Методика обследования трубопроводов (магистральных, промышленных)

Трубопроводный транспорт играет весьма важную роль в экономике. Требования к его техническому состоянию и работоспособности регламентируются значительным числом действующих нормативов, законодательных актов, ведомственных инструкций. При возникновении аварии, это может нанести существенный вред экологии и инфраструктуре региона, здоровью и жизни человека.

Поэтому выполняется регулярное обследование трубопроводов с целью определения фактического состояния элементов конструкции, определения допустимых остаточных сроков их эксплуатации.

Сроки и последовательность выполнения работ задаются положениями РД, согласно которому организуются работы (пример: РД 38.13.004-86, РД 39-00147105-001-91).

Право на осуществление подобных работ имеют только специализированные организации, прошедшие сертификацию, лицензированные на право их осуществления.

Все виды технологической диагностики (ТД), по срокам, подразделяются на три вида:

• первичное обследование – осуществляется в сроки, ≤ 2 года, считая с момента ввода объекта в эксплуатацию.

Основание, требования норматива 32569-2013, «Рекомендации», введённые в действие 27.12.12, приказом № 784, изданным Ростехнадзором.

• очередная диагностика – сроки проведения определяются по результатам, полученным в ходе предыдущего обследования, но ≤ 8 лет;
• внеочередное ТД.

Осуществляется по мере необходимости, в следующих случаях:

• при повторном вводе в эксплуатацию трубопровода после ≥ 3 лет простоя;
• после аварии на объекте, которая произошла при штатных внутренних/наружных нагрузках на трубопроводах, независимо от того, как долго они эксплуатируются.

ТД осуществляется исключительно на участках трубопровода, где произошла авария (инцидент).

• Независимо от состояния объекта, если он эксплуатируется 30 лет.

Отдельно регламентируются сроки выполнения обследования трубопроводов морских терминалов, проложенных на берегу, причальных сооружениях (до 5 лет). Это объясняется тем, что их разгерметизация может стать причиной загрязнения акватории.

Работы выполняются согласно полученному ТЗ, как правило, типовому (приводится в используемом РД). В этом документе приводятся:

• схемы трубопроводов, которые необходимо обследовать;
• перечни надземных, подземных отрезков;
• таблицы давление (указанных в проекте/рабочих) для обследуемого трубопровода;
• данные по гидравлическим испытаниям;
• таблица расположения труб, согласно исполнительной и проектной документации.

Особое внимание требуется уделять сведениям о соответствии фактической раскладки по результатам выполненного капитального ремонта, в ходе которого менялся участок (вариант, после выборочно проведённого ремонта, предусматривающего замену катушек).

• Таблица сертификатов на материалы, из которых изготовлены трубы проверяемого участка;
• информация по имевшим место инцидентам, авариям;
• сведения по установленной запорной арматуре;
• сведённые в таблицу данные по элементам (приварным, соединительным), ремонтным конструкциям;
• список деталей, которые изготовлены не на заводе, перечень зон, являющихся застойными, тупиковыми (ЗТЗ).

Все перечисленные документы оформляются согласно типовым формам, задаваемым базовым РД.

Требования, предъявляемые к программе диагностического обследования

Программа осуществления ТД разрабатывается подрядчиком, утверждается ГИ Заказчика.

В неё, в обязательном порядке, включают:

• оценку фактической толщины труб, полученных в процессе толщинометрии, в сравнении с теоретической; соответствие фактического сертификата проектным параметрам.

При выявлении разночтений, проводится расчёт с использованием фактических данных, с учётом требований норматива 36.13330.2012.

• обследование состояния деталей, произведённых не на заводах (соединительные элементы, тройники) выполняется с целью определения реального срока их возможной эксплуатации.

Проверяется отбор давления на участке: точка установки измерительного прибора – сварочный приварной шов (в том числе, коренного вентиля), термокарманов.

• Проверка ЗТЗ, выявление участков с нарушенной изоляцией, их проверка;
• определение точек шурфовки для последующего монтажа преобразователей ПАЭ, с обязательным перечнем предстоящих объёмов работ по осуществлению АЭК.

Предусматривается для участков трубопровода, ограниченных с обеих сторон задвижками, для которых предусмотрен 100% контроль.

• Проработка, с привязкой к определённым участкам, графиков имеющегося нагружения;
• осуществление диагностического контроля, выявление имеющихся дефектов, замер фактических толщин стенки;
• полный ультразвуковой контроль манжетных сварочных швов участков, проложенных над поверхностью земли;
• полный контроль трубопровода на всём его протяжении АЭМ (акустико-эмиссионными методами);
• дополнительная дефектоскопия, по информации, полученной в рамках АЭМ, зон, в которых получены сигналы, класс которых, II-IV;
• обследование подвесок трубопроводов, его фундаментов, опор;
• установление сроков очередной ТД;
• подготовка заключения;
• разработка комплекса мероприятий по дальнейшему безопасному проведению работ.

Специфика работ устанавливается с учётом места прокладки трубопровода.

• Надземные трубопроводы

Сюда включают следующие манипуляции:

• ВИК контроль;
• осуществление дополнительного контроля дефектов, установленных при ВИК;
• двухэтапный магнитометрический контроль (с учётом требований предыдущей ТД, текущий).

Выполняется в зонах сварочных соединений с патрубками смонтированной арматуры, оборудования, в зонах контакта трубы с имеющимися опорами, фундаментом.

• В определённых, на предыдущем обследовании, местах регистрации недопустимых а6номалий магнитного характера, обязательно проводятся ДДК;
• выполняется ультразвуковой контроль зоны кольцевых сварочных швов, аналогичных соединений сегментных отводов, иных элементов, изготовленных вне завода;
• осуществляется АЭК;
• выявленные в процессе акустико-эмиссионного обследования дефекты, подвергаются ДДК;
• в зонах соединения трубопровода с насосными патрубками, выполняют виброобследование;
• в полном объёме осуществляется измерительный, визуальный контроль трубопровода, его фундаментов, подвески, опор, в рамках которого происходит проверка фактического состояния, соответствие положениям норматива III-42-80 (в действующей редакции СНиП).

Данные виды контроля позволяют определить места видимых дефектов, являющихся недопустимыми, ненормативных соединительных элементов, косвенных признаков, указывающих на наличие дефектов (запахи, выступающие капли жидкости, иное).

• На всех выявленных дефектных участках выполняется замер реальной толщины стенок трубы. Шаг замеров, 20 м. оценка выполняется в 4 точках, разнесённых по окружности на 90 градусов.

Осуществляется магнитометрический контроль, в рамках которого оцениваются:

• в зонах сварочных соединений труб с патрубками арматуры, оборудования, контакта с опорами, фундаментами с шагом до 100 мм по каждой стороне шва;
• на вспомогательных трубопроводах контролируется 100% протяжённости участков, для которых АЭК не выполнялся;
• требуется углубленное ДДК в местах, где величина градиента К_ИН ≥ 8.5*10³ А/м².

При последующей диагностике требуется обязательная проверка участков, на которых зарегистрирована предельная величина К_ИН.

• Монтажные (кольцевые) сварные швы должны проходить 100% контроль ультразвуковыми методами;
• трубопроводы, в местах их соединения с насосными патрубками, должны проходить виброобследование.

Максимально допустимое значение выявленного виброперемещения ≤ 0.2 мм (при f ≤ 40Гц).

• Выполняется АЭК.

Для этого на трубопроводе монтируются преобразователи ПАЭ (от ближайшей задвижки с шагом 60-80 метров). Если на трубопроводе установлены насосы, регуляторы давления, клапаны обратные, то расстояние между соседними ПАЭ снижается до 20-30 метров.

Конкретное число ПАЭ, требуемое расстояние, задаётся в процессе создания программы диагностики. При этом учитывается тип применяемой аппаратуры, наличие на трубопроводе оборудования, арматуры.

Места размещения ПАЭ уточняются на этапе подготовки к выполнению обследования и настройки аппаратуры. Применяемой для АЭ. Необходимо учитывать, при этом, протяжённость проверяемого участка, уровень затухания формируемого сигнала.

• Фундаменты, подвески, опоры обследуются согласно специального алгоритма, задаваемого в РД.
• не заводские элементы (соединения, тройники) обследуются согласно положениям «Методики» (РД-23.040.00-КТН-387-07).

В последние годы для организации визуального контроля протяжённых участков трубопроводов широко привлекают дроны со специальным ПО. Пример. Газпром применяет квадрокоптеры, базой для модельного ряда, которых, выступает версия DJI Matrice 300 RTK.

• Подземные трубопроводы

В данном случае. Алгоритм работ предусматривает:

• определение точек полной шурфовки;
• выбор мест для рытья неполной шурфовки, где планируется монтаж ПАЭ;
• согласование маршрута прокладки трубопровода, определение глубины залегания.

Производство шурфовки позволяет:

• осуществить измерительный, зрительный контроль (ВИК);
• замерить реальную толщину стенок;
• обследовать элементы, изготовленные не на заводе, застойные, тупиковые зоны;
• обнаружить места возникновения дефектов в слое изоляционного покрытия;
• оценить адгезию изоляции, её состояние;
• определить потерю металла в результате коррозии;
• при выявлении в объёме выполненного шурфа каких-либо дефектов, осуществить магнитометрический контроль;
• устанавливаются ПАЭ, АЭК.

Полная шурфовка предусматривает отрывку на глубину, обеспечивающую возможность ВИК, замер толщины стенок, выполняемы в районе нижней образующей проверяемого трубопровода.

Длина зоны, очищенной от земли, изоляции должна составлять по окружности трубы, один и более метров. Крепления стенок, откосов выполненного шурфа осуществляется согласно положениям РД 153-39.4Р-130-2002.

Отрывка неполного шурфа, для размещения ПАЭ, осуществляется до момента достижения верхней образующей трубопровода. Площадка 15*15 см очищается от грунта, нанесённой на трубу изоляции.

Места для полного заглубления выбираются с учётом ряда критериев:

• они выполняются на участках трубопровода, имеющих защитный потенциал, отличающийся от требуемого согласно нормативу 51164-98, неудовлетворительное состояние нанесённого изоляционного покрытия.

Последние определяются согласно требованиям «Методики», утверждённой ПР 13.02-74.30.90-КТН-003-1-00 от 2003 года, «Инструкции», утверждённой РД 23.040.00-КТН-387-07.

• Наличием зон, относящихся к группе застойных, тупиковых, на различных участках трубопровода;
• наличием соединительных деталей, изготовленные вне завода;
• контактов трубы с футляром (при прокладке трубопровода под дорогами, фундаментами стационарных объектов).

Обязательно контролируются участки ввода/выхода трубы из футляра. При выявлении прямого контакта, необходимо его обязательное устранение.

• Наличие участков, где ранее происходили инциденты, аварии с проливом перемещаемых сред;
• потребность в выявлении ненормативных приварных элементов, соединительных деталей.

Определяя расстояние между соседними ПАЭ, требуется задавать его с учётом 100% перекрытия получаемых зон контроля (до 60 м). Рекомендуется совмещать данные точки с зонами полной шурфовки.

Необходимость локальной установки предварительно согласуется с заказчиком. Вносится в программу осуществления диагностики.

Места для полной шурфовки выбираются с учётом возможности их совмещения с ПАЭ на внешних участках (заслонки БРД, фильтры-грязеуловители, насосная обвязка, иное).

Если на участке. Подвергающемся обследованию, имеется 3 и более установленных единицы различного оборудования (арматура, насос, иное), шурфы под ПАЭ выполняются на сокращённых расстояниях (20-40) метров.

На вспомогательных участках трубопроводов, где АЭК технически невозможен, выполняют шурфы с шагом до 100 м (2 или более).

Проводится ВИК на участках с проведённой шурфовкой. Выявляются ненормативные приварные, соединительные элементы.

В каждом шурфе проводится 4 точечный замер толщины стенки трубы. В застойных, тупиковых зонах дополнительно выполняется парный замер толщины с шагом в 500 мм по длине трубы (в обе стороны от исходной точки замера, установленной на нижней образующей.

Если в результате АЭК и ДДК установлены факты дефектов, обусловленных потерями металла, число отрываемых шурфов удваивается.

Дополнительные копают, учитывая:

• в каких местах выявлены показатели защиты ЭХЗ ≤ 0.7, дефекты изоляции.

Если указанные субучастки определить невозможно, новые шурфы равномерно распределяют по всей длине трубопровода, подвергаемого проверке.

Точки шурфовки определяет подрядчик, согласовав их с заказчиком. Он же производит все виды земляных работ.

Детали не заводского производства проверяются по специальной методике, прописанной в РД.

После завершения работ по ТД участка трубопровода, составляется технический отчёт, включающий ряд обязательных разделов:

• вводная часть;
• информация о трубопроводе, на котором выполнялась ТД;
• краткая характеристика проверяемого объекта (технические, режимов эксплуатации, использованных материалов);
• информация об обследованиях, проводившихся ранее (дата, объём выполненных работ);
• описании ранее выполненных ремонтов, зарегистрированных отказов, произошедших аварий (с указанием даты/вида последних);
• фактическую/проектную толщину стенок трубопровода, имеющихся в нём застойных, тупиковых участков (зон);

Результаты анализа предоставленной исходной информации:

• соответствие реальных параметров трубы проектным;
• соответствие, установленной на трубопроводе, арматуры, различных соединительных элементов требованиям используемого РД.

Результаты выполненного обследования, диагностики:

• итоги ВИК;
• итоги АЭК;
• данные по выполненному магнитометрическому контролю;
• сведения по проведённой ультразвуковой толщинометрии основного трубопровода, имеющихся застойных участков, тупиков;
• данные ультразвуковой дефектоскопии;
• при выполнении, результаты вибродиагностики;
• если выполнялся, данные магнитного контроля;
• сведения по ДДК по зонам, где были зафиксированы сигналы АЭК классов II-IV;
• если выполнялся, данные капиллярного контроля;
• сведения о проведённом геодезическом контроле, информации, полученной в процессе обследования подвесок, имеющихся фундаментов, опор;
• установление сроков следующей ТД;
• дефектная ведомость.

Сводная таблица проблемных участков, с указанием местоположения на имеющихся чертежах, эскизах проверяемого объекта.

Определяется предельный срок эксплуатации всех установленных не заводских элементов.

Составляется заключение на основании сведений, полученных в ходе проведённого обследования. В нём указываются условия, выполнение которых обеспечит дальнейшее применение трубопровода по прямому назначению до следующего срока ТД.

В качестве обязательных приложений, технический отчёт включает нижепоименованную документацию.

1. Копия лицензии подрядчика на право осуществления ЭПБ трубопроводов.
2. Техническое задание на обследование, с комплектом необходимых приложений.
3. Эскизы трубопровода, на которых проставляются обнаруженные дефекты, выявленные отступления от исходного проекта, места расположения оборудования, выполнения замеров толщины различных элементов трубопровода, имеющихся тупиковых, застойных участков (зон).
4. Акты выполненных измерений.
5. Акты проверки состояния изоляционного покрытия, выполняемого в шурфах.
6. Основная схема (технологическая) проверяемого трубопровода, на которой проставлены номера и места выявления дефектов (согласно дефектной ведомости).
7. Список аппаратуры, оборудования, приборов (необходимо проставить даты поверочных испытаний, метрологических параметров).
8. Наименование компании, которая проводила ТД, ФИО, должности непосредственных исполнителей работ.
9. Данные о квалификации сотрудников, выполнявших ТД.
10. Экспертное заключение ЭПБ (обязательно для трубопроводов, эксплуатируемых ≥ 30 лет).