Одной из важнейших задач при строительстве и эксплуатации трубопроводов стало обеспечение надежности их функционирования. Для этого требуется применение максимально достоверных диагностических решений и выдача обоснованного прогноза работоспособности всей системы.
Старение систем магистральных нефте- и газопроводов (около 40% газопроводов и 60% нефтепроводов в РФ находятся в эксплуатации более двадцати лет) ставит задачу предупреждения серьезных техногенных аварий и катастроф и требует ведения систематического мониторинга и диагностики трубопроводных систем.
Диагностика трубопроводов, находящихся в эксплуатации длительное время, предполагает обнаружение коррозии. Это — одна из важнейших проблем, решение которой позволит обеспечить безаварийную эксплуатацию и увеличить срок службы трубопроводов, снизить себестоимость доставки энергоносителей потребителям и способствовать экономии потребляемого топлива.
Одним из путей, позволяющих решить данную проблему, является переход к созданию системы мониторинга и диагностики с последующим формированием системы капитального ремонта, т.е. переход на систему автоматизированного контроля за состоянием трубопроводов и технического оборудования.
Для целей диагностики могут быть использованы акустико-эмиссионный метод, методы магнитометрического и оптоэлектронного обследования.
Акустико-эмиссионная диагностика обеспечивает неразрушающий контроль состояния трубопроводов, нефтехимического оборудования, резервуаров и работающих под давлением конструкций и кранов. Развитие методов акустико-эмиссионной диагностики подтверждается использованием современных методов и средств дистанционной диагностики трубопроводов в реальном времени путем их непрерывного прослушивания при помощи специальных пьезодатчиков, электронной техники и компьютеров.
В качестве примера развития такого метода диагностики можно привести разработку отечественных специалистов — поисково-акустическую систему «ЭХО», предназначенную для оперативного обнаружения мест сужения проходного сечения трубопровода (отложения парафина, механических примесей, мест схлопывания на магистральных путепроводах), в том числе, местоположения застрявших технических устройств (диагностические снаряды, очистные поршни и скребки). Система позволяет выполнять работы без вскрытия трубопровода с минимальным привлечением рабочих и технических средств.
В основе метода лежит тот факт, что при постоянном сечении трубопровода течение жидкости в нем имеет малую турбулентность без завихрений и разрывов однородности, и излучения звука практически нет. В местах нарушения однородности течения при помощи микрофона, приставленного к стенке трубы с внешней стороны, прослушивается характерный шум протекающей жидкости. Этот характерный шум распространяется в обе стороны от источника и может быть обнаружен чувствительной аппаратурой на расстоянии до 100 м в зависимости от давления в трубопроводе и грунтовых условий (в сухом грунте дальность регистрации возрастает).
Место, где нарушается полнопроходность сечения, выявляется по уменьшению интенсивности звука при удалении от источника при помощи специальной регистрации фонограммы на компьютере. Определение точного местоположения (позиционирование) с точностью до 1 м осуществляется корреляционным способом при помощи двух датчиков, расположенных по разные стороны от источника звука.
В качестве другого примера можно привести успешно проведенные в течение нескольких последних лет испытания телеуправляемого диагностического комплекса (ТДК), действующего электромагнитно-акустическим (ЭМА) методом и созданного специалистами ООО «Лентрансгаз» совместно с рядом других организаций.
Он позволяет обнаружить потенциально опасные дефекты на трубах газовой обвязки компрессорных станций без непосредственного контакта с рабочей поверхностью трубы и предварительной ее подготовки, и, соответственно, без значительного объема земляных работ.
По сравнению с существующими традиционными подходами к обследованию трубопроводов, электромагнитно-акустический контроль с помощью ТДК более предпочтителен — он значительно упрощает процедуру обследования. ЭМА-дефектоскопия «тела» трубы с использованием ЭМА-модуля — высокопроизводительна. Сам модуль компактен, и его использование существенно снижает затраты на обеспечение общего мониторинга технического состояния действующих трубопроводов обвязки компрессорных станций.
За время опытно-промышленной эксплуатации внутритрубная диагностика с использованием ТДК на
Магнитометрическая диагностика также находит широкое применение при диагностике трубопроводов. Например, разработанный отечественными специалистами экспериментальный комплекс для бесконтактного магнитометрического обследования газонефтепроводов, расположенных под слоем грунта 2 м и более, позволяет при движении оператора вдоль трассы со скоростью не менее 2 км/ч определять участки, работающие в наиболее напряженных условиях и предрасположенные к повреждениям.
Проведение бесконтактной магнитометрической диагностики (БМД) позволяет выявить напряженно-деформированное состояние и наличие повреждений различной природы трубопроводов, находящихся под землей, водой и другой средой.
БМД основана на измерении искажений магнитного поля Земли, обусловленных изменением магнитной проницаемости металла трубы в зонах развивающихся коррозионно-усталостных повреждений. При этом характер изменений магнитного поля Земли (частота, амплитуда) обусловлен деформацией трубопровода, возникающей в нем вследствие воздействия ряда факторов: остаточных технологических и монтажных напряжений, рабочей нагрузки и напряжений самокомпенсации при колебаниях температуры наружного воздуха и среды (грунта, воды и т.д.). Технология бесконтактного магнитометрического обследования успешно прошла стадию промышленной апробации. А дополнительными преимуществами бесконтактного метода являются точность позиционирования дефектов, возможность их мониторинга и выявления на ранних стадиях возникновения, а также практически любая протяженность участков обследуемого трубопровода.
Оптико-электронные методы диагностики могут быть применены как при прокладке новых трубопроводов, так и при выполнении ремонтных работ. Они могут использоваться при внутриполостной диагностике для обнаружения вмятин и забоин на трубе, а также некачественных сварных швов; наружной диагностике состояния трубопроводов, расположенных под водой; обнаружении утечек газа и топлива через микротрещины и раковины. Например, для оперативного 100% контроля сварных швов и стенок газонефтепроводов большого диаметра (
Применение новых разработок в ЖКХ.
В г. Киров уже опробован в действии на коллекторе специальный робот, оснащенный видеокамерой, передающей информацию о состоянии трубопровода на экран компьютера. Телеинспекция будет использоваться при плановом обследовании старых коллекторов с целью предотвращения провалов, выявления засоров, определения участков, требующих принятия обоснованных решений и незамедлительного ремонта. По словам кировских специалистов, главное преимущество новой техники в отсутствии необходимости проведения раскопок, что позволит снизить затраты на проведение ремонтов, а также не нарушать благоустройство города.
Телеинспекция будет использоваться и при приемке новых сетей. С ее помощью можно контролировать работу подрядчиков при прокладке труб, выявлять проблемы на этапе сдачи работы строителями и своевременно требовать устранения недостатков. Кроме того, телеинспекция облегчает бестраншейную реновацию трубопроводов.
Разработанные специалистами системы диагностики трубопроводов служат для предупреждения аварийных ситуаций путем раннего обнаружения повреждений, предшествующих коррозии и разрушению, с указанием их места и типа.
Обобщение и применение отечественного опыта в вопросах введения в широкую практику новых диагностических технологий послужит повышению надежности и экономической эффективности объектов нефте-газотранспортных предприятий и ЖКХ.
Подготовил Н. Александров,
корреспондент «МиЦ».
По материалам сайтов www.sibpatent.ru, www.alta-d.ru, advis.ru, www.niitv.ru, www.transkor.ru, www.lentransgas.ru
» 
» 
» 
» 
» 
» 
» 
» 
» 
» 
»