Диагностика трубопроводов при эксплуатации

Современные технологии обширно применяют в разных сферах жизни людей. И тепловые сети не является исключением в этом вопросе.

В частности, в последнее время большой популярностью стала пользоваться видеодиагностика трубопроводов. Этот новый метод контроля сети применяют не только на предприятиях и организациях, но и на магистралях в домашнем быту.

Диагностику труб этим способом проводят посредством небольшой видеокамеры, которую крепят на конец гибкого шланга. Он, проходя по внутренней части трубопровода, фиксирует его состояние. Информация с видеокамеры поступает на монитор, и оператор имеет возможность оценить вид и состояние магистрали в режиме реального времени.

На данный момент есть два вида спецсистем, которые применяют для проведения видеодиагностики сети:

• Проталкиваемые. Их применяют для осмотра состояния трубопровода небольшого и среднего диаметра. Передвижение видеокамеры по магистрали производят полужестким стеклопрутом. Он соединен с пультом оператора, куда, собственно говоря, и поступает полученное видеоизображение из сети.
• Системы роботизированного вида. При этом методе камеру обустраивают на колесной платформе, она управляется роботом с операторского пульта. Таким путем инспектируют состояние магистрали средних и больших диаметров.

Видеодиагностика трубопроводной системы ограничивается размерами сети. К примеру, если нет схемы разводки, то поиски производят произвольно. При этом камера способна свободно перемещаться по одной трубе, но, может не пройти по другой. Также очень трудно провести диагностирование в заполненных участках трубопровода.

Без видеодиагностики сети нельзя обойтись в таких ситуациях:

1. Когда нужно получить гарантию отсутствия смещения оси, целостного состояния соединений и труб.
2. Проводить видеодиагностику требуют в водоканале во время выдачи техусловий для проведения врезки.
3. Когда сеть находиться в состоянии засорения.
4. Когда есть подозрения, что в магистрали оказались посторонние предметы или расстыковались трубы.
5. Если есть подозрения на самовольное постороннее подключение к системе, без видеоконтроля это выявить нельзя.
6. Когда сеть проходит под полом, или стене, а появилась необходимость восстановить потерявшуюся схему разводки.
7. Когда резко повышается расход теплоносителя, а значит, появилась протечка на каком-то участке тепловой сети или оборудовании.

Проведение диагностирования тепловых сетей

У потребителей самым высоким спросом пользуются два вида видеодиагностики:

• Быстрый осмотр. Это оценка внутреннего состояния труб и оборудования без концентрирования внимания на мелких нюансах. При такой диагностике выявляют крупные «дефекты».
• Детальный осмотр. Это тщательный вид диагностики с остановкой у каждого соединения, трещинки и другого подозрительного проявления. Они не только осматриваются детально, но и проводится анализ их состояния с видеозаписью и бумажным отчетом (с приложением стоп – кадров и заключительными рекомендациями относительно дальнейших действий).

Ясно, что объем затрат труда и времени в обоих случаях абсолютно разный. Первый вариант видеодиагностики занимает незначительный отрезок времени, а вот другой вид диагностики этим похвастаться не может.

Современная диагностика трубопроводов тепловых сетей выполняется на высоком уровне благодаря уникальности программного обеспечения. Это позволяет решить следующие задачи.

• Выявить реальное состояние тепловых трубопровода.
• Найти места протечек носителя тепла.
• Обследовать в каком состоянии находятся конструктивные детали сети.
• Выявление факторов, приводящих к ускорению коррозийных образований, зоны блуждающих токов, зон заиливания и затопления каналов.
• Оценка степени надежности трубопровода.

Для реализации видеодиагностики тепловой сети нужны следующие условия.

• Протяженность единичной дистанции между установленными датчиками должна составлять от 40 до 200 метров.
• Давление носителя тепла должно быть не меньше 0,25 МПа.
• Должна присутствовать циркуляция носителя тепла.
• Диаметр труб должен быть свыше 8 см.
• На тепловом трубопроводе и оборудовании не должна присутствовать вибрация.

Результаты данной диагностики трубопровода применяют для:

• оценивания реального состояния материала трубопрокатных изделий и составных деталей.
• Установки степени необходимости замены участка и последовательности ее выполнения.
• Определение части системы, которая находится в полном рабочем состоянии.
• Определения насколько рационально проводить действия по защите от коррозийных процессов и др.

Оборудование для телеинспекции

Видео

Оборудование для видеодиагностики RIDGID Seesnake

• Современное оборудование видеодиагностики трубопроводов дает возможность предотвратить серьезные аварии, а значит избежать больших финансовых затрат.
• Профессиональные мастера при помощи видеозаписи без труда выявляют любые нарушения на трубопроводе. Данное оборудование помогает:

1. существенно сократить время на проведение обследования.
2. Избежать дренажа.
3. Существенно сэкономить финансы.

Оборудование для видеодиагностики используют на:

• водоподающих трубопроводах.
• На предприятиях топливной энергетики.
• На газопроводных магистралях.

Оборудование для данного вида диагностики – это самый удобный метод выявления «неполадок» в различных трубопроводах. Камера, устроенная на специальном кабеле, может попасть даже в труднодоступные зоны.

Это оборудование дает возможность обследовать каждый сантиметр магистрали за короткое время, и лишает обременительной процедуры рытья длинных углублений.

К достоинствам видео оборудования следует добавить и то, что его можно использовать не только маленьких стройках, но и на крупных объектах. Такое становится очень актуальным, если трубопровод размещен под инфраструктурными объектами особой важности.

Видео

Видеодиагностика (телеинспекция) труб канализации на объекте

Оборудование максимально точно определяет длительность зоны повреждений на магистрали, а это способствует возможности точно определить вид реконструкционных работ.

Помимо устранения неисправностей системы, оборудование для телеинспекции используют для проверки состояния магистрали после завершения планового ремонта или ее очистки. Это выполняют с целью получить уверенность в отсутствии неполадок.

Также телеинспекционное оборудование задействуют при сдаче в эксплуатацию новых сооружений. В таких случаях сеть проверяют на надежность и на вопрос присутствия инородных тел.

Может Вас заинтересуют  следующие статьи – установка для гидравлических испытаний трубопроводов, ультразвуковая дефектоскопия сварных швов трубопрокатных сетей.

Оборудование от отечественных производителей

Оборудование для видеодиагностики трубопроводов российского производства по своим техническим характеристикам не уступает зарубежным аналогам.

Лидером среди российских производителей, выпускающих оборудование данного типа, является «РостГидроХолдинг». Эта компания занимается научными разработками и выпуском оборудования для видеодиагностики.

География поставок продукции этой компании очень широкая. Она охватывает практически все российские регионы и страны СНГ. Основной принцип работы «РостГидроХолдинга» – это абсолютный ориентир на клиентов и на высокое качество поставляемой продукции.

Видео

Видеодиагностика труб канализации Caymangroup.ru

Также стоит выделить продукцию «Рокот» российского производства, которая прошла модификационные изменения в этом году.

Это самоходный робот, который отличает высокий уровень проходимости. Он легко маневрирует в магистралях большого диаметра.

На нем стоит видеокамера основанная на современной видеокамере Sony и спецкабель – трос с высоким коэффициентом растяжения (больше 2000 Н). Это оборудование можно доукомплектовать переносной ручной смоткой для кабеля до 200 метров и на 400 метров. «Рокот» дает возможность обследовать сети с диаметром от 20 до 180 см.

Средняя цена на услугу видеодиагностики оценивается в 5 тысяч рублей. Заплатить за предоставление услуги заказчики могут любим, подходящим для себя способом.

Стоимость услуги прописывают в договоре после проведенных вычислений длины и степени сложности магистрали. По заявлению заказчика по завершении видеодагностики все записанные сведения ему предоставляют на цифровом носителе информации.

Специалисты коммунальных предприятий рекомендуют проводить видеодиагностику трубопровода в профилактических целях. При этом они рекомендуют обращать внимание не только на проблемные зоны магистрали.

Видео

Телеинспекция трубопровода, канализации и труб

Это поможет на ранней стадии выявить дефект. Как правило, компании, проводящие диагностику, могут выполнить все работы по устранению обнаруженных недостатков.

Перед тем, как заказывать услугу видеодиагностики нужно точно определить, что нужно увидеть на выходе: простой просмотр состояния конкретного участка тепловой сети или полное обследование с высококачественной и детальной записью. От этого будет зависеть стоимость видеообследования магистрали.

Оформление акта технического заключения

Какие бы цели при проверке магистрали не стояли, система такой проверки сможет решить все. Многие компании предоставляют эту услугу потребителям, и практически все специалисты выполняют свою работу грамотно и оперативно.

Видеокамера может ориентироваться самостоятельно, поэтому оператор всегда может видеть четкую картинку, также позволяет произвести осмотр в режиме стоп – кадра.

На основе видеодиагностики и проведенных замеров делают вывод о том, насколько соответствует состояние конструкции строительным нормам и правилам. Также делается заключение в возможности эксплуатации данного трубопровода.

Далее вся полученная информация фиксируется на схеме, составляется техническое заключение и акт. К нему прилагаются рекомендации и видеофильм на СD – диске.

Видео

Видеодиагностика трубопроводов роботизированным методом

По завершении видеообследования сети компании выполняют оформление технического заключения и акта видеодиагностики трубопровода. В заключении содержится информация следующего характера:

• Полная картина о состоянии используемой инженерной коммуникации.
• Установка причины образования аварийной ситуации в сети.
• Клиенты получают достоверные данные об уровне качества проведенных строительных, ремонтных или профилактических работ, а это может послужить поводом для выставления претензий к подрядчикам или строительным компаниям.
• Установка точного срока использования инженерных коммуникаций.
• Полноценное схематическое расположение инженерной конструкции.

Видеодиагностика магистрали выгодна заказчикам по следующим причинам.

1. Получение полноценных сведений о состоянии построенной сети на предмет соответствия нормам СНТП и состоянии ее качества.
2. Гарантия того, что использование тепловой сети выполняется по правилам и требованиям организаций, выполняющих контроль.
3. Получение рекомендаций о методах устранения неисправностей магистрали.
4. Существенная экономия финансов и времени при эксплуатировании сети.
5. Обладая данной информацией, можно составить план проведения капитальных ремонтных работ на магистрали.

Видео

Телеинспекция трубопроводов Тарис

1. Видеодиагностика трубопроводов   – это совершенно новый высокотехнологический вид диагностирования, который позволяет наблюдать за тем, что делается в сети, несмотря на глубину ее расположения.
2. При этом оценивают не только внутреннее состояние системы, но и принимают оптимальное и экономически выгодное решение по прочищению или ремонту трубопровода.

Диагностика технологических трубопроводов: назначение и методы проведения работ

На стенках технологических трубопроводов со временем образуются отложения. Процесс этот не зависит от способа эксплуатации системы и приводит к снижению её пропускной способности.

А по этой причине возникают аварийные ситуации. Для минимизации риска порчи оборудования и локализации проблемных участков, проводится диагностика трубопроводов.

Сегодня разработаны методы выполнения этой процедуры без демонтажа и вскрытия оборудования.

Современные методы позволяют проводить диагностику трубопроводных магистралей без вскрытия системы

Причины необходимости оценки состояния труб и методы диагностики

В целом, диагностирования трубопроводов выполняется в следующих случаях:

• при планировании ремонтных работ с последующим их проведением;
• в качестве профилактики возможных неисправностей;
• для оценки состояния труб после выполненного ремонта.

Отсюда следует вывод, что при обслуживании технологических инженерных коммуникаций, проведение данной процедуры обязательно.

Подвергать поверке состояние трубопроводов данного типа необходимо также, когда они уже используются, а не только перед вводом в эксплуатацию. Прежде чем запустить их, специалисты проверяют степень соответствия сварочных швов требованиям ГОСТ и СНиП, исследуют качество соединений и выясняют, сохранилась ли внутренняя целостность труб.

В настоящее время существуют четыре метода диагностики.

1. Магнитооптическая дефектоскопия. Позволяет увидеть с помощью магнитного потока дефекты, присутствующие в ферримагнитном материале. Определить с достаточной точностью их глубину данным способом нельзя.

2. Ультразвуковая диагностика. Данным способом проверяется качество соединения компонентов трубопроводов, работающих под высоким давлением и на АЭС.

Обусловлено это абсолютной безопасностью ультразвука трубным изделиям. В принцип обнаружения дефектов заложена способность волн ультразвукового диапазона легко проникать сквозь однородный материал.

При наличии препятствий волны отражаются.

3. Опрессовка повышенным давлением. Такая проверка труб применяется уже достаточно давно. Невысокая себестоимость работ – одно из несомненных достоинств данного способа.

Инертные газы, газовая смесь или водяной пар нагнетаются в трубопровод так, чтобы создать внутри него давление, в 5 раз превышающее рабочее. Затем производится осмотр стыков, швов и мест соединения котельного оборудования и труб.

Определение участков, в которых происходят утечки пара, осуществляется по наличию на них конденсата.

Обратите внимание! Так выполняется диагностика в многоквартирных домах бытовых систем отопления и водоснабжения во время проведения в летнюю пору года плановых ремонтно-профилактических работ.

Проверка при помощи дефектоскопа позволяет выявить дефекты в структуре трубы

4. Видеодиагностика. Её иное название — теледиагностика. Данный метод позволяет визуально оценить состояние трубопровода. Для анализа используется информация, зафиксированная специальными видеокамерами, смонтированными на проталкиваемом стеклопластиковом прутке, или на роботах.

Роботы, перемещаясь внутри магистрали, снимают всё, что встретят на своём пути. Затем изображение анализируется. Эта техника способна выявить грубые нарушения целостности труб, протечки на сегментах в грунтах или закрытых тоннелях, места образования крупных засоров и илистых отложений.

Такую методику приняли на вооружение многие профильные строительные компании, поэтому данный метод диагностирования заслуживает отдельного разговора.

Когда нужна видеодиагностика

Обследование трубопроводов этим методом актуально в следующих случаях:

• при сдаче в эксплуатацию новых систем, в том числе канализации. Тогда по всем параметрам систем отвода нечистот прилагается видеодокумент, подтверждающий соответствие трубопроводов СНиПам, действующим на территории нашей страны.;
• в системе возникло повреждение или образовался засор (чтобы решить проблему, необходимо найти источник);
• требуется выполнить проверку разводки трубопровода. Необходимость в проведении таких работ возникает, когда схема утеряна.

Внутритрубная диагностика выполняется с использованием специального оборудования. В него входят:

• головка видеокамеры с сапфировым объективом. Размещается весь этот элемент в корпусе из нержавейки;
• проталкивающий кабель. Наматывается он на барабан;
• блок управления видеокамерой.

Телеинспекция трубопроводов осуществляется при помощи камеры на длинном кабеле, которая передает изображение на монитор

Передвигается видеокамера по длине коллектора под воздействием усилия от проталкивающего кабеля. Формируемое ею изображение передаётся на дисплей пульта управления. Для обеспечения надлежащего качества функционирования всех элементов системы вместе с камерой перемещается мощный (обычно светодиодный) источник света. Устанавливается он на специальном подвижном модуле.

Обнаружить можно такие проблемы:

• недоработки в развязке системы;
• протечки и нарушения герметичности швов;
• посторонние предметы, застрявшие внутри, и засорения;
• наличие в материале изготовления трубы дефектов.

Телеинспекция трубопроводов может выполняться в трубах разных диаметров и конфигураций, изменяется только оборудование – оно бывает плавающим или портативным.

Последнее применяется, когда трубопроводы ещё не подключены к системе водоснабжения. Плавающее оборудование используется при возможном наличии в сети воды. Большинство таких систем оснащаются лебёдкой с электросчётчиком.

Эти устройства позволяют определить глубину погружения и месторасположение камеры.

Сегодня существует четыре типа систем, используемых для диагностирования трубопроводов:

1. Переносная проталкивающая система. Обладает жёстким кабелем, с помощью которого оператор проталкивает видеокамеру по элементу инженерной коммуникации.

Полезно знать! Этот кабель одновременно является средством подачи электропитания на видеокамеру и по нему же передаётся информация на дисплей оператора.

1. Видеокамера с дистанционным управлением. Такое устройство обладает большим углом обзора, мощной подсветкой и высокой разрешающей способностью, позволяющей получить изображение высокого качества. Ведь только тогда можно будет проверить факт соответствия состояния исследуемой конструкции требованиям СНиП. Перемещение происходит посредством управляемого оператором самоходного транспортёра.
2. Сателлитные камеры. Это – вспомогательные камеры, присутствующие в устройстве наряду с основной. С их помощью выполняется телеинспекция разветвлений в трубах.
3. Специальная техника. К таковой относятся устройства, позволяющие проводить осмотр глубинных скважин, а также беспроводное оборудование.

Для исследования также применяют камеры, установленные на самоходные устройства, которыми управляют операторы

Особенности видеодиагностики и её результаты

Диаметр труб, в которых допускается проводить эту процедуру, колеблется в диапазоне  миллиметров. Камера может крепиться на кабеле длиной порядка 250 метров, что позволяет исследовать достаточно протяжённые участки труб и объекты на глубине. Однако последние технологические разработки направлены на обеспечение проведения видеодиагностики на расстоянии, превышающем 500 метров!

Конструкторы предусмотрели необходимость изменения угла обзора камеры и конфигурации оборудования, применяемого в проталкивающих колёсных системах. Реализовано это путём возможности использования колёс с разными диаметрами. Рекомендуемая мощность применяемых для освещения светодиодов – от 500 люмен.

По окончании видеодиагностики можно получить результаты, позволяющие:

• с высокой степенью точности локализовать участки инженерной коммуникации, подверженные коррозии;
• точно определить причины засоров и предпринять необходимые меры профилактики, препятствующие их возникновению;
• своевременно обнаружить точки протечки ветки магистрали.
• возможность выбора эффективного способа прочистки трубопроводов от засоров, соответствующего требованиям СНиП по ненарушению целостности конструкции системы.
  Регулярная проверка состояния трубопроводов позволяет быстро выявлять повреждения и вовремя проводить ремонт

Экспертиза промышленной безопасности трубопроводов

Помимо магистральных трубопроводов, сегодня существует ещё несколько видов трубопроводного транспорта.

К ним относятся технологические трубопроводы, расположенные на территории предприятий и обеспечивающие проведение технологического процесса, а также эксплуатацию оборудования.

Кроме того, в их число входят промысловые трубопроводы, по которым осуществляется транспортировка газа и нефти и проч.

Проводить экспертизу промышленной безопасности (ЭПБ) необходимо тех из них, которые подпадают под действие Федерального Закона за номером 116-ФЗ.

Важно! Выполнять эту процедуру имеют право организации, имеющие соответствующую лицензию.

Начинается ЭПБ с внимательного изучения документации на инженерную коммуникацию. Определив по «бумагам» наиболее опасные участки, сопоставив проектное и фактическое расположение трубопровода, и выяснив, соответствовали ли условия эксплуатации требованиям СНиП, специалисты приступают к техническому диагностированию исследуемого объекта.

Сначала проводится наружный и (при наличии возможности) внутренний осмотр. На данном этапе выявляются участки трубы с нарушенной формой, дефекты металла и изоляции, определяется состояние сварных швов.

По статистическим данным большинство случаев выхода технологических трубопроводов из строя обусловлено процессами коррозии.

Для определения внутренних дефектов могут использоваться все вышеперечисленные методы.

По завершении диагностики средствами неразрушающего контроля возможно проведение пневмо- и гидроиспытаний (воздухом под давлением или водой). Однако их целесообразность является предметом споров экспертов в этой отрасли.  Одни говорят, что гидроиспытания ухудшают трещиностойкость и пластичность металла.

Другие же утверждают, что без проведения функциональных испытаний и без комплексного контроля получить достоверную информацию о соответствии конструкции требованиям СНиП невозможно. Ведь оборудование может подвести, например, при некорректной настройке дефектоскопа либо по причине неверного подбора пьезоэлектрического преобразователя.

Поэтому возникает опасность, что после запуска трубопровод вновь даст течь.

Нужно понимать, что проведение испытаний сопряжено для владельцев трубопроводов с техническими проблемами, связанными с остановкой производственного цикла.

По этой причине во время проведения ЭПБ между заказчиком и организацией-исполнителем могут возникнуть спорные моменты.

Поэтому одним из приоритетных направлений развития технологий экспертизы промышленной безопасности является адаптация методик неразрушающего контроля к условиям процесса диагностирования без необходимости вывода трубопровода из эксплуатации.

Магнитные методы контроля и диагностики трубопроводов

Диагностика состояния трубопровода

Современные промышленные технологии широко используют транспортировку жидкости или газа по подземным трубопроводам.

Они применяются в магистральных газо- и нефтепроводах, в тепло- и водоснабжении населения и промышленных предприятий. Еще длительное время основой конструкции трубопроводов будут металлические трубы.

Методы диагностики и контроля металла трубопроводов

В настоящее время разработаны три вида диагностики:

• внутритрубные методы (радиационный, магнитные, акустические и т.д.)
• контактные методы технической диагностики трубопроводов (радиационный, магнитный, ультразвуковой, тепловой и т.д.);
• дистанционные методы (электрический и магнитный).

Из внутритрубной дефектоскопии наиболее совершенные снаряды-дефектоскопы, основанные на магнитном контроле, позволяющие локализовать по-вреждения, обусловленные как электрохимической и микробиологической коррозией (ЭХК и МБК), так и коррозийным растрескиванием под напряжением (КРН).

Снаряды-дефектоскопы внутритрубной диагностики

Внутритрубная диагностика трубопроводов основана на использовании автономных снарядов-дефектоскопов, движущихся внутри контролируемой трубы под напором перекачиваемого продукта (нефть, нефтепродукты, газ и т.п.). Снаряд снабжен магнитной аппаратурой для неразрушающего контроля (НК) трубы, записи и хранения в памяти данных контроля и вспомогательной служебной информации, а также источниками питания аппаратуры.

Измерительная часть снаряда состоит из множества датчиков (сенсоров), расположенных так, чтобы зоны чувствительности датчиков охватывали весь периметр тру-бы. Это позволяет избежать пропуска дефектов трубы.

В магнитном снаряде ферромагнитный материал трубы намагничивается постоянными магнитами до состояния близкого к техническому насыщению, а потоки рас-сеяния, вызванные дефектами, регистрируются магниточувствительными датчиками (например, датчиками Холла).
Магнитные снаряды используют обычно для контроля труб нефте- и газопроводов.

Метод магнитной внутренней дефектоскопии наиболее часто используется за рубежом, а в России менее 20% трубопроводов обследовано этим способом по техническим и экономическим причинам. Данный метод не позволяет определить утечки тока катодной защиты из-за нарушенной изоляции, напряженные состояния трубопровода, местоположение в плане и в разрезе.

Контактные методы диагностики трубопроводов

К контактным методам относятся:

• метод магнитной памяти металла;
• твердометрия.

Из контактных методов наиболее эффективен метод магнитной памяти металла.

Общая схема контроля для любых технологических трубопроводов с использованием специализированного магнитометрического прибора-измерителя концентрации напряжений типа ИКН.

Прибор имеет экран, блок памяти для регистрации результатов измерений и сканирующее устройство в виде тележки, на которой смонтированы датчики измерений магнитного поля Нр и длины трубопроводов. Контроль не требует предварительной подготовки поверхности.

В отдельных случаях контроль трубопроводов может осуществляться без снятия изоляции.

Контактные методы диагностики трубопроводов

Основным недостаткам контактных методов диагностики является необходимость доступа к трубопроводу. Данный метод может быть применен только для надземных трубопроводов, относительное количество которых не велико и к трубопроводам подготавливаемым к укладки в траншею.

Дистанционные методы контроля трубопроводов

Особое внимание мы уделим дистанционным методам контроля. Они делятся на:

• электрические, к ним относятся:
• методы постоянного и низкочастотного переменного электрического поля;
• метод градиента переменного тока;
• метод Пирсона;
• магнитные, к ним относятся:
• метод переменного магнитного поля катодной защиты трубопровода или генератора тока;
• метод постоянного магнитного поля.

Метод магнитной градиетометрии основан на установленных ранее связях между магнитным полем стального подземного трубопровода и его: напряженным состоянием, местоположением в плане и в разрезе, местоположением сварных швов, состоянием изоляции, кавернозности.

Измерения трех компонент магнитного поля с помощью магнитометра–градиентометра могут быть использованы для решения следующих задач:

1. Определение положения трубопровода в плане и разрезе.
2. Контроль состояния изоляции по магнитному полю и тока утечки. Оцен-ка величины нарушений изоляции трубопровода.
3. Определение участков с электрохимической коррозией и напряженно деформированных участков.
4. Анализ и прогноз технического состояния трубопровода.

Для решения поставленных задач используется трехкомпонентный магнитометр-градиентометр рис.1.

Рис. 1. Магнитометр -градиентометр НВ0204.5А

Градиентометр предназначен для измерения трех ортогональных компонент индукции и их разности (градиента на двух высотах от поверхности Земли:

• магнитного поля,
• низкочастотного электромагнитного поля частотой 100 Гц (частота тока катодной защиты трубопровода),
• низкочастотного поля в диапазоне частот 0,1-20 Гц (частота шумов Барк-гаузена и тока, обусловленного движением нефти или газа по трубопроводу).

В градиентометре предусмотрена возможность передачи результатов измерений в цифровой форме в персональный компьютер (интерфейс RS-232).

Магнитометр выполнен в виде переносного прибора и может быть использован при контроле магнитного поля различного рода трубопроводов.

Эти методы являются достаточно экспрессными и более экономичными по сравнению с внутритрубными методами и контактными методами.

По нашему мнению современные методы диагностики должны решать следующие задачи:

1. обеспечение надежности и бесперебойности функционирования магистральных трубопроводов;
2. обеспечение периодического диагностирования технического состояния магистральных трубопроводов;
3. раннее обнаружение возникающих в их дефектов;
4. оценка возможности и сроков дальнейшей эксплуатации трубопроводов при наличии выявленных дефектов;
5. не допускать развития событий, опасных для здоровья и жизни людей;
6. выдача рекомендаций по их устранению.

Проанализировав современные методы контроля и прогноза технического состояния инженерных сооружений, отметим, что задача разработки конкурентоспособных дешевых и производительных методов дистанционного анализа и контроля остается быть актуальной.

Трубопроводный транспорт на территории России

По оценкам состояния трубопроводного транспорта на территории РФ по данным И.А. Потапова (2007) Россия по протяженности трубопроводов различного назначения (около 2 млн. км внутренних и 15 млн. км внешних) занимает 2-ое место в мире после США.

По оценкам специалистов Министерства по чрезвычайным ситуациям, аварийность трубопроводов ежегодно возрастает в 1,7 раза, и в XXI век эти системы жизнеобеспечения страны вошли изношенными на 50-70%. По подсчетам американских экспертов, прямой ущерб от аварий на проводящих сетях в США составляет до 3% валового национального продукта.

Косвенные же убытки — затраты на ликвидацию последствий подобных ситуаций и издержки из-за нарушения режима реализации продукта — превышают названную цифру в десятки раз.

Старение и коррозионное разрушение металла трубопровода

Старение и коррозионное разрушение металла трубопровода происходит не равномерно, а циклически, достигая в отдельные циклы скорости коррозии до 1 мм/год и относительного изменения механических свойств до 10-15%.

Во всех случаях на трубу, помещенную в землю, воздействует природные и техногенные факторы, вызывающие ее естественный износ. Поэтому всегда применяются защитные покрытия, препятствующие проявлению процессов коррозии.

В основном в России 70 % нефтегазопроводов покрыты пленочными изоляционными материалами, срок службы которых составляет 12-15 лет, и, следовательно, на этих трубопроводах следует ожидать массовый характер коррозионных поражений.

Поддержание трубопроводной системы в исправном состоянии является важнейшей задачей. Так как аварийный выход ее из строя сопряжен с большими экономическими затратами, связанными как с потерей минерального и энергетического сырья, так и с затратами на ликвидацию последствий этих аварий, восстановление экологической обстановки.

УДК 622.692.4:550.832

•  Анатолий Николаевич Любчик
• Аспирант кафедры Горных транспортных машин Горно-электромеханического факультета, e-mail: valli217@mail.ru

Общие принципы диагностики трубопроводов

В условиях интенсивного старения основных фондов трубопроводных систем, сооруженных в 1960-1980 гг., для обеспечения их безопасности и надежности особое значение приобретает создание эффективной системы контроля качества и диагностики трубопроводов. Старение трубопроводов – одна из основных причин повышения количества нештатных и аварийных ситуаций.

• Анализ нештатных ситуаций на трубопроводных системах показывает, что вызывающие их факторы связаны:
• — со стихийными природными процессами (землетрясения, оползни, обвалы, наводнения и др.);
• — с нештатной (несанкционированной) деятельностью человека (нарушения технологии эксплуатации трубопроводов, криминальные факторы и др.);
• — с несовершенством проектных решений, нарушением технологии строительства и ремонта;
• — с вредным воздействием на трубопроводы транспортируемой среды, грунта, физических полей.

Учет всех этих факторов необходим для оценки реального состояния эксплуатируемого или строящегося трубопровода.

Для такой оценки система контроля качества и диагностики должна быть комплексной и включать в себя различные методы и средства, применение которых направлено на достижение единой конечной цели: оценки состояния трубопровода в целом, а также условий и сроков его безаварийной эксплуатации, остаточного ресурса.

Система магистральных трубопроводов является сложной транспортной системой большой протяженности, для определения фактического технического состояния которой необходимы изучение и регулярные наблюдения не только за самим трубопроводом и его сооружениями, но и за природно-климатическими явлениями вдоль всей трассы.

1. Основными характеристиками, определяющими эксплуатационные и проектные параметры магистрального трубопровода, являются:
2. — надежность;
3. — безопасность (техническая и экологическая);
4. — безаварийность;
5. — управляемость;
6. — экономичность;
7. — контролепригодность.
8. Если надежность трубопровода определяется параметрами его безотказности, долговечности, ремонтопригодности, его безопасность, безаварийность, управляемость и экономичность определяются выбором технических решений и средств, то уровень контролепригодности трубопроводной транспортной системы определяется степенью эффективности решения задач диагностирования ее технического состояния и обеспечивается в результате преобразования структуры проверяемого объекта к виду, удобному для использования системы технической диагностики.

Ядром предлагаемой системы диагностики, объединяющим началом всех видов и методов обследования является банк данных, создание которого необходимо и определяется большими объемами обрабатываемой информации, глубиной ретроспективного анализа, сложными и порой противоречивыми методиками расчета остаточного ресурса и прогнозирования технического состояния трубопровода. Для этого необходимы программные продукты и технологии создания и ведения такого банка данных на всех стадиях жизненного цикла трубопровода.

Банк данных дает возможность проследить за «жизнью» конкретного трубопровода, способствует совершенствованию и апробации действующих методик и технологий, осуществлению системного и комплексного мониторинга.

Все это должно обеспечить важный вклад не только в науку, но и практику проектирования, строительства и эксплуатации трубопроводных транспортных систем, обеспечить проверку обоснованности действующих норм и правил, их необходимую корректировку и пересмотр.

Надежность, безопасность и безаварийность работы магистральных трубопроводов сегодня определяются и рассчитываются на стадии изысканий и проектирования путем выбора трассы, материалов, комплектующих, основных технических решений, методов и технологии строительства.

Необходимо на этом этапе определиться с методами контроля, с применяемыми средствами диагностики, с регламентами и периодичностью контроля, а также с тем, позволят ли предложенные технические решения осуществлять беспрепятственный контроль и диагностику трубопровода при эксплуатации.

На этом же этапе определяется необходимость оборудования опасных (категорийных) участков трубопровода стационарными средствами превентивной диагностики, осуществляющими непрерывный контроль и мониторинг состояния этих участков с выдачей данных в автоматизированную систему управления технологическим процессом (АСУ ТП). То есть такой подход делает необходимым экспертизу принятых в проекте технических решений с точки зрения осуществления принципа контролепригодности, а также полноты и достаточности предусматриваемых объемов диагностики.

• На стадии эксплуатации должны вестись постоянное наблюдение и контроль за техническим состоянием трубопровода:
• — обзорные наблюдения, состоящие в регулярном патрулировании обходчиками и/или с помощью авиационно-космических средств (вертолетов, самолетов, спутников);
• — контроль и измерение параметров в реальном масштабе времени (мониторинг) с использованием АСУ ТП (оперативное вмешательство в предаварийной и аварийной ситуациях);
• — периодическое традиционное приборное диагностическое обследование всей трассы трубопровода, насосных, компрессорных, резервуарных парков известными методами с целью определения мест возможного возникновения отказов;
• — периодические углубленные диагностические обследования выявленных или потенциально опасных участков трубопровода с использованием внутритрубных, акустико-эмиссионных и др. современных компьютеризированных средств диагностики;
• — анализ работы стационарных средств превентивной диагностики.
• На этой стадии создаются оперативная (эксплуатационная) и архивная (ретроспективная) базы данных, являющиеся соответствующими разделами банка данных.
• Перечисленные выше положения составляют в совокупности методологию диагностики магистральных трубопроводов.
• Комплексная диагностика и инженерная оценка работоспособности трубопровода с целью обеспечения заданного уровня надежности является альтернативным подходом следующим решениям:
• — технологическому, который заключается в снижении рабочего давления;
• — гидравлическому переиспытанию участков трубопроводов повышенным давлением;
• — выборочному ремонту потенциально опасных участков.
• Хотя не вполне корректно непосредственно сравнивать разрешающие возможности этих способов, однако все они направлены на достижение определенного уровня надежности, и поэтому можно сравнить затраты на их реализацию.
• Оценка затрат по применению указанных способов применительно к 1 км газопровода на период 5 лет при условии обеспечения одинакового уровня надежности показывает, что, если стоимость диагностики и инженерные оценки условно принять за единицу, то переиспытания составят более 2,6, а выборочный ремонт 3,5-5,0.
• Компания «Бритиш Газ» утверждает, что с увеличением «возраста» трубопровода, вероятность отказов инспектируемого трубопровода значительно ниже, чем неинспектируемого.
• Комплексная диагностика магистральных трубопроводов составляет основу их мониторинга. Под комплексностью понимается:

Охват всех сооружений трубопроводного транспорта. Линейной части, с установленным на ней оборудованием и арматурой, включая переходы под водными преградами, под шоссейными и железными дорогами. Компрессорных и насосных станций, резервуарных парков и подземных хранилищ, обслуживающих трубопроводный транспорт сооружений.

Освидетельствование физического состояния систем сооружений и конструкций объектов трубопроводного транспорта и определение их работоспособности (технологические параметры, техническая часть, включая состояние труб, арматуры, системы энергоснабжения, электрохимзащиты, КиП и автоматики, связи и телекоммуникаций).

Соблюдение экологической дисциплины, отслеживание долговременного влияния сооружений трубопроводного транспорта на окружающие природные массивы; фиксирование уровня взаимовлияния инженерных сооружений и неблагоприятных для них природных явлений.

Использование всего арсенала технических средств (аэрокосмические методы, ГИС технологии, электрометрия, внутритрубная диагностика, акустическая эмиссия, различные физические методы обнаружения утечек и др.).

Сумма знаний, полученных в результате такой комплексной диагностики, позволяет по разработанным специальным методикам делать оценку работоспособности трубопроводных систем и уровня их безопасности, а также остаточного ресурса их функционирования.

Под термином «диагностика» подразумевается обследование физического состояния локального участка или всего трубопровода, находящегося в эксплуатации, с использованием средств, реализующих один или несколько методов контроля, обеспечивающего выявление дефектов основного металла, труб, сварных соединений, изоляционного покрытия трубопроводов, работоспособности арматуры, средств электрохимзащиты, связи, систем телемеханики. Целью такого обследования, как правило, является определение координат и параметров дефектных зон трубопровода, выработка рекомендаций по его ремонту и оценка условий его безаварийной эксплуатации, остаточного ресурса.

Оборудование для диагностики трубопроводов

Компания «Техниор» производит оборудование для выявления проблем при эксплуатации труб. Будь то утечка, отложения воска или гидрата, естественный износ материалов или акт вандализма, техническая диагностика трубопровода поможет своевременно выявить и устранить проблему, обеспечив безопасность и долгий срок службы магистрали.

Диагностика систем промысловых трубопроводов: цели и виды диагностики трубопровода

При эксплуатации трубопроводов, где жидкости, газ и нефть транспортируются на большие расстояния, поддержание структурного состояния крайне важно. Магистрали часто работают в агрессивных средах.

Ветер, вода и погодные явления негативно воздействуют на состояние поверхности, а состав транспортируемого продукта может испортить материал изнутри.

Чтобы предотвратить утечку, деформацию и аварийную ситуацию, необходимо регулярно проводить диагностику трубопроводов.

Цели проведения диагностики трубопроводов

Диагностика промысловых и технологических трубопроводов значительно улучшает эксплуатацию и повышает безопасность, регулярно предоставляя параметры состояния системы. Мониторинг помогает предотвратить сбой, вовремя обнаружить проблему и определить ее местонахождение, а также выполнить работы по техническому обслуживанию и ремонту. Диагностика может осуществляться с целью:

• оценки текущего состояния трубопровода перед проведением каких-либо ремонтных работ;
• контроля качества выполненных работ после их проведения;
• мониторинга текущего состояния трубопроводов с целью предупреждения аварий.

Стандартными параметрами, которые отслеживаются при диагностике, являются деформация, кривизна, распределение температуры, утечка и вторжение третьих лиц.

Для предоставления комплексных услуг по диагностике компания «Техниор» предлагает два разных типа технологий: датчики с распределенной температурой и измерение акустической эмиссии.

В зависимости от проекта мы можем внедрить эти технологии совместно или отдельно.

Виды диагностики трубопроводов

Старение магистральных нефте- и газопроводов ставит задачу обеспечения безопасности и надежности их функционирования в число наиболее важных.

В настоящее время общая протяженность трубопроводов в России составляет более 300 тысяч километров.

Многие магистрали эксплуатируются уже больше 20 лет и их регулярная диагностика трубопровода является обязательной. Существуют следующие виды процедуры:

1. Магнитометрическая – дает возможность выявить дефекты ферримагнитного материала с помощью магнитных потоков.
2. Ультразвуковая – проводится для определения качества соединения компонентов магистрали.
3. Опрессовка давлением – выполняется для последующего визуального осмотра трубопровода на предмет наличия дефектов.
4. Фононная – основана на методах исследования физического состояния.
5. Акустическая — проводится с использованием акустической эмиссии.

Компания «Техниор» может предложить комплексный подход к обследованию трубопровода путем комбинации различных датчиков и оборудования. С помощью нашего оборудования вы сможете провести комплексную инспекцию трубопроводной магистрали, оценить текущее состояние системы и предотвратить аварийные ситуации.

Этапы диагностики трубопроводов

Диагностика трубопровода проводится в несколько этапов:

1. Подготовительные работы — определение и обеспечение (при необходимости) контролепригодности обследуемого объекта.
2. Удаление из внутренней полости труб всех видов загрязнения.
3. Калибровка — определение минимального проходного сечения. При необходимости устранение дефектов геометрии для обеспечения проходимости минимум на 70 процентов.
4. Первичное обследование — определение дефектов геометрии и радиуса поворотов. При необходимости устранение дефектов геометрии для обеспечения проходимости минимум на 85 процентов.
5. Внутренняя магнитная или ультразвуковая дефектоскопия – выявление всех видов коррозии в том числе под напряжением, расслоений, включения трещины и другие дефекты стенки трубопровода.
6. Расчет долговечности остаточного ресурса.
7. Экспертиза промышленной безопасности.

Заказать оборудование для диагностики трубопроводов вы можете в компании «Техниор».

Стандартная комплектация систем включает робота для проведения необходимых операций, замеров внутри трубопровода, кабельный барабан, пульт управления.

Более подробную информацию о стоимости, комплектации и технических параметрах оборудования можете уточнить у сотрудников нашей компании по телефону или другим удобным для вас способом.