-194 °C. DeepWire работает. Мы проверили!

Все конструкции кабеля проходят ряд стандартных испытаний перед отправкой заказчику.

Как правило, в собственном испытательном центре мы проводим испытания по стандартной методике: проверяем водонепроницаемость кабеля, его механические характеристики (устойчивость к удару, раздавливанию, растяжению, изгибу и кручению) и работоспособность при разных температурах.

Но иногда тестирование проводится по методике заказчика. Это тот случай, когда конструкция проходит нестандартные испытания, условия которых максимально приближены к реальным сложным условиям эксплуатации. Например, мы проводили виброакустические испытания и создавали специальный сабвуфер, чтобы проверить, насколько хорошо кабели улавливают утечки на трубопроводах.

В этой статье расскажем о том, как тестировали кабель на работоспособность при экстремально низких температурах.

Испытания проходила конструкция DeepWire, разработанная для криогенного мониторинга. Такая конструкция применяется на промышленных объектах с экстремально низкими температурами. В том числе, она используется для мониторинга температуры в резервуарах СПГ.

Подготовка и проведение испытаний

Обычно, стандартные температурные испытания проводятся в климатической камере на испытательном центре завода. Камера постепенно нагревается до +60 °C и охлаждается до -60 °C. 

Так как этих условий было недостаточно, был создан специальный короб, работающий по принципу термоса. Короб поместили внутрь климатической камеры, охлажденной до -60 °C. В ходе испытаний в короб добавляли жидкий азот для поддержания необходимого уровня температуры (рис. 2-4). Температуру внутри короба контролировали с помощью 2 термопар, установленных вверху и внизу короба.

Рядом с камерой был установлен анализатор DTS (Distributed Temperature Sensing), для непрерывного мониторинга температуры, и рефлектометр OTDR для контроля прироста затуханий в волокне (рис. 1).

Рис. 1-4: измерительное оборудование DTS и OTDR и специальный короб для проведения испытаний кабеля в экстремально низких температурах.

Испытание проходила конструкция DeepWire c одним и двумя повивами брони:

 
 Диаметр стального модуля 1,8 мм
 Толщина стенки стального модуля 0,2 мм
 Количество оптических волокон 2
 Тип оптического волокна ММ

Образцы кабелей соединили между собой. Кабель с одним повивом брони подключили к анализатору DTS и OTDR рефлектометру. Кабель с двойной броней был подключен к анализатору DTS одним волокном, а второе было намотано на катушку. В климатической камере находилось примерно по 20 метров каждого кабеля. Важно отметить, что кабель находился в бухте, и мог сжиматься и расширяться, то есть условия испытаний были максимально приближены к реальным.

Результаты испытаний

Конструкции проходили 3 цикла испытаний: при рабочей температуре, при медленном охлаждении до 164 °C, и при быстром понижении температуры до -194 °C. В ходе каждого цикла отслеживался прирост затухания в волокне. При тестировании во втором и в третьем цикле образец кабеля напрямую контактировал с жидким азотом. Кратко о результатах каждого цикла:

1. Испытание в условиях рабочей температуры

Температура
˚С
Время выдержки, часКоэффициент затухания на длине волны 1300 nm, dB/kmПрирост затухания dB/kmПрохождение испытания
+2020,607
-6040,6560,049успешно
-8540,6580,051успешно
+6040,5970,000успешно

2. Испытание при медленном понижении температуры до -164 °C

В этом цикле испытаний мы проверяли кабель на работоспособность при -164 °C. Такой показатель был выбран в качестве температуры, эквивалентной сжиженному газу. 

Для понижения необходимого уровня температуры в специальный короб в течении 1,5 часов вводился жидкий азот.

Температура
˚С
Время выдержки, часКоэффициент затухания на длине волны 1300 nm, dB/kmПрирост затухания dB/kmПрохождение испытания
+2020,604
-1640,50,7290,125успешно

3. Испытание при быстром понижении температуры до -194 °C

В третьем цикле испытаний проверяли работоспособность кабеля в нестандартных ситуациях. Для этого специальный короб сначала охладили до -175 °C, а потом до -194 °C примерно за 4 минуты.

Температура
˚С
Время выдержки, часКоэффициент затухания на длине волны 1300 nm, dB/kmПрирост затухания dB/kmПрохождение испытания
+2020,602
-1940,50,7040,102успешно

Подведем итоги

Хранилище сжиженного природного газа – это объект повышенной опасности, поэтому контроль за основными параметрами здесь особенно важен.

Конструкция DeepWire сохранила работоспособность даже при температуре -194 °C, поэтому может применяться для мониторинга температуры в резервуарах СПГ и даже в экстренных ситуациях сможет передавать данные об объектах.