Диагностика магистральных газопроводов

СРЕДСТВА И ПЕРИОДИЧНОСТЬ ТЕКУЩЕГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ГАЗОПРОВОДОВ

Электронная почта для переписки: gazdiagnoz@ya.ru

строения зависят температурный режим и глубина сезонного промерзания или оттаивания грунтов, характер проявления инженерно-геологических процессов на трассах газопроводов.

Наряду с определением условий залегания различных геолого-генетических типов пород необходимо изучать их литологические особенности:

физические, механические и теплофизические свойства. Литологические особенности пород характеризуются гранулометрическим и минералогическим составом, содержанием воднорастворимых солей и органических остатков.

Физические свойства определяют следующими основными показателями:

— объемным весом грунта с естественной влажностью и нарушенной структурой;

— объемным весом скелета грунта;

— удельным весом;

— пористостью;

— влажностью (максимальная молекулярная, полная влагоемкость, число пластичности);

— льдистостью;

— коэффициентом фильтрации;

— показателями консистенции.

Механические свойства грунтов характеризуются:

— силами сцепления грунтов;

— углом внутреннего трения;

— сопротивлением сдвигу;

— прочностью смерзания грунтов со стройматериалами;

— длительной прочностью.

Теплофизические свойства определяют такими показателями, как теплоемкость, теплопроводность, фазовый состав воды в мерзлых грунтах (незамерзшая вода) и термовлагопроводность.

Одной из основных задач режимных наблюдений является изучение механического и теплового взаимодействия мерзлых и оттаивающих грунтов с трубокабелем. Решение любых вопросов этих взаимодействий не может быть получено без изучения свойств пород.

При организации наблюдений прежде всего необходимо получить материалы изысканий, которые характеризуют геологические условия (состав, условия залегания и распространения различных геолого-генетических типов отложений).

Детальные исследования грунтов на опытных площадках должны быть сведены к следующему:

— необходимо получить геологический разрез по всем скважинам и поперечникам с характеристикой состава, мощности, криогенного строения и льдистости каждой встреченной разности пород;

— все разновидности пород должны быть детально описаны, определены их литологические особенности и изучены основные показатели физико-механических и теплофизических свойств;

— в течение всего периода наблюдений в различные времена года рекомендуется изучать изменения влажности и льдистости пород, их плотность и теплопроводность.

Методика лабораторных определений различных свойств пород приведена во многих руководствах. Изучение гранулометрического и минералогического состава пород, их механических и теплофизических свойств, таких физических свойств, как удельный вес, коэффициент фильтрации и т. целесообразно проводить в специализированных лабораториях. Для этой цели при бурении скважин и проходке шурфов на опытных площадках должны быть отобраны образцы мерзлых и талых грунтов ненарушенной и нарушенной структуры и отправлены в лабораторию.

При проходке термометрических скважин, а также при ежегодном контрольном бурении небольших скважин и проходке шурфов необходимо определять объемный вес, влажность и льдистость грунтов. Контрольное бурение рекомендуется проводить в конце зимы (до начала протаивания) и в конце лета (перед промерзанием). В последнем случае необходимо обращать внимание на наличие надмерзлотных вод и мощность водоносного горизонта.

Контроль слоя сезонного протаивания и промерзания пород на трассе газопровода и ореоле протаивания и промерзания под трубой.

Необходимость контроля слоя сезонного промерзания и протаивания на трассе газопровода вызвана тем, что с особенностью формирования этого слоя связаны практически все мерзлотные процессы и явления, которые осложняют строительство и эксплуатацию газопровода.

Закономерности процесса сезонного промерзания и протаивая пород определяются температурным режимом на поверхности почвы, составом и влажностью пород, их теплофизическими свойствами. Эти закономерности изучают в процессе мерзлотной инженерно-геологической съемки, проводимой при изысканиях для прокладки трассы. Полученные данные используют для прогноза изменения мерзлотных условий, результаты того учитывают при проектировании газопровода.

Основной задачей режимных наблюдений за слоем сезонного промерзания и протаивания пород является изучение динамики слоя под воздействием сооружения для разработки и уточнения расчетных методов, используемых при мерзлотной съемке и прогнозировании.

При эксплуатации газопровода весьма важно проследить изменения глубин и ход протаивания (промерзания) пород в связи с динамикой климата. В тех случаях, когда наблюдения ведут ряд лет, влияние динамики климата на глубину сезонноталого и сезонномерзлого слоя изучают на стационарных площадках и рассчитывают по известным методикам, что позволяет получить среднемноголетние глубины и глубины в наиболее теплые и холодные годы.

Слой сезонного протаивания и промерзания пород, ореолы протаивания и промерзания вокруг газопровода наблюдают на

поперечниках через траншею, полосу строительства с выходом на участки с естественным растительным и снежным покровом. На поперечниках изучают также строение разреза, состав и свойства грунтов обратной засыпки, влажность грунтов, криогенное строение и льдистость сезонно — и многолетнемерзлых пород.

В специально оборудованных шурфах ведут наблюдения за режимом над мерзлотных вод (колебанием уровня, направлением стока) и определяют коэффициент фильтрации оттаивающих грунтов.

В предзимний период изучают влажность талых пород по разрезу, а на момент максимального промерзания пород -криогенное строение и льдистость. В зимний период на поперечниках проводят снегомерные съемки.

Ход сезонного промерзания и протаивания грунтов регистрируют электромерзлотомерами с шагом измерений 20 см. Желательно на мерзлотомеры монтировать термисторы или другие термодатчики с шагом в 20 см для одновременного измерения температуры грунта.

Глубину оттаивания и промерзания пород необходимо измерять одновременно с измерением температуры как в слое оттаивания, так и в скважинах на температурных поперечниках. В первую половину лета (в течение июня и июля), в период наиболее интенсивного протаивания, рекомендуется наблюдать за ходом оттаивания не реже одного раза в пять дней. В августе и сентябре наблюдения по мерзлотомерам можно проводить один раз в десять дней, если режим работы газопровода не изменяется. В период интенсивного промерзания в октябре и ноябре измерения снова надо проводить не реже одного раза в пять дней. После полного промерзания слоя летнего оттаивания наблюдения прекращают.

Наблюдения за глубиной протаивания и промерзания грунтов, взаимодействующих с трубой или опорами, рекомендуется проводить на температурных поперечниках, на участках трасс наиболее сложных с точки зрения динамики многолетнемерзлых пород и на участках с различными конструкциями газопровода.

Наблюдение солифлюкционного процесса на трассах трубопроводов и дорог.

При наблюдении солифлюкционного процесса изучают состав отложений, режим влажности, над мерзлотные воды,

температурный режим пород, режим промерзания (сверху и снизу) и оттаивания отложений, характер криогенных текстур в слое летнего оттаивания, устанавливают, к каким мастям и элементам рельефа приурочено это явление, в каких условиях процесс протекает более интенсивно.

Солифлюкционное движение измеряют визуальным и инструментальным способами как на поверхности потока, так и по глубине в движущемся слое.

При визуальном методе при помощи линейки или рулетки отсчитывают расстояние между каким-либо подвижным замаркированным предметом на поверхности солифлюкционного потока и неподвижным репером. Измерение движений этим методом характеризуется точностью, которая не превышает 0,5 см.

Инструментальный метод измерения скорости солифлюкции включает геодезические и механические способы измерения.

Геодезический способ измерения (линейная, площадная нивелировка, инструментальные засечки движущихся предметов) рекомендуется использовать для изучения движения отложений на поверхности при больших скоростях солифлюкции.

Механический способ применяют для измерения скорости солифлюкции на поверхности потока. Для измерения используют приборы, в которых передачу смещения от маяка, заглубленного в грунт или установленного на поверхности потока, на приемник, укрепленный на репере, осуществляют при помощи рычажной инфраструктуры.

Установку приборов рекомендуется полностью закончить перед началом сезонного протаивания отложений. К наблюдениям приступают сразу же после установки каждого прибора и ведут их систематически по срокам, которые намечают в зависимости от точности измерений и требуемой деятельности изучения процесса.

Все наблюдения за просадкой отложений, их температурным и влажностным режимом, глубиной протаивания и промерзания, а также исследования строения, состава и свойств солифлюкционных отложений и прочностных свойств растительно-торфяного покрова по возможности рекомендуется сосредоточить поблизости от точек, в которых изучают движение отложений.

Измерение просадки отложений рекомендуется проводить ежедневно, а изучение температурного режима и режима влажности, определение глубины протаивания и промерзания — через каждые пять-десять дней.

Наблюдение термокарстовых процессов на трассах трубопроводов и дорог.

Наблюдения за развитием термокарста включают следующие исследования:

— наблюдения за изменением температурного режима грунтов и глубиной сезонного протаивания;

— изучение тепловых осадок грунтов;

— наблюдения за динамикой водоема.

Для осуществления этих исследований на участке распространения подземных льдов необходимо разместить температурные поперечники и мерзлотомеры. По поперечнику рекомендуется установить маяковые реперы и один неподвижный репер для наблюдения за осадкой поверхности грунта в полосе трассы путем линейной нивелировки. Необходимо также примерять глубину водоема мерной линейкой.

Отсчеты температуры, глубины протаивания грунта и глубины водоема рекомендуется проводить в летний период три раза в месяц, а в остальное время — один раз в месяц.

Нивелировку необходимо выполнять не менее двух раз в год: один раз весной до наступления протаивания и второй — в конце лета, когда протаивание прекратится.

Указанные наблюдения должны вестись одновременно с изучением влажности и плотности грунтов до и после оттаивания.

Мониторинг процессов термоэрозии и оврагообразования на трассах трубопроводов и дорог.

Нарушение растительного покрова и проведение земляных работ на склонах вызывает увеличение глубины сезонного протаивания грунта, образование сосредоточенного стока над мерзлотных и поверхностных вод, что приводит к активизации термоэрозии и оврагообразованию.

Склоновые участки трасс трубопроводов наиболее опасны с точки зрения развития эрозионных процессов в результате сооружения трубопроводных систем и поэтому на них должны быть организованы систематические наблюдения.

Для оценки скорости разрушения склонов организуют режимные наблюдения на выбранных поперечниках. На этих участках изучают особенности микрорельефа путем повторных нивелировок по закрепленным профилям, их льдистость, глубину и режимы сезонного оттаивания, расход и режим водных потоков.

Для количественной характеристики процессов солифлюкции, термоэрозии и оврагообразования целесообразно использовать повторную аэрофотосъемку, а также фотографирование с реперных точек.

Наблюдения за действительными условиями работы трубопроводов.

Вследствие многообразия факторов, влияющих на действительные условия работы трубопроводов, их нагружение, деформации, напряженное состояние, защемление в грунте, степень коррозии, плавучесть, изгибные деформации, вызванные взаимодействием с окружающей средой, динамические воздействия, температурный режим, определяющие конструктивную надежность трубопроводной инфраструктуры, необходимо в особо сложных условиях строительства и эксплуатации систем вести систематические наблюдения за динамикой изменения, если не всех, то основных факторов, влияющих на работоспособность трубопроводов.

Главной особенностью и сложностью проведения натурного обследования подводных переходов МГ является труднодоступность осмотра их поверхности. Из-за положительной плавучести МГ подводные переходы балластируются чугунными или железобетонными грузами, реже — путем применения слошного обетонирования. Кроме того, все подводные переходы футеруются деревянными рейками для предохранения изоляционного покрытия от повреждений при укладке.

Основной целью технического диагностирования подводных переходов является оценка их технического состояния и соответствия требованиям обеспечения надежной эксплуатации.

Для достижения данной цели необходимо выполнение следующих задач:

— определение фактического положения трубопроводов в плане и по высоте относительно линии дна и склонов берега в сопоставлении с проектным профилем створа перехода;

— контроль состояния берегоукрепления;

— обнаружение оголенных и провисших участков и определение их протяженности;

— измерение интенсивности колебаний в потоке провисших участков;

— оценка состояния футеровки и изоляционного покрытия;

— определение оползневой опасности береговых склонов. Контроль за развитием оползневых процессов:

— обнаружение утечек газа на русловых и береговых участках перехода.

Используемые для подводных переходов методы и средства обследования преимущественно те же, что и для остальной линейной части магистральных газопроводов. Дополнительно к общим для линейной части методикам и средствам необходимо добавить следующие:

— телевизионный осмотр условий залегания трубопроводов на переходах;

— метод гидроакустических измерений на русловой части с определением размеров незаглубленных участков. Этот метод реализуется различными способами зондирования с плавсредств посредством гидроакустического профилирования, локации бокового обзора;

— поиск утечек газа через свищи на русловой части осуществляется газоанализаторами, устанавливаемыми на катере, который движется в створе перехода, а на переходах с защитным кожухом при помощи специальных сенсоров и регистраторов;

— электрометрия для оценки состояния изоляции;

- измерение колебаний провисающих участков осуществляется посредством устанавливаемых на них первичных преобразователей с выводом кабеля на берег и портативной виброизмерительной аппаратурой;

— портативная тензометрическая система статических измерений предназначена для проведения контроля за эрозионными процессами береговых участков и склонов тензометрическим методом; возможно также для этих целей использование телевизионных, фотометрических и геодезических методов.

Фактически обследование подводного перехода при водолазных работах сводится к контролю: размыва траншеи, нарушения балластировки и футеровки трубопровода, наличия свищей.

Измерение характеристик потока реки производится согласно соответствующим Рекомендациям. Пойменная часть подводного перехода обрекомендуетсяся аналогично обследованию подземного газопровода (обычно после каждого паводка).

При анализе участков газопроводов в болотах необходимо исследовать устойчивость фактического положения трубопровода и его отклонение от проектного, что выполняют с применением геодезической аппаратуры, тензометрирования и методов теории устойчивости.

Мониторинг теплового взаимодействия трубопроводов с промерзающими, оттаивающими, талыми и мерзлыми грунтами.

Измерение температур стенок труб, естественной температуры грунта вдоль трубопровода, распределение температур в грунте вокруг трубопровода по сезонам года производят в соответствии с программами обследования температурных режимов и теплового взаимодействия трубопроводов с окружающей средой.

Температурное поле в грунтах в полосе трассы газопроводов под влиянием строительства и эксплуатации существенно изменяется. В Зависимости от первоначальных мерзлотных условий эти изменения могут привести и к увеличению глубины сезонного оттаивания, и к многолетнему их протаиванию, а в некоторых случаях — к многолетнему промерзанию пород вокруг газопровода.

С целью изучения температурного поля грунтов вокруг газопроводов, уложенных подземным, открытым наземным способами, а также в насыпи, ведут режимные наблюдения в скважинах, расположенных на термометрических поперечниках через всю полосу трассы. Термометрические поперечники выбирают с учетом особенностей мерзлотных условий, различных способов укладки труб и температурного режима газа в трубе.

В створе с термометрическими скважинами в грунт необходимо дополнительно заложить датчики, позволяющие определить влажность грунта, его температуру по глубине в слое сезонного протаивания (промерзания) и теплофизические свойства, миграцию влаги в грунте и электросопротивление его слоя.

Температуру в скважинах измеряют не реже одного раза в десять дней заленивленными термометрами, термисторами или другими датчиками, гарантирующими точность отсчета 0,1°С. В летне-осенний период частоту замеров необходимо увеличить до одного раза в пять дней. Следует также частоту измерений увязывать с режимом эксплуатации газопровода.

Для изучения закономерностей изменения температуры газа по длине трубы рекомендуется учитывать характер изменения мерзлотных условий по трассе. Целесообразно осуществлять наблюдения на участках с однородными мерзлотными условиями на большой протяженности.

Наблюдения за температурой стенки трубы рекомендуется проводить ежедневно в течение самых теплых (июль-август) и самых холодных (декабрь-январь) месяцев, в период интенсивного таяния снега и почвы и в период начала промерзания. В остальное время года наблюдения необходимо проводить один раз в пять дней. Сроки наблюдений и их частота должны быть также согласованы с режимом эксплуатации газопровода.

Температура трубопровода зависит от технологических режимов транспорта продукта, конструктивного решения трубопровода и характеристик окружающей среды. В районах распространения вечномерзлых грунтов это одна из основных характеристик, определяющих техническое решение трубопровода, его влияние на окружающую среду, а также его деформации и напряжения.

Необходимо вести наблюдение за трубопроводами с низкой и высокой стороны компрессорной или насосной станции. Замеры выполняют в начале, конце и середине каждого участка.

Протяженность участка за компрессорной или насосной станцией устанавливают экспериментально таким образом, чтобы можно было выявить закон падения температур за компрессорной или насосной станцией по длине трубопровода.

Необходимо фиксировать температуру трубопроводов во время замыкания стыков и засыпки грунтом подземных участков трубопроводов в период строительства, ремонта или реконструкции участка трубопровода.

Мониторинг динамики давления продукта (газа, нефти, конденсата и др.) в трубопроводах.

Давление является основной рабочей (технологической) нагрузкой трубопровода, поэтому систематическое наблюдение за ним позволяет статистически обоснованно определить нагрузку и коэффициенты перегрузки, используемые при расчетах труб.

Замерные пункты для изучения давления продукта рекомендуется организовать на промысле (в устьях 4–5 скважин, а также на шлейфах и коллекторах в районе газосборного пункта — ГСП) до и после компрессорной станции (КС), до и после газораспределительной станции (ГРС).

Для замеров используют обычные образцовые манометры с самописцами, применяемые на промыслах, компрессорных и газораспределительных станциях. Наблюдение ведут в течение всего года, допускается использовать материалы вахтенных журналов служб эксплуатации на промыслах, ГСП, КС и ГРС.

Из величин максимальных, близких к ним и средних давлений составляют выборку.

Среднее давление (средневзвешенное по времени) рекомендуется определять по формуле:

где

р

— усредненное давление газа в трубопроводе за интервал времени;

ti — интервал времени;

n — количество интервалов.

Наблюдения за положением и перемещениями надземных сооружений и трубопроводов в процессе эксплуатации.

Для организации и проведения наблюдений за перемещениями и деформациями объектов наземного обустройства месторождения, в т.ч. трубопроводных систем, дорог, зданий, промышленных сооружений, резервуаров и др. объектов геодезическими методами необходимо создать плановое и высотное геодезическое обоснование.

Геодезическое обоснование на объекте создают для определения отметок и координат пунктов, которые служат опорой для наблюдений за перемещениями конструкций сооружения и трубопровода.

Различают два вида обоснования: опорную геодезическую сеть и рабочее обоснование.

Основное требование к пунктам опорной геодезической сети -это неизменность их пространственного положения на весь период наблюдений за объектом. Пункты этой сети закрепляют опорными реперами.

Деформации газопровода при изменении температуры газа и окружающей Среды, а также при изменении давления газа характеризуют напряженное состояние газопровода. Замеры деформативности газопровода рекомендуется выполнять на участках с различными системами прокладки: надземной, наземной и подземной.

Надземные участки трубопровода.

На надземных и наземных без обвалования участках газопровода необходимо измерять продольные перемещения

прямолинейных участков и продольные и поперечные перемещения в горизонтальной плоскости на надземных компенсационных участках. Вертикальные перемещения газопровода рекомендуется определять в середине пролета и на опорах на прямолинейных и компенсационных участках.

С целью измерения перемещений газопровода в горизонтальной плоскости на ригелях опор и трубе краской наносят риски, относительно которых фиксируют смещение трубопровода. На подкладных седлах допускается наносить риски путем накернивания и последующим их закрашиванием. Для замеров небольших перемещений могут быть использованы прогибомеры Максимова или при значительных перемещениях приборы с автоматической регистрацией. Большие перемещения могут быть замерены при помощи отвеса и линейки. Вертикальные перемещения определяют нивелированием от неподвижных реперов.

Замеры перемещений надземных участков газопровода рекомендуется выполнять один раз в десять дней в течение года.

Протяженность надземного участка, на котором выполняют замеры, целесообразно ограничить расстоянием между неподвижными опорами. Желательно выбрать два-три участка, отличающихся способом компенсации продольных деформаций (угол поворота трассы, расположение компенсационного участка и

др.).

На подземных и наземных в насыпи участках газопровода необходимо измерять продольные и поперечные перемещения трубопровода на углах поворота трассы и на прилегающих к ним прямолинейных участках. С этой целью на углах поворота устраивают шурфы для измерительной аппаратуры.

С целью предотвращения аварий и повреждений трубопроводов сельскохозяйственной техникой на пахотных землях глубину заложения трубопроводов определяют 1 раз в пять лет через каждые 50 м, на уклонах местности более 5°С — 1 раз в три года.

На участках трубопроводов, потерявших устойчивость, производят по сезонам года измерения положения трубопровода в плане, по высоте и вдоль в местах его выхода на поверхность с обоих сторон и по середине для участков протяженностью до 30 м. Для участков протяженностью более 30 м расстояния между

пунктами измерений не должны превышать 15 м. При развитии процессов потери устойчивости трубопроводов измерения производят не реже 1 раза в месяц.

Одновременно с наблюдениями за перемещениями и деформациями трубопровода необходимо производить замеры температуры трубопровода и фиксировать давление продукта. Давление допускается определять по журналам диспетчерской службы.

Измерения напряженного состояния металла труб с применением тензометрии.

Напряженно-деформированное состояние (НДС) трубопровода является одним из важных параметров для оценки несущей способности труб линейной части трубопроводов.

Натурные измерения параметров НДС участков МГ в силу целого ряда причин, а именно: сложные природно-технические условия эксплуатации (высокое давление, влажность и даже обводнение контролируемых сечений, широкий диапазон температур и т.п.); взрывопожароопасность транспортируемого продукта; отсутствие специальной измерительной аппаратуры, способной работать в сложных условиях, и надлежащего методического обеспечения; неустранимая дискретность результатов измерений (контролируются только те сечения, в которых установлены датчики); масштабный фактор трубопроводных систем и, как следствие, значительный объем работ по подготовке мест измерения предъявляют специфические требования, которым должны удовлетворять применяемые методы и средства для длительного натурного контроля параметров НДС трубопроводов в сложных условиях.

В отличие от лабораторного применения натурная тензометрия требует: 100%-ой своевременной и качественной гидроизоляции тензорезисторов; использования самокомпенсированных тензорезисторов;

применения схемы подключения тензорезисторов, обеспечивающей их полную электрическую и гидроизоляционную развязку; не обычного — пооперационного, а модульного принципа монтажа схемы тензоизмерений; периодической проверки сопротивления изоляции тензорезисторов, установленных на трубопровод,и др.

Для того, чтобы обеспечить достоверное измерение деформаций в диапазоне температур от +50 до -50°С, применяемые тензорезисторы не должны изменять своих параметров в зависимости от колебаний температуры окружающей Среды, т.е. должны быть самотермокомпенсированы.

Метод тензометрирования позволяет определить не абсолютные, а лишь относительные напряжения в действующем трубопроводе т.к. тензодатчики монтируются в действующем трубопроводе, кроме того, в трубопроводе сохраняются напряжения, вызванные действием температурного перепада и сварочно-монтажных нагрузок строительного периода.

Таким образом, даже применение хорошей аппаратуры не дает возможности оценить методом натурной тензометрии действительное напряженное состояние стали трубопровода, хотя бы в локальном сечении, не говоря уже об участке значительной протяженности. Основной причиной этого является то, что первичный датчик прикрепляется к уже напряженному металлу трубы, то есть отсутствует нулевое отображение. Второй особенностью таких измерений является множество причин, которые влияют на нестабильность отображения характеристик тензосенсоров, изменяющихся со временем, что практически исключает возможность их использования в течение нескольких

лет.

Для получения нулевых отображений на незагруженном участке трубы предлагается использовать катушки труб (представители) с заранее смонтированными на них датчиками, защищенными от механических повреждений, ввариваемые в трубопровод на участках, требующих наблюдений. Такой способ позволяет оценить действительные напряжения на участке трубопровода, возникающие на всех этапах его сооружения и эксплуатации. Для обеспечения возможности проводить измерения несколько лет подряд возможно в качестве сенсоров использовать струнные датчики, изменяющие частоту колебаний струны под воздействием деформаций трубопровода.

Катушки труб, оборудованные такими приборами, могут давать информацию о напряжениях и температуре участка трубопровода в течение десятков лет.

Существующие приборы для измерения напряжений в металле, использующие ультразвуковой, магнитный, рентгеновский и другие методы, использовать для длительных

измерений на протяженных объектах нельзя. Они могут использоваться как дополнение к другим средствам измерения, при этом достоверность результатов измерений во многом зависит от аппаратуры, методики обработки измерений, соответствия эталонов натуре и др. факторов. Более широкое применение они находят в дефектоскопии металла и сварных соединений трубопроводов.

Катушки с датчиками для измерения напряжений, возникающих в металле труб в процессе эксплуатации инфраструктуры, могут устанавливаться на наиболее напряженных участках трубопроводов, к примеру, на КС, на переходах через реки, на участках-представителях, на участках, проложенных в особо сложных геокриологических условиях, где ожидаются пучение или осадка грунтов, а также при использовании автоматизированных систем мониторинга.

Определение производительности газопровода, состава газа и его теплофизических свойств.

Определение производительности трубопровода на участках между компрессорными станциями производят по данным деталей измерения газа и его расходу на собственные нужды станций, если такой расход имеет место. Периодичность определения — 1 раз в сутки.

Определение состава газа и его теплофизических характеристик производят ежемесячно.

Наблюдения за коррозионным состоянием трубопроводов.

Коррозионное состояние трубопроводов является одним из основных факторов, характеризующих работоспособность ЛЧ МГ, надежность и безопасность ее эксплуатации.

Определение состояния изоляционного покрытия обследуемого участка МГ может выполняться как прямым, так и косвенным методами.

Прямой метод состоит во вскрытии газопровода, чистке его поверхности от грунта, визуальном обследовании изоляционного покрытия и измерений переходного сопротивления изоляции, к примеру, методом «полотенца» и отборе проб изоляции для проведения лабораторных исследований. Одновременно

производится отбор проб грунта и грунтового электролита для контроля инфраструктуры ЭХЗ.

После обследования изоляции производится его вскрытие прежде всего на участках с механическими повреждениями и другими дефектами изоляции. При обнаружении на освобожденных местах коррозионных и других повреждений зона осмотра расширяется для определения границ поврежденного участка трубы. В обязательный осмотр входит зона кольцевого сварного стыка.

Косвенные методы определения состояния изоляционного покрытия и инфраструктуры ЭХЗ делятся на интегральные и локальные.

Интегральные методы дают характеристики обследуемого участка газопровода в целом. Они также позволяют определить отдельные специфические зоны участка, в которых нужно использовать локальные методы контроля состояния изоляционных покрытий и средств ЭХЗ.

Как интегральные, так и локальные методы являются электрометрическими методами. Они могут основываться на использовании как постоянного, так и переменного тока и подразделяются, в свою очередь, на контактные и бесконтактные.

При проверке состояния ЭХЗ участка МГ могут использоваться следующие способы:

— измерение и контроль уровня катодной защиты трубопровода поляризационными токами;

— измерение поляризационных потенциалов методом отключения источника поляризации (СКЗ) или экстраполяционными методами с использованием этих же измерительных систем;

— измерение токов поляризации, протекающих по трубопроводу, по методике, рекомендуемой ГОСТ;

— измерение удельного электрического сопротивления грунта;

— исследование проб межслойного электролита, содержащегося в местах вздутий, мешков и других дефектов изоляционного покрытия.

Интегральные методы позволяют оценивать состояние изоляционного покрытия на всей длине обследуемого участка, места отслоений изоляционного покрытия, места сквозных повреждений изоляции.

Наблюдения за коррозионным состоянием трубопроводов включают контроль:

технического состояния отдельных установок

электрохимзащиты и защищенности трубопроводов;

— технического состояния изоляционных покрытий трубопроводов;

— коррозионного состояния трубопроводов в шурфах;

— коррозионного состояния с помощью пропуска по трубопроводу коррозионных снарядов-дефектоскопов;

— диагностику и обследование участков трубопроводов, подверженных коррозионному растрескиванию под напряжением.

Контроль технического состояния отдельных установок электрохимзащиты (ЭХЗ) осуществляют путем периодических осмотров. При этом производят проверку отображений электроизмерительных приборов контрольными приборами, измерение потенциалов в точках дренажа, измерение электрического сопротивления цепи постоянного тока, оценку непрерывности работы установки катодной защиты по специальному счетчику или счетчику электрической энергии, контроль контактных соединений, анодных заземлений, деталей и блоков установок.

Осмотры производят не реже 4-х раз в месяц для установок дренажной защиты, 2-х раз в месяц — для установок катодной защиты. Для обеспечения постоянного контроля за работой установок катодной защиты необходимо использовать устройства телеконтроля, позволяющие снизить затраты и время на объезды установок катодной защиты, сократить время перерывов в их работе от момента обнаружения отказа до замены или ремонта установок, повысить точность настройки и стабильность параметров средств ЭХЗ.

Контроль защищенности трубопроводов заключается в периодических измерениях на всем протяжении трубопровода

потенциалов «сооружение-земля» и сравнении полученных значений с нормативным значением, а также определении суммарного времени, в течение того трубопровод на всем протяжении имеет защитное значение потенциалов.

Измерение потенциалов на всем протяжении трубопровода производят выносным электродом сравнения с шагом измерения 10–20 м не реже одного раза в пять лет. При этом первое измерение должно быть произведено спустя не менее 10 месяцев после засыпки трубопровода. Измерения потенциалов в КИК и выносным электродом в точках на трассе, имеющих минимальные значения потенциала, производят не менее двух раз в год, а также дополнительно при изменении режимов работы установок катодной защиты, изменений, связанных с развитием систем ЭХЗ, трубопроводов, источников блуждающих токов.

По результатам измерений потенциалов должны быть построены графики и определена защищенность по протяженности, а на основании данных телеконтроля за работой установок катодной защиты или их технических осмотров -защищенность трубопроводов во времени.

Данные о результатах контроля технического состояния изоляционных покрытий в процессе строительства и контроля сплошности изоляционных покрытий законченных строительством участков трубопроводов способом катодной поляризации должны быть приведены в исполнительной документации.

Контроль технического состояния изоляционных покрытий при эксплуатации проводят в процессе комплексного обследования МГ. Сопоставление данных контроля при обследовании МГ с данными исполнительной документации позволяет оценивать изменение защитных свойств покрытий во времени и по протяженности.

Техническое состояние изоляционных покрытий трубопроводов должно оцениваться в два этапа:

— косвенно на основании анализа данных по изменению защитной плотности тока по протяженности и во времени, результатов измерений потенциала «трубопровод-земля» и коррозионного электрометрического обследования;

— непосредственно путем выборочного шурфования.

Основными критериями определения периодичности контроля изоляции без вскрытия траншеи являются защитная плотность тока на трубопроводе и переходное сопротивление «трубопровод-земля», позволяющие интегрально оценить качество изоляционного покрытия. На основе этих данных производят отыскание мест повреждений изоляционного покрытия с помощью искателей повреждений и осуществляют выборочное шурфование.

Выборочное шурфование для контроля состояния изоляционных покрытий производят через 3 года с начала эксплуатации покрытий, а при достижении критических значений ЭХЗ и снижения локального переходного сопротивления до 103 ом*м2 — один раз в год. При этом рекомендуется проводить измерения сплошности, адгезии, толщины и переходного электросопротивления покрытия. Лабораторные испытания покрытий выполняют через каждые 3 года эксплуатации.

Коррозионное состояние трубопроводов путем осмотра и инструментальных измерений в контрольных шурфах определяют в первую очередь:

— на участках с неудовлетворительным состоянием защитных покрытий;

— на участках, не обеспеченных непрерывной катодной поляризацией защитной величины;

— на коррозионно-опасных участках трассы, к которым относятся горячие участки с температурой транспортируемой продукции выше 40°С, участки трубопроводов, эксплуатирующиеся южнее 50-й параллели северной широты, в засоленных почвах (солончаках, солонцах, солодях, такырах, сорах и др.), на поливных почвах;

— на участках блуждающих токов;

— на участках выхода трубопроводов из грунта;

— на пересечениях трубопроводов;

— на склоновых участках оврагов, балок и рек;

— на участках промышленных и бытовых стоков;

— на участках с периодическим обводнением грунта.

При визуальном осмотре и индивидуальном измерении коррозионного состояния трубопровода в шурфе определяют:

— наличие и характер продуктов коррозии;

— максимальную глубину каверн;

— площадь поверхности, поврежденной коррозией.

Для обеспечения возможности пропуска снарядов-дефектоскопов участки трубопроводов должны быть оборудованы узлами их запуска-приема с использованием стационарных или передвижных камер запуска-приема.

Первый пропуск коррозионного снаряда-дефектоскопа по трубопроводу производят при вводе газопровода в эксплуатацию для оценки его первоначального состояния и сопоставления полученных данных с данными последующих пропусков. Второй пропуск этого снаряда рекомендуется производить через 3–5 лет после начала эксплуатации газопровода. Периодичность последующих пропусков снарядов-дефектоскопов определяется коррозионным состоянием трубопроводов и прогнозом коррозии.

Контроль коррозионного состояния трубопроводов с помощью снарядов-дефектоскопов рекомендуется осуществлять в первую очередь на трубопроводах со значительным сроком эксплуатации, имеющих участки, на которых происходили аварии или выявлены утечки газа по причине коррозии, участки с неудовлетворительным состоянием изоляционного покрытия и коррозионно-опасные участки.

На основании анализа состояния защитного покрытия, электрохимической защиты и коррозии за период эксплуатации трубопровода необходимо определить скорость коррозии и с учетом применяемых мер по повышению надежности и эффективности комплексной защиты трубопровода выполнить прогноз его коррозионного состояния на ближайшие пять лет.

Контроль, диагностику и обследование участка трубопроводов, подверженных коррозионному растрескиванию под напряжением, рекомендуется проводить по специальному регламенту.

Контроль исходной геометрии трубопроводов

Контроль исходной геометрии трубопровода (овальности, вмятины, гофры, изгиб) осуществляют с помощью профильных снарядов-дефектоскопов (при наличии указанных средств) при строительстве, реконструкции и капитальном ремонте трубопроводов в процессе очистки полости участков трубопроводов и заполнения их водой для последующего гидроиспытания, при вводе трубопровода в эксплуатацию, в последующем — при обнаружении потери устойчивости трубопроводов, перед пропуском коррозионных снарядов-дефектоскопов, но не реже одного раза в 5 лет.

Контроль за утечками газа.

Контроль утечек газа из МГ выполняется с целью определения сквозных повреждений стенки газопровода и нарушений уплотнения запорной арматуры.

Объекты контроля:

— подземные участки МГ;

— воздушные и подводные переходы МГ;

— переходы через автомобильные и железные дороги;

— запорная арматура и камеры пуска и приема очистных устройств и снарядов-дефектоскопов.

Зонами наиболее вероятного появления сквозных дефектов и неплотностей могут быть:

— нижняя часть МГ вследствие внешней коррозии стенки (от 3-х до 9-ти часов);

— продольные и поперечные сварные швы по всей их длине;

— участок воздушного перехода в месте выхода газопровода из грунта на открытую поверхность и по отводам компенсаторов;

— пойменная часть подводного перехода;

— участок МГ на удалении 100–150 м от оси перехода через автомагистраль или железнодорожный переход в зоне окончания защитного футляра;

- уплотнительные сальники и манжеты запорной арматуры крановых деталей и камер пуска и приема;

— участок МГ в слабонесущих грунтах в месте образования «арки» или провиса.

Обследование линейных участков МГ осуществляется в два этапа. На первом этапе производится периодическое воздушное патрулирование и контроль утечек с помощью аппаратуры типа «Поиск-2» или другой подобной аппаратуры.

На втором этапе производится уточнение местоположения источника утечек акустическим течеискателем или портативным газоанализатором.

Для окончательного решения о величиных повреждения производится шурфовка трубопровода с соблюдением всех важных мероприятий по безопасному ведению работ.

Обследование локальных участков МГ производится визуально или с применением специальных приборов и устройств. Визуальный осмотр утечек МГ с поверхности земли производится по следующим признакам: шуму газа или запаху (если газ одорирован), изменению цвета растительности, появлению пузырьков на водной поверхностью в местах переходов через реки и болота, потемнению снега от вынесенных частиц грунта, движению грунта в месте утечки.

Приборный контроль утечек может осуществляться портативными акустическими течеискателями или газоанализаторами. Для этой цели могут быть использованы акустические приборы отечественного производства типа «Аист» и др.

Обследование неплотностей запорной арматуры и камер пуска-приема производится визуально и упомянутыми выше приборами.

Утечки газа на газопроводах выявляются при плановых осмотрах (обходах трассы) по известным признакам и с помощью газоанализаторов. Кроме того, не реже одного раза в год поиск утечек газа рекомендуется производить с помощью лазерных устройств или тепловизоров, установленных на вертолете или автомобиле, с последующим уточнением мест утечек газа с помощью газоанализаторов.

В местах пересечения и сближения магистральных газопроводов с железными дорогами, где исходя из условий рельефа местности в случае повреждения газопровода возможно создание взрывопожароопасной обстановки, угрожающей безопасности движения поездов, рекомендуется устанавливать по решению проектных организаций инфраструктуры автоматического газового контроля.

.