Система внутритрубной диагностики

 

1.3. Диагностика участка газопровода «Оренбург – Самара»

На участке газопровода «Оренбург – Самара» с 122 км по 242 км в 2009 году проводилась магнитная внутритрубная дефектоскопия специалистами ПО «Спецнефтегаз» НПО «СПЕКТР» при помощи комплекса внутритрубных диагностических средств.

Комплекс внутритрубных диагностических средств предназначен для проведения работ по внутритрубной диагностике линейной части действующих магистральных трубопроводов диаметром 1020 мм, оснащенных равнопроходной запорной арматурой.

Обнаружение дефектов в стенке трубопровода реализуется следующими

"интеллектуальными" снарядами-дефектоскопами:

Снаряды дефектоскопы ДМТ-1000

Снаряды дефектоскопы ДМТП-1

Снаряды дефектоскопы ДМТП-2

 

Технические характеристики применяемого оборудования

 

Основные технические характеристики магнитных снарядов-дефектоскопов:

Минимальное проходное сечение                                                       0.85 Dн

Минимальный проходной радиус изгиба            3 Dн при повороте на 90°

Диапазон температур эксплуатации                                               -10 +50оС

Максимальное давление                                                                        8 МПа

Допустимая скорость пропуска                                                   1.5…2.5 м/с

Оптимальная скорость пропуска                                                          2.0 м/c

Время непрерывной работы                                                               90 часов

Количество секций                                                                                1-2 шт.

Шаг опроса датчиков по оси трубы                                                        5 мм.

Расстояние между датчиками в окружном направлении                   4,8 мм.

Габариты:                                                                               диаметр 1000мм.

                                                                                                             длина 1600мм.

Масса                                                                                                     2500 кг.

В качестве регистратора информации, поступающей на снаряд-дефектоскоп, используется устройство записи с объемом памяти  4 Гбайт.

 

Разрешающая способность и минимальные размеры выявляемых дефектов

 

Минимальные размеры дефектов, выявляемых с 95% вероятностью, определяются относительно толщины стенки трубы  «t»  в трехмерных координатах (длина  « х » ширина  «х» глубина) и являются следующими:

питтинговая коррозия                                                             0.5t х 0.5t х 0.2t

общая коррозия                                                                              3t х 3t х 0.1t

продольные трещины                                                                    3t х 0t х 0.2t

поперечные трещины                                                                    0t х 3t х 0.2t

продольные канавки                                                                      3t х 1t х 0.1t

поперечные канавки                                                                      1t х 3t х 0.1t

дефекты продольных / кольцевых сварных швов

(длина х глубина)                                                                                  3t х 0.2t

Погрешность измерения пройденного пути                                          % 0,1

Погрешность измерения длины трубы                                          % 0,1 - 0,5

Последовательное применение средств, входящих в состав комплекса, позволяет решить следующие задачи:

• очистка полости трубопровода от строительного мусора, жидких фракций, грязи, песка и посторонних предметов;
• удаление ферромагнитного мусора и магнитная подготовка трубопровода;
• получение информации о дефектах геометрии трубопровода;
• получение информации о дефектах сплошности стенки трубопровода.

Основным условием, обеспечивающим добротное качество обследования трубопровода, является ограничение скорости движения дефектоскопа в трубе. Это требование обусловлено физической природой процесса намагничивания ферромагнетика в динамике и не связано с какими-либо недостатками конструкции дефектоскопа. При движении дефектоскопа внутри трубопровода в стенке трубы возникают вихревые токи, которые препятствуют проникновению в нее магнитного потока, вытесняя его наружу. Это влечет за собой неоднородное намагничивание стенки по толщине - внешняя сторона трубы, где в основном и находится большая часть дефектов, намагничивается недостаточно, что в свою очередь ведет к ухудшению качества обследования. Величина оптимальной скорости движения зависит в основном от толщины стенки трубы и от диаметра трубы. Расчеты и эксперименты показали, что оптимальная скорость прохода дефектоскопа должна быть не более 2,5 м/с.

Внутритрубная инспекция трубопровода включает в себя два основных компонента:

1. Профилеметрия:

• контроль формы поперечного сечения труб по длине трассы (выявляются местные искажения сечения типа овальности, вмятин, гофр);
• определение наименьших радиусов изгиба и мест сужения трубопровода.

2. Дефектоскопия:

• контроль основного металла стенок труб;
• контроль сварных соединений труб.

При профилеметрии и дефектоскопии также осуществляется регистрация

конструктивных элементов и особенностей обустройства трубопровода.

Профилеметрия производится внутритрубными электронно-механическими

снарядами-профилемерами типа ПРТ и основывается на измерении внутреннего сечения трубы роликовыми опорами рычажного типа для определения местных искажений формы и регистрации пройденного пути по участку трубопровода.

Выявляемые профилемерами особенности и искажения формы участка трубопровода:

Особенности положения трубопровода:

• радиусы кривизны трубопровода в плане и профиле;
• углы поворота трубопровода в плане и профиле.

Искажения формы поперечного сечения труб:

• овальность
• вмятины
• выпуклости
• гофры

Дефектоскопия трубопровода производится внутритрубными высокочувствительными магнитными снарядами-дефектоскопами типа ДМТ и ДМТП. При движении снаряда система из постоянных магнитов намагничивает участок трубы до состояния почти технического насыщения. Наличие тех или иных особенностей в металле стенки трубы вызывает искажение линий магнитного потока (рассеяние магнитного потока), которое фиксируется системой электромагнитных датчиков и регистрируется для последующей обработки.

Выявляемые дефектоскопами дефекты и особенности обустройства трубопровода.

Дефекты потери металла:

• коррозия;
• каверна; - язва,
• продольная канавка,
• продольная трещина,
• зона продольных трещин,
• поперечная канавка,
• поперечная трещина,
• механические повреждения.

Дефекты, связанные с нарушением сплошности металла:

• расслоения в стенке трубы;
• трещины;
• включения, закаты.

Сварные соединения и их дефекты (качественная оценка несовершенств и сварных швов):

• расположение кольцевых стыков;
• расположение спиральных швов;
• нарушения формы сварных соединений (смещение кромок, утяжины, отклонения
• размеров усиления шва);
• дефекты сварных соединений (раковины, подрезы и т.п.).

Конструктивные элементы (расположение и размеры):

• трубы, врезные катушки, кривые вставки;
• крановые узлы;
• тройники;
• отводы-врезки;
• отстойники;
• заварки технологических отверстий.

Элементы обустройства газопровода и другие особенности:

• защитные кожухи (патроны) на переходах через дороги;
• пригрузы (хомутовые и кольцевые чугунные);
• посторонние металлические предметы вблизи газопровода.

Не менее важным условием также является предварительная очистка полости трубопровода от посторонних предметов, мешающих нормальной работе датчиков поля. Дефектоскопическое обследование должно начинаться при полной уверенности, что в трубопроводе осталось минимальное количество мешающих предметов.

Первичная очистка полости трубопровода производится стандартными очистными поршнями, после чего проводятся следующие очистные работы:

1. Предварительная очистка  от основного мусора и определение  проходного сечения - скребком очистным (СО) с калибровочной шайбой.

2. Магнитная очистка от металлического мусора (огарков электродов) – магнитным очистным поршнем (МОП).

3. Окончательная магнитная  очистка - универсальным магнитным  очистным поршнем (УМОП).

Для достижения качественных результатов инспекции, могут потребоваться несколько пропусков очистных средств.

Критерий очистки - вынос последним очистным снарядом менее 15 кг отложений.

Несоблюдение вышеописанных условий обследования снижает качество обработки данных, а при грубом несоблюдении их может повлечь за собой потребность в повторном обследовании.

Фактически при обследовании участка газопровода Оренбург-Самара протяженностью 120 км были выполнены следующие мероприятия:

очистка полости трубопровода щеточными и магнитными поршнями:

• Скребок очистной СО-1000К
• Скребок очистной с магнитными блоками УМОП-1000
• Магнитный очистной поршень МОП-1000
• Универсальный магнитный очистной поршень УМОП
• разбивка трассы и установку маркеров в среднем через каждые        2 км;
• пропуск снаряда-дефектоскопа ДМТ-1000;
• пропуск снаряда-дефектоскопа ДМТП-1-512
• выборочная контрольная шурфовка и обследование обнаруженных дефектных мест.

Для проведения обследования газопровода при пропуске снаряда-дефектоскопа создавался режим его движения с диапазоном скоростей от 1,5 до 3 м/с.В качестве маркерных устройств использовались накладки, изготовленные из старой трубы и установленные на верхней образующей газопровода с шагом 2¸4 км. Кроме того, использовались такие реперные точки, как линейные краны и отводы от газопровода. Для получения достоверной информации о коррозионном состоянии газопровода оказался достаточным только один пропуск снаряда-дефектоскопа с предварительной очистной полости скребком и магнитным очистным поршнем.

            Очистка и подготовка участка газопровода к обследованию производились следующими средствами.

Таблица 1.1

Тип снаряда	Дата пропуска км/час	Средняя скорость,	Результаты пропуска Примечания
Скребок очистной СО-1000К	06.07.2009	8,2	Грязь, три шара.
Универсальный магнитный очистной поршень УМОП-1000	06.07.2009	8,5	Грязь – 50 кг, огарки электродов - 20 кг, куски шара.
Магнитный очистной Поршень  МОП-1000	09.07.2009	6,9	Огарки электродов - 5 кг.
Магнитный очистной Поршень  УМОП-1000	12.11.2009	7,8

 

 

Инспекция участка газопровода производилась следующими средствами:

 

Таблица 1.2.

Тип снаряда	Дата пропуска	Результаты пропуска Примечания
Магнитный дефектоскоп ДМТП-1000-1-512	13.11.2009	Получена запись на протяжении всего участка.