Оценка технического состояния труб с коррозионными дефектами по стандарту СТО Газпром

Размещено на http://www.allbest.ru/

Институт физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН, г. Екатеринбург

Оценка технического состояния труб с коррозионными дефектами по стандарту СТО Газпром

Новгородов Д.В.

Шлеенков А.С.

Аннотация

газпром корпоративный стандарт

В настоящей статье приводится обзор корпоративного стандарта СТО Газпром 2-2.3112-2007, его методологических и нормативных оснований, главной концепции и технических решений, которые регламентируются обозначенным документом.

Ключевые слова. Стандарт, норматив, газопровод, оценка работоспособности, дефект газопровода, коррозийный дефект, расчет дефекта, измерение нагрузок, технические расчеты, международные документы.

Введение

Увеличение риска аварий и отказов при эксплуатации магистральных газопроводов объективно связана с проблемой обеспечения надёжности и безопасности трубопроводного транспорта. Строительство газопроводов характеризуется значительными экономическими потерями, ухудшением технического состояния линейной части и исчерпанием эксплуатационного ресурса. В различных специфических природно-климатических и рельефных условиях обеспечение надежной и безопасной эксплуатации магистральных газопроводов является довольно важной задачей.

Стандарт СТО Газпром 2-2.3-112-2007 [1] был разработан ООО «Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий -- ВНИИГАЗ» с участием дочерних обществ ПАО «Газпром» взамен ранее разработанным рекомендациям по оценке работоспособности участков газопроводов с поверхностными повреждениями. Проект документа внесён Департаментом по транспортировке, ПХГ и использованию газа ПАО «Газпром» (Д308) и утверждён распоряжением Правления ПАО «Газпром» от 27.12.2006.

Стандарт разрабатывался для гармонизации работы дочерних обществ с точки зрения международных документов и стандартов, а также экспериментально подтверждённым методов и критериев.

В соответствии с Концепцией технического регулирования в ОАО «Газпром», утвержденной приказом ОАО «Газпром» от 01 февраля 2006 г. № 31, при разработке настоящего стандарта с целью его гармонизации с международными нормативными документами использованы некоторые из экспериментально подтвержденных критериев и методов, разработанных для практического применения в рекомендациях компании DNV[2].

1. Общие положения

Стандарт СТО Газпром 2-2.3-112-2007 устанавливает методику оценки работоспособности магистральных газопроводов с коррозионными дефектами. Описанные в нём требования носят обязательный характер и предназначены для применения при проведении работ, связанных с оценкой технического состояния и проведением экспертизы промышленной безопасности эксплуатируемых магистральных газопроводов ПАО «Газпром».

Его область применения ограничивается оценкой работоспособности корродированных участков подземных и наземных газопроводов до IV категории включительно, изготовленных из сталей различной углеродности, которые используются при температурах стенки от - 40°С до + 60°С при избыточном давлении газа до 9,8 МПа включительно.

Рекомендательный характер стандарта применяется к проведению работ по обследованию и контролю технического состояния магистральных газопроводов. Документ не регламентирует оценку работоспособности корродированных участков газопроводов, которые эксплуатируются в условиях циклических нагрузок, а также оценку скорости роста коррозионных дефектов во времени.

Документ имеет широкую нормативную базу как государственного, так и корпоративного уровня таблица 1:

Таблица 1. Нормативная база стандарта СТО Газпром 2-2.3-112-2007

Документ содержит глоссарий, согласующийся с требованиями государственных стандартов ГОСТ, описанных выше в таблице 1.

Четвёртая часть документа содержит обозначения и сокращения, принятие в нормативе. Здесь приводится исчерпывающий перечень технических параметров, метрик и условных обозначений для формул, приводимых в документе.

В стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 5272-68 Коррозия металлов. Термины

ГОСТ 15467-79 Управление качеством продукции. Основные понятия. Термины и определения

ГОСТ Р 51164-98 Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии

ГОСТ Р 52330-2005 Контроль неразрушающий. Контроль напряженно-деформированного состояния объектов промышленности и транспорта. Общие требования

СТО РД Газпром 39-1.10-088-2004 Регламент электрометрической диагностики линейной части магистральных газопроводов

СТО Газпром 2-3.5-035-2005 Типовая инструкция выполнения работ по пропуску очистных устройств и средств внутритрубной дефектоскопии с использованием временных узлов пуска и приема

СТО Газпром 2-3.5-045-2006 Порядок продления срока безопасной эксплуатации линейной части магистральных газопроводов ОАО «Газпром»

2. Содержание документа

В нормативном документе описываются исходные данные о видах загрузок и типах дефектов при оценке работоспособности и координированных участков газопроводов, методологическое обеспечение расчётных критериев и оценок, приведены расчётные схемы и методы учёта нагрузок и воздействий. Регламентируется реальный дефект на поверхности газопровода с точки зрения геометрических характеристик: длиной, шириной, глубиной, площадью проекции дефекта на продольную плоскость сечения стенки трубы и площадью проекции дефекта на поперечную плоскость сечения стенки трубы (рис. 1)

Рисунок 1. Схематизация дефекта

На основании исходных данных и описанной методики документ закрепляет метод схематизации и оценки одиночных дефектов:

определяется и схематизируется одиночные дефекты (рис. 2);

производится расчёт коррозионного дефекта согласно схемы на рис. 2;

приводится оценка работоспособности участка газопровода с одиночными дефектами при учёте напряжений от внутреннего давления и проводятся технические формулы с математическим расчётом;

- приводится оценка работоспособности участка газопровода с одиночными дефектами при учёте напряжений от внутреннего давления, осевых и изгибающих нагрузок и воздействий и проводятся технические формулы с математическим расчётом.

Рисунок 2. Схематизация одиночных дефектов для определения их взаимодействия

Помимо прочего в документе определены методы схематизации и оценка групповых дефектов с учётом их взаимодействия. На основании инженерных расчётов приведены технические и математические расчёты, позволяющие произвести калькуляцию взаимодействия дефектов. Приводятся примеры и алгоритмы расчётов КПД участка ГП с групповыми дефектами при учёте напряжений только от внутреннего давления (рис. 3), а также при условии наличия более сложного профиля (рис. 4).

Рисунок 3. Объединённые дефекты, вызванные внутренним давлением трубы

Рисунок 4. Сложный профиль дефекта коррозийного участка трубопровода

Для сложного профиля также приводятся схемы и расчёты с учётом напряжения от внутреннего давления.

Девятая часть стандарта регламентирует технические решения на основе полученных оценок работоспособности участков газопроводов с коррозионными повреждениями, носит рекомендательный характер.

В приложениях к СТО Газпром 2-2.3-1122007 приведены конкретные технические расчёты с конкретными цифрами, основываясь на которых можно принимать эффективные управленческие решения по решению вопросов, связанных с работой участков трубы с коррозийными дефектами.

В соответствии с методикой, отраженной в положениях рассматриваемого стандарта, оценке подлежат следующие типы связанных с потерей металла трубы локальные повреждения газопроводов, подверженных действию внутреннего давления или внутреннего давления в сочетании с осевыми и изгибающими нагрузками:

внутренняя коррозия и эрозия в основном металле труб;

внешняя коррозия в основном металле труб;

коррозия в зоне сварных швов при отсутствии в них недопустимых по действующим нормам дефектов сварки, определяемых в соответствии с положениями Инструкции;

утонение стенки, в том числе при ремонте шлифованием согласно требованиям строительных норм, при выполнении следующих условий:

а) в результате шлифования должен оставаться дефект с гладким профилем;

б) устранение исходного дефекта с помощью шлифования должно быть проверено методами неразрушающего контроля, регламентируемыми правилами проведения ремонта.

В рамках методики, отраженной в положениях настоящего стандарта, не могут быть оценены следующие типы повреждений:

трещины и трещиноподобные дефекты;

коррозионное растрескивание;

недопустимые по Инструкции заводские и монтажные дефекты сварки;

механические повреждения (задиры, царапины) и нарушения формы сечения труб (овальность, вмятины, гофры);

коррозионные дефекты в сочетании с механическими повреждениями;

коррозионные дефекты, расположенные в местах концентрации напряжений (патрубках, крановых узлах, тройниках, отводах, местах соединения деталей и других элементах трубопроводных конструкций с резкими изменениями геометрии);

дефекты, глубиной более 80% номинальной (без коррозии) толщины стенки трубы.

Заключение

В ОАО «Газпром» реализуется масштабная программа работ по продлению ресурса газопроводов с большими сроками эксплуатации. В соответствии с концепцией она включает в себе анализ исходной документации и проведение комплекса работ на потенциально опасных участках.

Для всех объектов проводится анализ нагрузок и воздействий с учетом их развертывания во времени, предыстории нагружения, взаимного сочетания. На основе разработанных расчетных моделей оценивается значимость отдельных видов нагрузок и воздействий, в том числе циклических и переменных нагрузок, вызванных эксплуатационными и природно-климатическими факторами.

Работы по оценке технического состояния являются достаточно объемными и трудоемкими в силу необходимости анализа большого массива разнородных данных, проведения диагностических и расчетных исследований.

Разработана специализированная процедура, предназначенная для получения приближенных оценок в условиях ограниченного объема исходной информации.

В показатели надежности входит информация о состоянии металла, сварных швах, изоляции, уровне напряженно-деформированного состояния, электрохимической защите и т.п.; к факторам опасности относятся сведения о категории газопровода, его технологических параметрах, наличии других газопроводов в коридоре, количестве потенциально опасных участков и т.п.

В заключение к настоящему обзору хочется отметить чёткость формулировок, новизну и актуальность технических решений и расчётов, приведённых в документе и преемственность для документа СТО Газпром 2-2.3-361-2009.

Стандарт содержит общие требования, применимые ко всем организациям, занимающимися оценкой работоспособности участков магистральных газопроводов с коррозионными дефектами.

Стандарт СТО Газпром 2-2.3-361-2009 является универсальным и применяется при различных вариантах работы газопровода.

Список литературы

1. СТО Газпром 2-2.3-112-2007. Методические указания по оценке работоспособности участков магистральных газопроводов с коррозионными дефектами. // ОАО «Газпром», ООО «Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий -- ВНИИГАЗ», ООО «Информационно-рекламный центр газовой промышленности». Москва, 2007.

2. DNV-RP-F101. Recommended Practice. Corroded pipeline. Det Norske Veritas, Norway, (published 1999 and October, 2004).

Размещено на Allbest.ru