Комплексная оценка состояния участка магистрального трубопровода

Техническая оценка участков МГ должна включать в себя следующие этапы:

- анализ информации, содержащейся в техническом паспорте и банке данных;

- техническое обследование участка (рис.1);

- анализ результатов;

- определение степени опасности дефектов;

- оценка общего напряженно-деформированного состояния участка и его отдельных мест;

- оценка работоспособности участка;

- принятие решений о дальнейшей эксплуатации (или ремонте) и о технических мероприятиях по восстановлению несущей способности участка.

Принципиальная последовательность оценки состояния участка МГ представлена на рис.2.

По результатам выполненных работ по натурному обследованию участка МГ оформляются заключение или отчет, в которых должны быть отражены:

а) по пикетное описание фактического состояния трубопровода;

б) рекомендации для разработки технического проекта ремонтно-восстановительных и укрепительных мероприятий, инженерно-гидрологических работ, предотвращающих обводнение грунтов и регулирующих режимы стока поверхностных вод, выбора тепловых и гидравлических режимов эксплуатации;

в) предложения по проведению дополнительных изысканий и исследований.

Результаты натурных обследований участка должны оформляться актами, формы которых разрабатываются в специализированных инструктивных документах по каждому виду работ.

Для всех потенциально-опасных участков МГ, выявленных в результате натурного обследования МГ, необходимо выполнить оценку напряженно-деформированного состояния (НДС). Определение НДС опасного участка должно производиться по специально разработанным методикам, применительно к следующим участкам:

- подземный участок МГ;

- надземный многопролетный газопровод;

- однопролетный балочный надземный переход;

- висячий переход;

- вантовый переход (различных конструкций);

- участки в непроектном положении;

- подводный переход;

- переход под автомобильной или железной дорогой в футляре;

- перемычки между основными нитками МГ;

- участок в зоне действия оползня;

- участок в зоне протекания карстовых явлений.

Каждый из потенциально-опасных участков подвергается расчету на прочность и устойчивость и их оценке в соответствии с нормами и отраслевыми рекомендациями.

В некоторых случаях расчету НДС по данным натурного обследования должны предшествовать расчеты участка МГ на прочность и устойчивость по проектному положению. Полученные результаты используются для сравнения с результатами расчетов по методике, предназначенной для оценки НДС фактического положения участка на основании данных съемки участка.

Для такой оценки могут привлекаться компетентные специализированные организации или специалисты.

На основании анализа и оценки результатов технического обследования участка МГ, а в необходимых случаях также на основании оценки его напряженно-деформированного состояния должны быть приняты соответствующие выводы и решения относительно дальнейших условий эксплуатации участка.

Система принятия решений должна включать в себя:

- оценку работоспособности участка;

- оценку его ресурса;

- заключение о выводе участка МГ в ремонт или об условиях его эксплуатации и периодичности обследования.

- немедленная остановка эксплуатации для проведения ремонтно-восстановительных работ;

Такими решениями могут быть:

-немедленная остановка эксплуатации для проведения ремонтно-восстановительных работ;

- продолжение эксплуатации с ограничениями по технологическим параметрам МГ и введением дополнительных осмотров, неразрушающего контроля и технической диагностики с периодичностью, обеспечивающей безопасную его эксплуатацию;

-продолжение эксплуатации без ограничений до очередного планово-предупредительного ремонта или капитального ремонта.

КЛАССИФИКАЦИЯ ДЕФЕКТОВ ТРУБ

Все дефекты труб МГ можно разделить на следующие классы: отклонение оси трубы от проектного положения; нарушение формы поперечных сечений труб; дефекты стенки трубы и сварных соединений; дефекты изоляции; комбинированные дефекты; недопустимые конструктивные элементы, соединительные детали, не соответствующие требованиям СНиП 2.05.06-85.

Дефекты первого класса

К первому классу относят: - всплывшие участки трубопровода; - арочные выбросы и выпучины; - провисы, просадки.

К всплывшим участкам относят участки магистрального газопровода, потерявшие проектное положение оси в обводненном грунте с выходом на поверхность воды. Анализ и оценку несущей способности таких участков можно оценивать, используя Рекомендации.

К арочным выбросам относят участки магистрального газопровода, потерявшие при эксплуатации проектное положение оси с выходом на дневную поверхность. По форме арочные выбросы подразделяются:

- на симметричные и несимметричные (в виде одной полуволны синусоиды);

- на косогоре, со смещением оси в вертикальной плоскости;

- типа "змейки" в горизонтальной плоскости, с двумя и более полуволнами.

К выпучинам относят участки трубы, выпучившиеся в результате морозного пучения грунтов, обычно при промерзании талых грунтов, вмещающих трубопровод.

К провисам относят оголенные участки трубы без опирания на грунт, возникающие, например, в результате карстовых явлений или оттаивания вечномерзлых грунтов.

К просадкам относят участки трубы на глинистых и лессовых грунтах, ось которых при повышении влажности выше определенного значения опускается ниже проектного уровня, или участки труб, проседающие при оттаивании вечномерзлых грунтов.

Дефекты второго класса

Ко второму классу относят - овальность трубы; - вмятины; - гофры.

Овальность сечения - дефект геометрической формы сечения трубы (трубопровода), возникающий в результате превращения начального кольцевого сечения трубы в эллиптическое. Овальность сечений образуется при действии значительных внешних поперечных (радиальных) нагрузок на трубу (трубопровод). Овальность сечения определяется как отношение разности между максимальным Д и минимальным Д диаметрами в одном и том же сечении к номинальному диаметру. Оценка работоспособности такого участка определяется согласно Рекомендациям.

Вмятина - местное изменение формы поверхности трубы, не сопровождающееся утонением стенки. Вмятина образуется в результате взаимодействия трубы с твердым телом, не имеющим острых кромок. Это взаимодействие может быть как статическим, так и динамическим.

Вмятина имеет, как правило, плавное сопряжение с остальной поверхностью трубы и поэтому не вызывает пиковой концентрации напряжений. В области вмятины имеются значительные остаточные изгибные (по толщине стенки трубы) пластические деформации. Эти деформации возникают как в поперечных, так и в продольных сечениях вмятины, но обычно максимальные их значения имеют место в поперечном (кольцевом) направлении.

Вмятина характеризуется поверхностными размерами (вдоль трубы и в кольцевом направлении) и глубиной.

При обследовании МГ следует обращать внимание на возможность наличия вмятины в зоне нижней образующей газопровода. Зона нижней образующей (5-6-7 часов) является наиболее подверженной образованию вмятин, как в процессе сооружения, так и эксплуатации.

Гофр - поперечная складка на поверхности трубы. Характеризуется глубиной, которую обычно соизмеряют с толщиной стенки трубы.

Гофры обычно образуются при изоляционно-укладочных работах или при холодном изгибе труб. В редких случаях гофры могут образовываться в процессе эксплуатации МГ на углах поворота трассы при значительных перемещениях криволинейного участка МГ вследствие действия внутреннего давления и температуры и при прохождении трубопровода в слабонесущих грунтах.

Дефекты третьего класса

К третьему классу относят дефекты стенок труб металлургиче ского происхождения и образовавшиеся при транспортировке, сооружении и эксплуатации МТ и дефекты сварных соединений.

К дефектам стенок труб металлургического происхождения относят – трещины, расслоения, закаты, плены, рванины, ликвации, риски.

Трещины - узкий разрыв металла, направленный к поверхности стенки трубы под углом, близким к 90°. Могут быть сквозными и несквозными.

Расслоение - несплошности металла, ориентированные параллельно поверхности стенки трубы.

Расслоение с выходом на поверхность– расслоение, выходящее на внешнюю или внутреннюю поверхность стенки трубы.

Расслоение в околошовной зоне – расслоение, примыкающее к сварному шву.

Закат - несплошности металла в направлении прокатки листа на значительной длине.

Плена - отслоение металла различной толщины и размера, вытянутое в направлении прокатки и соединенное с основным металлом одной стороной.

Рванина - раскрытый глубокий окисленный разрыв поверхности металла разнообразного очертания, расположенный поверх или под углом к направлению прокатки.

Ликвация - повышенное содержание неметаллических включений.

Риска - продольная канавка, образовавшаяся в результате взаимодействия трубы с острыми выступами при прокатке (изготовлении) труб.

К дефектам стенок труб, образовавшихся при транспортировке труб, сооружении и эксплуатации МТ относятся соответственно - утонения стенки трубы на значительной площади, локальные повреждения стенки трубы как единичные, так и групповые, линейно-протяженные дефекты.