Диагностика и экспертиза нефтепромысловых трубопроводов

Проблема обеспечения безопасной эксплуатации межпромысловых трубопроводов - одна из наиболее актуальных, так как большая их часть эксплуатируется свыше 20 лет, и срок службы превысил нормативный или приближается к нему. В течение этого времени несколько раз менялись требования нормативной документации, и действующие трубопроводы не всегда соответствуют современным требованиям в области проектирования и эксплуатации межпромысловых нефтегазопроводов. В связи с этим возрастает необходимость проведения экспертизы промышленной безопасности (ЭПБ) для определения остаточного ресурса. Такого рода работы по обеспечению безопасной эксплуатации межпромысловых нефтегазопроводов и предотвращению возможных инцидентов и аварий позволят получить не только экономический эффект, но и улучшить экологическую обстановку.

На работоспособность и техническое состояние трубопровода влияет множество факторов, которые имеют неоднозначные показатели на различных участках обследуемого трубопровода. К числу таких факторов можно отнести:

• статические напряжения, возникающие вследствие просадки (выпучивания) опор и подземных коллекторов, обусловленных подвижками грунтов; нарушения технологии монтажа при строительстве; утонения стенки в результате коррозионно-эрозионного износа, неравномерных тепловых деформаций;
• концентрацию напряжений в сварных швах, обусловленную наличием в них технологических дефектов типа пор, непроваров, подрезов и т.д.;
• ухудшение физико-механических характеристик металла труб сварных соединений в процессе длительной эксплуатации, обусловленное их деградацией и старением;
• несоответствие толщины стенки и физико-механических характеристик металла труб условиям работы трубопровода;
• неудовлетворительное качество электрохимической защиты от коррозии;
• повреждение изоляционного покрытия на трубопроводе;
• несоответствие конструктивного исполнения требованиям нормативной документации.

Вследствие многообразия воздействующих факторов, условий нагружения и эксплуатации трубопроводов, истинное их техническое состояние может быть определено только в результате проведения комплексного обследования, включающего следующие этапы.

1-й этап. Анализ проектной, исполнительной и эксплуатационной документации, материалов, условий прокладки трассы и положения трубопроводов, соответствия конструктивного исполнения и условий эксплуатации требованиям нормативной документации, характера и объемов выполненных за период эксплуатации ремонтных работ, результатов технических освидетельствований и расследования причин происшедших инцидентов и аварий.

2-й этап. Подготовка измерительной и контрольной аппаратуры, объезд трассы, составление измерительных схем и маршрутов.

3-й этап. Обследование состояния трубопровода (основного металла труб и фасонных деталей, сварных соединений, изоляционного покрытия, эффективности средств ЭХЗ) бесконтактным методом с поверхности земли и в контрольных шурфах. Данный этап включает:

• визуальный осмотр трассы трубопровода и позиционирование расположения трубопровода в глобальной системе координат системой спутниковой навигации GPS с применением спутникового навигатора, составление маршрутов контроля;
• техническое диагностирование состояния трубопровода бесконтактным магнитометрическим методом - измерителем концентрации напряжений в комплекте с устройством счета длины и специализированным датчиком с поверхности земли;
• диагностику состояния изоляционного покрытия трубопровода с поверхности земли прибором коррозионного мониторинга;
• камеральную обработку данных по результатам обследований, предварительную оценку технического состояния трубопровода с определением аномальных участков;
• разметку аномальных участков трубопровода под контрольные шурфы;
• Дополнительный дефектоскопический контроль трубопровода арбитражными методами в контрольных шурфах (визуальный и измерительный контроль; приборный контроль адгезии и толщины изоляционного покрытия; контроль методом магнитной памяти металла; ультразвуковая толщинометрия; рентгенографический контроль сварных соединений; ультразвуковой контроль сварных соединений и основного металла; капиллярный контроль; косвенная оценка механических свойств основного металла, зоны термического влияния и сварных швов по показателям измерения твердости; металлографические исследования металла труб и сварных соединений с определением структурных изменений и степени деградации металла);
• техническую диагностику трубопровода методом акустической эмиссии на участках, где невозможно обследование контактными методами контроля (места переходов через автомобильные и железные дороги, водные преграды и др.);
• обработку и анализ результатов неразрушающего контроля и технического диагностирования, оформление результатов обследования.

4-й этап. Расчет участков трубопровода на прочность и устойчивость по результатам диагностического обследования, оценка остаточного ресурса по скорости протекания коррозионных процессов, по достижению напряжениями предельного уровня от действия нагрузок. Разработка рекомендаций по приведению объекта в соответствие с требованиями нормативной и технической документации.

5-й этап. Разработка и составление документации для технического отчета, оформление экспертного заключения.