Глава 12. Диагностика и испытание трубопроводов

12.1 Общие понятия о технической диагностике

Ранее уже отмечалось, что основную долю строящихся объектов на нефтяных и газовых месторождениях занимают трубопроводы. Нефтегазодобывающие предприятия на стадии строительства должны четко контролировать строительные подрядные организации за соблюдением требуемых норм и правил при сварочных, изоляционных работах, транспортировке, укладке в траншею трубопроводов. Особый контроль необходимо осуществлять при прокладке трубопроводов через водные преграды, железные и автомобильные дороги, болотистые участки и зоны вечной мерзлоты. В следующей главе более подробно будут освещены вопросы ввода в эксплуатацию нефтегазопромысловых объектов, в том числе и трубопроводов различного назначения. Надежную, безаварийную работу нефтепроводов, газопроводов и водоводов можно достичь своевременной диагностикой. Своевременному обнаружению дефектов, выявлению места и причины их возникновения и, наконец, восстановлению нарушенного данными дефектами соответствия трубопровода техническим требованиям служит техническое диагностирование, которое представляет собой процесс определения технического состояния объекта диагностирования с определенной точностью. Дефекты трубопроводной системы могут быть вызваны не только условиями эксплуатации, но и ошибками проектирования, представляющими собой особый класс дефектов, которые также подлежат устранению с помощью методов и средств технической диагностики. Диагностический процесс – это процесс логического мышления, процесс обработки исходной информации для получения вывода о состоянии исследуемой системы трубопровода. Служба контроля за параметрами процессов перекачки продуктов по трубопроводам для обнаружения дефектов и прогнозирования состояния участков трубопровода базируется на месте параметрической диагностики. Основу метода составляет расчет гидравлических характеристик трубопровода по приведенным значениям измеряемых параметров и последующее сопоставление результатов расчета с первоначальными характеристиками трубопровода, определенными после его сооружения или ремонта. Наращивать капитальный ремонт магистральных трубопроводов на основе технологии сплошного ремонта невозможно по чисто экономическим соображениям. Поэтому рекомендуется перейти на метод выборочного ремонта на базе внутритрубной диагностики и других современных технологий и технических средств неразрушающего контроля. В связи с важностью этого вопроса в России приняты меры по созданию мощностей для выполнения комплекса диагностических работ. В стране создан Центр технической диагностики в акционерной компании «Транснефть». Центр оснащен необходимыми диагностическими приборами (профилемеры, ультразвуковые и магнитные дефектоскопы) на различные диаметры труб. Разработана Межгосударственная научно-техническая программа «Высоконадежный трубопроводный транспорт», утвержденная в 1993 г. правительствами России и Украины.

12.2. Методы и средства диагностирования трубопроводов.

В зависимости от типа измеряемых параметров методы диагностики трубопроводов могут быть подразделены на три группы – первичные, вторичные и третичные (табл. 12.1).

Акустические (ультразвуковые) методы контроля включают контроль энергетическими характеристиками колебаний, дающих представление об общем состоянии диагностируемого объекта и постепенном его «старении», и спектрально-акустический анализ, посредством которого определяют изменение амплитуд вибрации в широком диапазоне частот, уточняют место и характер возникшего нарушения. Ультразвуковой контроль основывается на законах распространения и отражения упругих волн частотой 0,5 – 24 МГц. При наличии дефектов в металле поле упругой волны изменяет в окрестностях дефекта свою структуру.

Таблица 12.1

Методы и средства диагностирования трубопроводов

Акустический (ультразвуковой) метод обладает достаточной разрешающей способностью для определения эксцентриситета, а также нахождения мест отслаиваний. При помощи этого метода можно обнаружить трещины, натеки и дефекты сварки – пористость, прожоги, непровары, несплавления, (рис.12.1.) Перечисленные методы диагностирования трубопроводов предусматривают пропуск через них внутритрубных аппаратов.

Рис.12.1 Схема дефектоскопа Ультраскана

При данном варианте требуется строительство пусковых и приемных камер. Под руководством профессора Дубова на предприятии ООО «Энергодиагностика» (Москва) разработан метод бесконтактной магнитометрической диагностики, согласно которому основными источниками возникновения повреждений в конструкциях являются зоны концентрации напряжений, в которых коррозионные процессы, развитие усталости и ползучести проходят наиболее интенсивно. При развитии этих процессов изменяется намагниченность металла, отражающая фактическое напряженно-деформированное состояние конструкций. Таким образом, метод магнитной памяти металла – это метод неразрушающего контроля, основанный на регистрации и анализе распределения собственных магнитных полей рассеяния на поверхности изделий с целью определения зон концентрации напряжений, дефектов, неоднородности структуры металла и сварных соединений. Для проведения бесконтактного магнитометрического обследования был изготовлен прибор СКИФ «МБС- 04» Прибор очень удобен в эксплуатации, его габаритные размеры 230х600х130 мм, вес 4,9 кг. Один человек может двигаться вдоль трассы трубопровода и снимать диаграмму (рис. 12.2) обследования намечаемого участка.

ООО «Западно-Уральский центр сертификации».

Чернушка-Пермь. Участок в районе 4000-4500 м.

Направление обследования – по ходу продукта.

Диаграмма напряженного состояния.

Рис. 12.2. Диаграмма обследования участка трубопровода

12.3. Очистка и испытание трубопроводов

Трубопроводы после их укладки в траншеи подвергают очистке и гидравлическим испытаниям в соответствии с требованиями технических условий на испытания и ввод в эксплуатацию, разрабатываемых в составе

проекта. Очистку трубопроводов осуществляют с помощью различных поршней, «торпед», шаров и т.д. Движение поршня происходит за счет закачки в трубопровод воздуха или воды. После очистки трубопровод подвергают гидравлическому испытанию. При испытании давление в трубопроводе повышают по сравнению с расчетным в зависимости от категории трубопровода, но не менее в 1.25 от расчетного.

Кольцевые напряжения во время испытаний не должны превышать 0,96 от предела текучести металла труб. Затем трубопровод выдерживают под давлением не менее 8 часов. Трубопровод считается выдержавшим испытания, если в течение 4 часов в нем не было зарегистрировано падение давления. После гидравлического испытания трубопровода водой ее удаляют с помощью поршней воздухом. После перечисленных операций трубопроводы принимают в эксплуатацию и заполняют проектной жидкостью.

Поиск по сайту: