CC BY
53УДК 621.592
Чибриков И.О. студент,
кафедра «Трубопроводный транспорт», Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования «Самарский государственный технический университет»,
Самара Тян В.К. доцент, доктор наук, Институт нефтегазовых технологий (ИНГТ), кафедра «Трубопроводный транспорт», Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования «Самарский государственный технический университет»,
Самара Chibrikov I.O. Student,
Department of "Pipeline Transport", Federal state budgetary educational institution of higher education
"Samara State Technical University",
Samara Tyan V.K.
Associate Professor, Doctor of Sciences, Institute of Oil and Gas Technologies (YING), Department of Pipeline Transport, Federal state budgetary educational institution of higher education
"Samara State Technical University",
Samara
E-mail: [email protected]
Анализ методов внутритрубной диагностики магистральных нефтепроводов Analysis of methods of in-line diagnostics of trunk oil pipelines
Аннотация: В статье рассматриваются методы внутритрубной диагностики магистральных нефтепроводов, проведен сравнительный анализ наиболее актуальных способов, выявлены их преимущества и недостатки.
Abstract: The article discusses the methods of in-line diagnostics of trunk oil pipelines, a comparative analysis of the most relevant methods is carried out, their advantages and disadvantages are revealed.
Ключевые слова: дефектоскопия; диагностика магистральных нефтепроводов; волны Лэмба.
Keywords: flaw detection; diagnostics of oil trunk pipelines; Lamb waves.
Транспортировка нефти и нефтепродуктов занимает одно из ведущих мест в формировании экономики нашей страны. Нефтепроводы имеют большую протяженность, проложены в различных климатических районах, в труднодоступных условиях (зачастую подземная прокладка), имеют разный срок эксплуатации, объем использования, все это обуславливает возникновение коррозии, механических повреждений. Помимо этого, имеют место быть дефекты производства, повреждения при проведении строительно-монтажных работ, несанкционированные врезки. Все это создает потенциальную угрозу возникновения аварийных ситуаций, что несет колоссальный ущерб экологии, а также большие экономические потери для компаний.
Именно поэтому в настоящее время необходимо обеспечивать надежную эксплуатацию магистральных нефтепроводов (МН) при их непрерывной работе. На основании вышеизложенного проблема, поиска оптимального наиболее точного способа диагностического обследования МН актуальна и требует пристального внимания.
В связи с труднодоступностью многих отрезков трубы, а также экономическими потерями при изменении режима работы участка трубопровода, наиболее перспективными являются методы внутритрубной неразрушающей диагностики, представляющей собой ряд операций технологического характера, которые осуществляются путем пуска внутри
нефтепровода специализированного устройства (внутритрубный снаряд) с целью фиксации существующих повреждений стенки трубы, дефектов сварных соединений, несанкционированных врезок. Анализ наиболее перспективных и популярных методов внутритрубного контроля магистральных нефтепроводов представлен в таблице 1.
Таблица 1 — Анализ способов внутритрубной диагностики магистральных нефтепроводов
Способ диагностирования Краткое описание Преимущества и недостатки
Магнитная дефектоскопия Основан на диагностике трубопровода с помощью регистрации показателей рассеивания, образованного в результате намагничивания стенки трубы (поток вектора магнитной индукции в месте расположения дефекта не стабилен, рассеян) ^эффективное определение вида, местоположения и размера дефекта ^невысокая стоимость +высокая чувствительность приборов -для прохождения прибора трубы на всем участке должны иметь одинаковый диаметр -контроль дефектов может проводиться только на некоторых материалах трубопровода -средняя надежность приборов
Вихретоковая дефектоскопия Основан на фиксации значений электромагнитного поля вихревых токов, которые образуются вблизи дефектов в магнитном +высокая скорость диагностики +средняя стоимость +высокая точность результатов и чувствительность прибора
поле. После обработки результатов, по отклоненным от нормы параметрам можно выявить наличие дефектов. -небольшая глубина исследования - контроль дефектов может проводиться только на некоторых материалах трубопровода - средняя надежность приборов
Акустичекая дефектоскопия методом направленных волн (волны Лэмба) Основан на фиксации отраженных от дефектов ультразвуковых волн. Датчики подают ультразвуковую волну в обе стороны диагностируемого трубопровода, отраженные от дефектов волны регистрируются, затем выстраивается карта диагностируемого участка. +высокая скорость диагностики - низкая чувствительность прибора - степень точности результатов зависит от материала трубопровода
Ультразвуковая дефектоскопия (эхо-метод) Ультразвуковой сигнал направляется от дефектоскопа по исследуемому участку. Метод основан на фиксации временного интервала возврата эхосигнала, отраженного от дефекта. + возможность обнаружения поверхностных и глубинных дефектов трубопровода + контроль дефектов может проводиться практически на всех материалах трубопровода - высокая стоимость - низкая скорость диагностики - средний уровень надежности оборудования
Акустическая Основан на вибрации ^отсутствие
томография отдельных элементов необходимости изменения
трубы под воздействием давления в трубопроводе
пульсации давления в для проведения
трубопроводе и эмиссии диагностики
сигналов акустических +высокая точность
частот, которые результатов и
распространяются по чувствительность прибора
транспортируемой среде +большой спектр
[1]. Прибор фиксирует диагностируемых
резонансную амплитуду дефектов
при совпадении импульса с - ограничения по
собственной частотой минимальным параметрам
колебания дефекта. транспортируемой среды
(скорость не менее 1 м/с,
давление не менее 0,25
МПа)
Следует отметить, что в каждом конкретном случае необходимо выбрать правильный прибор для диагностики участка тубы, основными критериями являются: материал исследуемой поверхности, разрешающая способность прибора, скорость диагностики, метод установки дефектоскопа, степень влияния на прибор внешних факторов (влажность, температура, давление...), точность выявления местоположения и размеров дефекта, стоимость диагностики [2].
В результате проведенного анализа стало понятно, что в связи с условиями эксплуатации МН, разностью диаметров участков, материала труб не существует универсального метода диагностики магистральных нефтепроводов пригодного для любых условий и дающего одинаково хорошие результаты, в каждом конкретном случае, исходя из исходных данных, необходимо применять тот или иной способ внутритрубной инспекции. Однако следует отметить — путем доработки существующих методик обнаружения
дефектов трубопроводов, можно добиться более высокой эффективности (например, при дополнительной обработке результатов увеличивается эффективность ультразвукового контроля). Квалифицированные кадры, умеющие работать с приборами, также играют большую роль в получении высокоточных результатов диагностики.
На сегодняшний день одним из наиболее высокочувствительных и перспективных методов, активно исследуемых компанией ОАО ЦТД «Диаскан» для диагностики МН является метод акустической томографии, который позволяет диагностировать дефекты различного характера с высокой точностью определения местоположения. Однако этот способ требует дальнейшего исследования и изучения опытным путем.
Развитие внутритрубной диагностики магистральных нефтепроводов, совершенствование существующих методов позволит достоверно и грамотно оценивать техническое состояние МН, определять наиболее оптимальные режимы перекачки сырья, оперативно проводить ремонтные работы, прогнозировать остаточный ресурс трубопровода, эффективно планировать капитальные ремонты МН. Все это, в свою очередь, поможет минимизировать риск воздействия на окружающую среду и уменьшит экономические риски.
Список литературы
1. Евсеев С.В., Хайруллин В.Р. «Акустический метод диагностики нефтепроводов» // Российский нефтегазовый журнал о технологиях и оборудовании «Инженерная практика», — Выпуск №10/2015 от 10.10.2015.
2. Жумаев К.К. Выявление внутренних и наружных дефектов трубопроводов ультразвуковыми дефектоскопами // Молодой ученый. — 2014. — № 16 (75).
