Трубопроводы (стр. 1 )

Магистральные трубопроводы предназначены для непрерывного использования в течение длительного времени. Поддержание их работоспособности в течение всего периода эксплуатации обеспечивается с помощью технического обслуживания и ремонта (ТОР).

На систему ТОР возлагаются следующие задачи:

контроль за техническим состоянием магистрального трубопровода; осуществление профилактических работ; проведение капитальных аварийно-восстановительных ремонтов.

Первая из задач заключается в определении характера неисправностей, потребности в профилактике и ремонте. Чем раньше будет получена информация о характере неисправностей, тем быстрее можно будет приступить к восстановительному ремонту.

Профилактические работы выполняются с целью предупреждения отказов линейной части и оборудования. Они включают регулировки и профилактические ремонты. Ремонтные работы производятся путем замены элемента или устройства, либо путем его восстановления. Планирование профилактических работ позволяет сохранить работоспособность системы с незначительными затратами при одновременном предупреждении возникновения тяжелых аварийных ситуаций.

Аварийно-восстановительные работы выполняются после возникновения отказов. В ходе них осуществляется восстановление линейной части и оборудования 1ГПС. * Задача контроля за техническим состоянием МТ решается методами диагностики. Основными объектами диагностики являются собственно трубопровод, противокоррозионная изоляция, электрохимзащита, насосно-силовые агрегаты и резервуары.

Методы диагностирования зарождающихся дефектов

Зарождение и развитие дефектов с монотонным нарастанием степени деградации зла механизма на конечном временном интервале, как правило, сопровождается слабыми изменениями виброакустических процессов, фактически не влияющими на энергетические характеристики вибросигналов, сформированных спектром вынужденных и собственных частот функционирующего механизма. Отсюда вытекает специфика методов диагностирования зарождающихся дефектов, заключающаяся в использовании способов

чувствительности характеристики вибросигнала к диагностируемому дефекту и отстройки от помех. Способы формирования диагностических признаков зарождающихся дефектов в основном базируются на выделении потока акустических импульсов, возникающих при попадании локального дефекта в зону контакта взаимодействующих деталей и распространяющихся по конструкциям механизма со скоростью звука.

Метод ударных импульсов

Наибольшее распространение получил метод ударных импульсов "SPM" (Shock Pulse Method), разработанный и запатентованный шведской фирмой "SKF" для диагностирования подшипниковых узлов.

Метод основан на том, что вследствие отклонений формы и размеров деталей от реальной подшипники качения уже в состоянии поставки (т. е. в исправном состоянии) работают с механическими ударами, интенсивность которых значительно возрастает при повреждениях. В точке удара тела качения о кольцо подшипника возникают ударные, быстро затухающие в теле обоймы подшипника волны сжатия. Для оценки состояния подшипникового узла используется специально разработанный датчик, устанавливающийся непосредственно на корпусе подшипника. Специфика метода заключается в том, что измерение числа ударных импульсов в единицу времени производится на резонансной частоте датчика в начальной фазе удара. Резонансная частота акселерометра («32 кГц) выбирается такой, чтобы она отличалась от частот возможных резонансов механической системы.

Сигнал с пьезодатчика подается на детектор повреждений, снабженный регулируемым пороговым устройством и "логикой времени", исключающими ложный сигнал при случайных внешних ударах. С детекторов повреждений сигналы подаются на центральный пульт, оснащенный системой сигнализации.

Система диагностирования, построенная на принципе измерения числа ударных импульсов на резонансной частоте акселерометра, зарекомендовала себя как система с достаточно большой помехоустойчивостью благодаря установке датчика непосредственно на корпусе диагностируемого подшипника и высокой динамической чувствительностью из-за работы на резонансе датчика.

Вместе с тем эта система не лишена недостатков, главный из которых состоит в том, что повреждения различных деталей подшипника и различных кинематических звеньев редуктора вызывают появление однотипных импульсов в вибросигнала, различить которые можно только по величине амплитуды, что затрудняет идентификацию поврежденного звена.

Мето Спектрального анализа амплитудной огибающей вибросигнала на резонансной частоте датчика («резонансный метод»)

Данный метод диагностирования зарождающихся дефектов, в какой-то мере свободен от указанного выше недостатка метода ударных импульсов.

("1") Суть «резонансного метода» заключается в том, что исследуется поведение спектра огибающей вибросигнала в узкой полосе частот в окрестности резонансной частоты акселерометра и выделяется информация не только об амплитуде ударных импульсов, w но и о частоте их повторения, т. е. создается привязка к дефектному узлу механизма. Фактор динамического усиления на собственной частоте вибропреобразователя, равный 100%, позволяет отстроиться от помех, вызванных работой механизма, путем смещения резонансной частоты в зону 30—100 кГц, достаточно удаленную от зоны вынужденных и собственных частот механизма. Этот метод используется в основном для раннего обнаружения эксплуатационных дефектов (типа выкрашивания) подшипников качения и зубчатых механизмов.

Модификацией «резонансного метода», обеспечивающего исключительно высокое ^ношение, сигнал/помеха и не требующего дорогостоящих тарировочных экспериментов, является метод обнаружения зарождающихся дефектов по спектру амплитудной огибающей вибросигнала на резонансной частоте датчика в зоне до 500 кГц.

Основной идеей этого и упомянутого выше метода является то, что динамические явления, вызванные взаимодействием поврежденных контактирующих поверхностей в процессе функционирования механизмов, порождают амплитудную модуляцию вибросигнала, которая проявляется на всех частотах, в том числе в области частот, лежащей выше области основного акустического излучения.

Используя полосовой фильтр, имеющий несущую частоту 25 кГц < гн < 500 к Гц, получают узкополосный случайный высокочастотный процесс. В случае повреждения, тел качения через ямку выкрашивания. Производя детектирование этого сигнала с последующей спектральной обработкой, получают спектр огибающей, который будет иметь составляющие на частоте повторения повреждения и ее гармониках. Считается, что сравнение спектров огибающей в высокочастотной области во время работы обеспечивает надежное диагностирование повреждений контактирующих поверхностей. Для получения высокочастотных сигналов специально разработан акселерометр, имеющий собственную частоту, позволяющую выбирать несущую частоту фильтра до 500 кГц включительно.

К достоинству этого методе следует отнести обеспечение достаточно высокого отношения сигнал/шум.

Этот метод позволяет обнаруживать возникновение выкрашивания контактирующих поверхностей зубьев, тел и дорожек качения; усталостной трещины в основании зуба. Однако этот метод не позволяет обнаружить выкрашивание на одном зубе и усталостную трещину для зубчатых передач, имеющих коэффициент перекрытия больше 2,0.

Метод формирования я-мерного вектора кратных гармоник спектра огибающей вибросигнала на резонансной частоте узла механизма.

Разновидностью «резонансного» методе, позволяющего использовать стандартную виброизмерительную и анализирующую аппаратуру для целей раннего обнаружения дефектов контактирующих поверхностей, является метод анализа огибающей вибросигна-£?. на одной из резонансных частот самого механизма. Предпочтительна настройка системы диагностирования на собственную частоту узла механизма, но это условие не является обязательным, поскольку механическая система откликается на ударное возмущение на всех собственных частотах механизма.

Метод заключается в том, что с помощью операции клиппирования или синхронной гребенчатой фильтрации из амплитуд кратных гармоник К/о оборотной частоты диагностируемой детали вращения формируется n-мерный вектор (К= 1,2,..., п) диагностических признаков. Положение вектора в n-мерном признаковом пространстве сопоставляется с положением эталонных векторов, характеризующих нормальное или дефектное функционирование механизма.

Диагностирования зарождающихся дефектов является сравнение длины разностного п-мерного вектора по Хэммингу с пороговым значением, характеризующим предельное состояние узла механизма.

По разностному вектору кратных гармоник К/о спектра амплитудной огибающей вибросигнала удается обнаружить на ранней стадии развития и локализовать такие дефекты, как выкрашивание контактирующих поверхностей, появление трещины у ножки зуба и поломку зуба в зубчатой передаче с коэффициентом перекрытия > 2,0.

Формирование n-мерного вектора кратных гармоник спектра огибающей вибросигнала в окрестности основных частот возбуждения механизма.

^ Существует метод диагностирования зарождающихся дефектов, основанный на анализе свойств спектра огибающей вибросигнала в узкой 1/3-октав-ной полосе частот в окрестности одной из основных частот возбуждения mfz механизма. Для этой цели формируется n-мерный вектор из амплитуд гармоник, кратных оборотной частоте fo диагностируемого тела вращения.

Метод диагностирования, базирующийся на анализе свойств разностного п-мерного вектора спектральных компонент амплитудной огибающей в окрестности одной лз составляющих вибросигнала, хотя и позволяет диагностировать дефекты типа выкра-ливания поверхностей, является менее помехоустойчивым, чем метод анализа свойств ктлитудной огибающей сигнала в окрестности резонансной частоты механизма.

Вектор кратных гармоник Ifo спектра фазовой огибающей вибросигнала в окрест-юсти вынужденных частот mfz, очень чувствителен к зарождающимся дефектам типа ;аедания (задира), быстро приводящим к заклиниванию механизма и, следовательно, к сатастрофическим последствиям. Данный метод, достоинство которого заключается в лалой чувствительности к положению датчика на корпусе механизма, нашел широкое применение.

Обнаружение зарождающихся дефектов по величине коэффициента эксцесса

Привлекательным по своей простоте, но безадресным методом диагностирования зарождающихся дефектов является метод, основанный на оценке величины коэффициента эксцесса Ек одномерной плотности вероятности р(х) мгновенных значений вибросигнала в окрестности собственной частоты узла механизма.

Выбросы в сигнале при появлении ударного возмущения искажают форму, закона распределения р(х), что сказывается на величине эксцесса. Путем выбора полосы анализа/в окрестности собственной частоты fp можно добиться нормализации закона распределения и равенства Ек=0 для исходного состояния механизма. Превышение Ек > Еко некоторого порогового значения Еко характеризует появление дефектов контактирующих поверхностей.

Шк Модификацией метода является анализ изменения коэффициента эксцесса не самого узкополосного процесса, а его амплитудной огибающей

("2") Данный подход позволяет обеспечить хорошую стабильность параметра Ек при
том же объеме выборки, что и для основного процесса. Метод очень чувствителен к по
ложению датчика на корпусе механизма, поэтому его, так же как и метод ударных им
пульсов, целесообразно использовать при установке вибропреобразователей непосредст
венно на диагностируемом узле. С помощью этого метода наиболее часто определяют
дефекта контактирующих поверхностей типа задира зубчатых механизмов, подшипни
ков скольжения.

Метод выделения когерентной составляющей

Диагностирование зарождающихся дефектов производится путем выделения информативной компоненты малой энергоемкости на фоне большого уровня помех. Одним из методов выделения такой компоненты является метод оптимальной фильтрации. Этот метод применим в тех случаях, когда заранее известны свойства выделяемого из помехи сигнала.

Метод корреляционного выделения когерентной составляющей применяется, например, при диагностировании дисбаланса ротора турбины, развивающегося вследствие неравномерности обгара или запыливания лопаток, при диагностировании выкрашивания зубьев редуктора путем когерентного выделения оборотной частоты /о из сигнала амплитудной огибающей вибросигнала в окрестности зубцовой частоты.

Нормирование величины функции взаимной корреляции вибросигнала x(t) и выделяемой компоненты y(t), формируемой пилот-сигналом с датчика оборотов, позволяет получить устойчивый диагностический признак неисправности механизма без учета коэффициентов усиления измерительных трактов.

Диагностика линейной части магистральных трубопроводов

Хорошо организованная диагностика линейной части магистральных трубопроводов (МТ) позволяет постоянно контролировать состояние труб, изоляции и электрохимической защиты, своевременно определять и ликвидировать их повреждения, объективно
оценивать эффективность противокоррозионных мероприятий и принимать обоснованные
решения о сроках и объеме ремонтных работ.
Диагностика состояния стенок труб и арматуры

Определение наличия скрытых дефектов в металле труб и арматуры производится методами разрушающего и неразрушающего контроля.

Одним из наиболее распространенных методов выявления скрытых дефектов является испытание трубопроводов (разрушающие методы). Различают заводские испытания, предпусковые испытания и испытания действующего магистрального трубопровода. Па заводе-изготовителе в соответствии с ГОСТ 3845-75 все трубы подвергаются кратковременным (20...30с), испытаниям давлением, вызывающем в металле труб напряжения, равные % предела текучести.

По окончании строительства трубопровода проводятся приемо-сдаточные испытания давлением, равным заводскому испытательному давлению. Испытания проводятся циклично, причем число циклов нагружения должно быть не менее трех. Испытательное давление между циклами снижается на 25 %, общее время выдержки (не учитывая время снижения и поднятия давления) составляет не менее 24 ч, время выдержки после устранения последнего выявленного дефекта - не менее 3 ч.

Периодическое переиспытание является одним из эффективных методов обнаружения скрытых дефектов в процессе эксплуатации магистральных трубопроводов. Переиспытания необходимы не только вследствие "старения" металла, но и в связи с тем, что до 1984 г. нормативы предпусковых испытаний МТ были занижены.

В настоящее время нормы испытаний действующих МТ регламентируется РД 3 "Правила испытаний линейкой части действующих магистральных нефтепроводов".

Решение о проведении испытания принимается либо на основании перспективного плана периодических испытаний, либо на основе результатов анализа аварийности и коррозионного износа трубопровода, а также в связи с решением об изменении схем и режимов перекачки или о реконструкции трубопровода, после проведения капитального ремонта и др.

На каждый испытываемый трубопровод разрабатывают проект организации испытаний и проект производства испытаний с учетом конкретных условий прокладки и технического состояния трубопровода. Проект организации испытаний разрабатывается эксплуатирующей организацией или по ее заказу сторонней организацией, а утверждается вышестоящей организацией. Проект производства испытаний разрабатывается и утверждается эксплуатирующей организацией.

Основными видами испытания линейной части МТ являются гидравлические и пнев-\MnYmvvsx&. Дт тафч^ръд^^ъ^Р^ОД^» "наиболее "предш*штгепъ"нъ1 ттадравличесжие ж-пытания. Давление гидравлического испытания определяется по формуле:

2-R-5

R=

Dh-2-R-S а где R - расчетное значение напряжения в стенке труб, принимаемое равным 95 % от

нормального предела текучести металла;

8 - минимальная (с учетом минусового допуска) толщина стенки трубы;

("3") DH - номинальный наружный диаметр трубы.

Найденная по формуле величина испытательного давления должна достигаться в наиболее низкой точке профиля испытываемого участка. Это требование обусловлено тем, что при гидравлических испытаниях к давлению, создаваемому опрессовочными агрегатами или магистральными насосами в каждом конкретном сечении прибавляется гидростатическое давление, обусловленное разностью высотных отметок.

Испытательное давление в наивысшей точке профиля должно быть не менее 1,1 Рраб. Для трубопроводов, построенных из цельнотянутых труб, испытательное давление назначается, в наиболее низкой точке профиля трассы - 1,5 Рраб, в наиболее высокой - 1,25 РЛб - Испытания проводятся в несколько циклов с изменением давления по схеме Рисп - 0,75 Рисп - Рисп -0,75 Рисп и т. д. Общее время выдержки участка под испытательным давлением без учета времени снижения и восстановления давления должно составлять 24 ч. Время выдержки участка под испытательным давлением до первого цикла снижения давления назначается не менее 6 ч, между циклами снижения давления - не менее 3 ч. Общее время гидравлических испытаний трубопроводов с учетом временя заполнения и опорожнения в зависимости от их длины и диаметра составляет от 30 до 165 ч.

Протяженность испытываемых участков трубопровода определяется по профилю участка с учетом расстановки линейных задвижек. При этом максимальная разность давлений испытания на участке не должна превышать 20 % максимального давления испытаний. Длина испытываемых участков не должна превышать 35...40 км.

Для проведения гидравлических испытаний в качестве испытательной среды применяется вода, которая должна быть чистой и химически нейтральной. Объем закачиваемой в трубопровод воды перед началом испытания определяют с учетом объема максимального по протяженности испытуемого участка, профиля его трассы, наличия и расположения источников воды по трассе, потерь воды при возможных разрушениях трубопровода в процессе испытаний, наличия технических средств закачки воды и других факторов. Общий запас воды, необходимый для проведения испытания всего трубопровода, должен составлять 30...35 % его объема. Это связано с тем, что партия воды закачивается в трубопровод как правило единовременно, а потом только пополняется по мере перемещения по трубопроводу.

В отдельных случаях гидравлические испытания могут проводиться перекачиваемой нефтью (нефтепродуктами). Это позволяет избежать проблем с вытеснением воды из полости трубопровода, внутренней коррозии труб и обводнения перекачиваемого продукта. Однако гидравлические испытания горючей жидкостью в определенной степени пожаровзрывоопасны, а при разрывах труб происходит загрязнение окружающей среды.

Источники воды определяют и согласовывают с соответствующими организациями и органами. Разрабатывают схему размещения необходимых объемов воды с использованием части емкости резервуарных парков НПС, а также рек, озер и др.

В местах расположения опрессовочных агрегатов должно быть предусмотрено размещение запасов воды в котлованах при передвижных емкостях. Заполнение трубопровода водой целесообразно предусматривать рабочими насосными агрегатами головной или промежуточной НПС или передвижными насосными агрегатами высокой производительности. Для уменьшения смесеобразования на границах контакта воды с нефтью (нефтепродуктом) применяются механические или гелеобразные разделители.

Впервые в отечественной практике испытания действующего трубопровода были проведены в 1976 г. испытаниям был подвергнут магистральный нефтепровод диаметром 820 мм и протяженностью 288 км. Величина испытательного давления соответствовала пределу текучести металла и изменялось в пределах 7,1...8,05 МПа. Это больше, чем было твление при испытаниях на заводе (6,4...7,1 МПа) и во время предпусковых испытаний (6,6...7,1 МПа).

Начальный участок нефтепровод протяженностью 180 км был освобожден от нефти путем закачки в него воды с головной НПС Всего в нефтепровод на первом этапе было закачано около 90 тыс. куб. м воды. Для уменьшения смесеобразования и более полного вытеснения нефти на границе воды с нефтью применяли разделители. Содержание нефти в воде контролировали путем отбора из нефтепровода проб и их анализа. Для исключения дополнительных врезок в нефтепровод и ускорения работ по его испытаниям опрессовочные аппараты подключали к существующим вантузам для выпуска воздуха.

_ Общая продолжительность работ по испытаниям нефтепровода составила 57,5 сут, т. е. около 5 ч/км. Чистое время испытаний каждого отдельного участка нефтепровода (без учета времени, необходимого для восстановления трубопровода при выявлении дефекта) составляло 3ч. В процессе испытаний было выявлено 14 дефектных труб. Разрушения произошли при напряжениях, равных 71...98 % от минимального предела текучести металла труб, т. е. в диапазоне между напряжениями, достигнутыми при предпусковых испытаниях нефтепровода и рекомендуемыми РД 3.

Об эффективности проведенных испытаний можно судить по тому, что за 9 лет последующей эксплуатации на нефтепроводе не произошло ни одного отказа, связанного с нарушением герметичности линейной части.

Начиная с 1983 г. испытания действующих нефтепроводов повышенным давлением проводятся в нашей стране регулярно. Так за 1983гг. испытано 2100 км нефтепроводов. Структура выявленных при этом дефектов такова: коррозионные - 23,6 % , повреждения строительными механизмами - 3,7 % , дефекты сварных монтажных швов 23,6 % , дефекты заводских сварных швов - 23,6 % , расслоение металла трубы - 9,1 % , дефекты тройников, конструктивных элементов -16,3 %.

Установлено, что испытание трубопроводов повышенным давлением не только позволяет выявлять дефекты труб и арматуры, исключая внезапные отказы в процессе эксплуатации, но и приводит к их своеобразному "залечиванию". Под действием высокого давления происходит выравнивание напряжений в металле, особенно в зонах геометрических ^совершенств, понижается опасность раскрытия оставшихся микротрещин за счет возникновения полей остаточных напряжений сжатия в зонах концентраторов напряжений.

На основании приобретенного опыта время выдержкой нефтепроводов диаметром 377...529 мм под испытательным давлением разрешено увеличить до 48 ч. Это объясняется тем, что при выявлении на теле трубы свищей малого диаметра вода за 24 ч не успевает выйти на поверхность земли в количестве, достаточном для визуального обнаружения с аварийной автомашины или патрульного вертолета.

Для сокращения времени поиска мест выхода воды из испытуемого трубопровода признано целесообразным производить закачку воды, подкрашенную флюоресцентным красите-

При проведении испытаний была отмечена недостаточность ширины охранной зоны для проведения испытаний, принимаемой согласно РД 3 равной 50 м по обе стороны от оси испытуемого трубопровода.

Для уменьшения смешения воды и нефти в лупингах рекомендовано предусматривать сооружение на них узлов приема и пуска разделителей.

Метод повышения надежности действующих трубопроводов путем их периодических испытаний давлением хорошо себя зарекомендовал и за рубежом. Еще в период с 1961 по 1966 гг. в США были проведены испытания 24 тыс. км магистральных трубопроводов давлением, вызвавших напряжения в теле труб, близкие к действительному пределу текучести металла. На конец 1971 г. в США эксплуатировалось 59,6 тыс. км трубопроводов большого диаметра, испытанных повышенных давлением. Эти трубопроводы находились в эксплуатации в среднем 6 лет без единого случая разрыва из-за первоначально существующего дефекта.

Существенным препятствием к проведению испытаний МТ повышенным давлением является необходимость остановки перекачки и вывода трубопровода из эксплуатации на относительно длительное время, что создает перебои в обеспечении потребителей нефтепродуктами. Кроме того, метод периодических испытаний трубопроводов не дает достаточно полной и достоверной информации о количестве и размерах потенциально опасных дефектных мест.

("4") Более перспективны методы неразрушающего контроля состояния стенок трубопровода.

А Анализ научно-технической и патентной литературы показывает, что во всем мире ведутся разработки диагностической аппаратуры для контроля состояния магистральных трубопроводов. Аппараты для диагностирования, поступающие на мировой рынок, делятся на две группы:

самоходные; перемещаемые потоком перекачиваемой жидкости.

Аппараты первой группы применяется для диагностирования участков трубопровода небольшой длины: перемещаются они с помощью какого-либо внешнего устройства (например, штанги). Достоинством таких аппаратов является возможность многократного кон-щюля (за счет обратного хода) интересующего участка, что повышает его качество. Однако они тихоходны и из-за ограниченной длины соединительных кабелей не могут быть использованы для обследования протяженных участков магистральных трубопроводов.

Аппараты второй группы получили большое распространение, т. к. они не требуют остановки перекачки и затрат электроэнергии на передвижение по трубе Скорость перемещения таких аппаратов практически равна скорости потока.

Обследование трубопровода автономными приборами позволяет:

/ - обнаружить с высокой точностью местоположение дефектов, произвести оценку их величины;

- обеспечить сплошное обследование по всему периметру трубопровода;

т, - оценить техническое состояние магистрального трубопровода, возможности и сроки его дальнейшей эксплуатации при заданием уровне надежности; Ц - оценить эффективность действия электрохимзащиты;

С - сформулировать рекомендации по выбору оптимального способа устранения неисправности и корректировке эксплуатационных режимов работы трубопровода.

Для внутреннего контроля стенок трубопроводов используются механические, магнитные, электрические, ультразвуковые, визуальные и радиоактивные устройства.

Масса наиболее крупных аппаратов для внутреннего диагностирования трубопроводов достигает 6,3 т, длина - свыше 6 м, скорость перемещения - 25 км/ч. Недостатком х аппаратов являются: подверженность механическим ударам при прохождении через выступы в сварных швах и через колена, ухудшение технических качеств аппаратов в корро-зионно-активных средах, возможность деформации и т. д.

Поэтому в настоящее время ведется разработка аппаратов с уменьшенным диаметром корпуса, которые могут свободно проходить по участкам трубопроводов с уменьшенным диаметром и внутренними выступами сварных швов. Для предотвращения перетоков жидкости такие аппараты оснащаются эластичными уплотнительными манжетами.

К числу современных эффективных аппаратов, выполняющих функции очистных устройств и приборов для обследования трубопроводов, относятся аппараты Linalog фирмы AMF Tuboscope МША). Аппарат, пропускаемый в потоке транспортируемой по трубопроводу среды, состоит из трех шарнирно-соединенных секций. Проволочные щетки, контактирующие со стенками трубопровода, служат источником формирования магнитного поля, изменения которого, соответствующие расположению и размерам дефектов внутренней поверхности трубопровода, фиксируются на непрерывной регистрирующей диаграмме. Источником питания аппаратуры служат батареи, рассчитанные на непрерывный пробег аппарата продолжительностью от 24 до 40, а иногда до 100 ч.

Специальное контактное колесо служит для измерения пройденного аппаратом расстояния, что дает возможность точно определить координаты дефектных мест при последующей расшифровке записей. Номенклатура выпускаемых аппаратов достаточно широка: они могут быть использованы для диагностирования трубопроводов диаметром от 100 до 1200 мм.

Аналогичные аппараты разработаны фирмами Vetco (США), International Pipeline Eng. (Великобритания), PLS Pipeline Service (Франция), Н. Rosen Engineering, Pipetronix (Германия) и другими.

Отечественным средством контроля состояния трубопроводов является автоматизированная система технической диагностики (АСТД), разработанная ВНИИСПТнефть (ИПТЭР). АСТД предназначена для выявления таких дефектов геометрии сечения труб как вмятины, гофры, овальность и др., а также для измерения их размеров и определения местонахождения, установление вида и формы дефектов i в сечении, параллельном оси трубы. АСТД позволяет измерять также радиусы поворотов и давление перекачиваемой среды.

("5") АСТД может применяться для обследования трубопроводов диаметром от 500 до 1200

АСТД состоит из автономного прибора (АП) - дефектоскопа, пульта расшифровки информации (ПРИ), зарядного устройства (ЗРУ), комплекта электромагнитных маркеров, сигнализатора местонахождения, запасных инструментов и принадлежностей (ЗИП).

Принцип действия АСТД основан на применении контактного метода поиска дефектов геометрии сечения трубы. Чувствительными элементами системы являются механические щупы, количество которых определяется диаметром магистрального трубопровода. Изменение угла наклона щупов, вызываемые дефектами геометрии трубопровода, преобразуются в электрические сигналы, обрабатываются и регистрируются в электронном блоке (ЭБ). ^ Длина дефектоскопа - 3,3 м, масса - не более 1,7 т. Он состоит из двух секций, соединенных между собой шарнирами с двумя степенями свободы. Передняя секция дефектоскопа (приборная) содержит герметичный контейнер, куда помещаются блоки электронного управления, памяти и аккумуляторов. Она снабжена также датчиками давления и пути, сигнализатором местонахождения, приемной антенной маркера и герметизирующими манжетами.

Задняя секция (измерительная) включает центрирующие манжеты, измерительные щупы, блок датчиков дефектов и датчик измерения углов поворотов.

Электронный блок дефектоскопа обеспечивает:

- прием (опрос) с заданной периодичностью значений информационных сигналов датчиков;

занесение диагностической информации в блок памяти; обследование, по крайней мере, каждые 10мм длины трубопровода, независимо
от скорости движения дефектоскопа.

Работоспособность дефектоскопа сохраняется:

при скорости движения от 0,4 до 2 м/с; при температуре продукта от -5 до +50 °С; при избыточном давлении до 8 МПа;

- при уменьшении условного диаметра трубы на величину до 35%.
Протяженность обследуемого участка за один запуск составляет не менее 250 км, а

относительная погрешность измерения пройденного дефектоскопом расстояния не превы-фетО,1%.

Дефектоскоп АСТД позволяет измерять:

- вмятины (сужения) - высотой от 10 до 150 мм и выпуклости (расширения) - высо
той от 10 до 100 мм,

радиусы поворотов трубопровода от 2,5 D до 5,5 D.

Погрешности измерения им составляют, не более:

гофр по высоте - 5 мм; ("6") радиуса поворота трубопровода - 0,25 D; давления - 0,1 МПа;

а - расстояния - 0,1 % от расстояния между маркерами.

Для выполнения задач по инспектированию объектов АК "Транснефть" инструментальными методами контроля в 1991 г. был создан Центр технической диагностики (ЦТД) в г. Луховицы Московской области.

ЦГД располагает полным технологическим рядом приборов внутритрубной диагностики труб диаметром от 400 до 1200 мм и оборудованием для проведения испытаний конструкций трубопроводного транспорта и резервуаров акустико-эмиссионным методом.

ЦГД имеет и эксплуатирует следующее оборудование:

скребки повышенной очистки; скребки специальные; снаряды-калибры;   профилемеры ( "Калипер", АСТД ); ультразвуковые дефектоскопы "Ультраскан"; магнитные дефектоскопы; акустико-эмиссионное оборудование "Спартан-Локан".

Диагностические приборы предназначены для контроля трубопроводов, по которым перекачивается вода, нефть, нефтепродукты, двухфазные газожидкостные среды и природный газ.

Акустико-эмиссионная диагностика позволяет определять местоположение объектов, не выводя объект исследования из эксплуатации, при этом требуется только локальный доступ к поверхности объекта. ф Задачи акустико-эмиссионной диагностики:

Контроль резервуаров с целью выявления зон, подвергнутых коррозии, толщи-
нометрия, определение местоположения и степени опасности дефектов, в том числе на
днищах резервуаров (без вывода последних из эксплуатации). Контроль состояния подводных, подземных, воздушных, переходов трубопроводов
с целью раннего обнаружения микрогрещин, включений и др. Определение мест утечек на линейной части трубопроводов, во фланцевых соеди
нениях, в запорной арматуре. Дефекты сварных швов.

("7") а Запуск сложного и дорогостоящего автономного прибора, каким является дефектоскоп, в действующий магистральный трубопровод требует предварительного проведения тщательной подготовительной работы. В ходе ее необходимо:

определить участки трубопровода, требующие обследования; установим, возможность обследования состояния трубопровода средствами дефектоскопии; произвести подготовку трубопровода к обследованию.

В первую очередь необходимо выявить участки трубопровода, подлежащие обследованию. Значимость участков и, следовательно, важность их обследования определяется на основе следующих технических и экономических критериев:

урбанизация - интенсивность строительных и других работ в районах, где находится рассматриваемый участок трубопровода; плотность населения и связанная с ней опасность в случае разгерметизации трубопровода; . эксплуатационные характеристики участка, включая характер перекачиваемого продукта, коррозионную активность грунтов, эффективность действующей катодной защиты; готовность участка к обследованию (наличие камер пуска и приема скребка, подъездных путей к камерам и др.);

возможность последовательного обследования участков одинакового диаметра, что. упрощает организацию работ по обследованию, поскольку создается возможность одновременного обследования сразу нескольких участков и т. д.

щ) После выделения участков, требующих диагностирования, оценивают реальную возможность проведения всех работ по обследованию. На основании технической документации (чертежи, паспорт, план трассы и т. д.) устанавливают местонахождение секций труб различного проходного сечения, расположение поворотов малого радиуса, расположение задвижек и фасонной арматуры, места проведенных до этого ремонтов, результаты предыдущих обследований и др. Основное требование таково - в пределах диагностируемого участка трубопровод должен иметь постоянный внутренний диаметр и равнопроходную арматуру без выступающих внутри узлов и деталей.

На основании результатов оценки параметров трубопровода делается вывод о возмож-„Лти или невозможности пропуска по нему зондового прибора - дефектоскопа.

Подготовка трубопровода к пропуску дефектоскопа предусматривает:

очистку его полости от инородных предметов и различных отложений; пропуск по трубопроводу снаряда - шаблона; установку вдоль трассы трубопровода маркеров; подготовку камер пуска и приема.

Очистка полости трубопровода выполняется в два этапа. На первом этапе производится его очистка от грязи, парафиносмолистых отложений и инородных предметов очистным скребком. Необходимость данного этапа обуславливается тем, что металлические предметы (например, обломки электропроводов) и окалина регистрируются измерительной системой дефектоскопов как дефекты трубы, а отложения смолопарафиновых веществ - как нарушения геометрии сечения. На втором этапе производится очистка участка трубопровода от частиц черных металлов путем пропуска по нему специального магнитного скребка.

Если обследование участка трубопровода с помощью дефектоскопов производится впервые, то прежде чем пропустить по нему зондовый прибор, необходимо убедиться, что он свободно и беспрепятственно. проходит через обследуемый участок трубопровода. Для этого предусматривается пропуск по нему специального снаряда - шаблона. Снаряд - шаблон - это упрощенная металлоконструкция без блоков электроники и питания, тех же размеров, что и дефектоскоп.