CC BY
42М.Ю. Митрохин, ОАО «Газпром; И.И. Велиюлин, А.Н. Касьянов, ДОАО «Оргэнергогаз»; В.И. Городниченко, ООО «Газпром ВНИИГАЗ; М.И. Королев, ООО «Газпром газнадзор»
АНАЛИЗ СРЕДСТВ И ТЕХНОЛОГИЙ ТЕХНИЧЕСКОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ И ОТБРАКОВКИ ТРУБ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА ЛИНЕЙНОЙ ЧАСТИ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ ОАО «ГАЗПРОМ»
Технология проведения работ по капитальному ремонту ЛЧМГ включает обязательное техническое диагностирование и отбраковку труб методами неразрушающего контроля. Основной целью проводимых работ является оперативная оценка технического состояния объектов контроля визуальным и физическими методами, уточнение и протоколирование выявленных дефектов с указанием при необходимости методов ремонта дефектных участков.
До настоящего времени техническое состояние выводимых в капитальный ремонт участков газопроводов определялось на основании данных внутритрубной дефектоскопии. Технические устройства, применяемые при ВТД, постоянно совершенствуются, растет качество выявления и распознавания дефектов, способы их визуализации. В завершающей стадии находится решение задачи применения ЭМА-технологий для вну-тритрубных инспекционных снарядов. Внутритрубная инспекция позволяет получить качественную картину технического состояния протяженных участков газопроводов, давая тем самым исходную информацию для планирования ремонтных работ, фиксируя и протоколируя дефекты от 10-15% толщины стенки труб. Однако с учетом того, что при ВТД не выявляются все дефекты и, кроме того, не на всех газопроводах есть возможность его проведения, приме-
нение сканеров-дефектоскопов для диагностирования и отбраковки труб при капитальном ремонте является необходимым и, как правило эффективным мероприятием. Так как диагностирование и отбраковка труб являются составной частью капитального ремонта, одной из основных задач, решаемых в рамках повышения эффективности ремонтных работ, является разработка технических, технологических, нормативных и организационных мероприятий по организации и повышению качества диагностических работ на всех стадиях их проведения.
Данная задача решается за счет внедрения новых технических средств, технологий и оптимальных методов организации проведения контроля состояния металла труб и сварных соединений, обоснования возможности их использования в соответствии с действующими нормативными документами.
Анализ проведения диагностических работ при капитальном ремонте газопроводов показал, что основные затруднения при производстве работ в условиях ремонтного потока возникают по следующим объективным причинам:
• недостаточного количества времени на отбраковку;
• недостаточного количества времени для принятия решения по оценке опасности дефекта и необходимым методам ремонта;
• низкого качества очистки поверхности труб;
• затруднения доступа дефектоскопи-ста к нижней части трубы. Необходимо еще раз отметить, что помимо вышеперечисленных и, в общем, устранимых препятствий на пути качественного проведения отбраковки труб ключевым фактором, влияющих на дальнейшую безопасную эксплуатацию отремонтированного участка газопровода, является стресс-коррозия, которая:
РЕМОНТ ТРУБОПРОВОДОВ
• зачастую не выявляется внутри-трубным дефектоскопом, результаты обследования которым лежат в основе проведения работ по отбраковке. Как было отмечено выше, чувствительность внутритрубного дефектоскопа позволяет выявлять трещины с глубинами более 10% стенки трубы. Следовательно, трещины глубиной до 2 мм в наиболее распространенном сортаменте труб Ду=1400 мм не обнаруживаются. Впоследствии трещины с такими глубинами и особенно их колонии уже при испытаниях могут дать непредсказуемый рост;
• на стадии выборочного визуально-измерительного и приборного контроля труб имеет низкую вероятность выявления ручными вихретоковыми или ультразвуковыми дефектоскопами. Для повышения качества диагностических работ Департаментом по транспортировке, подземному хранению и использованию газа ОАО «Газпром» при участии ДОАО «Оргэнергогаз», ООО «Газпром ВНИИГАЗ», ООО «Газпром газнадзор», с привлечением представителей газотранспортных обществ, принято решение о производстве работ по отбраковке труб с применением автоматизированных устройств, а именно сканирующих систем, позволяющих прежде всего исключить пропуск дефектов, не выявленных визуальным осмотром. По заданию ОАО «Газпром» с 2004 года к работам по созданию сканеров-дефектоскопов были привлечены фирмы - изготовители измерительных систем,такие как ФГУ НУЦ «Сварка и контроль» при МГТУ им. Баумана, ЗАО «НИИИН МНПО «Спектр», ООО «Акустические Контрольные Системы» и др.
Особо необходимо отметить то, что данные разработки выполнены впервые в мировой практике. Уровень научных решений и технических схем реализации соответствует самым высоким мировым стандартам.
1. сканеры-дефектоскопы
В настоящее время разработаны и предложены для использования при капитальном ремонте ЛЧМГ следующие сканеры-дефектоскопы, базирующиеся на различных физических принципах и отличающиеся принципом построения транспортных модулей:
1.1 Сканеры-дефектоскопы, использующие метод классического контактного (жидкостного) ультразвука:
• ультразвуковой сканер-дефектоскоп «Автокон-МГТУ»;
• ультразвуковой сканирующий дефектоскоп УСД-60-8К-А;
• дефектоскоп ультразвуковой специализированный NDT PipeScan.
1.2 Сканеры-дефектоскопы, использующие ЭМА-технологию:
• электромагнитный акустический сканер-дефектоскоп А2075 БоИе^
• Бесконтактный наружный ультразвуковой сканер-дефектоскоп «Автокон-ЭМА-МГТУ».
1.3 Магнитные сканеры-дефектоскопы:
• магнитный наружный сканер-дефектоскоп ДНС 1000/1200/1400;
• автоматический сканирующий магнитный дефектоскоп электрический АМДЭ-СТ.
Таким образом, из рассмотренных сканеров-дефектоскопов два основаны на магнитном методе и пять -на ультразвуковом, из которых три работают на классическом ультразвуке и два основаны на ЭМА способе возбуждения ультразвуковых колебаний.
2. порядок допуска, ипытания и анализ применения сканеров-дефектоскопов
Основными документами, регламентирующими эту процедуру, являются:
• СТО Газпром 2-3.5-046-2006 «Порядок экспертизы технических условий на оборудование и материалы,аттестации технологий и оценки готовности организаций к выполнению работ по диагностике и ремонту объектов транспорта газа ОАО «Газпром»;
• Временные типовые технические требования к наружным сканерам-дефектоскопам для автоматизированного неразрушающего контроля линейной части магистральных газопроводов при капитальном ремонте с заменой защитного покрытия.
С 2004 года и по настоящее время в соответствии с процедурой допуска проведены испытания части сканеров-дефектоскопов на стендах в газотранспортных обществах ОАО «Газпром». По результатам стендовых испытаний определены газотран-
спортные общества, на объектах которых проведена или предполагается опытно-промышленная эксплуатация с последующими приемочными испытаниями.
Необходимо обратить внимание на факт наличия у сканеров-дефектоскопов «Автокон-МГТУ» и NDT Р1'реБсап сертификатов об утверждении типа средств измерений в части того, что данные сертификаты определяют возможность этих ультразвуковых приборов с заявленной точностью и определяющими параметрами измерять амплитуды УЗ-сигналов, а не параметры обнаруженных дефектов.
Результаты применения сканеров-дефектоскопов при капитальном ремонте ЛЧМГ ОАО «Газпром» приведены в таблице 1.
По поручению Департамента по транспортировке газа и газового конденсата и в связи с распоряжениями ОАО «Газпром», изменившими требования к оборудованию и организациям, выполняющим техническое диагностирование и отбраковку труб, ДОАО «Оргэнергогаз» разработало и 10.05.2010 г. утвердило в ОАО «Газпром» специализированные Реестры:
• Перечень организаций, имеющих сканеры-дефектоскопы и в соответствии с требованиями ОАО «Газпром» имеющих право участвовать в конкурсах и выполнять в полном объеме работы по отбраковке труб при капитальном ремонте;
• Перечень организаций, имеющих положительный опыт и квалифицированный персонал, но не имеющих сканеров-дефектоскопов или имеющие сканеры-дефектоскопы, не прошедшие необходимые процедуры соответствия требованиям, и имеющих право участвовать в выполнении работ по отбраковке труб при капитальном ремонте газопроводов ручными приборами либо на подряде у организаций из основного списка, либо там, где применение сканеров не установлено требованиями.
• Перечень сканеров-дефектоскопов, допущенных к использованию, включая, где это необходимо, ограничение по области применения. Анализируя организацию и технологию технического диагностирования и отбраковки труб при капитальном
Таблица 1. Применение сканеров-дефектоскопов на объектах ОАО «Газпром»
название сканера-дефектоскопа место использования (гто) период применения метод диагностики
Автокон-МГТУ ООО «Газпром трансгаз Ухта», ООО «Газпром трансгаз Сургут», ООО «Газпром трансгаз Санкт-Петербург», ООО «Газпром трансгаз Москва», ООО «Газпром трансгаз Нижний Новгород», ООО «Газпром трансгаз Самара», ООО «Газпром трансгаз Ставрополь», ООО «Газпром трансгаз Волгоград», ООО «Газпром трансгаз Томск», ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург», ООО «Газпром трансгаз Кубань». 2005-2010 гг. Классический ультразвук (жидкостный)
ДНС 1000/1200/1400 ООО «Газпром трансгаз Югорск», ООО «Газпром трансгаз Саратов», ООО «Газпром трансгаз Волгоград», ООО «Газпром трансгаз Ухта», ООО «Газпром трансгаз Санкт-Петербург», ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург». 2006-2010 гг. Магнитный
А2075SoNet ООО «Газпром трансгаз Ухта», ООО «Газпром трансгаз Санкт-Петербург», ООО «Газпром трансгаз Сургут», ООО «Газпром трансгаз Чайковский», ООО «Газпром трансгаз Югорск». 2009-2010 гг. «Сухой» ультразвук (ЭМА)
УСД 60-8К-А ООО «Газпром трансгаз Москва», ООО «Газпром трансгаз Самара», ООО «Газпром трансгаз Волгоград», ООО «Газпром трансгаз Уфа», ООО «Газпром трансгаз Нижний Новгород». 2009-2010 гг. Классический ультразвук (жидкостный)
NDT PipeScan Республика Казахстан, ООО «Газпром трансгаз Махачкала». 2009-2010 гг. Классический ультразвук (жидкостный)
ремонте и рассмотривая основные технические показатели осуществления данных работ применительно к применяемым на практике сканирующим устройствам, необходимо отметить, что рассматриваемые сканеры-дефектоскопы суть принципиально разные технические устройства как по физике применяемых процессов, так и по технологии их применения в составе ремонтного потока. Применение различных сканирующих устройств при тех или иных схемах осуществления ремонтных работ должно соответствовать их возможностям при неукоснительном соблюдении норм техники безопасности и иных нормативных документов, регламентирующих порядок производства работ. Также необходимо учитывать тот факт, что при не-
разрушающем контроле кольцевых сварных соединений определены нормы СТО Газпром 2-2.4-083-2006 «Инструкции по неразрушающим методам контроля качества сварных соединений при строительстве и ремонте промысловых и магистральных газопроводов», и выполнение этих норм даже при трудоемком ручном контроле затруднительно. Поэтому применение сканеров-дефектоскопов в данном контексте может рассматриваться как замена существующих полуавтоматических приборов с целью минимизировать человеческий фактор и унифицировать формы выдачи результатов. Область применения и основные ограничения на использование сканеров-дефектоскопов при производстве ремонтных работ приведены в таблице 2.
3. нормативная документация, регламентирующая применение и оценку дефектов, выявленных сканерами-дефектоскопами Основными нормативными документами, определяющими состав работ, в том числе техническое диагностирование и отбраковку труб, порядок и требования к техническому диагностированию и требования к отбраковке труб при капитальном ремонте магистральных газопроводов являются:
• СТО Газпром 2-2.3-231-2008 «Правила производства работ при капитальном ремонте линейной части магистральных газопроводов ОАО «Газпром»».
• «Инструкция по оценке дефектов труб и соединительных деталей при ремонте и диагностировании магистральных газопроводов», утв. 18.11.2008;
РЕМОНТ трубопроводов
Таблица 2. Область применения сканеров-дефектоскопов на объектах ОАО «Газпром»
название сканера-дефектоскопа область применения, ограничения по применению
Автокон-МГТУ Контроль качества основного металла труб, продольных и кольцевых сварных соединений участков трубопроводов, уложенных на опоры (лежки)
ДНС 1000/1200/1400 Контроль качества основного металла труб и продольных сварных соединений участков трубопроводов, поддерживаемых грузоподъемной техникой
А2075SoNet Контроль качества основного металла труб и продольных сварных соединений при всех технологиях ремонта ЛЧМГ
УСД 60-8К-А Опытно-промышленная эксплуатация
АМДЭ-СТ Опытно-промышленная эксплуатация
NDT PipeScan Опытно-промышленная эксплуатация
• СТО Газпром 2-2.4-083-2006 «Инструкция по неразрушающим методам контроля качества сварных соединений при строительстве и ремонте промысловых и магистральных газопроводов».
Анализ применения данных документов и их содержания показал, что требования к отбраковке труб по выявленным дефектам зачастую завышены, а требования к выполняемому объему диагностических работ носят формальный характер и не учитывают развитие рынка сканирующих систем. К тому же не гармонизированы с такими документами, как:
• СТО Газпром 2-2.3-112-2007 «Методические указания по оценке работоспособности участков магистральных газопроводов с коррозионными дефектами;
• СТО Газпром 2-2.3-173-2007 «Инструкция по комплексному обследованию и диагностике магистральных газопроводов, подверженных коррозионному растрескиванию под напряжением;
• Рекомендации по оценке прочности и устойчивости эксплуатируемых МГ и трубопроводов КС.
Поэтому Департамент по транспортировке, подземному хранению и использованию газа ОАО «Газпром» поставил задачу по переработке данных нормативных документов исходя из сложившейся ситуации. К решению данной задачи привлечены ДОАО «Оргэнергогаз», ООО «Газпром ВНИИГАЗ», ООО «Газпром Газнадзор» и др. Целями работы являются оптимизация процесса проведения отбраковки, снижение
затрат на проводимые работы без потери качества обследования, повышение качества оценки выявленных дефектов, недопущение перебраковки и как следствие - экономия трубы и снижение затрат на капитальный ремонт в целом, а именно:
• определение необходимого и достаточного состава приборного обследования труб в процессе капитального ремонта;
• определение необходимого и достаточного набора диагностического оборудования с учетом тенденций рынка сканеров-дефектоскопов;
• разработка процедуры и порядка проведения работ по обследованию труб при капитальном ремонте;
• гармонизация подходов к определению степени опасности дефектов коррозионного и коррозионно-механического типа исходя из действующих нормативных документов;
• разработка подходов к отбраковке труб с дефектами типа КРН, включая методы расчетов опасности дефектов;
• устранение «нестыковок» и заведомо невыполнимых условий в нормативных документах;
• определение и обоснование максимальных размеров дефектов, оставляемых в трубопроводе без ремонта и не учитываемых в расчетах;
• ускорение разработки типовых программ и методик испытаний сканеров-дефектоскопов;
• ускорение разработки типовых технологических карт на процесс автоматизированного сканирования.
Без решения комплекса вышеизложенных задач процесс технического диагностирования и отбраковки труб при капитальном ремонте будет осуществляться стихийно с трактовкой нормативной документации «на усмотрение исполнителя» или «по указанию заказчика».
выводы
С целью повышения качества проведения диагностических работ, определения единого порядка их проведения необходимо:
1. Ускорить работу по внедрению в практику:
• типовой методики и программы испытания сканеров-дефектоскопов перед их допуском к применению на объектах ЛЧМГ ОАО «Газпром»;
• технологических карт по организации выполнения работ по отбраковке труб;
• нормативного документа, регламентирующего процесс отбраковки труб при капитальном ремонте.
2. Учитывая новые разработки и текущую ситуацию в области внедрения сканеров-дефектоскопов, любые испытания сканеров-дефектоскопов согласовывать с ОАО «Газпром» и проводить с привлечением Комиссии, определенной ОАО «Газпром». Применение сканеров-дефектоскопов, не входящих в Реестр, запретить.
3. Провести приемочные трассовые испытания сканеров-дефектоскопов, прошедших стендовые испытания в соответствии с требованиями нормативных документов.
