Мониторинг технического состояния трубопроводов: от авральных методов к долгосрочному планированию

Полноценная и безопасная эксплуатация трубопроводов — главная задача операторов трубопроводных систем. Внутритрубная диагностика (ВТД) выявляет дефекты, устранение которых обеспечивает безопасную эксплуатацию объекта.

Методика подготовки отчета

ВТД — обязательная процедура контроля состояния трубопроводов и должна проводиться с рекомендуемой (планируемой, расчетной) периодичностью.

Мониторинг — один из вариантов технического решения вопроса прогнозирования состояния трубопровода, основанный на сравнении нескольких последовательных (минимум двух) результатов ВТД. Выполнение ВТД одним исполнителем работ позволяет более достоверно оценить интересующие параметры, такие как положение, размеры и тип аномалий. Это эффективный подход к поддержанию целостности системы трубопроводного транспорта, применение которого логически оправдано при накоплении результатов повторных инспекций каждого отдельного участка трубопровода.

В 2016 году на основании сравнительного анализа результатов повторных процедур ВТД специалистами ООО «НПЦ «ВТД» была разработана методика подготовки отчета о мониторинге. Она прошла тестирование и была применена для проведения анализа сорока участков трубопроводов, находящихся в зоне ответственности ООО «Газпром трансгаз Москва».

В результате была сформирована максимально информативная структура типового отчета о мониторинге участков трубопроводов, предусматривающая следующие разделы.

1. Информация о документах.

В данном разделе приводится обзор результатов, представленных в отчетах о состоянии интересующего участка: даты проведения ВТД, типы применяемых внутритрубных инспекционных приборов, сравнение статистических данных (в виде графиков) о выявленных аномалиях.

2. Сопоставление дефектов и особенностей.

2.1. В данном разделе приводится результат сопоставления труб. Следует отметить, что в случае замены труб между инспекциями мониторинг состояния новых труб не осуществляется и в дальнейшей оценке эти трубы не участвуют.

2.2. Приводится детальное сравнение всех дефектов и особенностей каждой трубы. Результатом является информация о сопоставленных объектах (выявленных или необнаруженных).

Указанные обобщенные данные позволяют делать промежуточные выводы о количестве устраненных и появившихся дефектов, выявлять зоны аномальной коррозионной активности и мест возникновения стресс-коррозии [1].

При мониторинге упругопластических изгибов дополнительно проверяется изменение радиуса изгиба. Любое изменение — это сигнал для дополнительной проверки состояния трубы (даже при отсутствии прочих дефектов).

2.3. Приводится список труб с выявленными новыми опасными дефектами (дефектами категорий «А» и «В» в терминологии СТО Газпром 2-2.3-1050-2016 [2]) либо дефектами, категория опасности которых повысилась по сравнению с предыдущей инспекцией. Участки трубопровода с такими трубами требуют повышенного внимания, поскольку повышение степени опасности может свидетельствовать об изменении коррозионной активности грунта, нарушении работы электрохимической защиты или о появлении других неблагоприятных факторов для целостности трубопровода.

3. Определение скорости роста дефектов.

В данном разделе приводится информация о трубах с коррозионными дефектами (дефектами потери металла), изменение глубины которых превышает среднюю скорость роста дефектов на участке трубопровода или нормативные показатели. Скорость роста определяется для каждого сопоставляемого дефекта потери металла. Средняя скорость роста дефектов на участке трубопровода рассчитывается как среднее арифметическое скорости роста всех дефектов.

Аналогичным образом должна быть представлена информация о стресс-коррозионных дефектах.

4. Прогноз допустимого давления.

В данном разделе указываются трубы, на которых прогнозируемое давление безопасной эксплуатации с учетом скорости роста дефектов в течение пяти-десяти лет может стать ниже допустимого рабочего давления. Также даются рекомендации относительно сроков проведения ремонтных работ.

5. Рекомендации по осмотру труб.

В рамках подготовки отчета о мониторинге рассчитывается относительный прирост рангов опасности коррозионных дефектов в соответствии с нормативными документами (например, СТО Газпром 2-2.3-292-2009). Увеличение категории опасности трубы по результатам последней инспекции по сравнению с предыдущей свидетельствует о повышенной скорости роста глубины или длины дефектов при наличии внешних условий, стимулирующих этот рост. В данном разделе приводятся трубы, у которых прирост ранга превышает 10%. Такие трубы подлежат дополнительному дефектоскопическому контролю в плановом порядке.

На объектах ООО «Газпром трансгаз Москва»

Мониторинг участков трубопроводов, находящихся в зоне ответственности ООО «Газпром трансгаз Москва», позволил дать точную оценку их технического состояния и подготовить рекомендации по поддержанию максимально допустимого рабочего давления в системе транспорта газа. Средняя скорость роста коррозионных дефектов на рассмотренных участках составила 0,06 мм / год, что ниже нормативного значения (0,20 мм  / год в соответствии с СТО Газпром 2-2.3-691-2013). При этом были выявлены объекты с повышенными значениями средней (0,23 мм  /  год) и максимальной (1,34 мм/год) скорости роста дефектов. Прогноз изменения максимального допустимого рабочего давления показал, что на отдельных участках оно снизится на 30–46% от проектного при сохранении текущего технического состояния трубопроводов.

Высокие значения скоростей роста и изменения давления — серьезный повод к проведению наружного обследования, проверке работы средств защиты от коррозии и проверке состояния изоляционного покрытия труб с неблагоприятным прогнозом состояния по результатам мониторинга.

Сравнение и анализ результатов внутритрубной диагностики — необходимая составляющая безопасной эксплуатации трубопроводов. Использование данных мониторинга становится постоянной практикой, которая позволяет перейти от авральных методов ремонтных работ по результатам ВТД к долгосрочному планированию использования материальных, технических и людских ресурсов при поддержании целостности объектов трубопроводного транспорта [3]. 

Библиографический список

1. Выявление зон продольных трещин на фоне деформационной полосы на спиральношовных трубах / М.А. Шашков, Д.В. Новгородов, А.В. Дьячков, А.А. Ершов // Газовая промышленность. — 2021. — №1. — С. 94–95.

2. СТО Газпром 2-2.3-1050-2016 «Внутритрубное техническое диагностирование. Требования к проведению, приемке и использованию результатов диагностирования» / М.: ПАО «Газпром», 2016.

3. Варламов Д.П. Мониторинг дефектности и прогноз состояния магистральных газопроводов России / Д.П. Варламов, В.А. Канайкин, А.Ф. Матвиенко, О.И. Стеклов. — Екатеринбург: ООО «УИПЦ», 2012. — 254 с.