Файл: Реферат Обследование и диагностика линейной части газопровода ст гр. См921 Ожуг М. П. Проверил.doc

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Волгоградский государственный технический университет

Институт архитектуры и строительства

Кафедра «Нефтегазовые сооружения»

Реферат

Обследование и диагностика линейной части газопровода

Выполнил:

ст. гр. СМ-9-21

Ожуг М.П.

Проверил:

Козловцева Е.Ю.

Волгоград 2023

Актуальность темы.

С увеличением сроков эксплуатации и неуклонным старением системы газопроводов разного масштаба и назначения возрастает вероятность их отказов по причине развития коррозии и стресскоррозии. Многие существующие газопроводы построены в однониточном исполнении и обеспечивают газоснабжение городов и промышленных предприятий, перебои поставок газа которым недопустимы. В обеспечении эксплуатационной надежности неуклонно возрастает роль системы диагностического обследования.

В настоящее время основным инструментом системы диагностического обследования газопроводов является внутритрубная диагностика (ВТД), объемы которой за последнее время неуклонно увеличиваются и сейчас составляют примерно 20 тысяч км в год. Такие объемы работ по ВТД позволили провести первичное обследование всех подготовленных к ВТД газопроводов и возникла необходимость их повторного обследования. Для эффективного решения этой задачи требуется определить оптимальные сроки проведения повторных ВТД с учетом времени на ремонт, т. е. назначить такое время между обследованиями газопроводов, чтобы дефекты не смогли достичь критических размеров и не привели к отказу.

Однако на большинстве региональных газопроводов и газопроводов, отводов по ряду причин проводить ВТД невозможно. В данном случае основным методом определения их технического состояния являются электрометрические измерения. По данным электрометрических измерений можно решать задачу диагностики коррозионных дефектов, но их недостаточно для обнаружения стресс-коррозионных дефектов.

Таким образом, совершенствование методик ВТД и диагностики технического состояния газопроводов, не подготовленных к ВТД, является актуальной задачей исследований.

---

Целью диссертационной работы является совершенствование системы диагностического обследования магистральных газопроводов (МГ) для повышения их надежной и безопасной эксплуатации.

Основные задачи исследований:

- Исследование коррозионного и стресс-коррозионного состояния линейных участков МГ с учетом факторов, способствующих образованию и развитию дефектов.

- Исследования изменения параметров закона распределения размеров коррозионных и стресс-коррозионных дефектов в зависимости от времени эксплуатации МГ и объемов фактических (планируемых) ремонтных работ.

- Анализ степени опасности эксплуатационных дефектов в зависимости от конструктивных параметров и механических характеристик металла труб МГ, а также рабочего давления.

- Анализ факторов, характеризующих техническое состояния МГ (количество дефектов, типы дефектов, степень опасности дефектов, состояния защитного покрытия и др.) и его поврежденность от переменных Исследование влияния переменного нагружения МГ с учетом колебания внутреннего давления и сброса давления на проведение ремонтновосстановительных и диагностических работ.

- Разработка критериев, характеризующих техническое состояние подводных переходов, переходов через автомобильные и железные дороги, с учетом результатов диагностических обследований.

- Разработка методик определения: сроков проведения повторных обследований ЛЧ МГ; показателя технического состояния, характеризующего приоритет вывода в ремонт, и методики обследования ЛЧ МГ, не подготовленных к ВТД.
Научная новизна

Разработать методики прогноза коррозионного и стресс-коррозионного состояния МГ, основанные на статистической обработке результатов ВТД и количественной оценке технического состояния ЛЧ МГ в целом, с учетом различных типов дефектов (коррозия, стресс-коррозия, гофра, вмятины и др.) и степени их опасности.

Разработать критерии приоритета выполнения диагностических работ на подводных переходах, переходах через железные и автомобильные дороги; методика комплексного обследования ЛЧ МГ не подготовленных к ВТД, основанная на анализе факторов, способствующих образованию и росту дефектов, таких как уровень грунтовых вод, состояние защитного покрытия, коррозионная агрессивность грунта и др. и методика определения интервала времени проведения их комплексного обследования, учитывающая экспертную оценку частоты отказов, а для участков, обследованных ВТД, - методика определения сроков проведения повторных обследований с учетом изменения параметров функции распределения размеров дефектов.

---

Основные защищаемые положения

- Методика прогноза технического состояния линейного участка газопровода по коррозионному и стресс-коррозионному состояниям.

- Методика количественной оценки технического состояния линейного участка газопровода.

- Критерии приоритета обследования подводных переходов, переходов через железные и автомобильные дороги.

- Методика комплексного обследования ЛЧ МГ, не подготовленных к ВТД.

- Методика определения интервала времени повторного обследования для линейных участков газопровода, не подготовленных к ВТД.

- Методика определения сроков проведения повторных ВТД.
Описание научной работы

В введении обоснована актуальность выбранной темы, сформулированы цель, задачи исследования, защищаемые положения, научная новизна и практическая значимость результатов работы.

Первая глава посвящена анализу нормативной документации и технической литературы в области диагностики технического состояния МГ.

Из проведенного анализа следует, что диагностическое обслуживание МГ на этапе эксплуатации представляет взаимосвязанную систему трех компонент: информационно-организационной (управление системой диагностического обслуживания, планирование и исполнение технического диагностирования МГ, информационное обеспечение), нормативно-методической (нормативное и методическое обеспечение технического диагностирования и оценки технического состояния МГ) и технической части (совокупность различных методов, способов, видов и средств неразрушающего контроля (НК), применяемых для контроля технического состояния МГ).

В зависимости от конструктивных особенностей линейную часть магистральных газопроводов (ЛЧ МГ) рассматривают как совокупность структурных элементов, таких как линейные участки газопровода, подводные переходы, переходы через железные и автомобильные дороги, надземные переходы. В алгоритмах диагностирования структурных элементов ЛЧ МГ, не подготовленных к ВТД, в основном предусматривается проведение наиболее информативных методов обследования электрометрических и магнитометрических. Для структурных элементов ЛЧ МГ, подготовленных к ВТД, алгоритм диагностирования предусматривает проведение ВТД, а другие виды и методы диагностики применяют с целью определения дефектов, отклонений и нарушений, не выявленных ВТД.

При проведении ВТД линейных участков МГ правила Технической эксплуатации устанавливают срок повторных обследований с периодичностью раз в пять лет. Однако такой срок проведения повторных ВТД в ряде случаев не обеспечивает надежную эксплуатацию МГ, поэтому требуется разработка методов прогноза технического состояния, по которым можно будет определять с учетом фактических данных по скорости развития дефектов время проведения повторных обследований. В настоящее время ВТД позволяет обнаруживать коррозионные дефекты с относительной глубиной, равной 10 % от толщины стенки трубы, и стресс-коррозионные с относительной глубиной. Внутритрубные дефектоскопы имеют высокую разрешающую способность и позволяют выявить дефекты незначительных размеров. При этом размеры дефектов или значительно завышаются или занижаются. Это подтверждают представленные на рисунке 1 результаты обработки данных измерений глубины дефектов по результатам ВТД и в шурфах. На основании этих данных невозможно достоверно оценить скорость развития каждого конкретного дефекта сравнением его размеров по данным двух ВТД. С целью получения обоснованных и надежных результатов по прогнозированию технического состояния МГ и определению сроков проведения повторных ВТД необходимо по экспериментальным данным разработать для оценки скорости развития дефектов феноменологические зависимости, параметры которых определяются по результатам статистической обработки.

---

Основным способом диагностики МГ (региональных газопроводов, газопроводов-отводов), не подготовленных к ВТД, является приборное обследование в шурфах. Экскавацию газопровода осуществляют на потенциально опасных участках, а также в местах, определенных по результатам электрометрических или магнитометрических обследований. Для эффективного использования результатов электрометрических и магнитометрических обследований МГ необходимо разработать комплексную методику анализа результатов обследований с учетом факторов, способствующих образованию и росту дефектов. Комплексный анализ позволил объективнее определить места экскавации газопровода для проведения в шурфах приборного обследования.

Г лубина коррозионных дефектов, ошределенная по данным ВТД

Рисунок 1 - Сравнение глубины коррозионных дефектов, обнаруженных при ВТД на МГ Нижняя Тура-Пермь II, с глубиной этих же дефектов, определенной при приборном обследовании в шурфах
Во второй главе представлена методика определения приоритета обследования ЛЧМГ, не подготовленных к ВТД, а также приоритеты по техническому диагностированию ЛЧ МГ, проложенные через автомобильные, железнодорожные и подводные переходы.

Приоритет по техническому диагностированию ЛЧ МГ назначается по ожидаемой вероятности возникновения отказа на линейном участке за время эксплуатации.

Расчет вероятности отказа проводится по локальной интенсивности отказов на рассматриваемом участке ЛЧ МГ.

Значение локальной интенсивности отказов рассчитывается на основании статистических данных об инцидентах и отказах на газопроводах и по результатам экспертных оценок конструктивно-технологических особенностей, условий строительства, эксплуатации и текущего технического состояния (наличия дефектов) ЛЧ МГ.

Средняя интенсивность отказов рассчитывается на 1000 км газопроводов за год эксплуатации.

Критерий определения очередности обследования переходов газопроводов через железные и автомобильные дороги основан на факторах, характеризующих их техническое состояние и балльные количественные оценки.

Суммарная балльная оценка является критерием для определения приоритета проведения обследования переходов.

---

Критерий определения очередности обследования подводных переходов также основан на факторах, характеризующих техническое состояние и аналогично по этим факторам выставляется бальная оценка.
Третья глава посвящена разработке методики технического диагностирования линейных участков газопроводов, не подготовленных к ВТД, которая по интегральному показателю фактора риска позволяет выявить потенциально опасные (дефектные) зоны. На первом этапе определения потенциально опасных зон выполняется анализ проектной и исполнительной документации для рассматриваемого линейного участка газопровода. На втором этапе необходимо провести следующие работы:

• 
  оценить напряженно-деформированное состояние (НДС) линейного участка газопровода;
  
• 
  определить тип грунтов вдоль трассы газопровода;
  
• 
  измерить коррозионную активность грунта;
  
• 
  оценить состояние защитного покрытия;
  
• 
  определить наличие и уровень грунтовых вод вдоль трассы газопровода;
  
• 
  определить зоны, подверженные периодическому смачиванию (поверхностные и внутригрунтовые водотоки, пересыхающие ручьи, протяженные склоны, поймы рек, участки, прилегающие к болотам и водоемам); выявить с поверхности земли приборами, основанными на магнитометрическом методе, магнитные аномалии.
  

На следующем этапе производится определение количественных показателей отдельных факторов риска и обобщенного показателя фактора риска, характеризующего вероятность наличия дефектов по всей длине рассматриваемого участка. В качестве факторов, способствующих образованию и росту дефектов на газопроводе, рассмотрены: дефекты изоляционного покрытия, уровень защищенности средствами электрохимзащиты (ЭХЗ), уровень грунтовых вод, переменное (постоянное) смачивание грунта, НДС, блуждающие токи, тип грунта и коррозионную агрессивность грунта. При количественной оценке факторов, способствующих образованию и росту дефектов, использованы весовые коэффициенты, рекомендуемые значения которых приведены в таблице 2. Там же приведены весовые коэффициенты для количественной оценки аномалий.

Таблица 1

	Факторы, способствующие образованию и росту дефектов	Весовой коофициент
1	Дефекты изоляционного покрытия	0,113
2	Уровень защищенность средствами ЭХЗ	= 0,097
3	Уровень грунтовых вод	3 0,097
4	Переменное (постоянное) смачивание поверхности земли	= 0,068
5	ндс	5 - 0,1 13
6	Блуждающие токи	6 0,057
7	Тип грунта	-0,037
8	Коррозионная агрессивность грунта
	Аномалии (результаты наземного полевого обследования
9	Источники акустико-эмиссионных сигналов	9 0,25
1	Магнитные аномалии	- 0,15

---