24 Общее понятие о технической диагностике трубопроводов

Диагностирование технического состояния объектов трубопроводного транспорта предполагает определение их ресурса путем сравнения текущих параметров, найденных средствами контроля в предпусковой период и в период эксплуатации, с закономерностями развития процесса старения и разрушения металла труб в конкретных условиях.

Дефекты трубопроводов (параметры диагностирования) по происхождению могут быть выделены в три группы: дефекты процессов производства труб в заводских условиях; дефекты монтажных и строительных работ; дефекты эксплуатируемых трубопроводов. Главным фактором, приводящим к снижению надежности прямолинейных участков трубопровода, является коррозионное повреждение наружных поверхностей трубопроводов вследствие нарушения изоляции и эрозионное повреждение внутренних поверхностей трубопроводов вследствие наличия межкристаллитной коррозии и гидродинамических ударов транспортируемого продукта, приводящих к потере металла в стенках трубы. Эти два вида повреждения трубопроводов приводят к уменьшению толщины стенок трубопровода; при определенных условиях могут привести к трещинообразованию и разрыву металла.

На скорость коррозии влияют качество металла трубопровода и его поверхности, состояние изоляционного покрытия, климатические условия и внешние агрессивные свойства почвенной среды и компонентов перекачиваемого продукта.

Одиночные коррозионные поражения, как правило, не приводят к возникновению отказов участков трубопроводов. Они предшествуют образованию свищей и при своевременно принятых мерах по ремонту или переизоляции (в случае, если глубина не достигла критического значения) опасность образования свищей снижается.

Любые дефекты, связанные с нарушением формы конструкции трубы, являются концентраторами напряжений. Напряжения в стенке трубы в местах различного рода дефектов повышаются в 2 раза и более по сравнению с бездефектным участком, что является причиной развития трещины и последующего разрушения металла.

Поэтому главным звеном в диагностировании трубопроводов становится обнаружение дефектов, определение их ориентации и параметров, а также изучение напряженно-деформированного состояния металла бездефектного трубопровода, являющегося фоном, на котором концентрация напряжений, обусловленная дефектами, может оказаться выше допустимых значений.

Основными направлениями диагностики технического состояния трубопроводов являются: определение коррозионной обстановки и мест сквозных повреждений изоляции; контроль качества сварки и изоляции при ремонтно-восстановительных работах; выявление коррозионных повреждений, трещин, эрозионного износа и других дефектов в металле труб, а также оценка их потенциальной опасности; обнаружение мест утечек продукта в трубопроводах.

Наиболее эффективным способом определения технического состояния внутренней поверхности участка трубопровода является акустико-эмиссионный контроль и внутритрубные дефектоскопы, с помощью которых получают информацию о размерах дефектов, их местоположении по периметру и длине участка.

26-27Техническое диагностирование трубопроводов, трубопроводов пара и горячей воды.

При техническом диагностировании технологических трубопроводов выполняется комплекс работ, с помощью которых производится обследование трубопроводов и оценка остаточного ресурса. При этом выполняется следующее:

1визуальный контроль; 2ультразвуковая толщинометрия; 3дефектоскопия сварных швов и основного металла; 4измерение твердости; 5металлографические исследования и химический анализ металла.

При визуальном контроле выполняется осмотр наружной поверхности основного металла и сварных швов. Особое внимание должно быть уделено местам повреждения изоляции, местам с видимыми подтеками, участком с концентраторами напряжений (гибы, опорам, подвесам, компенсаторам). Тщательному визуальному контролю внутренней поверхности подлежат те участки, где вероятнее всего происходит максимальный износ: застойные зоны, места скопления влаги и коррозионных продуктов; места раздела фаз «газ-жидкость», места изменения направления потоков, зоны входных и выходных штуцеров. Внутренний осмотр трубопроводов при помощи эндоскопа или других специализированных приборов производится для участков трубопроводов, имеющих деформацию, когда возникает сомнение в качестве металла или элементов трубопровода. Замер толщин стенок трубопроводов должен проводиться на участках, работающих в наиболее сложных условиях: отводах, коленах, гибах, тройниках, врезках, местах сужения трубопроводов, перед арматурой и после нее, в местах скопления влаги, веществ, вызывающих коррозию, застойных зонах, дренажах, тупиковых и временно неработающих участках, корпусах арматуры, воротниках фланцев, а также на прямых участках трубопроводов через 20 метров и менее. Если конструкция трубопровода не позволяет проведение наружного и внутреннего визуального контроля или гидравлического испытания, судить о его техническом состоянии необходимо на основе результатов контроля, выполненного по методике с периодичностью и в объеме, указанном автором проекта в инструкции по монтажу и эксплуатации. В процессе гидравлического испытания за состоянием трубопровода ведется контроль по сигналам акустической эмиссии. После выявления дефектов по сигналам акустоэмиссионного контроля должна быть выполнена их идентификация традиционными методами неразрушающего контроля. При оценке технического состояния трубопроводов методом акустической эмиссии выявляются дефекты в стадии своего энергетического развития (т.е. имеющие определенную степень опасности для эксплуатации). Измерение твердости металла и сварных швов имеет целью проведение косвенной оценки его прочностных характеристик и выявления элементов трубопроводов или отдельных их участков с явно выраженными отклонениями прочностных характеристик от стандартных значений. Металлографические исследования металла и сварных швов должны проводиться, когда по условиям эксплуатации или в результате выполненных ремонтных работ возможны изменения структуры металла, а также в следующих случаях:

• если измеренная твердость металла не соответствует нормативным значениям;

• если трубопроводы подвергались воздействию огня в результате пожара, аварии или стихийного бедствия;

• по усмотрению специалистов, проводящих обследование.

Химический анализ металла труб выполняют, если отсутствует информация о марке стали на маркировке труб или трубы вообще не имеют маркировки. Прогнозирование остаточного ресурса трубопроводов основывается на результатах обследования его технического состояния, оценки фактической нагруженности трубопроводов и результатов испытания на прочность. Оценка фактической нагруженности основных элементов трубопроводов выполняется расчетным путем с использованием данных по фактическим толщинам металла.