В связи с интенсивным старением магистральных трубопроводных систем вопрос совершенствования интегральных методов их технического диагностирования имеет приоритетное значение. В процессе эксплуатации стальных трубопроводов на металл постоянно оказываются механические и температурные воздействия. Металл любой марки и толщины постепенно теряет свои характеристики за счет окисления, коррозии и усталостных процессов.
Со временем толщина стали становится критической, авария может произойти в самый неподходящий момент. В статье мастер сантехник расскажет о методах диагностики технологических трубопроводов.Причины необходимости оценки состояния труб
Жизнедеятельность города, напрямую зависит от состояния трубопроводных коммуникаций. Трубопроводные коммуникации городского коммунального хозяйства, подобны кровеносным сосудам живого организма. Всё пространство под урбанистической территорией пронизано артериями и венами современного города. Коммуникации - обеспечивают нормальную жизнедеятельность современного города. Оттого в каком состоянии находятся трубопроводные коммуникации, зависит комфортность проживания горожан, их здоровье и безопасность. Чистая вода, тепло, своевременное удаление отходов - всё это зависит от состояния трубопроводного городского хозяйства. И подобно элементам кровеносной системы, коммуникации весьма уязвимы - разрыв, или трещина в трубопроводах чреваты бедой.
Анализ причин аварий в сетях показывает, что из всей совокупности факторов, ведущих к нарушению герметичности линейной части этих сооружений, главную роль играют дефекты различного происхождения. Образование дефектов возможно на всех этапах жизненного цикла трубопровода: при производстве труб, при проведении строительно-монтажных работ, в процессе эксплуатации.
Трубопровод является труднодоступным подземным сооружением большой протяжённости, поэтому для обеспечения безопасной эксплуатации трубопроводов, и, соответственно, снижения затрат, необходимо реализовывать комплекс мер по совершенствованию технического обслуживания и ремонта трубопроводов, основанных на проведении систематического контроля трубопроводной системы.
До середины 90-гг. XX столетия главным методом оценки состояния трубопровода были предпусковые гидравлические испытания повышенным давлением. Однако такие испытания были не в состоянии выявить все дефекты, возникающие при эксплуатации трубопроводов. Параметры отдельных дефектов оказывались не столь значительными, чтобы явиться причиной разрушений в процессе «опрессовки», но достаточными для того, чтобы эти дефекты развивались под действием эксплуатационных факторов и служили причиной аварийных ситуаций в пределах нормативного срока службы трубопровода.
На современном этапе актуально проводить диагностическое обследование и оценку опасности выявленных дефектов без вскрытия протяжённых участков трубопровода на основе методов и средств неразрушающей диагностики состояния металла, в частности, внутритрубной диагностики. Полученная при этом информация позволяет достоверно оценивать техническое состояние трубопроводов, определять безопасные технологические режимы, устанавливать необходимость и очерёдность вывода участков трубопроводов в ремонт. Кроме того, наличие подобной информации позволяет прогнозировать остаточный ресурс трубопроводов и достоверно планировать сроки капитального ремонта.
В целом, диагностирования трубопроводов выполняется в следующих случаях:
- При планировании ремонтных работ с последующим их проведением;
- В качестве профилактики возможных неисправностей;
- Для оценки состояния труб после выполненного ремонта.
Методы диагностики
В наших городах, трубопроводная сеть, представлена в основном стальными, а иногда и чугунными трубами. Подвергать поверке состояние трубопроводов данного типа необходимо также, когда они уже используются, а не только перед вводом в эксплуатацию. Прежде чем запустить их, специалисты проверяют степень соответствия сварочных швов требованиям ГОСТ и СНиП, исследуют качество соединений и выясняют, сохранилась ли внутренняя целостность труб.
В настоящее время существуют четыре метода диагностики:
- Магнитооптическая дефектоскопия. Позволяет увидеть с помощью магнитного потока дефекты, присутствующие в ферримагнитном материале. Определить с достаточной точностью их глубину данным способом нельзя.
- Ультразвуковая диагностика. Данным способом проверяется качество соединения компонентов трубопроводов, работающих под высоким давлением и на АЭС. Обусловлено это абсолютной безопасностью ультразвука трубным изделиям. В принцип обнаружения дефектов заложена способность волн ультразвукового диапазона легко проникать сквозь однородный материал. При наличии препятствий волны отражаются.
- Опрессовка повышенным давлением. Такая проверка труб применяется уже достаточно давно. Невысокая себестоимость работ – одно из несомненных достоинств данного способа. Инертные газы, газовая смесь или водяной пар нагнетаются в трубопровод так, чтобы создать внутри него давление, в 5 раз превышающее рабочее. Затем производится осмотр стыков, швов и мест соединения котельного оборудования и труб. Определение участков, в которых происходят утечки пара, осуществляется по наличию на них конденсата. Так выполняется диагностика в многоквартирных домах бытовых систем отопления и водоснабжения во время проведения в летнюю пору года плановых ремонтно-профилактических работ.
- Видеодиагностика. Её иное название — теледиагностика. Данный метод позволяет визуально оценить состояние трубопровода. Для анализа используется информация, зафиксированная специальными видеокамерами, смонтированными на проталкиваемом стеклопластиковом прутке, или на роботах. Роботы, перемещаясь внутри магистрали, снимают всё, что встретят на своём пути. Затем изображение анализируется. Эта техника способна выявить грубые нарушения целостности труб, протечки на сегментах в грунтах или закрытых тоннелях, места образования крупных засоров и илистых отложений. Такую методику приняли на вооружение многие профильные строительные компании, поэтому данный метод диагностирования заслуживает отдельного разговора.
Экспертиза промышленной безопасности трубопроводов
Помимо магистральных трубопроводов, сегодня существует ещё несколько видов трубопроводного транспорта. К ним относятся технологические трубопроводы, расположенные на территории предприятий и обеспечивающие проведение технологического процесса, а также эксплуатацию оборудования. Кроме того, в их число входят промысловые трубопроводы, по которым осуществляется транспортировка газа и нефти и проч.
Проводить экспертизу промышленной безопасности необходимо тех из них, которые подпадают под действие Федерального Закона за номером 116-ФЗ. Выполнять эту процедуру имеют право организации, имеющие соответствующую лицензию.
Начинается экспертиза промышленной безопасности с внимательного изучения документации на инженерную коммуникацию. Определив по «бумагам» наиболее опасные участки, сопоставив проектное и фактическое расположение трубопровода, и выяснив, соответствовали ли условия эксплуатации требованиям СНиП, специалисты приступают к техническому диагностированию исследуемого объекта.
Сначала проводится наружный и (при наличии возможности) внутренний осмотр. На данном этапе выявляются участки трубы с нарушенной формой, дефекты металла и изоляции, определяется состояние сварных швов. По статистическим данным большинство случаев выхода технологических трубопроводов из строя обусловлено процессами коррозии. Для определения внутренних дефектов могут использоваться все вышеперечисленные методы.
По завершении диагностики средствами неразрушающего контроля возможно проведение пневмо- и гидроиспытаний (воздухом под давлением или водой). Однако их целесообразность является предметом споров экспертов в этой отрасли. Одни говорят, что гидроиспытания ухудшают трещиностойкость и пластичность металла. Другие же утверждают, что без проведения функциональных испытаний и без комплексного контроля получить достоверную информацию о соответствии конструкции требованиям СНиП невозможно. Ведь оборудование может подвести, например, при некорректной настройке дефектоскопа либо по причине неверного подбора пьезоэлектрического преобразователя. Поэтому возникает опасность, что после запуска трубопровод вновь даст течь.
Нужно понимать, что проведение испытаний сопряжено для владельцев трубопроводов с техническими проблемами, связанными с остановкой производственного цикла. По этой причине во время проведения экспертизы между заказчиком и организацией-исполнителем могут возникнуть спорные моменты. Поэтому одним из приоритетных направлений развития технологий экспертизы промышленной безопасности является адаптация методик неразрушающего контроля к условиям процесса диагностирования без необходимости вывода трубопровода из эксплуатации.
Заключение
При проведении диагностики трубопроводов, для установления состояния обследуемого трубопровода, возможно применение различных методов диагностики, учитывая конструктивные особенности трубопровода, вида (состава) транспортируемого продукта и скорости его перемещения, климатических условий, рельефа местности и т.д., а для более точного определения технического состояния требуется проведение контроля несколькими диагностическими методами.
В продолжение темы посмотрите также наш обзор Современные методы бестраншейного ремонта трубопроводов