Молодой исследователь ТПУ Илья Петров разрабатывает гибкую антенну для мониторинга парафиновых отложений в полимерных нефтепроводах. Механизм ее работы будет основан на действии электромагнитных волн. Этот метод заменит ультразвуковой контроль, который в случае с полимерами неэффективен. Проект политехника получил грантовую поддержку Фонда содействия инновациям по программе «УМНИК».
Сегодня в нефтяной отрасли активно применяются полимерные технологические трубопроводы. По сравнению со своими аналогами из металла они дешевле и долговечнее. Парафиновые отложения — явление неизбежное: сырая нефть содержит большое количество примесей, которые, оседая на стенках труб, уменьшают их сечение и могут привести к разрыву. Важно постоянно отслеживать этот процесс, чтобы своевременно очищать трубопроводы.
Методы ультразвукового контроля не позволяют проводить мониторинг отложений на полимерных трубах из-за того, что полимеры поглощают ультразвуковые волны. Аспирант Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Илья Петров предложил использовать для этой цели электромагнитные волны. Его разработка — гибкая неметаллическая имплантируемая антенна-толщиномер, работающая по технологии RFID.
«У каждой антенны есть резонансная частота, на которой осуществляется передача информации. Ее положение и амплитуда переданного сигнала зависят от диэлектрической проницаемости среды. А это уже величина, на которую влияет толщина адсорбированного на устройство парафина. На отслеживании данного коэффициента основан принцип работы устройства», — поясняет молодой ученый.
Антенна представляет собой подложку из листового ПЭТ. Полимер не может являться антенной, поэтому сверху на него наносится дополнительное покрытие. В данном случае это пленка из асфальтена. После лазерной обработки покрытие становится электропроводным, образует с полимерной подложкой прочный композит и выступает в качестве антенны-датчика.
«На практике это будет выглядеть следующим образом. Внутрь трубы на этапе ее производства или пусконаладки трубопровода припаивается антенна, снимается референсный сигнал. Через определенное время работы нефтепровода вновь снимается сигнал с этой же антенны. Сравнивая два этих сигнала, можно делать вывод о толщине парафиновых отложений», — рассказывает Илья Петров.
Технология не ограничена в применении. Антенны можно будет размещать не только в полимерных нефтепроводах, но и в водоводах гражданского строительства.
Сейчас идет этап лабораторных экспериментов. По условиям программы «УМНИК» проект должен быть реализован в течение двух лет.
