Гофр - поперечная складка на поверхности трубы, образующаяся в сжатой зоне ее изгиба.

Вмятина - местное изменение формы поверхности трубы, образуемое в результате радиального воздействия на ее поверхность твердого тела.

Овальность угловатость – образуются в рез-те неправильной настройки сварочного калибра, износа оправки, смещения калибров. Овальность помеха для диагностирования н/п с помощью современных дефектоскопов. Овальность устанавливается с помощью профилометров.

Комплекс наружного обследования дефекта формы сечения включает следующие виды работ:

- привязку дефекта к ближайшим сварным швам - кольцевому и продольному, также его часовую ориентацию;

- визуально-инструменталтьный контроль поверхности трубы в районе дефекта;

- диагностику состояния металла в деформированных зонах методами неразрушающего контроля:

-магнитный;

- капиллярным;

-ультразвуковым;

Параллельно проводятся ультразвуковая толщинометрия и твердометрия. Особое внимание уделяется местам с максимальными значениями e_ост и сварным швам, пересекающих область гофр (вмятин).

При полигонных испытаний в режиме изменения давления дополнительно исследуются:

- радиальные перемещения центра вмятины;

-тензометрический контроль деформаций металла в местах с максимальными остаточными деформациями e_ост;

-акустико-эмиссионный контроль возможного развития трещин, внутренних расслоений, дефектов структуры металла и сварных швов;

-результаты циклического воздействия давления среды на изменение состояния металла в области вмятин;

-упруго-пластическое "выравнивание" гофр (вмятин) при воздействии повышенного и предельного внутреннего давлениясреды.

Параметры вмятин определяются двумя методами:

- на базе экспериментальных исследований деформирования вмятин:

- на базе теоретических исследований;

Применяются три критерия оценки состояния гофра (вмятины):

1. остаточная деформация металла в области дефекта (e);

2. приращение деформации при воздействии рабочего (нормативного) давления (De);

3. глубина дефекта (W₀)

Уровень опасности дефекта определяется по этим критериям:I - неопасный, II - опасный, III – недопустимый.

Токовихревые методы контроля. Области применения.

Электроиндуктивная (токовихревая) дефектоскопия основана на возбуждении вихревых токов переменным магнитным полем датчика дефектоскопа. Вихревые токи создают своё поле, противоположное по знаку возбуждающему. В результате взаимодействия этих полей изменяется полное сопротивление катушки датчика, что и отмечает индикатор. Показания индикатора зависят от электропроводности и магнитной проницаемости металла, размеров изделия, а также изменений электропроводности из-за структурных неоднородностей или нарушений сплошности металла.

Датчики токовихревых дефектоскопов выполняют в виде катушек индуктивности, внутри которых помещают изделие (проходные датчики), или которые накладывают на изделие (накладные датчики). Применение токовихревой дефектоскопии позволяет автоматизировать контроль качества проволоки, прутков, труб, профилей, движущихся в процессе их изготовления со значительными скоростями, вести непрерывное измерение размеров. Токовихревыми дефектоскопами можно контролировать качество термической обработки, оценивать загрязнённость высокоэлектропроводных металлов (меди, алюминия), определять глубину слоёв химико-термической обработки с точностью до 3%, рассортировывать некоторые материалы по маркам, измерять электропроводность неферромагнитных материалов с точностью до 1%, обнаруживать поверхностные трещины глубиной в несколько мкм при протяжённости их в несколько десятых долей мм.

Одним из новых является метод бесконтактной магнитометрической диагностики (БМД), разработанный ООО «ВНИИГАЗ» совместно с ООО "Газприбортехнология-М", более пяти лет применяемый для обследования линейной части магистральных газопроводов и газопроводов-отводов. Суть метода основана на дистанционном измерении с дневной поверхности земли собственных магнитных полей газопровода, изменения которых в локальной области коррелируют с физическим состоянием металла труб. Использование метода не предусматривает применения внешних генераторов или других дополнительных сооружений на трассе.

 

 

Методы обнаружения утечек нефти и нефтепродуктов на МН.

Визуальный метод

Визуальный метод наиболее прост, применяется уже давно и повсеместно. Его сущность заключается в обнаружении мест утечек из подземного трубопровода в ходе осмотра трассы с помощью обходчиков, автотранспорта, плавсредств и авиации.

Признаками наличия утечки являются:

- видимый выход на поверхность перекачиваемой нефти или нефтепродукта;

- изменение цвета (пожелтение) растительности;

- потемнение снежного покрова;

- появление пены или пузырей на поверхности воды.
Достоинства метода:

Простота обнаружения видимых утечек.

Недостатки:

1.Трудоемкость регулярного патрулирования с помощью обходчиков
наземного автотранспорта.

2.Ограниченные возможности патрулирования в труднодоступных местах трассы, в темное время суток при неблагоприятных погодных условиях.

3.Невозможность обнаружения мелких утечек до выхода перекачиваемого продукта на поверхность грунта или воды.

4.Большие затраты на применение авиации при патрулировании трубопроводов.

Метод понижения давления

Метод используется при стационарном режиме работы трубопровода и основан на сравнении гидравлических уклонов по длине трубопровода. При возникновении утечки гидравлический уклон до места утечки i₁ больше, чем ним i₂, а точка их пересечения указывает место утечки.

Достоинства метода:

- непрерывность контроля за появлением утечек;

- простота конструкции приборов и доступность в обслуживании;

- автоматическая обработка измеряемых величин и выдача результатов.
Недостатки:

- применим только при стационарном режиме перекачки;

- низкая чувствительность (обнаруживает утечки с расходом не мене 200 м³/ч);

- большая погрешность определения места утечки.

В настоящее время данный метод используется на трубопроводах Рейн-Майн, Роттердам-Рейн.

Метод отрицательных ударных волн

Метод основан на регистрации волн понижения давления, возникают в момент появления утечки и распространяющихся в обе стороны по проводу со скоростью звука (≈1 км/с).

Конструктивно метод реализуется следующим образом. По трассе трубопровода (практически на каждой задвижке) устанавливаются электронные преобразователи, информация с которых автоматически передается на диспетчерский пункт. При возникновении утечки отрицательная волна давления достигает электронных преобразователей, по обе стороны утечки. Время прибытия сигналов регистрируется в контрольном диспетчерском пункте, после чет ЭВМ по специальной программе обрабатывает поступающую информацию, определяя величину и место утечки.

Достоинства метода:

- эффективен для быстрого обнаружения значительных утечек;

- применим независимо от длины и конструкции линейной части трубопровода;

- обеспечивает непрерывной контроль за появлением утечек;

- простота и доступность в эксплуатации.
Недостатки:

- низкая чувствительность (Q_y > 100 м³/ч);

- большая погрешность определения места утечки (± 3 км).
Метод был применен на трубопроводе Роттердам-Рейн.

Метод сравнения расходов

Метод основан на постоянстве мгновенного расхода нефти (нефтепро­дукта) в начале и в конце участка трубопровода между НПС при отсутствии утечки и установившемся режиме перекачки.

На входе и выходе каждого участка трубопровода устанавливаются расходомеры турбинного или объемного типа, дистанционно связанные с ЭВМ, находящейся на центральном диспетчерском пункте. Информация с расходомеров о расходе нефти (нефтепродуктов) непрерывно поступает на вход ЭВМ.

В ЭВМ, с учетом температурной поправки, непрерывно производится сравнение расходов в начале и в конце каждого участка трубопровода. Если разность расходов превышает допустимый предел, установленный программой, выдается сигнал о появлении аварийной утечки.

Достоинства метода:

- быстрое обнаружение утечек при установившемся режиме перекачки;

- непрерывность и дистанционность контроля за появлением утечек;

- автоматическая обработка информации и выдача сигнала.
Недостатки:

- низкая чувствительность (Q_y> 50 м³/ч);

- не обеспечивает определения места утечки.

Данный метод широко применяется в США, Западной Европе и Японии.

Метод линейного баланса

Метод основан на постоянстве мгновенного и интегрального значений объемов перекачиваемой жидкости в начале и в конце трубопровода при отсутствии утечки и установившемся режиме перекачки.

Как и в методе сравнения расходов, данные о количестве перекачиваемой нефти (нефтепродукта) в начале и в конце участка трубопровода передаются на ЭВМ центрального диспетчерского пункта. В ЭВМ через определенные равнозначные промежутки времени (15...30 с) производится, сравнением объемов с учетом поправок на изменение температуры и давления.

Если разбаланс объемов нефти трубопровода (нефтепродукта) на входе и выходе участка превысит установленное значение, то включается аварийный сигнал о появлении утечки.

Для обнаружения менее значительной утечки и определения ее объема в ЭВМ производится суммирование и сравнение объемов нефти за более тельный период (1...2 ч).

Достоинства метода:

- быстрое обнаружение утечки;

- непрерывность и дистанционность контроля утечек;

- применимость при любой конструкции линейной части трубопровода.
Недостатки:

- низкая чувствительность (Qy > 5...20 м³/ч);

- не обеспечивает определения места утечки.
Метод широко применяется во многих странах мира

Радиоактивный метод V

 

Метод основан на регистрации радиоактивного излучения вещества (растворенный в жидкости изотоп), проникающего в грунт через сквозные повреждения в стенке трубопровода.

Радиоактивные изотопы должны обладать достаточной энергией гамма-лучей и периодом полураспада. Для обнаружения мест утечек изотопы подбирают для каждого конкретного участка трубопровода в зависимости от его протяженности и глубины залегания. Наибольшее распространение получили изотопы Na²⁴.

Пробку жидкости с повышенным содержанием изотопа между двумя разделительными поршнями прокачивают по трубопроводу.

Место утечки, для которого характерна повышенная остаточная радиоактивность, обнаруживается автономным зондовым прибором, перемещаемым по трубопроводу перекачиваемым продуктом. В герметичном корпусе размещены электронная аппаратура, источник питания и регистратор. Одновременно с записью пути ведется запись величины излучения, по которым при расшифровке записи определяют место утечки.

Можно применить и наземные регистрирующие приборы, но их чувствительность не всегда достаточна.

Достоинства метода:

-точное обнаружение мест незначительных утечек;

-эффективен при любом режиме перекачки.
Недостатки:

-метод представляет определенную опасность для обслуживающего персонала и небезопасен с экологической точки зрения.

Метод получил ограниченное применение.

Метод акустической эмиссии

Метод основан на регистрации высокочувствительными пьезоэлектрическими датчиками, расположенными на контролируемом участке трубопровода, сигналов акустической эмиссии от напряженного состояния стенки трубопровода, микротрещин от утечек жидкости. Акустическая эмиссия является результатом высвобождения энергии из материала, находящегося в напряженном состоянии. Высокочувствительные пьезодатчики, расположенные на поверхности трубопровода, воспринимают волны механических напряжений в трубопроводе, создаваемые утечкой жидкости (или газа) и преобразуют их в электрические сигналы.

Для определения местонахождения утечек нефти или нефтепродукта методом акустической эмиссии трубопровод нагружается повышенным внутренним давлением (на 10 % выше рабочего) или внешним нагружением (напримep, создают изгибающий момент с помощью проезда по трассе над трубопроводом тяжелого автотранспорта). Сигналы акустической эмиссии поступают от мест утечек и дефектов при нагружении трубы на пьезодатчик в виде импульсов энергии, скорость распространения которых связана с интенсивностью напряжения. Для обнаружения мест утечек разработано специальное оборудование анализа затухания и времени прихода импульсов акустической •миссии.

Достоинства:

- возможность контроля незначительных утечек (микроутечек); микротрещин и сильной коррозии в подземных трубопроводах с помощью наземной передвижной аппаратуры;

- высокая точность обнаружения дефектных мест в стенке трубопровода;

-возможность применения на трубопроводах (и емкости) любой конструкции, при транспорте и хранении любых продуктов;

-высокая достоверность результатов контроля.
Недостатки:

- значительные затраты времени на обследование участков трубопрово­дов большой протяженности;

высокая стоимость обследования (по данным американской фирмыPhiladelphia Elektronic - до 2 тыс. долл. на 1 км);

- для выполнения контроля необходима шурфовка, поскольку пьезодатчики с предусилителями должны устанавливаться на поверхности трубы;

- производительность обследования по данному методу зависит от годных и климатических условий;

- метод неприменим на трубопроводах, пролегающих в труднодоступно местности.

Метод акустической эмиссии как стандартный неразрушающий метод контроля в настоящее время находит широкое применение во многих отрас техники как за рубежом, так и в нашей стране.