного покриття, Ом/м; Я - погонний отр навколишнього грунтового середовища, Ом/м; Ьр - погонна шдуктивтсть трубопроводу, Гн/м; Ь^ - внутрiшня iндуктивнiсть грунту як провщника, який оточуе дослiджуваний трубопровщ, Гн/м; Ь^ - зовнiшня шдуктивтсть трубопроводу, Гн/м; Сс - емтсть iзоляцiйного покриття, Ф; / - робоча частота, Гц; ф - зсув фази вихщного сигналу вщносно вхiдного, рад.
Параметр Ь^ розраховуемо згiдно з такою залежнiстю, в яку входить зна-чення питомого опору грунту:
Lsl = 2 • 10-7 • (5.98 - 1п(гр + дс)/Г), (2)
де: гр - зовнiшнiй радiус дослщжуваного пiдземного трубопроводу, м; дс -товщина iзоляцiйного покриття, м; / - частота змшного струму генератора, Гц; ps - питомий опр грунту, який оточуе дослiджуваний трубопровщ, Ом-м.
1,3
1000 2000 3000 4000 5000 Рис. 1. Залежшсть змти внутрШньо'1 iндуктивностi tрунту вiд значення питомого опору tрунту
На рис. 1 наведено залежшсть змши внутршньо'' шдуктивносп грунту як провщника, що оточуе дослiджуваний трубопровщ, вiд питомого опору навко-
лишнього грунту. Розрахунки виконано для дiлянки тдземного трубопроводу дiаметром 720 мм, зi шаром iзоляцiйного покриття товщиною 5 мм, за викорис-тання робочо! частоти генератора величиною 33 кГц. Вибiр оптимально! часто-ти контролю насамперед пов'язаний iз умовами, в яких розмiщуeться дослщжу-ваний трубопровщ, а також залежно вiд довжини дослщжувано! дiлянки [1, 6].
На основi залежностi (1) та дослщжень, наведених в [1], встановлено аналь тичну модель змiни зсуву фази залежно вщ eмностi вiдшарування iзоляцiйного покриття пiдземних трубопроводiв, якi розмщуються в грунтах iз рiзним пито-мим опором
Ф = 2/
Яс(Ьр + ¿31 + Ьз 2 )СсСо
(3)
& + До + Яс + ШСс + с0у де Со - емшсть дефекту iзоляцiйного покриття (емшсть вiдшарування iзоляцГí).
Отриманi залежносп (1)-(3) дають змогу оцiнювати вплив параметрiв нав-колишнього грунтового середовища на процес виявлення пошкоджень iзоля-цiйного покриття пiд час обстеження д1лянок пiдземних трубопроводiв. На рис. 2 наведено графки залежностi зсуву фази за наявност вiдшарувань iзоля-цiйного покриття пiдземних трубопроводiв, яю розмщуються у грунтах з рiз-них питомим опором. Розрахунки виконано на основi залежностей (2), (3) та згщно з [1].
Рис. 2. Залежностi зсуву фази вiд eмностi вiдшарувань iзоляцiйного покриття тдземних трубопроводiв, як1 розмiщуються в Грунтах з рiзних питомим опором: а) питомий отр Грунту 20 Ом*м; б) питомий отр Грунту 50 Ом*м; в) питомий отр Грунту 1500 Ом*м: г) питомий отр Грунту 5000 Ом*м
Згщно з даними рис. 2, змша питомого опору досить вiдчутно впливае на змшу зсуву фази - рiзниця зсуву фази може змшюватися в межах 20 %. Внасль
док цього можуть виникнути помилки щодо трактування отримано'' iнформацií, що призведе до значних неточностей у виявленнi дефектш iзоляцiйного покрит-тя. У зв'язку iз цим виникае потреба введення обов'язково'' поправки пiд час проведення вимiрювань зсуву фази на дослщжуванш дiлянцi пiдземного трубопроводу залежно вiд типу грунту в мюцях пролягання комушкацп.
На рис. 3 наведено схему застосування електромагнiтного фазового методу контролю. Дослщжуваний трубопровiд 7 з iзоляцiею 6, на якш присутнi дефек-ти 9 (нас^зне пошкодження) та 10 (вiдшарування iзоляцiйного покриття), зна-ходиться в грунп 8. На зачищену вiд iзоляцiйного покриття 6 металеву повер-хню 7 трубопроводу за допомогою магшту 3 крiпиться один з виводiв мульти-частотного генератора 1. Сигнал на дослщжуваний трубопровiд подаеться кабелем 2. Мультичастотний генератор може генерувати сигнал у дiапазонi частот вщ 100 Гц до 33 кГц.
За допомогою пристрою реестрацп та тдсилення сигналу 4 вщбуваеться вимiрювання магнiтного складника електромагштного поля вздовж дослщжува-ного тдземного трубопроводу. Отриманий сигнал подаеться на один iз каналiв двоканального цифрового осцилографа 5. На шший канал осцилографа за допомогою кабелю 2 подаеться сигнал вщ мультичастотного генератора 1 з метою його порiвняння iз отриманим вiд трубопроводу та визначення зсуву фази на визначенш дiлянцi контролю.
4 9 10
Рис. 3. Схема застосування електромагштного фазового методу контролю iзоляцiйного покриття тдземних трубопроводiв, розмiщених в Грунтахрiзних титв: 1) мультичастотний генератор; 2) з'еднувальш Ka6eMi; 3) магнт; 4) приймач; 5) двоканальний цифровий осцилограф; 6) iзоляцшне покриття; 7) металевий трубопровiд; 8) навколишнш Грунт; 9) нас^зне пошкодження iзоляцiï; 10) вiдшaрувaння iзоляцiйного покриття
Висновки:
1. Врахування параметра питомого опору грунту в анал^ичних залежностях для електромагштного фазового методу контролю дае змогу ощнити вплив типу грунтового середовища, в якому розмiшуеться дослщжуваний газопровод, на виявлення пошкоджень iзоляцiйного покриття.
2. Використання електромагштного фазового методу дае змогу виявляти наявш
дефекти iзоляцi'i шдземних газопроводiв, якi розмiщуються у Грунтах рiзних
типiв.
Лiтература
1. Цих В.С. Розроблення методу та засобу контролю дефектов 1зодяц11 шдземних трубопро-вод1в : дис. ... канд. техн. наук: спец. 05.11.13 - "Прилади i методи контролю та визначення складу речовин" / Цих Вiталiй Сергшович. - Ьано-Франгавськ, 2014. - 155 с.
2. Джала Р.М. Безконтактний метод i апаратура для оперативних обстежень тдземних тру-бопроводiв / Р.М. Джала, Л.П. Дикмарова, Б.Я. Вербенець, П.М. Хлипняч // Проблеми ресурсу i безпеки експлуатацл конструкций, споруд та машин : зб. наук. ст. - К. : Вид-во 1ЕЗ iм. G.O. Пато-на НАНУ, 2006. - С. 57-61.
3. Методика оценки фактического положения и состояния подземных трубопроводов: ВРД 39-1.10-026-2001. - М. : Изд-во ВНИИГАЗ, 2001. - 62 с.
4. Яворський А.В. Розроблення методу та системи для безконтактного контролю стану iзо-ляци промислових нафтогазопроводш : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук: спец. 05.11.13 - "Прилади i методи контролю та визначення складу речовин" / Яворський Андрш Викторович, 1ФНТУНГ. - 1вано-Франювськ, 2005. - 20 с.
5. Мухлинш С.М. Вдосконалення методiв та засобiв контролю якост iзоляцшного покрит-тя трубопроводiв, що знаходяться у вологих грунтах та щд водою : дис. ... канд. техн. наук: спец. 05.11.13 - "Прилади i методи контролю та визначення складу речовин" / Мухлинш Сергш Михайлович. - К. : Вид-во "Либщь", 2012. - 192 с.
6. ДСТУ 4219-2003. Трубопровода сталевi мапстральш. Загальш вимоги до захисту вщ ко-рози. - К. : Вид-во Держспоживстандарт Украши, 2003. - 68 с.
Надтшла доредакцп 17.11.2016р.
Яворский А.В., Побережный Л.Я., Цих В. С., Ващишак И.Р. Влияние характеристик почвы на выявление повреждений изоляции газопроводов
Описаны проблемы, которые возникают при контроле состояния изоляционного покрытия подземных газопроводов. Среди возможных дефектов изоляционного покрытия выделены сквозные повреждения и отслоение изоляции. Получена аналитическая модель зависимости между удельным сопротивлением почвы и величиной фазового сдвига сигнала. Приведены графические зависимости сдвига фазы при наличии отслоений изоляционного покрытия подземных газопроводов, которые размещаются в почвах с разным удельным сопротивлением. Предложена схема применения электромагнитного фазового метода контроля изоляционного покрытия подземных газопроводов, расположенных в почвах различных типов.
Ключевые слова: подземный газопровод, изоляционное покрытие, дефект, техническое состояние, сдвиг фазы.
Yavorsky A.V., Poberezhny L.Ya., Tsikh V.S., Vaschishak I.R. The Influence of Soil Characteristics on Identification of the Damage of Gas Pipelines Insulation
The problems that arise when controlling the insulation coating of underground pipelines are described. Among the possible defects insulating coating we have distinguished transverse damage and delamination isolation. An analytical model of dependence between the resistivity of the soil and the magnitude of the phase shift of the received signal is obtained. An image depending of a phase shift in the presence of delamination of insulating coating of underground pipelines, which are placed in soils with different resistivity, is illustrated. The scheme for applying electromagnetic phase control method insulating coating of underground pipelines located in soils of different types is presented.
Keywords: underground pipeline, insulation coating, defect, technical condition, the phase shift.
УДК 502.[13+5]:582.689.2(477:292.44/.45)
RECOMMENDATIONS FOR THE CONSERVATION OF SOME RARE ARCTIC-ALPINE PLANT SPECIES IN THE CHORNOHORA MOUNTAINS (UKRAINIAN CARPATHIANS) R.M. Cherepanyn1
The influence of external factors on populations of rare arctic-alpine plant species was analysed. We revealed the negative impact of intensive trampling and grazing pressure on the structure of populations. We also found the positive effect of moderate trampling and availability of microsites in habitats of Loiseleuria procumbens and Salix herbacea populations. We have proposed to protect populations of Pedicularis oederi and Lloydia serotina through controlling demutation processes in ecosystems and through conserving natural conditions in the habitats, and if it is necessary to carry out actions of the active protection. It is important to control the abidance of regime on the natural protected area to conserve the habitat of Saus-surea alpina on the Petros Mountain. We revealed that it was necessary to eliminate recreational load on the population of Saussurea alpina on the Brebeneskul Mountain by creation of the main tourist route through the roundabout path. It was established that the reproductive parameters of populations, in particular, the number of generative shoots, the coefficient of generative reproduction and recovery index, could be used as a sensitive indicators of anthropogenic changes.
Keywords: rare arctic-alpine species, exogenous factors, the conservation of populations, Chornohora Mountains (the Ukrainian Carpathians).
Introduction. Arctic-alpine plants are a special group of organisms, which play an important role in ecosystems of Arctic and subarctic regions and also in mountains of the Northern Hemisphere. The nature of the distribution of these species caused by fluctuations in the levels of continental glaciers, climate changes and the formation of the landscape in the Holocene [18]. Arctic-alpine species in ukrainian flora distributed mainly in the Carpathians. Highland plants - organisms with characteristic morphology and physiology that are the result of adaptive evolution to the peculiar conditions of existence [20]. Arctic-alpine species take special place in the flora of the Ukrainian Carpathians. There are a large part of common, coenotic forming and rare species among them in the Ukrainian Carpathians [19]. There are also many relics and endangered species among the arctic-alpine plants. Arctic-alpine element of flora is presented of 67 species in the Ukrainian Carpathians, or it is about 7.4 % of the highland flora [14, 21, 22]. 55 species of them have Holarctic type of area, 3 species - with Eurasian area, 6 species - Euro-American area and 3 species - European area.
Many rare arctic-alpine plants are confined to the glacial landforms - ancient glacial boilers and rocky ridges of mountain ranges. Geographic massif that characterized of such landscapes, not so much in this region. Basically refuges for rare arctic-alpine plant species serve Chornohora, Svydovets, Marmarosh and Chyvchyny mountains. They also occur on other areas, but listed above areas are centers of their distribution in Ukraine.
Changes of natural conditions and active human exploration of subalpine and alpine zones lead often to the formation of an unfavorable environment for rare plant species and for self-regeneration of their populations. It is established that the viabi-
1 assistant R. M. Cherepanyn, PhD in biology - Precarpathian National University named after Vasyl Stefanyk
