Способ обследования трубопровода, подверженного коррозионному растрескиванию под напряжением

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано при обследованиях трубопроводов, подверженных коррозионному растрескиванию под напряжением (КРН). Производят поиск диагностических признаков условий возникновения КРН - одновременное наличие в шурфе: оглеения грунта вокруг трубопровода, наличие отслоений изоляционного покрытия трубопровода и наличие более 10% сидерита в общей массе продуктов коррозии под изоляционным покрытием трубопровода. Дополнительное вскрытие трубопровода шурфом осуществляют до обнаружения отрезков трубопровода длиной не менее 5 метров, характеризующихся отсутствием диагностических признаков условий возникновения КРН. Проведение на вскрытом трубопроводе поиска стресс-коррозионных дефектов (СКД) осуществляют вне обнаруженных отрезков трубопровода с установлением границы подверженного КРН дефектного участка трубопровода. По результатам обследования назначают ремонтные мероприятия. Сокращает объем работ по вскрытию и обследованию трубопровода, а также повышает достоверность определения границ участка, подверженного КРН трубопровода. 3 ил.

 

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано при обследованиях трубопроводов, подверженных коррозионному растрескиванию под напряжением (КРН), по результатам которых определяют ремонтные мероприятия, позволяющие обеспечить безаварийную эксплуатацию трубопроводов.

Наиболее близким к предлагаемому является способ обследования трубопровода, подверженного КРН, заключающийся в диагностировании трубопровода с помощью магнитного внутритрубного снаряда-дефектоскопа, определении местоположения дефектной зоны трубопровода по результатам диагностирования, вскрытии дефектной зоны трубопровода шурфом, поиске стресс-коррозионных дефектов (СКД) вдоль поверхности вскрытой шурфом дефектной зоны трубопровода, нахождении по полученным данным о СКД дефектного участка трубопровода, подверженного КРН, дополнительном вскрытии трубопровода шурфом в противоположных относительно дефектной зоны направлениях, проведении на вскрытом шурфом трубопроводе поиска СКД и определении границ дефектного участка трубопровода, подверженного КРН (см. Инструкция по обследованию и ремонту газопроводов, подверженных КРН, в шурфах ВРД 39-1.10-023-2001, М., ИРЦ Газпром, 2001, с.5-11).

Основным недостатком этого способа является необходимость поочередного обследования и вскрытия трубопровода по результатам обследования. При этом для определения границ участка трубопровода, подверженного КРН, необходимо обследовать все вскрываемые трубы и делать перерывы в обследовании во время вскрытия очередной части трубопровода. Такой порядок работ приводит к необходимости вскрытия и подготовки к обследованию (снятие изоляционного покрытия, очистка труб от грунта и продуктов коррозии, подготовка шурфов и т.п.) всего участка трубопровода, подверженного КРН. Другим недостатком способа является низкая достоверность определения границ участка, подверженного КРН. Это связано с тем, что некоторые трубы проявляют устойчивость к КРН и могут не растрескаться даже при наличии внешних условий КРН. При обследовании таких труб на них не будут обнаружены стресс-коррозионные дефекты и граница дефектного участка может быть ошибочно установлена на одной из этих труб, при этом следующие за ней трубы могут оказаться дефектными.

Техническим результатом, на который направлено данное изобретение, является сокращение объемов работ по вскрытию и обследованию трубопровода, а также повышение достоверности определения границ участка трубопровода, подверженного КРН.

Данный технический результат достигается за счет того, что в способе обследования трубопровода, подверженного КРН, заключающемся в диагностировании трубопровода с помощью магнитного внутритрубного снаряда-дефектоскопа, определении местоположения дефектной зоны трубопровода по результатам диагностирования, вскрытии дефектной зоны трубопровода шурфом, поиске стресс-коррозионных дефектов (СКД) вдоль поверхности вскрытой шурфом дефектной зоны трубопровода, нахождении по полученным данным о СКД дефектного участка трубопровода, подверженного КРН, дополнительном вскрытии трубопровода шурфом в противоположных относительно дефектной зоны направлениях, проведении на вскрытом шурфом трубопроводе поиска СКД и определении границ дефектного участка трубопровода, подверженного КРН, перед проведением поиска СКД на вскрываемых участках трубопровода производят поиск диагностических признаков условий возникновения КРН, в качестве которых используют одновременное наличие в шурфе оглеения грунта вокруг трубопровода, наличие отслоений изоляционного покрытия трубопровода и наличие более 10% сидерита в общей массе продуктов коррозии под изоляционным покрытием трубопровода. Дополнительное вскрытие трубопровода шурфом осуществляют до обнаружения отрезков трубопровода длиной не менее 5 метров, характеризующихся отсутствием диагностических признаков условий возникновения КРН. Проведение на вскрытом шурфом трубопроводе поиска СКД осуществляют вне обнаруженных отрезков, а определение границ дефектного участка трубопровода, подверженного КРН, производят путем установления каждого из них в направлении от дефектной зоны трубопровода на расстоянии 0,2 метра от наиболее удаленного от нее стресс-коррозионного дефекта.

Способ обследования трубопровода, подверженного КРН, поясняется с помощью фиг.1, 2 и 3. На фиг.1 показан трубопровод после его вскрытия шурфом по результатам пропуска внутритрубного снаряда-дефектоскопа. На фиг.2 изображен трубопровод после обнаружения отрезков, характеризующихся отсутствием диагностических признаков условий возникновения КРН, а на фиг.3 - трубопровод после определения границ участка, подверженного КРН.

На фиг.1 показаны трубопровод 1, дефектная зона 2, определенная по результатам диагностирования трубопровода 1 с помощью магнитного внутритрубного снаряда-дефектоскопа, и шурф 3, которым вскрыта дефектная зона 2. На фиг.2 показаны направления 4 дополнительного вскрытия трубопровода 1 шурфом 3, отрезки 5 трубопровода 1 длиной не менее 5 м, характеризующиеся отсутствием диагностических признаков условий возникновения КРН и их границы 6, отделяющие отрезки 5 от участка 7 трубопровода 1, на котором обнаружены диагностические признаки условий возникновения КРН. На фиг.2 показаны также грунтовые перемычки 8, необходимые для предотвращения провисания вскрытого участка трубопровода 1. На фиг.3 показаны направления 9 поиска СКД, местоположения 10 наиболее удаленных от дефектной зоны 2 СКД, границы 11 подверженного КРН дефектного участка 12 трубопровода 1.

Способ осуществляется следующим образом. По участку трубопровода 1, на котором запланировано проведение обследования, пропускают магнитный внутритрубный снаряд-дефектоскоп с поперечным намагничиванием. По результатам пропуска снаряда-дефектоскопа определяют места расположения дефектной зоны 2 с продольными дефектами. В месте расположения дефектной зоны 2 отрывают шурф 3, определяют координаты дефектной зоны 2 на трубе (см. фиг.1) по данным внутритрубной дефектоскопии (ВТД), дефектную поверхность трубы зачищают шлифмашинкой до металла, определяют наличие и характер дефектов, а также оценивают условия возникновения КРН в шурфе.

Условия возникновения КРН в шурфе 3 оценивают по трем диагностическим признакам - наличию оглеенного грунта вокруг трубопровода 1, наличию отслоений изоляции (гофр, мешков, карманов, сладок и т.п.) и наличию продуктов коррозии, содержащих не менее 10% сидерита, под отслоившимся изоляционным покрытием. Следует отметить, что для идентификации условий возникновения КРН необходим и достаточен только третий признак - наличие продуктов коррозии, содержащих не менее 10% сидерита под отслоившимся изоляционным покрытием. Поскольку сидерит образуется в анаэробных условиях с участием воды в случае его образования на поверхности трубы, в шурфе 3 обязательно будет присутствовать оглеение грунта, формирование которого также связано с воздействием воды. В связи с изложенным следует указать, что первые два признака, являющиеся вспомогательными (необходимыми, но не достаточными), обеспечивают условия возникновения КРН. Их используют для ускорения и облегчения процедуры оценки условий возникновения КРН, поскольку трудоемкость определения различных признаков не одинакова. Для идентификации оглеения грунта достаточно вскрыть трубопровод 1 до нижней образующей. Для определения отслоений изоляции необходимо дополнительно очистить трубопровод 1 от грунта и, в большинстве случаев, также удалить обертку. Для идентификации продуктов коррозии, содержащих не менее 10% сидерита, необходимо дополнительно удалить изоляционное покрытие и выполнить химический или визуальный анализ продуктов коррозии. Вместе с тем, если в шурфе 3 отсутствует хотя бы один из диагностических признаков условий возникновения КРН, каждый из которых является необходимым, вывод об отсутствии условий возникновения КРН может быть сделан без определения остальных признаков. При этом после обследования не потребуется восстанавливать изоляционное покрытие трубопровода 1.

Наличие оглеенного грунта определяют по изменению цвета (потемнению) грунта, прилегающего к трубопроводу 1. Цвет грунта оценивают на торцевых стенках шурфа 3 и в отвале грунта, выбранного из шурфа 3 (см. фиг.1). При оценке оглеения достаточно, чтобы оно было обнаружено в любом месте стенки шурфа 3 или отвала. Наличие отслоений изоляционного покрытия оценивают после удаления обертки с поверхности изоляции. Для этого изоляцию исследуют визуально на предмет обнаружения видимых отслоений (гофр, складок и т.п.), а также ощупывают пальцами для обнаружения отслоений, не связанных с нарушением геометрии поверхности изоляции. При этом под изоляцией прощупывают аномальные зоны (продукты коррозии, пустоты и т.п.) и в местах, где они имеются, протыкают изоляцию острым предметом (например, ножом) под острым углом к трубе. Наличие продуктов коррозии, содержащих не менее 10% сидерита, определяют химическими методами или визуально по их цвету, который является светлым (белым, светло-серым или светло-коричневым).

После подтверждения наличия СКД и условий возникновения КРН в шурфе 3 продолжают его разработку в противоположных относительно дефектной зоны 2 направлениях 4 (см. фиг.2). В процессе вскрытия трубопровода 1 шурфом 3 постоянно отслеживают первый диагностический признак условий возникновения КРН - оглеение грунта. В случае, если при удлинении шурфа 3 на 25-30 метров оглеение вокруг трубопровода 1 не пропадает, приостанавливают вскрытие трубопровода 1 и проверяют на этом участке наличие второго диагностического признака условий возникновения КРН - отслоение изоляционного покрытия трубопровода 1. Для этого с трубопровода 1 снимают обертку и визуально осматривают поверхность изоляции. Если визуальные признаки отслоения изоляции отсутствуют, ее прощупывают руками и в местах ее возможного отслоения, которые идентифицируются на ощупь, протыкают ее острым предметом, например ножом, под острым углом к поверхности трубопровода 1. При обнаружении отслоений изоляции ее удаляют и определяют под ней наличие и состав продуктов коррозии. При наличии продуктов коррозии, содержащих более 10% сидерита, продолжают вскрытие трубопровода 1 шурфом 3, оставив грунтовую перемычку 8 для предотвращения провисания трубопровода 1. Ширина грунтовой перемычки 8 должна быть не менее 3-4 метров, а расстояние между перемычками 8 не более 30-40 метров (см. фиг.2). При расположении трубопровода 1 в слабонесущих грунтах ширина грунтовых перемычек 8 должна быть увеличена, а расстояние между ними уменьшено. В случае, если на отрезке 5 трубопровода 1 длиной не менее 5 метров не будет обнаружен хотя бы один из диагностических признаков условий возникновения КРН, вскрытие трубопровода 1 в соответствующем направлении прекращают и начинают поиск СКД в направлениях 9 к дефектной зоне 2 (фиг.3). При обнаружении СКД определяют местоположение 10 наиболее удаленного от дефектной зоны 2 стресс-коррозионного дефекта и, отступив от этой границы 0,2 м в направлении от дефектной зоны 2, обозначают на трубопроводе 1 несмываемой краской границу 11 подверженного КРН участка 12 трубопровода 1.

Следует отметить, что при реализации данного способа обследования не обязательно производить вскрытие трубопровода 1 по всей его протяженности. Если по результатам наземного обследования трассы трубопровода 1 представляется возможным ориентировочно определить границы 6 существования условий возникновения КРН, то можно, увеличив ширину грунтовых перемычек 8 до нескольких десятков метров, продолжить вскрытие трубопровода 1 непосредственно перед границей 6 участка 7 трубопровода 1 (фиг.2).

Пример.

Перед проведением обследования лупинга газопровода Ухта-Торжок 4 на участке 1142-1179 км по нему пропустили магнитный внутритрубный снаряд-дефектоскоп с поперечным намагничиванием. Для примера рассмотрим обследование одного из локальных дефектных участков.

Трубопровод 1 для обследования вскрыли в дефектной зоне 2, где по результатам внутритрубной дефектоскопии на трубе №1172 указан дефект №18 «Продольные канавки» длиной 272 мм, глубиной 26% от толщины стенки трубы, шириной 23 мм на 7,3 часа по ходу газа на расстоянии 4,07 м от кольцевого шва.

Первоначально вскрыли часть трубы №1172 шурфом 3, в месте расположения дефектной зоны 2 удалили с нее изоляционное покрытие и вихретоковым дефектоскопом провели поиск СКД. Обнаруженную дефектную зону 2 зачистили до металла шлифмашинкой. В результате визуального изучения дефектной зоны 2 с помощью лупы установили, что она содержит СКД. С использованием вихретокового дефектоскопа определили геометрические параметры дефектной зоны 2 (длина 200 мм, максимальная глубина 1,8 мм). На торцевых стенках шурфа 3 наблюдается оглеение грунта, прилегающего к нижней части трубопровода. Изоляционное покрытие отслоилось на большой площади, под ним обнаружены продукты коррозии белого цвета, содержащие 95-100% сидерита. Таким образом, в шурфе 3 имеются условия возникновения КРН.

Затем выполнили исследование трассы трубопровода 1 на участках, прилегающих к обнаруженной дефектной трубе, по результатам которого определили предполагаемые границы 6 участка 7 трубопровода 1, на котором возможно существование условий возникновения КРН. Первая предполагаемая граница определена вначале трубы №1172, вторая предполагаемая граница - на трубе №1174.

Трубу №1172 вскрыли полностью, очистили от изоляции и оценили условия возникновения КРН. На начальном участке трубы длиной 1 метр имеются лишь незначительные отслоения изоляции (узкие гофры), под которыми отсутствуют продукты коррозии, т.е. на этом участке трубы условия возникновения КРН отсутствуют. Выполнили обследование трубы вихретоковым дефектоскопом, в результате которого на трубе обнаружили еще семь стресс-коррозионных дефектов глубиной до 1,5 мм.

Шурф 3 продлили против хода газа на пять метров. В продленной части шурфа 3 на трубе №1171 отсутствуют отслоения изоляционного покрытия, что свидетельствует об отсутствии условий возникновения КРН на участке, прилегающем к внешнему краю шурфа, длиной шесть метров (пять метров трубы №1171 и один метр трубы №1172). Границу 11 дефектного участка 12, подверженного КРН, отмечают краской на расстоянии 0,2 м от крайнего дефекта, местоположение 10 которого находится на расстоянии 1,5-1,7 м от кольцевого шва, т.е. границу 11 отметили на расстоянии 1,3 м от кольцевого шва труб №№1171 и 1172.

При продлении шурфа 3 по ходу газа вскрыли трубу №1174 и прилегающие к ней участки труб №№1173 и 1175 длиной по два метра. По всей длине шурфа 3 имеются существенные отслоения изоляционного покрытия, под которым наблюдаются продукты коррозии белого цвета, содержащие 95-100% сидерита. На торцевой стенке шурфа 3 наблюдается оглеение грунта, прилегающего к нижней части трубопровода 1. На участке трубопровода 1, вскрытом по ходу газа, обнаружено двенадцать СКД, наибольший из которых имел максимальную глубину 2,5 мм и длину 600 мм.

Шурф 3 продлевают в направлении по ходу газа до тех пор, пока не будет вскрыт отрезок 5 трубопровода 1, на котором отсутствуют условия возникновения КРН, длиной пять метров. В результате были полностью вскрыты трубы №№1175 и 1176. Граница 4 существования условий возникновения КРН находилась на трубе №1176 на расстоянии 5 м от кольцевого шва труб №№1175 и 1176. Последний обнаруженный стресс-коррозионный дефект находится на расстоянии 4,0-4,2 м от этого шва. Граница дефектного участка 12, подверженного КРН, была обозначена на расстоянии 4,4 м от кольцевого сварного шва.

По результатам обследования заменены трубы №№1172-1174 и 0,65 м трубы №1175. Остальные обнаруженные дефекты устранены контролируемой шлифовкой.

Использование данного изобретения позволяет сократить объемы работ по вскрытию и обследованию трубопровода, а также повысить достоверность определения границ участка трубопровода, подверженного коррозионному растрескиванию под напряжением.

Способ обследования трубопровода, подверженного коррозионному растрескиванию под напряжением (КРН), заключающийся в диагностировании трубопровода с помощью магнитного внутритрубного снаряда-дефектоскопа, определении местоположения дефектной зоны трубопровода по результатам диагностирования, вскрытии дефектной зоны трубопровода шурфом, поиске стресс-коррозионных дефектов (СКД) вдоль поверхности вскрытой шурфом дефектной зоны трубопровода, нахождении по полученным данным о СКД дефектного участка трубопровода, подверженного КРН, дополнительном вскрытии трубопровода шурфом в противоположных относительно дефектной зоны направлениях, проведении на вскрытом шурфом трубопроводе поиска СКД и определении границ дефектного участка трубопровода, подверженного КРН, отличающийся тем, что перед проведением поиска СКД на вскрываемых участках трубопровода производят поиск диагностических признаков условий возникновения КРН, в качестве которых используют одновременное наличие в шурфе оглеения грунта вокруг трубопровода, наличие отслоений изоляционного покрытия трубопровода и наличие более 10% сидерита в общей массе продуктов коррозии под изоляционным покрытием трубопровода, дополнительное вскрытие трубопровода шурфом осуществляют до обнаружения отрезков трубопровода длиной не менее 5 м, характеризующихся отсутствием диагностических признаков условий возникновения КРН, проведение на вскрытом шурфом трубопроводе поиска СКД осуществляют вне обнаруженных отрезков, а определение границ дефектного участка трубопровода, подверженного КРН, производят путем установления каждой из них в направлении от дефектной зоны трубопровода на расстоянии 0,2 м от наиболее удаленного от нее стресс-коррозионного дефекта.