Размещено на http://www.allbest.ru/

Контроль трубопроводов теплосетей интегрально-акустическим методом

Значительное число повреждений трубопроводов тепловых сетей происходит при проведении гидравлических испытаний во время подготовки к отопительному сезону. Основной причиной массовости повреждений такого рода является отсутствие достаточно полной информации о техническом состоянии трубопроводов и их способности выдерживать испытательные нагрузки.

По этой причине нашей компанией был разработан интегрально-акустический метод контроля, позволяющий минимизировать материальные потери в период гидроиспытаний и состоящий из 3 этапов: экспертной оценки участков теплопровода, выборочного диагностирования потенциально наиболее опасных участков с проведением, при необходимости, соответствующего ремонта и, в качестве заключительной стадии, - штатных гидроиспытаний. Экспериментальные работы в рамках предложенного метода были проведены на 3 магистральных участках диаметром 530 мм в период с мая по август 2012 г. совместно со специалистами ОАО «Теплоцентраль» г. Жуковский Московской обл.

Известно, что конструктивные особенности и условия эксплуатации трубопровода существенно варьируются от участка к участку, что приводит, в конечном счете, к различному уровню их повреждаемости. Поэтому первый этап предлагаемого метода заключается в том, что экспертная система, созданная на базе многолетней статистики по повреждаемости, автоматически ранжирует участки трубопровода по 4 категориям потенциальной аварийности: высокой, средней, ниже средней и низкой. В качестве входных данных используется информация о количестве и расположении подвижных и неподвижных опор, типе сварных швов, диаметре и толщине стенки, скорости движения жидкости, наличии электрохимической защиты, местоположении и типах компенсаторов.

На втором этапе проводится экспресс-диагностирование участков трубопровода, отнесенных к категории высокой аварийности, т.е. тех участков, которые во время гидроиспытаний с большой вероятностью могут не выдержать повышенной нагрузки. Для выборочного диагностирования был выбран метод АЭ контроля [1], зарекомендовавший себя в качестве метода интегрального (обеспечивающего 100-процентный охват объема объекта небольшим числом датчиков) и быстрого контроля протяженных объектов. Однако в данном случае АЭ контроль проводится не классическим способом, который требует 10-минутного нагружения диагностируемого трубопровода внутренним давлением, на 10-25% превышающим эксплуатационное, и обычно применяется для контроля нефте- и газопроводов [2], а в режиме так называемого квазимониторинга, заключающегося в записи АЭ сигналов в течение увеличенного до 1 ч интервала времени без изменения величины внутреннего давления. Причинами сигналов АЭ, регистрируемых в данном режиме, являются течи, развивающиеся за счет местных напряжений в зоне конструктивных нерегулярностей (отводы, врезки) дефекты, а также процесс разрушения пленки локальных коррозионных образований под воздействием турбулентного потока жидкости [3]. Таким образом, режим квазимониторинга позволяет проводить АЭ контроль в штатном эксплуатационном режиме трубопровода, без остановки и отключения диагностируемых участков. В случае обнаружения аномальной зоны вскрывается труба, производится зачистка поверхности трубы, при помощи ультразвукового (УЗ) толщиномера уточняются границы и степень утонения стенки, затем проводится ремонт трубы.

Во время проведения экспериментальных работ применялась низкочастотная модификация АЭ системы «A-Line 32D» [4], а также низкочастотные преобразователи акустической эмиссии (ПАЭ) типа «GT205» и ПАЭ «DIS 3-60» (рис. 1). По результатам АЭ диагностики (рис. 2 а, б) на первом участке дефектов не обнаружено, состояние прямой и обратной труб оценено как удовлетворительное.

На втором участке наблюдалась высокая интенсивность АЭ сигналов с амплитудами до 90 дБ в районе сальникового компенсатора, относящегося к прямой трубе. По результатам контроля была произведена замена соответствующего компенсатора. На третьем участке было обнаружено 5 дефектов: трещиноподобный несквозной дефект в зоне щитовой опоры, течь высокой интенсивности в тепловой камере, течь и трещиноподобный дефект в зоне байпаса, течь и коррозионный дефект трубы в зоне ремонтной накладки под автомобильным переходом и дефект между смотровым колодцем и тепловой камерой (рис. 3 а, б, в, г).

Таким образом, АЭ контроль выявил, что прямая труба на третьем участке находится в неудовлетворительном состоянии, в связи с чем была произведена ее полная замена.

Третьим этапом работ, проводимых в рамках предложенного метода, являются штатные гидроиспытания, проводимые на всех участках трубопровода. После проведения обследования участков трубопроводов высокой аварийности, выполнения ремонта и гидроиспытаний трубопроводы поступают в эксплуатацию. трубопровод тепловой коррозионный

В заключение хотелось бы добавить, что в настоящее время в нашей компании в стадии разработки находится новый метод оценки коррозионного износа внутренней стенки трубы, удачно дополняющий метод АЭ при контроле трубопроводов. Метод основан на связи степени коррозионного повреждения с шероховатостью внутренней стенки трубы, увеличение которой приводит к уменьшению амплитуды донных сигналов. В рамках метода в стенку объекта при помощи УЗ дефектоскопа, работающего в режиме A-сканирования, излучается ультразвуковой импульс, далее проводится анализ принятого сигнала, который представляет собой последовательность экспоненциально убывающих по амплитуде донных сигналов (рис. 4). Вначале на неповрежденной стенке производится настройка порога таким образом, что амплитуда отраженных донных сигналов превышает установленный порог у 5 первых сигналов. В этом случае число пересечений порога от 2 до 3 свидетельствует о наличии язвенной коррозии на контролируемом объекте, а число пересечений, равное 1, или отсутствие пересечений свидетельствуют о наличии многоочаговой коррозии. Проведенные на снятых с эксплуатации трубах с различной степенью коррозионного поражения испытания работы указанного метода (рис. 5 а, б) доказали его работоспособность.

Выводы

1.Разработан интегрально-акустический метод контроля трубопроводов теплосети, включающий в себя предварительную оценку потенциальной опасности участков трубопроводов, выборочный диагностический контроль и ремонт, а также проведение штатных гидроиспытаний.

2.Метод позволяет сократить трудоемкость подготовительных работ в период подготовки системы теплоснабжения к отопительному сезону и минимизировать потенциальные материальные потери, связанные с ремонтом, при сохранении полноты контроля и эксплуатационной надежности.

3.Контроль осуществляется без отключения диагностируемых участков и без нарушения их эксплуатационного режима.

4.Метод был успешно опробован на 3 магистральных участках трубопроводов.

5.В стадии разработки находится методика оценки коррозионного износа внутренней стенки трубы, основанная на анализе амплитуд донных сигналов при работе УЗ дефектоскопа в режиме A-сканирования.

Литература

1. Неразрушающий контроль: Справочник: в 7 т. Под 4. общ. ред. Клюева В.В. Т. 7: в 2 кн. Кн. 1: Иванов В.И., Власов И.Э. Метод акустической эмиссии. М. Машиностроение. 2005.

2. Буденков Г.А., Недзвецкая О.В., Сергеев В.Н., Злобин Д. В. Оценка возможностей метода акустической эмиссии при контроле магистральных трубопроводов. // Дефектоскопия, 2002, № 2, с. 29-36.

3. КузьминА.Н., Журавлев Д.Б., Филиппов С.Ю. Коррозия - приговор или диагноз? К вопросу технической диагностики тепловых сетей. // ТехНАДЗОР, 2009, № 3.

4. Официальный сайт компании «ИНТЕРЮНИС»: http://interunis.ru.

Размещено на Allbest.ru