НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ: СУЩЕСТВУЮЩИЕ ПРОБЛЕМЫ И ПУТИ ИХ РЕШЕНИЯ – Эгида
Москва ул Мясницкая 24/7 ст 3+7(495)628-03-05
Самара ул Стара-Загора 29А л 8+7(937)170-18-55
+7(937) 170-18-55

Как нас найти?
НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ: СУЩЕСТВУЮЩИЕ ПРОБЛЕМЫ И ПУТИ ИХ РЕШЕНИЯ

А.Н. Мисейко

            Статья представляет собой обзор актуальных проблем, возникающих при проведении НК на стадиях изготовления, монтажа и эксплуатации магистральных трубопроводов. Особое внимание уделено задачам, стоящим перед НК в процессе эксплуатации магистральных трубопроводов и путям их решения. На сегодняшний день сеть магистральных трубопроводов покрывает 35% территории России, на которой проживает около 60% населения, пересекая автомобильные и железные дороги, водоемы и лесные массивы, иногда проходя в непосредственной близости от населенных пунктов [1]. Поскольку транспортируемыми средами в большинстве случаев являются углеводородное сырье и продукты его переработки, обладающие пожаро- и взрывоопасностью, вопросам обеспечения надежности и безопасности магистральных трубопроводов придается огромное значение.

            Надежность и безопасность магистральных трубопроводов определяются их техническим состоянием, которое, в свою очередь, напрямую зависит от наличия и степени опасности дефектов в основном металле труб и сварных соединениях. Эти дефекты в зависимости от условий их возникновения можно разделить на три группы:

  1. Дефекты, допущенные при изготовлении элементов трубопроводов на трубопрокатных заводах;
  2. Дефекты, допущенные при выполнении строительно-монтажных работ на трассе;
  3. Дефекты, возникшие в процессе эксплуатации от воздействия различных факторов (коррозионной агрессивности транспортируемой и окружающей сред, силовых и температурных нагрузок, деформационного старения сталей и т.д.).

            Для выявления вышеуказанных дефектов используются различные методы и средства неразрушающего контроля (НК), применение которых на стадиях изготовления, монтажа и эксплуатации магистральных трубопроводов имеет свои особенности. Исходя из типа и параметров дефектов, характерных для каждой стадии, устанавливаются требования к выбору методов и средств НК.

            Рассматривая вопросы проведения НК на стадиях изготовления и монтажа, следует отметить, что сами процессы изготовления и монтажа хорошо изучены и отлажены, происходят в известных условиях с использованием идентичных материалов [2, 3]. Поэтому процедура НК может быть включена в общий производственный цикл и выполняться в поточном режиме. Главными проблемами НК на указанных стадиях являются повышение достоверности результатов контроля и согласование процесса НК с ритмичностью основных производственных процессов. Свободный доступ к поверхности контролируемых элементов и относительная стабильность условий контроля позволяют использовать весьма широкий спектр методов и автоматизировать многие операции НК, что обеспечивает соответственно высокую достоверность полученных результатов и большую производительность контроля. Дальнейшие пути повышения эффективности НК при изготовлении и монтаже магистральных трубопроводов связаны с увеличением числа дублирующих методов и многократностью контроля, а также полной автоматизацией всей процедуры НК, включая оценку его результатов.

            В отличие от предыдущих стадий при проведении НК в процессе эксплуатации магистральных трубопроводов возникают более сложные проблемы, которые содержат как техническую, так и организационную составляющие.

            Технические проблемы обусловлены, в основном, влиянием условий эксплуатации магистральных трубопроводов на достоверность и производительность НК, ограниченными возможностями самих методов НК для выявления дефектов, а также несовершенством существующих критериев оценки результатов контроля. В зависимости от способа обследования трубопроводов указанные факторы могут иметь разную значимость.

            На сегодняшний день существует два способа обследования магистральных трубопроводов: изнутри (с помощью внутритрубных инспекционных снарядов) и снаружи (при подземной прокладке – путем экскавации трубопровода). Каждый из этих способов имеет свои достоинства и недостатки. Безусловным достоинством внутритрубного обследования является возможность 100%-го контроля трубопровода по всей протяженности. К числу недостатков этого способа можно отнести необходимость специальной подготовки трубопровода к пропуску внутритрубных инспекционных снарядов (ВИС), а именно – сооружение камер пуска-приема ВИС, очистка внутренней полости от отложений (для нефтепроводов), устранение недопустимых сужений проходного сечения и крутых поворотов, препятствующих прохождению ВИС. Кроме того, число методов НК, применяемых при внутритрубном способе обследования, сильно ограничено (на жидкостных трубопроводах используются ультразвуковой и магнитный методы, а на газопроводах – только магнитный), их чувствительность и точность ниже по сравнению с аналогичными параметрами в стационарных условиях, а результаты контроля в ряде случаев (при наличии сварных соединений на подкладных кольцах и неметаллических вкладышах) неоднозначны. К тому же стоимость внутритрубного обследования довольно высока (для уточнения координат и размеров дефектов необходимо осуществить несколько прогонов ВИС), а степень опасности выявленных дефектов определяется на основании сложных расчетов, требующих большого количества данных [4].

            При проведении обследования магистральных трубопроводов снаружи спектр применяемых методов НК намного шире и, кроме ультразвукового и магнитного, могут быть использованы радиационный, капиллярный, вихретоковый и ряд других методов. Их применение регламентируется нормативно-техническими документами основных российских операторов трубопроводного транспорта – ОАО «АК «Транснефть» [5] и ОАО «Газпром» [6]. К числу достоинств данного способа обследования магистральных трубопроводов можно отнести использование наружных средств НК с более высокой чувствительностью и точностью чем у ВИС, а также возможность применения большего количества методов, что позволяет существенно повысить достоверность контроля. Однако наружный способ обследования имеет серьезные недостатки: большинство применяемых методов НК требует значительного объема подготовительных работ (экскавация, снятие изоляции, зачистка контролируемой поверхности), обладают низкой производительностью, а на результаты контроля оказывают сильное влияние свойства материала трубопровода, состояние поверхности, ориентация и расположение выявляемых дефектов. При этом ключевым показателем опасности дефекта является его площадь или объем без учета динамики дальнейшего развития [5-7].

            Таким образом, решение вышеперечисленных технических проблем заключается в разработке и внедрении таких методов и средств НК, которые бы обладали высокой чувствительностью и точностью при выявлении большого класса дефектов вне зависимости от условий эксплуатации магистральных трубопроводов, обеспечивали высокую достоверность и производительность контроля при минимальном объеме подготовительных работ, а также позволяли адекватно оценивать степень опасности дефектов. Анализируя сегодняшнее состояние рынка разработки средств НК магистральных трубопроводов в процессе эксплуатации, можно сделать вывод о том, что появление технологий и приборов, полностью удовлетворяющих всем сформулированным требованиям, в ближайшее время маловероятно. Создание их представляет собой сложную задачу. Тем не менее, разработки в подобном направлении ведутся и со временем такие технологии и приборы появятся.

            ООО «Интерюнис», имея большой опыт проведения НК магистральных трубопроводов и обладая уникальными научно-техническими разработками в области приборостроения, ведет активную работу по созданию и внедрению новых технологий и средств НК, обеспечивающих решение ранее упомянутых задач. В качестве основного физического метода НК, на базе которого выполняется разработка, выступает метод акустической эмиссии (АЭ). Он обладает высокой чувствительностью к наиболее опасным (развивающимся) дефектам, обеспечивает интегральную оценку технического состояния протяженных участков трубопроводов и учитывает динамику развития дефектов при оценке их степени опасности. ООО «Интерюнис» широко применяет собственные разработки в практике проведения НК магистральных трубопроводов. В частности, на основе исследований по распространению в трубопроводах волн Лэмба разработан и используется метод интегрального измерения толщины на протяженных участках, а также метод определения координат источников акустической эмиссии (АЭ) за пределами локационных групп (по сигналам АЭ, пришедшим всего лишь на один датчик). Для реализации комплекса описанных методов создано интеллектуальное программное обеспечение A-Line OSC Processing, доказавшее свою эффективность. Осуществляется разработка алгоритмов беспороговой регистрации сигналов АЭ, что позволит уверенно выделять «полезные» сигналы и проводить АЭ-контроль в условиях сильных технологических шумов и неблагоприятных погодных условиях. Разработаны и проходят апробацию алгоритмы автокалибровки и авторасстановки датчиков АЭ, применение которых соответственно повышает надежность контроля и увеличивает точность локализации источников АЭ. В настоящий момент завершается работа над созданием 2-х канальной компактной диагностической системы, обеспечивающей выполнение в полевых условиях целого спектра измерений (толщины, напряжений и деформаций, параметров АЭ, вибрации и т.п.), обладающей высокими метрологическими и техническими характеристиками, простой и удобной в использовании.

            Однако, как уже было упомянуто выше, кроме технических проблем в сфере услуг по НК магистральных трубопроводов имеются и организационные проблемы. Они обусловлены, в первую очередь, сложившейся за последние годы негативной тенденцией увеличения числа недобросовестных поставщиков услуг – организаций, выполняющих работы по НК с низким качеством. Этот факт спровоцирован, по большей части, трубопроводными компаниями, для которых главным критерием в выборе подрядной организации по НК является низкая стоимость оказываемых ею услуг. Ситуация осложняется еще и тем, что сами эксплуатирующие компании в целях максимально возможной экономии бюджета устанавливают расценки на проведение НК ниже минимально приемлемой рыночной цены, при этом формально заявляя высокие требования к качеству выполняемых работ. В этих условиях проигрывают крупные компетентные организации, которые вынуждены отказываться от проведения ряда работ, поскольку количество и компетентность специалистов, наличие и содержание приборного парка заведомо определяют более высокую ценовую категорию. Таким образом, тендер на проведение работ может быть выигран фирмами-«однодневками» и фирмами, у которых зачастую нет необходимого оборудования и квалифицированных сотрудников, что соответственно отрицательно сказывается на качестве контроля.

            К числу организационных проблем можно отнести и проблемы связанные с недостатком нормативно-технических документов, устанавливающих современные подходы к проведению НК в процессе эксплуатации трубопроводов. В частности, полностью отсутствуют документы, регламентирующие применение систем мониторинга на потенциально опасных участках магистральных трубопроводов и оценку состояния трубопроводов по результатам мониторинга. Зачастую нормативно-технические и руководящие документы содержат стереотипные подходы и не учитывают современный опыт проведения НК, что искусственно снижает эффективность и производительность ряда методов.

            Для решения обозначенных организационных проблем представляется необходимым продолжить совершенствование законодательства в части проведения тендеров и торгов, полнее задействовать механизмы саморегулирования в рамках Федерального закона №315-ФЗ [8], а также сделать доступной и объективной процедуру формирования минимальной рыночной цены на услуги по НК. Путем взаимодействия саморегулируемых организаций и ассоциаций экспертов с трубопроводными компаниями следует изменить критерии выбора подрядных организаций, основываясь не только на стоимости услуг, но и на опыте подобных работ, количестве высококвалифицированных специалистов, наличии и состоянии приборного парка, принимая во внимание наличие и актуальность научно-технических и методических разработок, наличие и уровень внутренних стандартов и регламентов организации, членство в союзах и ассоциациях, отзывы специализированных предприятий. В части разработки актуальной нормативно- технической и методической документации необходимо активнее работать с научно- производственными союзами и ассоциациями, привлекая к разработке и рассмотрению документации широкий круг профильных организаций.

            ООО «Интерюнис» занимает активную позицию в решении перечисленных организационных проблем, являясь одним из членов Научно-производственного союза «РИСКОМ», который объединяет ведущие российские организации в области НК, технической диагностики и экспертизы. Под эгидой НПС «РИСКОМ» осуществляется разработка актуальных нормативно-технических документов. В настоящий момент проводится работа по созданию стандарта организации, регламентирующего выбор методов и средств НК для мониторинга опасных производственных объектов, в том числе магистральных трубопроводов. ООО «Интерюнис» ведется также разработка методик, учитывающих современные требования к проведению НК [9].

            В заключение, следует отметить, что хотя решение организационных и технических проблем представляется весьма сложным процессом, эта цель все же является достижимой и для этого существуют все предпосылки.

Литература

  1. Безопасность России. Правовые, социально-экономические и научно-технические аспекты. Безопасность трубопроводного транспорта / И.И. Мазур, О.М. Иванцов и др. – М.: МГФ «Знание», 2002. – 629 с.
  2. СНиП III-42-80* Магистральные трубопроводы. Правила производства и приемки работ. – М.: ГУП ЦПП, 2001. – 75 с.
  3. ВСН 012-88 Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Контроль качества и приемка работ. Части 1, 2. – М.: Миннефтегазстрой, 1990. – 103 с.
  4. ОСТ 23.040.00-КТН-574-06 Стандарт отрасли. Нефтепроводы магистральные. Определение прочности и долговечности труб и сварных соединений с дефектами. – М.: ОАО «АК «Транснефть», 2006. – 107 с.
  5. РД 19.100.00-КТН-001-10 Неразрушающий контроль сварных соединений при строительстве и ремонте магистральных трубопроводов. – М.: ОАО «АК «Транснефть», 2009. – 145 с.
  6. СТО Газпром 2-2.4-083-2006 Инструкция по неразрушающим методам контроля качества сварных соединений при строительстве и ремонте промысловых и магистральных газопроводов. – М.: ООО «Научно- исследовательский институт природных газов и газовых технологий – ВНИИГАЗ», 2006. – 126 с.
  7. ОР-19.100.00-КТН-010-10 Порядок проведения дополнительного дефектоскопического контроля дефектов труб магистральных трубопроводов. – М.: ОАО «АК «Транснефть», 2009. – 123 с.
  8. Федеральный закон №315-ФЗ от 01.12.2007 г. «О саморегулируемых организациях».
  9. Методика акустико-эмиссионного контроля сварных соединений линейной части магистрального газопровода. Общие положения. / Согласована Управлением по технологическому и экологическому надзору по Свердловской области и ООО «Газнадзор» (исх. № 30/45-14-4б от 03.03.2005). – Екатеринбург: ИТЦ ООО «Уралтрансгаз» ОАО «Газпром», 2005. – 31 с.