В ведение

Современная сеть магистральных трубопроводов характеризуется значительной протяженностью, большими диаметрами, значительным возрастом и высоким давлением перекачки.

Возрастной состав и повышенные требования к экологической безопасности объектов трубопроводного транспорта обусловливают необходимость обеспечения надежной, безотказной работы и предупреждения аварий трубопроводной системы.

Аварии на магистральных трубопроводах кроме экономического ущерба от их простоя, потерь, затрат на ликвидацию аварии создают значительную угрозу для окружающей среды. В этих условиях большое значение приобретают вопросы обеспечения надежности магистральных трубопроводов, т.е. способности их объектов выполнять заданные функции в период эксплуатации. И здесь особое внимание должно уделяться надежности линейной части.

Подземные трубопроводы подвергаются интенсивному воздействию как внешних факторов, так и воздействию перекачиваемой жидкости, в результате чего в материале труб происходят различные физические и физико-химические процессы, основными из которых являются коррозия, старение и износ.

Обеспечение надежной и безотказной работы крупных транспортных систем, к которым относятся магистральные трубопроводы, представляет задачу государственной важности, при решении которой значительное место отводится вопросам капитального ремонта линейной части трубопроводов.

1 Современные способы выявления микротрещин в трубопроводе

1.1 Развитие технологии методов выявления микротрещин в магистральном трубопроводе

Среди всех существующих методов сплошного контроля состояния труб наиболее предпочтительным является неразрушающий метод диагностики. Основой неразрушающего метода контроля является внутритрубная дефектоскопия. Осуществление такого контроля состояния труб, уложенных глубоко в грунт, является довольно сложной научной и технической проблемой.

Первые попытки решения проблемы были предприняты в 1956 году за рубежом, а первые попытки разработки внутритрубных дефектоскопов для контроля состояния трубопроводов были сделаны в СССР в 1966 году в Институте физики металлов УрО АН СССР. Первые успехи в создании внутритрубных дефектоскопов были достигнуты фирмой AMF Tuboscope (Houston, Texas) созданием аппаратов "Лайналог" разных типов.

В этих аппаратах трубопровод намагничивается в направлении ее оси мощным электромагнитом, цилиндрический сплошной сердечник которого несет на себе обмотку, для питания электромагнита необходимо иметь дополнительную энергетическую секцию, целиком заполненную серебрянно-цинковыми аккумуляторами.

Такая двух- или трехсекционная система дефектоскопов "Лайналог" наряду с положительными сторонами имеет ряд отрицательных: сложность системы, ее огромный вес и дороговизна.

Основной прорыв в эффективном решении проблемы контроля качества трубопровода был выполнен коллективом лаборатории электромагнетизма

ИФМ УрО РАН и ЗАО НПО "СПЕКТР". Под руководством лауреата Ленинской и Государственной премий д.т.н. П.А. Халилеева сотрудниками указанных коллективов был выполнен огромный объем работ, проведена масса научных исследований с использованием современных физических методов, найдены новые научные и технические решения по разработке конструкции и компоновке основных узлов дефектоскопа, созданию системы измерительных датчиков и обработки полезной информации.

Впервые в международной практике были определены оптимальные параметры намагничивающей системы на базе мощных постоянных магнитов при оптимальном намагничивании трубы с целью выявления встречающихся повреждений производственно-технологического характера и различных дефектов, вызванных коррозионными процессами и условиями эксплуатации линейной части трубопровода. Разработаны датчики для регистрации полей дефектов, проведен анализ сигналов и корреляция их с обнаруженными и известными из практики дефектами и повреждениями стенки трубопровода. Разработаны узлы и создан новый тип дефектоскопа на базе постоянных магнитов. Проведены полевые испытания данного дефектоскопа на действующих трубопроводах, которые дали положительный результат.

При этом следует отметить, что, если для обслуживания внутритрубного дефектоскопа типа "Лайналог" необходима бригада сотрудников до 9 человек, то для обслуживания дефектоскопа магнитного типа необходимо в 2–3 раза меньше, в зависимости от выполняемого объема и типа работы, при том же конечном результате. Разработанными средствами внутритрубной дефектоскопии были обследованы участки магистральных трубопроводов: "Тюментрансгаза", "Пермтрансгаза", "Волготрансгаза", "Мострансгаза", "Севергазпрома", "Лентрансгаза", "Сургутгазпрома", "Волгоградтрансгаза", "Татартрансгаза", "Уралтрансгаза". Всего по предприятиям ОАО Газпрома обследовано к 2009 году с использованием очистных средств и инспекционных снарядов магнитного типа собственной разработки и изготовления, в которых реализованы современные достижения системотехники, регистрации и обработки данных – 9265,5 км трубопровода и выявлено 16295 дефектных труб, что составляет 17,5% всех обследованных труб.

Однако развитие техники не стоит на месте. Так, по мере прохождения снаряда дефектоскопа по трассе трубопровода выходили из строя те или иные элементы всей поисковой системы, например, отказывали каналы регистрации дефектов, выходили из строя одометры, что затрудняло привязку местонахождения дефектов, записанных регистрирующей аппаратурой на пленке, к действительному их местонахождению на трубопровод и т.д.

Трудности дефектоскопии подземных трубопроводов и требования к надежности результатов, можно проиллюстрировать примером. Для проверки достоверности сигнала внутритрубного дефектоскопа о наличии опасного дефекта необходима шурфовка грунта, то есть полное вскрытие трубопровода и очистка трубы от изоляции. В основном выполнение этих работ допустимо только после снижения давления в МТ. Нередко трубопровод проходит в таком месте, что всю работу приходится начинать с прокладки подъездных путей для прохода экскаватора и другой техники к точке на трассе, где заподозрен опасный дефект. Но если внутритрубный дефектоскоп выдал ложный сигнал, то это не только неприятное событие, а ещ е и дорого обойдется предприятию.

Таким образом, основные требования к внутритрубной дефектоскопии – это гарантия отсутствия ложных сигналов и безошибочная аттестация размеров, формы и степени опасности дефектов по результатам дефектограмм, а также точная привязка местоположения дефекта.