Способы повышения надежности трубопроводов

Российский Государственный Университет им. И.М. Губкина

Кафедра проектирования, сооружения и эксплуатации систем трубопроводного транспорта

Доклад на тему:

«Способы повышения надежности магистральных трубопроводов»

Выполнил: ст.гр. МБ-08-8

Потоцкая Я.В.

Москва

2012

      Своевременное выявление дефектов трубопроводного транспорта для повышения надежности его работы производится внутритрубной диагностикой с использованием стресс-коррозионных дефектоскопов, наземными методами диагностики, приборными комплексами для подводных участков и другими методами. Планируется создание электронного паспорта трубопровода. В настоящее время возникла необходимость сооружать трубопроводы нового поколения.

Месторождения нефти и газа в Росси расположены гораздо дальше от потребителей, чем в любой другой стране мира, поэтому эффективность и надежность функционирования нефтяной и газовой промышленности во многом зависят от надежной и безопасной работы трубопроводных систем.

Сейчас, когда повышаются требования к безопасности, надежности, долговечности эксплуатации трубопроводов, когда возникла настоятельная потребность сооружать трубопроводы нового поколения, крайне важно сформировать научно обоснованную целостную теорию надежности и безопасности трубопроводных систем. Прекрасная возможность для этого появилась благодаря внедрению и развитию внутритрубной диагностики.

За последнее время значительно возросла разрешающая способность внутритрубных дефектоскопов. Сегодня все используемые снаряды-дефектоскопы относятся к классу высокого разрешения и способны не только гарантированно выявлять дефекты, но и с высокой точностью измерять их объемные геометрические размеры и классифицировать по типам и степени опасности без производства шурфовочных работ. В настоящее время создан высокочувствительный многоканальный электронный профилемер, чувствительность которого к изменению диаметра труб составляет 1 мм. Успешно работают стресс-коррозионные дефектоскопы, испытываются дефектоскопы с байпасом.

Для более точной оценки остаточного эксплуатационного ресурса трубопроводов требуется в короткие сроки создать такие снаряды нового поколения, которые могли бы оценивать и напряженное состояние труб. Необходимо также разработать и нормативно внедрить целостную систему проведения диагностики. На построенных ранее трубопроводах периодичность диагностики должна определяться в зависимости от состояния труб и от динамики происходящих в процессе эксплуатации изменений показателей, характеризующих их состояние. В новых трубопроводах внутритрубную диагностику необходимо проводить сразу после завершение их испытаний.

Для трубопроводов не приспособленных к внутритрубной диагностике активно развиваются наземные методы диагностики, а также обследования с применением вертолетной техники. В данных случаях наиболее перспективным для выявления дефектов в трубопроводах, на наш взгляд, являются методы бесконтактной магнитометрической и фоновой диагностики. Для создания систем мониторинга напряженно-деформационного состояния на потенциально-опасных участках трубопроводы должны оборудоваться интеллектуальными вставками, оснащенными тензометрическими и другими датчиками. При этом необходимо предусматривать возможность непрерывного мониторинга данных участков трубопроводов.

Следует зафиксировать и положение трубопровода при помощи геоинформационных систем (ГИС), использующих космические съемки, аэрофотосъемки, геодезические и геологические данные.

Данные начальной диагностики и ГИС должны стать главными «документами», характеризующими состояние и положение трубопровода до начала его эксплуатации. На основе таких характеристик предполагается создать электронный паспорт трубопровода.

В дальнейшем проводя диагностику трубопровода с определенной периодичностью оценки его положения с использованием ГИС, следует заносить все получаемые данные в электронный паспорт. Там же должны фиксироваться и данные о проводимых ремонтах и произошедших отказах.

Получаемая таким образом информация о коррозионном состоянии трубопроводов, напряженном состоянии труб, состоянии сварных соединений и изменений этих показателей в зависимости от сроков и режимов эксплуатации, рельефа трассы, состояния грунтов и их коррозионной активности, марок трубной стали, а также от техногенного воздействия объектов, находящихся вблизи трубопровода, от проведенных ремонтов и других факторов позволит систематизировать все эти массивы информации, определить тенденции и динамику изменения показателей, характеризующих состояние трубопровода, и на основе всех этих материалов создать научно обоснованную методологию определения остаточного эксплуатационного ресурса того или иного участка трубопроводов, сформировать научные подходы к проектированию ремонтов.

Подводные переходы в системе трубопроводов являются одними из наиболее потенциально опасных участков. К ним выдвинуты особые требования в части эксплуатации, поскольку ремонтно-восстановительные работы здесь требуют значительных материальных и финансовых затрат, и в части охраны окружающей среды. Для определения технического состояния подводных переходов за последние 5 лет разработаны приборные комплексы, позволяющие без спуска водолазов получить объективную информацию. Большой проблемой внутритрубной дефектоскопии подводных переходов является неравнопроходимость труб большинства подводных переходов. Для таких участков трубопроводов в настоящее время разработана технология протяжки тросом снаряда-дефектоскопа.

К проблемам обеспечения надежной эксплуатации «холодных» трубопроводов в многолетнемерзлых грунтах относятся: просадка или выпучивание сооружений, активизация мерзлотных, эрозионных, оползневых процессов и процессов обводнения-заболачивания на трассах магистральных и промысловых трубопроводов различного назначения.

Учитывая возрастающие требования к надежности и безопасности трубопроводов, проектным институтам необходимо предусматривать более широкое применение тоннельной прокладки трубопроводов. Следует отметить, что в Японии свыше половины трубопроводов прокладывают в туннелях. В Швейцарии таким способом прокладывается более 40% трубопроводов. Широко используется данный метод при строительстве трубопроводов в США.

Изношенность основных фондов магистральных трубопроводов, которая составляет в России более 50%, и внушительный средний возраст трубопроводов, превышающий 20 лет, сказываются на безопасности эксплуатации и аварийности в целом. Анализ аварийности показывает, что коррозионное растрескивание под напряжением определяется группой факторов: технологией производства труб, коррозионной средой, характеристиками сталей труб, условиями эксплуатации, напряжениями в стенке труб от внутреннего давления и других нагрузок. Для предупреждения аварийности на ряде участков по техническому состоянию понижается разрешенное рабочее давление до момента проведения их реконструкции или ремонта.

Таким образом, основными направлениями работ для обеспечения надежности линейной части трубопроводных систем являются: выполнение комплексов планово-предупредительных ремонтов; эффективная и своевременная диагностика; капитальный ремонт дефектных участков; переизоляция; реконструкция узлов запуска-приема очистных устройств, монтаж необходимых технологических перемычек. Разработка и реализация проектов создания дополнительных технологических перемычек для обеспечения необходимых «гибкости» в эксплуатации трубопроводных систем обеспечивают увеличение объемов диагностических и ремонтных работ без какого-либо влияния на транспорт углеводородов. На повышение надежности трубопроводной системы существенно влияет изоляция с применением полимерных пленок, которые наносятся на поверхность труб как с использованием средств малой механизации, так и с применением специальных комплексов .

Повышение надежности эксплуатации магистральных трубопроводов, связанное с увеличением точности оценки коррозионной опасности и долгосрочным (5-10 лет) прогнозированием его остаточного ресурса, неотделимо от объективной оценки фактического коррозионного состояния трубопровода на любой момент эксплуатации. Создание мощной диагностической базы позволит осуществить развертывание информационных средств анализа данных и прогнозирования. Важный аспект этой работы связан с наличием принципиальной зависимости эффективности системы коррозионного мониторинга от информационной системы сбора и анализа данных (диагностических и эксплуатационных).

На повышение надежности и безопасности трубопроводных систем направлена и работа по формированию новых нормативных документов в соответствии с законом «О техническом регулировании», которые гармонируют с зарубежными, что позволит использовать опыт иностранных организаций.

Необходимо разработать специальную программу подготовки трубопроводов к диагностике с учетом комплекса вопросов по проектированию, комплектации, финансированию и строительству.

Список использованной литературы:

1.     А.А. Коршак, А.М. Шаммазов. Основы нефтегазового дела. У: ДизайнПолиграфСервис, 2002 г.

2.     Журнал «Газовая промышленность» май 2004г. Статья: «Интеллектуальные системы для обеспечения промышленной и экологической безопасности магистральных газопроводов».