Диагностика магистральных газопроводов

ПРИБОРЫ И МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ГАЗОПРОВОДОВ

Электронная почта для переписки: gazdiagnoz@ya.ru

К контактным средствам относятся тензометрические, магнитные, геодезические и волоконно-оптические приборы, термопары и другие.

К дистанционным средствам относятся радиолокационные установки, приборы, основанные на электромагнитных методах поиска металлических подземных коммуникаций, гидроакустических и аэрокосмических системах, дифференциальной оптической абсорбционной спектроскопии, химических методик и другие.

Приборы для дискретных измерений вызапускаются многими фирмами и имеют множество типов и конструкций. Благодаря техническому прогрессу, обладая высокой степенью точности, в то же время имеют небольшие габариты и вес, что делает их удобными для проведения работ по мониторингу. К их числу относятся различные металлоискатели, течеискатели, дефектоскопы, магнитные, ультразвуковые, электрические и др. манометры, термометры, термопары, вибрографы, влагомеры, газоанализаторы, уровнемеры, оптические приборы, различные тензометры, датчики и др. приборы.

Ультразвуковая дефектоскопия применяется для обнаружения различных дефектов стенки трубопровода как поверхностных, так и внутренних. Для этой цели используются продольные, поперечные, поверхностные ультразвуковые волны и соответственно различные типы искателей (первичных преобразователей).

Ультразвуковому контролю подвергаются: кольцевые сварные соединения МГ и технологической обвязки КС и ГРС; кольцевые сварные швы соединительных деталей трубопроводов и запорной арматуры.

В процессе эксплуатации МГ ультразвуковой контроль используется для выборочного контроля сварных швов на потенциально-опасных участках МГ и наиболее нагруженных элементах технологической обвязки КС, ГРС и технологического оборудования. Ультразвуковой контроль проводится по поверхности изделия, очищенной от брызг металла, шлака, грязи, окалины. Шероховатость подготовленной поверхности должна быть не менее Rz=40 мкм (ГОСТ 2789–73). Ширина зоны очистки относительно оси сварного шва (слева и справа) не меньше 2,5 -40 мм, где t — толщина стенки, мм.

Для ультразвукового контроля рекомендуется использовать дефектоскопы типа УД2–12 (ПО «Волна», г. Кишинев) или УСК-7 фирмы «Крауткремер» (ФРГ), а также другие, обеспечивающие обнаружение и документирование дефектов.

Радиографический метод — один из основных методов неразрушающего контроля сварных швов трубопроводов. Служит для обнаружения металлургических дефектов в стенке трубы, дефектов сварки и коррозионных повреждений.

Реальная чувствительность метода колеблется от 5 до 10%. Это означает, что дефекты, имеющие глубину от 5 до 10% от толщины стенки, должны выявляться с высокой степенью достоверности. Радиографию не рекомендуется использовать для обнаружения трещин и трещиноподобных дефектов.

Наряду с общими требованиями к квалификации специалистов должны соблюдаться требования по радиологической безопасности персонала.

Акусто-эмиссионный контроль (АЭ-контроль) используется только в совокупности с известными методами неразрушающего контроля, обеспечивающими идентификацию вида и размеров повреждения.

Объектами АЭ-контроля магистральных газопроводов являются отдельные потенциально-опасные участки газопровода.

Участками газопроводов, пригодными для применения АЭ-метода, могут быть: автомобильные и железнодорожные, надземные и водные переходы.

Метод АЭ позволяет контролировать всю поверхность объекта контроля, включая соединения (сварные швы). Обнаруживаются трещиноподобные дефекты, развивающиеся под действием эксплуатационных или испытательных нагрузок.

Для проведения контроля должен быть обеспечен непосредственный доступ к поверхности объекта контроля для установки сенсоров АЭ.

Могут быть использованы волноводы, укрепленные постоянно на газопроводе для осуществления периодического или непрерывного контроля без освобождения газопровода от грунта.

Тензометрический метод измерения универсален в области ранней диагностики и позволяет проводить контроль напряженно-деформированного состояния участка газопровода с момента наклейки тензорезисторов и снятия «нулевых» отображений.

Если наклейка осуществлялась в период проведения монтажных работ, то снимаемые при эксплуатации отображения являются абсолютными и дают уровень действующих в конструкции напряжений.

При наклейке тензорезисторов на действующий газопровод решается задача проведения контроля за развитием деформаций. При этом уровень напряжений до наклейки сенсоров («нулевой» уровень) может быть оценен расчетным путем для каждого конкретного случая. Суммируя измеренные напряжения с расчетными, можно получить полную величину напряжений в конструкции, возникающих при ее эксплуатации.

Область применения метода — потенциально-опасные участки.

Визуально-оптический метод широко применяется для обнаружения поверхностных дефектов различного типа.

Факторами, влияющими на достоверность визуального контроля, являются;

— состояние поверхности в зоне контроля;

— степень локализации зоны контроля, в той предполагается возникновение дефектов;

— острота зрения и физическое состояние оператора;

— качество и исправность применяемого прибора;

— условия контроля;

— время контроля;

— квалификация оператора.

Поверхностные дефекты, расположенные в труднодоступных или недоступных для визуального контроля

местах, могут быть обнаружены с помощью эндоскопов — устройств линзового или волоконно-оптического типа.

Состояние основного металла труб и сварных соединений обследуемого участка МГ для подземной прокладки может быть выявлено визуально только после шурфовки и очистки поверхности трубы от изоляции. Для надземных МГ состояние металла проверяется визуально. Кроме того, могут использоваться методы неразрушающего контроля АЭ, УЗК и другие.

Выявленные поверхностные повреждения металла трубы и сварных соединений должны иметь полное описание с указанием:

— характера повреждения;

— размеров;

— привязки дефектов (вдоль оси и по окружности) и изображения их на развертке трубы;

— профиля дефектов в поперечном сечении: необходимо установить форму дна дефекта, при возможности — радиус кривизны дна дефекта.

При наличии повреждений, размеры которых превышают допустимые, необходимо произвести съемку поврежденного участка на кальку.

Поврежденные коррозией места на поверхности газопровода должны быть очищены от продуктов коррозии и четко обведены по контуру масляной краской. В верхней части трубы масляной краской указывается отметка дефекта.

Для контроля напряженно-деформированного состояния (НДС) металла может использоваться метод магнитоупругости с помощью прибора «стресскан» или подобного.

В эксплуатации появляется необходимость в определении механических свойств металла (труб, отводов, тройников, кранов и т.п.). Для этой цели можно использовать метод без образцового определения пределов прочности и пределов текучести металла на основе измерения твердости (ГОСТ 22761–77, ГОСТ 22762–77) и другие методы.

При необходимости для анализа металла труб и сварных соединений из трассы газопровода вырезают образцы для испытаний. При этом отбор образцов и результаты их испытаний оформляются документы, приведенными в приложениях 4 и 5.

Для выявления поверхностных трещин и дефектов могут использоваться капиллярная дефектоскопия (КД), цветная дефектоскопия, магнитно-порошковая дефектоскопия (МПД). Могут также использоваться методы ультразвуковой толщинометрии (УЗТ) и твердометрии.

.