Существует много различных методов диагностики трубопроводов, мы затронем некоторые из них, с акцентом на опыт нашей компании «ОИР «Поиск».
Разделим существующие методы по назначению на две основные группы:
- Для обследования открытых участков трубопроводов со свободным доступом к их поверхности.
- Для диагностирования интервалов, скрытых под землёй или в строительных конструкциях.
Как правило, наибольший интерес у заказчиков представляет вторая группа, с неё и начнём. Разумеется, не все технологии широко распространены и не все они входят в систему неразрушающего контроля.
С условиями и ценами услуги диагностики трубопроводов теплосетей, сетей водоснабжения и газораспределения вы можете ознакомиться пройдя по ссылке или на главной странице соответствующего раздела, а в данной статье мы кратко опишем основные технологии.
Способы дистанционного обследования
- Внутритрубные снаряды. Для магистральных нефте- и газопроводов этот способ диагностики является основным для контроля технического состояния труб. На тепловых сетях и водопроводах они тоже применяются, но выборочно, из-за особенностей, которые мы затронем далее.Плюсы и минусы метода:+ наибольшая эффективность (конечно не 100%, но выше прочих методов);
+ снаряд может оснащаться различным составом измерительных средств;
+ высокая скорость обследования;
— высокая стоимость;
— остановка эксплуатации магистрали на время диагностики;
— при отсутствии устройства запасовки снаряда, необходимо вырезать часть трубы;
— в городских условиях и на территории компрессорных станций (КС) проблематично использовать снаряды из-за малых диаметров труб и большого количества отводов и оборудования.Трудности в использовании внутритрубных снарядов обуславливают необходимость поиска и применения других технических средств.
- Wavemaker. Следующим после внутритрубной диагностики мы выделим прибор Wavemaker. Мы наблюдали примеры его работы на тепловых сетях.
Принцип работы основан на акустическом эхо-методе, прибор использует более длинные волны в сравнении с традиционным ультразвуковым контролем. Преобразователь излучает направленный сигнал и принимает его отражение, как от границ среды, так и от некоторых дефектов и конструктивных элементов (сварных стыков).
Плюсы и минусы технологии:+ не требуется остановка эксплуатации трубопровода;
+ в сравнении с бесконтактными технологиями фиксирует более мелкие неоднородности;
— среднее рабочее расстояние составляет 10-20 метров от преобразователей;
— дорогостоящее оборудование;
— обслуживание и обучение за рубежом.
На фото: внутритрубный снаряд компании «Транснефть-Диаскан» и система Wavemaker G3. Фотографии из сети интернет.
Далее рассмотрим методы, которые применяют специалисты компании «ОИР «Поиск».
- Бесконтактная магнитометрическая диагностика (БМД). Относится к магнитным методам контроля. С 2008 года мы работаем именно по методике компании «Энергодиагностика», поскольку существуют и другие производители оборудования, работающего по тому же принципу, но с другими наименованиями.
Оборудование измеряет напряженность магнитного поля рассеяния (Hp), далее рассчитывается градиент (скорость её изменения) и другие параметры. По аномальным изменениям этих характеристик метод позволяет выделить зоны концентрации напряжений, которые косвенно связаны как с текущим состоянием трубопроводов, так и дают возможность выделить потенциальные аварийно-опасные интервалы.
Плюсы и минусы метода:+ высокая скорость работы;
+ невысокая стоимость;
+ точная привязка выявленных аномалий по метражу или GPS;
+ не требуется подготовка поверхности трубопроводов;
+ получаем сопутствующую информацию о некоторых других элементах конструкций (например, по тепловым сетям – нарушения работы скользящих опор, разрушение армированных бетонных плит перекрытия канала);
— значительное отдаление от поверхности труб затрудняет фиксацию сигналов, создаваемых мелкими дефектами;
— металлические объекты над магистралью (автомобили, гаражи и др.) негативно влияют на качество обследования;
— существенное количество дефектов не сопровождается значительным изменением напряженно-деформированного состояния трубопроводов и, следовательно, не определяется.Безусловно, мы можем охарактеризовать этот метод диагностики как один из самых доступных и точных. Несмотря на указанные минусы, в нашем случае около 70% контрольных шурфов подтверждают наличие дефектов в зонах выявленных аномалий. Степень опасности выявленных дефектов необходимо дополнительно уточнять традиционными методами неразрушающего контроля.
На фото: внешний вид одной из многих конфигураций оборудования – датчик Тип-11 с прибором ИКН 3м-12 и курвиметром. Магнитограмма полученного сигнала.
- Акустическая томография (АТ). Данный метод можно отнести к вибродиагностике, разрабатывается компанией «Рент Технолоджис».
По границе движущейся жидкой среды и трубопровода создается трение и вибрации, которые различаются по частоте и амплитуде под влиянием неоднородности внутренней поверхности труб, толщины стенки, отводов, зон концентрации напряжений, утечек рабочей среды.
«Акустика» активно используется на тепловых сетях и водопроводах, в рамках тестовых испытаний на нефтепроводах также получены положительные результаты.
Оптимальное расстояние между точками доступа к трубопроводу для данного метода – от 60 до 200 метров, для режима диагностики требуется интенсивное движение рабочей среды и давление более 1,5 атм, при поиске утечек достаточно только давления. Методические рекомендации СО 153-34.0-20.673-2009 содержат алгоритм оценки остаточного ресурса (время наработки на отказ) для трубопроводов тепловых сетей.
Плюсы и минусы метода:+ высокая скорость работы;
+ невысокая стоимость;
+ не требуется подготовка поверхности трубопроводов;
+ приемлемая погрешность по местоположению дефектов (2-3% от длины исследуемого участка);
— уровень сигналов сильно зависит от длины интервала и скорости потока рабочей среды, что влияет на точность количественной оценки;
— шумы от насосов, врезок малых диаметров и утечек воды могут ограничивать возможности применения АТ на некоторых участках.
На фото: акустический томограф «Каскад-2» и пример аудиограммы обследованного участка тепловых сетей.
Краткий итог по методам дистанционной диагностики состоит в том, что при отсутствии возможности применения внутритрубных снарядов, целесообразно использовать несколько видов обследования, чтобы компенсировать недостатки отдельно взятой технологии.
По результатам диагностики вы получите сигналы (аномалии), которые только косвенно могут указывать на какие-либо дефекты, для оценки фактического состояния металла требуется выбрать места для контрольных шурфов с дополнительным дефектоскопическим контролем (ДДК) традиционными контактными методами НК.
Неразрушающий контроль
Проводится в точках прямого доступа к трубопроводу. О традиционных методах неразрушающего контроля (НК) есть огромное количество информации в интернете, поэтому мы затронем эту тему коротко.
К методам неразрушающего контроля трубопроводов, которые применяют специалисты компании «ОИР «Поиск», относятся:
- Ультразвуковая толщинометрия (УЗТ). Позволяет измерить фактическую толщину стенки трубопровода в выбранной точке. Она требуется для оценки уровня износа и расчёта на прочность. Необходима зачистка поверхности металла, в зонах с язвенным характером коррозионных повреждений может потребоваться выравнивание металла под контактную поверхность преобразователя.
- Визуальный и измерительный контроль (ВИК). Позволяет сопоставить геометрические размеры и конструкцию с проектной и нормативной документацией, зафиксировать видимые нарушения, измерить глубину язв, дефектов сварных соединений и других нарушений.
Телеинспекцию мы упоминаем здесь же, т.к. она является видом дистанционного визуального обследования.
На фото: тепловая аэросъёмка трубопроводов тепловых сетей и применение универсального шаблона сварщика (УШС) при проведении ВИК.
- Электрический контроль (ЭК). Позволяет оценить наличие и степень опасности влияния блуждающих токов, как значимого фактора интенсификации коррозии.
- Твердометрия. Измерение твердости металла служит для определения способности материала сопротивляться деформации.
- Тепловой контроль (ТК) позволяет обследовать эффективность теплоизоляции труб, а также зафиксировать участки с повышенной влажностью в лотках и каналах тепловых сетей.
Специалисты компании «ОИР «Поиск» оказывают услуги технического диагностирования магистральных и абонентских трубопроводов с 2008 года. География выполненных работ затрагивает большинство регионов России от Смоленска до Красноярска и от Салехарда до Ставропольского края. Также мы работали на нескольких объектах в Казахстане и участвовали в совместной работе с другими компаниями в Молдавии, Болгарии и Румынии.
