Нами очищены и обследованы внутритрубными дефектоскопами более 3800 километров трубопроводов диаметром от 159 мм до 1420 мм.
Цель услуги:
1. Обследование технического состояния трубопровода.
2. Расчеты на прочность (максимального разрешенного давления) и долговечность (остаточного ресурса) по результатам обследования.
3. Экспертиза промышленной безопасности. Лицензия № ДЭ-00-013475.
Этапы технологии внутритрубной диагностики:
1. Подготовительные работы - определение (по данным опросного листа) и обеспечение контролепригодности обследуемого трубопровода.
2. Очистка внутренней полости трубопровода от инородных предметов, окалины, остатков электродов, асфальтосмолистых, парафиновых и пирофорных отложений.
3. Калибровка трубопровода - определение минимального проходного сечения трубопровода и обеспечение 70% проходимости от наружного диаметра (т.е. устранение всех дефектов геометрии, превышающих 30% от наружного диаметра).
4. Обследование трубопровода профилемером - выявление дефктов геометрии трубопровода (вмятин, гофр, овальности) и изерение радиуса поворотов. Обеспечение проходимости трубопровода в 85% от от наружного диаметра (устранение всех дефектов геометрии, превышающих 15% от наружного диаметра) и минимального радиуса поворота трубопровода, равного 1,5Dн или 3Dн (Rпов. должно быть более или равно 1,5Dн или 3Dн в зависимости от применяемого после пофилеметрии дефектоскопа).
5. Обследование трубопровода внутритрубными магнитными (MFL и TFI) и/или ультразвуковыми дефектоскопами - выявление таких дефектов, как: коррозия (внутренняя, наружная, точечная и сплошная), стресс-коррозия под напряжением, расслоения, включения, разноориентированные трещины и др. дефекты стенки трубопровода.
6. Расчет на прочность и долговечность (остаточного ресурса) и экспертиза промышленной безопасности.
С 2007 г. нами выполнены работы по внутритрубной диагностике и экспертизе промышленной безопасности трубопроводов (в т.ч. подводных переходов) в ОАО АНК «Башнефть», ОАО «Удмуртнефть», ООО «Белкамстрой», ОАО «Белкамнефть», ЗАО «Нафтатранс», ОАО «Сургутнефтегаз», ООО «БПО-Отрадный», АО "Шешмаойл", "СНПС-Актобемунайгаз", ОАО "РН-Краснодарнефтегаз" и др.
Опыт работ по внутритрубной диагностике нефтегазопроводов более 10 лет.
Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в диагностике стенок трубопроводов. Способ внутритрубной диагностики включает определение дефектов ультразвуковым методом, определение дефектов методом магнитных истечений, совмещение и дополнение результатов исследований в процессе анализа полученных данных, согласно изобретению дополнительно производится исследование стенки трубопровода магнитооптическим способом, результаты которого совмещаются с результатами исследований ультразвуковым методом и методом магнитных истечений. Техническим результатом изобретения является повышение надежности внутритрубной диагностики за счет повышения точности определения длины трещины и возможность диагностирования, в частности, паутиной и многоканальной коррозии и длинношовного усталостного растрескивания, питтинга.
Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в диагностике стенок трубопроводов. Известен способ магнитооптической дефектоскопии, заключающийся в нахождении трещин в ферромагнитном материале с помощью устройства, состоящего из источника поляризованного света, формирователя светового пучка, пленки магнитооптического материала с защитным покрытием, анализатора, оптической системы формирования изображения дефектов, расположенных последовательно по ходу светового пучка, источника постоянного магнитного поля для возбуждения магнитного потока в исследуемом образце параллельно плоскости магнитооптического материала, полюса источника магнитного поля расположены симметрично с двух сторон относительно магнитооптического материала (Вилесов Ю.Ф, Вишневский В. Г. , Грошенко Н.А. Устройство для визуализации и топографирования магнитных полей. ИЛ 38-98, Крымский ЦНТИ, 1998). Устройство позволяет визуализировать скрытые дефекты в ферромагнитных материалах. Для этого в исследуемом образце создается магнитный поток. На дефектах исследуемого образца, например в трещинах в его объеме, образуются магнитные заряды, которые создают поле рассеяния, перпендикулярное поверхности образца. Поля рассеяния индуцируют в магнитооптическом материале структуру намагниченности, перпендикулярную ее поверхности, которая визуализируется за счет эффекта Фарадея. Скрытые дефекты ферромагнетика проявляются и наблюдаются в виде соседствующих темной и светлой областей. Недостатком способа является невозможность точного определения глубины дефекта. Магнитооптическим способом формируется детальное "плоское" изображение дефекта, но его глубина определяется с меньшей точностью. Дефекты, имеющие равные размеры, но расположенные на разной глубине, имеют различную яркость изображения. И наоборот, дефекты, видимые как равной интенсивности, могут иметь разную глубину. Поэтому затруднено точное определение степени опасности выявленного дефекта и эксплуатационной пригодности исследуемой части трубопровода. Известен также способ внутритрубной диагностики, включающий ультразвуковое сканирование стенки трубопровода, и исследование по истечениям магнитного потока (К.В. Черняев Анализ возможностей внутритрубных снарядов различных типов по обнаружению дефектов трубопроводов. //Трубопроводный транспорт нефти. 4, 1991. С.27-33.). В способе производят последовательное исследование трубопровода ультразвуковым и магнитным методом, сопоставляют результаты обследований, определяют дефекты, препятствующие возможности дальнейшей эксплуатации участка трубопровода. Недостатком способа является ограниченная разрешающая способность, уменьшающая точность определения параметров дефектов и не позволяющая диагностировать, в частности, паутинную и многоканальную коррозию и длинношовное усталостное растрескивание, межкристаллитную проникающую коррозию, питтинги. Низкая точность определения длины трещины снижает надежность внутритрубной диагностики. В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать способ внутритрубной диагностики путем повышения надежности диагностики за счет увеличения точности определения параметров дефектов и расширения спектра регистрируемых дефектов. Поставленная задача решается тем, что в способе внутритрубной диагностики, включающем определение дефектов ультразвуковым методом, определение дефектов методом магнитных истечений, сопоставление результатов исследований в процессе анализа полученных данных, согласно изобретению дополнительно производится исследование стенки трубопровода магнитооптическим способом, результаты которого сопоставляются с результатами исследований ультразвуковым методом и методом магнитных истечений. Магнитооптическим способом хорошо обнаруживаются дефекты с малыми геометрическими размерами, например паутинная и многоканальная коррозия и длинношовное усталостное растрескивание, межкристаллитная проникающая коррозия, питтинги. За счет более высокого разрешения повышается точность определения длины обнаруженных трещин в стенке трубопровода и формируется детальное, с высоким разрешением, "плоское" изображение дефекта. Каждый из способов внутритрубной диагностики по отдельности хорошо регистрирует отдельные типы дефектов и неудовлетворительно другие типы дефектов. Наиболее качественное, с высоким разрешением, изображение дефекта формируется магнитооптическим способом. Однако глубина дефекта магнитооптическим способом определяется с ограниченной точностью. Сопоставление магнитооптического способа с акустическим и методом магнитных истечений позволяет преобразовать "плоское" изображение дефекта в "объемное". Акустооптический способ диагностики формирует "глубину" магнитооптического изображения дефекта. Совмещение трех типов диагностики позволяет как расширить спектр диагностируемых дефектов, так и повысить достоверность диагностики за счет сопоставления независимых результатов измерения. Способ реализуется следующим образом. Производится очистка внутренней поверхности трубопровода от грязи и ржавчины. Далее последовательно производят внутритрубную диагностику ультразвуковым и магнитным методами. Определяются дефекты, допускающие дальнейшую эксплуатацию, дефекты, не допускающие эксплуатацию трубопровода без проведения ремонтных работ, и дефекты, идентификация которых затруднена. После чего производится исследование неидентифицированных дефектов магнитооптическим способом диагностики. Если трещина в металле развивается, то ее концы имеют меньшую ширину, чем центральная часть, и не обнаруживаются способом-прототипом. Причем узкая часть трещины может иметь длину, превышающую продиагностированную способом-прототипом, и зафиксированную как допускающую процесс дальнейшей эксплуатации. Кроме того, несколько относительно мелких дефектов (допускающих по отдельности эксплуатацию трубопровода) могут быть связаны между собой трещинами в единый большой дефект, но способом-прототипом этот дефект не диагностируется вследствие малого пространственного разрешения. Дополнительное магнитооптическое исследование устраняет неточность определения длины трещины и повышает надежность диагностики. Пример. Дефект, обнаруженный ультразвуковым методом и методом магнитных истечений, дополнительно подвергается исследованию магнитооптическим методом. Для этого в исследуемом образце создается магнитный поток и производится визуализация полей рассеяния дефектов. На дефектах в стенках трубопровода, например трещинах, образуются магнитные заряды, которые создают поля рассеяния, силовые линии которых выходят из образца и наводят в магнитооптическом материале визуализатора структуру намагниченности, перпендикулярную ее поверхности. Геометрия структуры намагниченности, перпендикулярной поверхности магнитооптического материала, совпадает с геометрией дефектов. Освещают пленку магнитооптического материала поляризованным светом. Свет, отраженный от участков магнитооптического материала, соответствующих бездефектным областям исследуемого образца, гасится. Свет, прошедший через участки магнитооптического материала, содержащие перпендикулярную поверхности структуру намагниченности, изменит вследствие эффекта Фарадея ориентацию плоскости поляризации на ортогональную первоначальной и будет зарегистрирован. Сформируется изображение бездефектной области в виде темного поля и дефектов в виде светлых участков. Геометрические размеры и формы светлого участка на изображении воспроизводят геометрические размеры и форму дефекта в исследуемом образце, что позволяет дополнить картину изображения дефекта, полученного ультразвуковым способом и способом магнитных истечений новыми деталями и, соответственно, более точно определить параметры дефекта и эксплуатационную пригодность данного участка трубопровода. При наличии трещин в стенках трубопровода, отходящих от обнаруженного способом-прототипом дефекта, или связи между несколькими дефектами через трещины, не обнаруживаемые способом-прототипом, заявляемый способ позволяет более точно определить истинные диагностируемые параметры трубопровода. Точность определения параметров дефекта определяется периодом доменной структуры магнитооптического материала и разрешающей способностью оптики. Характерные размеры периода доменной структуры лежат в диапазоне 5 - 50 мкм. Соответственно магнитооптический метод позволяет обнаруживать дефекты с минимальными размерами порядка 10 - 100 мкм, что значительно превышает разрешающую способность заявляемого способа по сравнению со способом-прототипом. Более высокая разрешающая способность магнитооптического метода повышает точность определения параметров дефекта, например длины трещины и позволяет повысить надежность диагностики. Заявляемый способ позволяет повысить надежность внутритрубной диагностики за счет повышения точности определения параметров дефекта, например длины трещины, и позволяет диагностировать, в частности, паутинную и многоканальную коррозию и длинношовное усталостное растрескивание, межкристаллитную проникающую коррозию, питтинги. Более точная диагностик позволяет сократить расходы на обслуживание трубопровода и определение параметров дефекта визуальными методами. Дополнительная магнитооптическая диагностика трубопровода незначительно увеличит эксплуатационные расходы на диагностику, так как производится после ультразвуковой и методом магнитных истечений, и только тех дефектов, которые являются потенциально опасными для продолжения эксплуатации трубопровода.
Формула изобретения
Способ внутритрубной диагностики, включающий определение дефектов ультразвуковым методом, определение дефектов методом магнитных истечений, совмещение и дополнение и результатов исследований в процессе анализа полученных данных, отличающийся тем, что дополнительно производят исследование стенки трубопровода магнитооптическим способом, результаты которого сопоставляют с результатами исследований ультразвуковым методом и методом магнитных истечений.
Похожие патенты:
Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для контроля движения очистных и диагностических объектов в трубопроводах в потоке перекачиваемого продукта, например скребков, разделителей, контейнеров, дефектоскопов и т.д
Изобретение относится к защитным устройствам, предотвращающим большие потери рабочей среды при разрушении трубопроводов (внезапной разгерметизации), и может быть использовано в гидро- и пневмосистемах в качестве пассивной защиты, перекрывающей расход рабочей среды в замкнутом контуре при аварийной ситуации, в частности для отсечения разгерметизированной части контура охлаждения ядерного реактора корпусного типа и предотвращения опорожнения (обезвоживания) активной зоны
Внутритрубное обследование проводится в четыре уровня :
1. Обследование трубопровода с помощью снарядов – профилемеров. Они определяют дефекты геометрии стенки труб (гофры, овальность, вмятины).
2. С помощью ультразвуковых снарядов – дефектоскопов ведут поиск, измеряют коррозионные дефекты, расслоение металла труб
3. С помощью магнитных снарядов – дефектоскопов выявляют дефекты кольцевых сварных швов.
4. С помощью более современных ультразвуковых дефектоскопов СД ведут обнаружение и измеряют трещиноподобные дефекты в продольных швах и в теле трубы.
Классиф-ция деф-ов труб, опр-ых с помощью ВТД .
4 класса дефектов:
1. дефекты геометрии(гофры, вмятины, овальности).Приводят к снижению несущ-ей спос-ти трубы,к сниж-ю произв-ти.
2. Деф-ты стенки трубы (расслоение Ме трубы,включения,трещины, царапины,корроз-е поврежд-ия, потери Ме местного происх-ия). Приводят к сниж-ию несущ. спос-ти трубы.
3. Деф-ты попер-х сварных швов (непровары,поры и смещ-ие кромок шва).
4.Деф-ты прод-го заводс-го шва (те же).
ВТД . Перед провед-ем ВТД нужно произв-ти очистку внутр-ей полости трубы от отложений.В кач-ве мат-ов очистных дисков для очистных снар-ов прим-ся полиуретан.
ВТД пров-ся в 4 этапа: 1.Выявл-ся деф-ты геометрии трубы с пом-ю снарядов профилемеров.
2.выявл-ся деф-ты стенки трубы с пом-ю ультразвук-х снарядов «Ультраскан».
3.Деф-ты попер-ых сварных швов с пом-ю магн-ых снарядов «Магнискан»
«-« намагн-ся труба
4. Выявл-ся деф-ты прод-ых свар-х швов,деф-ты,ориент-ые в прод-ом напр-ии-ультразв-ми снарядами большого разрешения «Ультраскан».
По рез-ам диагн-го обслед-ия все деф-ты классиф-ют на 3 гр-пы:
Дефекты типа ПОР;-деф-ты ДПР (деф-ы, подл-ие рем-ту);-деф-ты,не треб-ие провед-ие рем-та.Они заносятся в банк данных для послед-го мониторинга.
По рез-ам диагн-ки пров-ся выборочный рем-т или сплошной (при скопленни деф-ов)
С помощью программ определяют степень опасности выявленных дефектов.
Диагностика линейной части газопровода .
При эксплуатации мг происходит загрязнение его внутренней поверхности частицами породы, окалиной, отслоившейся от труб, конденсатом, водой, метанолом и.т.д. Это приводит к увеличению коэффициента гидравлического сопротивления и соответственно к снижению пропускной способности газопровода. Внутреннюю поверхность газопровода от загрязнений очищают следующими способами: периодически очистными устройствами без прекращения перекачки газа; разовым использованием очистных устройств с прекращением подачи газа;; установкой конденсатосборников и дренажей в пониженных точках газопровода; повышением скоростей потоков газа в отдельных нитках системы газопроводов и последующим улавливанием жидкости в пылеуловителях КС. В качестве очистных устройств применяют очистные поршни, скребки, поршни-разделители. В зависимости от вида загрязнений применяют и определенные очистные устройства. Основное требование к ним: быть износостойкими, обладать хорошей проходимостью через запорные устройства, простыми по конструкции и дешевыми. Наиболее часто применяют очистные устройства типа ДЗК-РЭМ, ОПР-М, позволяющие одновременно очищать полость газопровода от твердых и жидких веществ. Для очистки газопроводов больших диаметров применяют поршни-разделители ДЗК-РЭМ-1200, ДЗК-РЭМ-1400, ОР-М-1200, ОПР-М-1400. Поршень монтируют с двумя, тремя, и более очистными элементами. Для движения поршня по газ-ду на нем создается определенный перепад давления, который зависит в основном от его конструкции. Создаваемый перепад р на поршне в среднем равен 0,03-0,05 Мпа. На всех проектируемых и вновь вводимых мг предусматривают устройства по очистке внутренней полости газопровода от загрязнения при помощи пропуска очистных поршней. В состав устройства входят узлы пуска и приема очистных поршней, система контроля и автоматического управления процессов очистки. Узлы пуска и приема очистных поршней изготавливают на рабочее р 7,5 Мпа и температуру рабочей Среды от -60 до 60 оС. Для контроля за прохождением очистных устройств по газопроводу в отдельных его точках стоят анализаторы прохождения поршня. Разработан комплекс Волна-1, предназначенный как для сигнализации прохождения очистных устройств по газопроводу, так и для отыскания их в случае застревания в нем.
11. Переходы трубопроводов через водные преграды и классификация их по способу строительства.
Переходы через водные преграды делятся по способу строительства на:
1. подводные;
2. воздушные: балочные на опорах, вантовые переходы, арочные.
В границу воздушного перехода трубопровода через водную преграду входят надземная часть и участки подземного трубопровода длиной по 50 м от места выхода трубы на поверхность.
К подводным трубопроводам относятся линейная часть, проходящая через водные преграды шириной более 10 м по зеркалу воды в межень (наименьший уровень воды) и глубиной более 1,5 м.
Границами подводного перехода являются:
1. для многониточных переходов – это участок, ограниченный запорной арматурой, расположенной на берегах.
2. для однониточных – это участок, ограниченный горизонтом высоких вод не ниже отметок 10% обеспеченности.
Трубопроводы основной и резервной ниток на участке подводного перехода и от подводного перехода до КППСОД должен проектироваться в соответствии с высшей категорией сложности.
ПП через водные преграды, шириной более 75 м по зеркалу воды в межень, в обязательном порядке оборудуются резервными нитками.
ПП по способу строительства делятся на:
1. Построенные траншейным способом. Традиционный способ строительства. Недостатки: необходимость ежегодного обследования, неэкологичность способа, необходимость капительного ремонта через 10-15 лет.
2. Построенные методом наклонно-направленного бурения. Достоинства: обеспечивает надежность эксплуатации подводного участка трубопровода (до 30 лет); экологичность способа.
3. Построенные методом микротоннелирования. Применяется значительно недавно. Преимущества: надежность и долговечность. Подводные переходы построенные методом микротонелирования разделяются на: переходы с тоннелем межтрубное пространство, которого заполнено инертным газом под избыточным давлением; переходы с тоннелем межтрубное пространство которое заполнено жидкостью с антикоррозийными свойствами покрытием с избыточным давлением.
4. Построенные методом «труба в трубе».
В состав сооружений перехода через водные преграды входят следующие объекты:
1. участок магистрального трубопровода в границах перехода;
2. узлы береговой запорной арматуры и КППСОД;
3. берего- и дноукрепительные сооружения, предназначенные для предотвращения размыва береговой м русловой части перехода;
4. информационные знаки ограждения охранной зоны перехода на судоходных и сплавных реках; указательные знаки оси трубопровода на береговых участках; знаки закрепления геодезической сети перехода;
5. пункт наблюдения (блокпост) обходчика;
6. вдольтрассовая ЛЭП;
7. система ЭХЗ в границах перехода;
8. трансформаторная подстанция для обеспечения электроэнергией запорной арматуры и средств ЭХЗ;
9. средства и оборудования телемеханики;
10. стационарные маркерные пункты для выполнения работ по внутритрубной диагностике;
11. датчики отбора давления, манометрические узлы, сигнализаторы прохождения очистных устройств, системы обнаружения уточек, системы контроля межтрубного пространства;
12. опорные сооружения воздушных переходов.
Требования к оборудованию ПП.
1. ПП должны быть оборудованы системами обнаружения утечек, а переходы, построенные методом «труба в трубе» должны быть оборудованы системами контроля давления в межтрубном пространстве. Информация о давлении должна подаваться на диспетчерский пункт ближайшей станции.
2. Резервные нитки оборудуются КППСОД.
3. ПП через судоходные и сплавные реки шириной более 500 м по зеркалу воды в межень должны иметь блокпост обходчика, оборудованный телефонной и радиосвязью.
4. ПП оборудуются постоянными геодезическими знаками (реперами), которые закладываются ниже глубины промерзания грунта, чтобы предотвратить морозный подъем репера.
5. Задвижки или краны, установленные на переходе, должны быть электрифицированы, телемеханизированы и находится в системе телеуправления. Электроснабжение задвижек и кранов должно осуществляться от двух независимых источников.
6. Задвижки имеют технологический номер, указатели положения затвора, ограждения, предупреждающие аншлаги. Береговые задвижки и краны должны обеспечивать герметичность отключенного участка перехода.
7. Для освобождения ПП от нефти в аварийных ситуациях путем замещения водой с пропуском разделителей, узлы береговых задвижек основной и резервной нитки перехода оборудуются с вантузами с Ду не менее 150 мм.
8. Задвижки и краны переходов должны иметь обвалование. Основные требования к обвалованию: высота обвалования 0,7 м; внутренние откосы обвалования должны быть укреплены протифильтрационным экраном; расстояние от основных задвижек или кранов до подошвы обвалования составляет 1,5 м.
9. Для проведения работ по внутритрубной диагностике в границах перехода должны устанавливаться маркерные пункты.
Требования к оборудованию воздушных переходов.
1. На трубопроводе и опорах ВП устанавливаются реперы для выполнения геодезического контроля положений элементов конструкции перехода.
2. Склоны оврагов и берега водного перехода в местах установки береговых опор должны быть оборудованы гасителями скорости потока (растительный покров, ступенчаты перепады, водопойные колодцы).
3. Русловые опоры балочных переходов должны иметь ледорезы в соответствие с проектом.
Подготовка участка газопровода к обследованию.
При подготовке участка газопровода к обследованию производится:
Первичная очистка полости газопровода и определение минимальных размеров сечения труб (калибровка) скребком-калибром (рисунок 3.1, а
);
Удаление строительного мусора, песка, грязи, посторонних предметов с помощью скребка грубой очистки (рисунок 3.1, б );
Рисунок 3.1 - Внутритрубные снаряды:
а
- скребок грубой очистки; б
- калибр
Тонкая очистка - удаление мелкодисперсных отложений - производится скребком тонкой очистки (рисунок 3.2);
Магнитная очистка и магнитная подготовка металла труб газопровода - удаление ферромагнитного мусора, первичное намагничивание газопровода с помощью магнитных очистных поршней (рисунок 3.3);
Определение проходного сечения (профилеметрия) для пропуска снарядов-дефектоскопов с помощью профилемера (рисунок 3.4).
Рисунок 3.2 - Скребок тонкой очистки
Рисунок 3.3 - Магнитные очистные поршни
Рисунок 3.4 - Снаряд-профилемер
Профилеметрия производится внутритрубными электронно-механическими снарядами-профилемерами типа ПРТ и основывается на измерении внутреннего сечения трубы роликовыми опорами рычажного типа для определения местных искажений формы и регистрации пройденного пути по участку газопровода.
Средства внутритрубной диагностики газопроводов.
Для проведения работ по внутритрубной диагностике линейной части действующих магистральных трубопроводов диаметром 1020, 1220, 1420 мм, оснащенных равнопроходной арматурой предназначен комплекс внутритрубных диагностических средств (КВД).
В состав комплексов КВД (ТУ 004276-166629438-003–96) входит следующее:
Снаряд-дефектоскоп типа ДМТ1;
Снаряд-калибр типа СК;
Очистной скребок типа СО;
Магнитный очистной поршень типа МОП;
Система обработки и регистрации данных типа СОРД-1,5;
Контрольно-эксплуатационный прибор типа КЭП СОРД-1,5;
Комплект ЗИП;
Стенд проверки герметичности в полевых условиях;
Устройство зарядно-разрядное для бортовых никель-кадмиевых аккумуляторов;
Программные средства визуализации и оценки результатов внутритрубной инспекции.
Принцип действия снаряда-дефектоскопа ДМТ основан на методе регистрации рассеяния магнитного потока в стенке контролируемой трубы. Данный метод зарекомендовал себя как наиболее надежный и устойчивый к реальным условиям диагностики трубопроводов.
Снаряд состоит из одной секции, имеет центрирующую колесную подвеску, которая обеспечивает постоянство силы трения и вследствие этого равномерную динамику движения в трубопроводе, что выгодно отличает данный снаряд от многосекционных изделий других фирм с ходовой частью в виде опорных манжет (рисунок 3.5).
Рисунок 3.5 - Снаряд-дефектоскоп ДМТ1-1400
Снаряд-дефектоскоп относится к магнитным снарядам высокого разрешения. Количество дефектоскопических датчиков в межполюсном пространстве для снарядов ДМТ1-1200, -1400 равно 192, для ДМТ1-1000 - 128. Количество каналов регистрации - 96 и 64, соответственно.
Дефектоскоп типа ДМТ способен выявлять следующие виды дефектов:
Дефекты потери металла - общая коррозия, питтинговая коррозия, отдельные каверны;
Поперечные и ориентированные под углом к образующей трубы трещины;
Дефекты металлургического характера - прокат, расслоения (с применением наземных дефектоскопических средств);
Металлические предметы, находящиеся вблизи трубопровода, представляющие угрозу целостности изоляционного покрытия.
Дефектоскоп типа ДМТ способен выявлять и идентифицировать элементы обустройства трубопровода - краны, тройники, отводы, устанавливаемые маркеры, также в определенных случаях наружные элементы, такие, как патроны и пригрузы.
Погрешность определения местонахождения выявленных дефектов (при наличии маркерных накладок, располагаемых по длине трубопровода на расстоянии не более 2 км) - ±0,5 м.
Применение комплексов КВД возможно в трубопроводах, имеющих следующие характеристики:
Диаметр трубопровода - 1020, 1220, 1420 мм;
Толщина стенок труб от 8 до 25 мм;
Материал стенки трубы - сталь 17ГС, 17Г2СФ, 14Г2САФ, а также отечественные и импортные стали с близкими к ним магнитными характеристиками.
Наименьший преодолеваемый радиус изгиба - 3Dн;
Трубы - прямошовные и спирально-шовные;
Транспортируемый продукт - природный газ, нефть, ШФЛУ, вода;
Оптимальная скорость движения перекачиваемого продукта - 7–13 км/ч;
Рабочее давление в трубопроводе - до 8,5 МПа;
Время непрерывной работы аппаратуры дефектоскопа - 80 ч.
Дефектоскопы ДМТ1 выполнены во взрывозащищенном исполнении, позволяющем использовать их во взрывоопасных зонах класса В1Т. Дефектоскопы ДМТ1 оснащаются новейшей системой обработки и регистрации данных СОРД-1,5, имеющей возможность записи информации объемом до 14 Гбайт.
Тестирование снаряда-дефектоскопа перед пропуском производится при помощи прибора (минитерминала) КЭП СОРД-1,5, подсоединяемого к специальному разъему. При тестировании производится проверка на функционирование всех узлов дефектоскопа с выдачей результата на дисплей. В случае отказа какого-либо из узлов включается аварийная сирена.
Включение аппаратуры дефектоскопа в камере запуска производится при наличии двух факторов:
Наружное давление не менее 0,3 МПа;
Продвижение снаряда на расстояние не менее 24 м.
Комплексы КВД успешно эксплуатируются на трубопроводах ОАО «Газпром».
Порядок проведения работ и взаимодействие частей комплекса.
Перед проведением обследования эксплуатирующие предприятия проводят следующие подготовительные работы:
Проверка работы запорной арматуры;
Проверка работы концевых затворов камер запуска и приема, узлов их обвязки;
Установка маркеров (только для постоянных маркеров).
Выполнение всех видов диагностических работ должно производиться с соблюдением «Правил безопасности при эксплуатации магистральных газопроводов», а также типовых инструкций, действующих в газотранспортном предприятии, эксплуатирующем данный участок магистрального газопровода.
Для обеспечения стабильной и однородной намагниченности стенки трубы снарядом-дефектоскопом трубопровод необходимо заранее подготовить в магнитном отношении. Для этого используются снаряды МОП или УМОП, полярность магнитных полюсов которых согласована с полюсами снарядов ДМТ. Наличие огарков электродов, кусков металла в полости трубопровода является мешающим фактором при магнитном контроле. Для сбора и удаления ферромагнитного мусора используют снаряды СО, УМОП, МОП, оснащенные магнитными системами. Для удаления грязи, песка, жидкостей из внутренней полости трубопровода последовательно применяют снаряды СО и ОП.
Первым, по очередности применения, осуществляется пропуск скребка СО, который благодаря простоте конструкции, имеет высокую проходимость.По результатам пропуска (количеству мусора в приемной камере, состоянию ходовой и корпусной части скребка) принимается решение о проходимости участка другими снарядами комплекса, необходимости применения снаряда-профилемера и дальнейшем порядке очистки. Обследование трубопровода профилемером ПРТ позволяет получить подробную информацию о наличии дефектов геометрии трубопровода с их координатами и на базе полученных данных провести ремонтные работы в случае несоответствия проходимости участка для снарядов ДМТ и ДМТП.
Типы дефектов, выявляемые при внутритрубной диагностике.
Дефекты подразделяются на следующие категории:
Коррозийные дефекты, связанные с потерей металла и уменьшением толщины стенки трубы;
Технологические дефекты (дефекты проката, приварки, и т. д.);
Дефекты геометрии (вмятины, гофры);
Аномальные швы;
Трещины, ориентированные вдоль образующей трубы (выявляются только снарядами-дефектоскопами ДМТП-1 и ДМТП-2 (рисунки 3.6, 3.7).
Рисунок 3.6 - Снаряд-дефектоскоп поперечного намагничивания ДМТП-1
Рисунок 3.7 - Снаряд-дефектоскоп поперечного намагничивания ДМТП-2
Оценка степени опасности дефектов коррозионного типа.
Дефекты классифицируются по 4 уровням степени опасности.
Закритический -
дефект, при котором дальнейшая эксплуатация газопровода не допустима.
Критический -
дефект является допустимым только при создании особых условий эксплуатации газопровода: снижение действующих нагрузок в стенке трубы, введение постоянного контроля параметров и состояния дефекта методами наружной и внутритрубной дефектоскопии.
Докритический -
допустимый дефект при условии периодического контроля методами наружной и внутритрубной дефектоскопии.
Незначительный -
дефект, не оказывающий существенного влияния на надежность и долговечность эксплуатации газопровода, производится фиксация дефекта для последующих сравнений с результатами плановых обследований
Принцип магнитной дефектоскопии.
Этим методом наиболее хорошо обнаруживаются дефекты, имеющие поперечный размер к направлению намагничивающего поля, достаточный для того, чтобы появилось поле рассеяния. Поэтому некоторые дефекты, имеющие невыгодную ориентацию к полю намагничивания или имеющие очень малый поперечный размер, либо вообще не выявляются, либо сигналы от них трудно интерпретировать. В комплекс внутритрубных диагностических средств входят дефектоскопы как с продольной, так и с поперечной системой намагничивания, что позволяет выявлять дефекты любой ориентации относительно образующей стенки трубы. Последовательное применение средств, входящих в состав комплекса, позволяет решить следующие задачи:
Очистка полости трубопровода от строительного мусора, жидких фракций, грязи, песка и посторонних предметов;
Удаление ферромагнитного мусора и магнитная подготовка трубопровода;
Получение информации о дефектах геометрии трубопровода;
Получение информации о дефектах сплошности стенки трубопровода.
Основным условием, обеспечивающим добротное качество обследования трубопровода, является ограничение скорости движения дефектоскопа в трубе. Это требование обусловлено физической природой процесса намагничивания ферромагнетика в динамике и не связано с какими-либо недостатками конструкции дефектоскопа. При движении дефектоскопа внутри трубопровода в стенке трубы возникают вихревые токи, которые препятствуют проникновению в нее магнитного потока, вытесняя его наружу. Это влечет за собой неоднородное намагничивание стенки по толщине: внешняя сторона трубы, где в основном и находится большая часть дефектов, намагничивается недостаточно, что, в свою очередь, ведет к ухудшению качества обследования. Величина оптимальной скорости движения зависит в основном от толщины стенки трубы и от диаметра трубы. Расчеты и эксперименты показали, что оптимальная скорость прохода дефектоскопа должна быть не более 2,5 м/с.
Не менее важным условием также является предварительная очистка полости трубопровода от посторонних предметов, мешающих нормальной работе датчиков поля. Дефектоскопическое обследование должно начинаться при полной уверенности в том, что в трубопроводе осталось минимальное количество мешающих предметов (вероятно, что полная очистка полости трубы нереальна).
Особенности диагностирования газопроводов ультразвуковыми внутритрубными дефектоскопами.
Ультразвуковые снаряды используют обычно для контроля труб нефтепроводов, поскольку для прохождения ультразвука необходим акустический контакт датчиков с трубой, обеспечиваемый нефтью. Магнитные снаряды применяют для контроля как нефте-, так и газопроводов.
Для диагностики газопроводов с помощью «Ультраскана» участок трубопровода заполняют водой, ограничивая ее растекание с помощью специальных разделительных снарядов, идущих впереди и позади диагностического снаряда. Таким способом - через воду - достигается звуковой контакт между излучателем и стенкой трубы (рисунок 3.8).
Рисунок 3.8 - Схема контроля газопровода ультразвуковым дефектоскопом
В 1999 г. зарубежная компания TransCanada Pipeline Limited успешно использовала ультразвуковой прибор с целью выявления трещин в результате коррозионного растрескивания под напряжением на отрезке 167 км газопровода диаметром 914 мм вблизи г. Эдсон.
Проверка внутритрубным прибором обусловила необходимость строительства камеры запуска с возможностью дозирования загружаемой воды.
До проведения внутритрубной диагностики выбор участка для капитального ремонта проводился на основе статистики аварий, результатов электрометрических испытаний, данных визуального контроля при проведении шлифования.
Ограниченность информации при таком выборе участка под ремонт не обеспечивала достоверность и не позволяла своевременно выявить участки трубопровода, нуждающиеся в ремонте в первую очередь. При проведении гидроиспытания на предмет обнаружения дефектов также, как и при ремонте участков необходимо было останавливать трубопровод на длительный период, а сброс воды после гидроиспытаний значительно ухудшал экологическую обстановку. К началу 90-х годов в связи с увеличением сроков эксплуатации традиционно применяемые средства и методы по предотвращению аварий и прямых потерь нефти исчерпали свои возможности, возникла необходимость поиска новых подходов к решению задачи обеспечения безопасности эксплуатации магистральных трубопроводов, основанных на анализе их фактического технического состояния и обеспечивающих целенаправленное использование на выборочный ремонт с экономическим эффектом.
Применение подобного направления привело к созданию в 1991г. на базе АК “ Транснефть” дочернего предприятия по диагностике “Диаскан”.
1.1.Общие понятия и определения технической диагностики трубопроводов
Диагностирование – это направленное воздействие на объект или систему для сохранения, поддержания функционирования их количественных и качественных характеристик.
Качественные оценки предполагают проверку соответствия системы в целом общим принципом и ее отдельных подсистем, имеющимся частным рекомендациям.
Для количественных оценок определяют критерии эффективности как для всей системы, так и отдельных ее частей, сравнивают полученные критерии, а также различные варианты, рассчитанные с учетом полученных критериев с заданными значениями и находят рациональные показатели при едином экономическом критерии функционирования системы.
При диагностировании применяют параметрические и непараметрические методы контроля. Параметрические методы предусматривают первоначально контроль и оценку самих параметров во времени, определяется их изменение в процессе работы оборудования. По значениям комплекса контролируемых параметров принимают решение в системе диагностирования оборудования. При непараметрических методах контроля используют значения изменения выходных величин элемента или подсистемы (их статистические и динамические характеристики). Чаще всего применяют непрерывные функции или интегрально осредненные величины, куда явно или неявно входят значения параметров элемента или подсистемы.
При решении технической диагностики не только определяют техническое состояние объекта в данное время, но и прогнозируют его состояние на некоторое время вперед, что очень важно для определения структуры ремонтных циклов и интервалов между проверками оборудования, машин и механизмов. Для этого применяют интегральный подход, с помощью которого строятся математические модели, с помощью которых можно будет получить информацию об изменении параметров. Кроме того с помощью математических моделей, построенных с учетом эксплуатационных данных и соответствующих алгоритмов, находят рациональные способы воздействия на технологические процессы технического или экономического характера. При этом должно предусматриваться максимальное использование существующих организационных структур системы трубопроводного транспорта.
