Анализ состояния заводских защитных покрытий трубопроводов и методов их диагностирования

Размещено на http://allbest.ru

Тюменский индустриальный университет

Кафедра «Транспорт углеводородных ресурсов»

Анализ состояния заводских защитных покрытий трубопроводов и методов их диагностирования

Елизаров О.И., магистрант

Филипов Д.А., магистрант

Россия, г. Тюмень

Аннотация

Ключевые слова: диагностирование, защитное покрытие, трубопровод, надежность, дефект.

Annottion

This article discusses the stages of diagnosing pipeline protective coatings that affect the integrity and strength of the coating. These factors are: temperature effects, mechanical effects, and electrochemical phenomena. The article also discusses measures for conducting nondestructive testing in highway conditions, and types of defects in protective coatings.

Keyword: diagnostics, protective coating, pipeline, reliability, defect.

Сохранение надёжности и долговечности газопроводов за счет повышения эффективности их противокоррозионной защиты является первоочередной актуальной задачей газотранспортных предприятий и обеспечивается комплексом мероприятий, направленных на предупреждение и своевременное устранение повреждений защитных покрытий труб.

В настоящее время все более широкое применение при строительстве, ремонте и реконструкции газопроводов находят трубы с полимерным покрытием заводского нанесения. Однако для контроля качества покрытий используют методы, которые были разработаны применительно к традиционным типам покрытий - битумному, из полимерных лент и т.п. Контроль существующими методами мало информативен, а испытания на адгезию в качестве приемочных испытаний в принципе неприемлемы, как по причине необратимой (даже с учетом последующего ремонта) утраты гидроизолирующих свойств монолитного покрытия, так и в силу малой достоверности испытаний из-за масштабного эффекта.

В этой связи применительно к заводским покрытиям актуальной задачей является разработка новых методов диагностирования целостности защитных покрытий труб при строительстве магистральных газопроводов.

Контроль защитного заводского полиэтиленового покрытия труб выполняется в несколько этапов. Первый этап осуществляется на стадии разработки и конструирования покрытий, второй - на стадии выпуска готовой продукции в заводских условиях, третий - это контроль состояния покрытий на стадии завершения строительно- монтажных работ (СМР) и, наконец, четвертый - в процессе эксплуатации подземного газопровода.

Первый этап контроля направлен на анализ мирового уровня достижений в области химической стойкости и состава материалов, принимаемых к разработке конструкции полимерных покрытий. Этап включает исследовательские работы для подтверждения соответствия выбранных материалов факторам предполагаемого влияния. Этими факторами в отношении покрытий газопроводных труб являются:

1. влияние температур - действие отрицательных атмосферных температур, сезонных и суточных температурных перепадов, воздействие солнечной радиации в период хранения; термическое воздействие процессов сварки и нагрев металла при нанесении термоусаживаемых манжет (ТУМ); действие повышенных температур перекачиваемого продукта на «горячих» участках;

2. механические воздействия - транспортные и строительно монтажные перемещения; вибрационные и ударные нагрузки; грунтовое давление и подвижки грунта; внутреннее давление в газопроводе;

3. электрохимические явления - воздействие системы ЭХЗ и грунтового электролита, наведённых электрических полей и т.п.

Влияние этих факторов исследуется моделированием на образцах покрытия с постановкой лабораторных экспериментов. Второй этап контроля качества покрытий включает приемно-сдаточные испытания на стадии выпуска и приемки готовой продукции в заводских условиях. При этом контролируют:

1. качество исходных материалов покрытия в лабораторных условиях;

2. параметры технологического цикла нанесения покрытия;

3. качество нанесения покрытия в технологическом потоке автоматизированными средствами неразрушающего контроля;

4. прочность адгезии (выборочно);

5. визуальное состояние изделия.

Неразрушающий контроль качества нанесения покрытия в технологическом потоке автоматизированными средствами включает в себя определение толщины покрытия магнитным методом и сплошности покрытия - электроискровым методом.

В трассовых условиях при строительстве и ремонте МГ из труб с защитным покрытием заводского нанесения контроль его качества регламентируется выполнять тем же комплексом методов, которые используются на стадии заводских испытаний. На практике в 100 % объеме применяется лишь визуально-измерительный метод контроля качества покрытия. Приборный комплекс контроля по аналогии с заводскими испытаниями, включающими электроискровой метод оценки сплошности и магнитный для определения толщины покрытия, выполняется выборочно в минимальных объемах.

Это объясняется тем, что сквозные повреждения покрытия, характерные для строительного процесса и являющиеся следствием механического воздействия при погрузочно-разгрузочных и монтажных работах, легко выявляются при визуальном осмотре и не требуют применения электроискрового метода, характеризующегося сложностью его организации в трассовых условиях, значительными затратами времени, энергоресурсов и накладывающего жесткие ограничения по безопасности исполнения.

Также малоэффективен и магнитный способ контроля толщины покрытия, т.к. изменение этого параметра в доэксплуатационный период возможно лишь в результате механических повреждений, которые, как указано выше, легко выявляются при осмотре поверхности трубы.

Таким образом, эффективность использования рекомендуемых методов неразрушающего контроля чаще всего не соответствует тем задачам, которые возникают в доэксплуатационный период.

Этот период характеризуется, кроме вероятности механического повреждения, воздействием на покрытие температурных факторов окружающей среды. Их экстремальные значения, возникающие в условиях северных зим, радиационного солнечного нагрева или под влиянием теплоты сварки, приводят к отслаиванию полимерной оболочки покрытия от поверхности трубы.

Этот вид дефекта характеризуется латентностью развития и визуально неопределим до появления явных признаков разрушения, хотя и в этом случае его истинные размеры остаются скрытыми. Причиной отслоения покрытия от поверхности трубы является нарушение адгезионной прочности их сцепления. Эта прочность обеспечивается промежуточным полимерным слоем, наносимым на контактирующие поверхности и обладающим свойством удерживания двух поверхностей в клеевом (адгезионном) контакте друг с другом.

При этом оптимальность адгезионных свойств полимерного клеевого слоя выдерживается лишь в определенном - допустимом - температурном диапазоне. В области недопустимых - экстремальных - температур прочностные свойства полимерного клеевого слоя необратимо трансформируются и становятся непригодными для осуществления своего служебного назначения.

Между тем, контроль адгезионного состояния заводского покрытия в период транспортировки труб, хранения и строительства реализовать сложно. Прежде всего, это связано с разрушающим принципом контроля и нарушением герметизирующих свойств конструкции полимерной оболочки. Поэтому техническое состояние адгезионного слоя в доэксплуатационный период остаётся практически неподконтрольным или контролируется в минимальном объёме. трубопровод контроль защитный покрытие

Таким образом, исторически сложившаяся схема строительства МГ с началом массового применения новых изоляционных материалов требует формирования нового подхода к мониторингу покрытий в доэксплуатационный период и их системному контролю с гарантией качества по определяющим адгезионным показателям.

Системный мониторинг защитных покрытий заводского нанесения в доэксплуатационный период должен отвечать следующим требованиям:

- учитывать основополагающие аспекты атмосферного и техногенного воздействия на покрытие в доэксплуатационный период;

- включать поэтапную приемку защитного покрытия на отдельных стадиях строительного цикла - хранения, сварочно-монтажных работ, изоляционных работ;

- базироваться на современных эффективных методах контроля, характеризующихся неразрушающим характером измерений; использованием серийной широкодоступной диагностической аппаратуры, отличающейся портативностью, автономностью, надежностью и безопасностью; налаженной системой метрологического обслуживания приборного парка и аккредитации специалистов; возможностью многовариантности реализации метода в заводских, лабораторных и трассовых условиях;

- обеспечивать надежное выявление участков покрытия с нарушенными адгезионными параметрами, характеризующими частичное или полным отслаивание внешнего полиэтиленового слоя покрытия от трубы, что может быть обусловлено неравномерным или прерывистым распределением внутреннего адгезионного слоя, или значительным ухудшением его функциональных свойств.

Список использованных источников

1. Алешин И. П. Физические основы акустических методов контроля. - М.: Изд-во. МВТУ, 1986.-44 с.

2. Алешин Н. П., Лупачев В. Г. Ультразвуковая дефектоскопия: Справ, пособие.- Минск: Вышэйш. шк., 1987,- 264 с.

3. Гриценко А.И., Харионовский В.В. Особенности сооружения трубопроводов в северных условиях // Строительство трубопроводов. - 1993. - №10-11. - С.21-22.

4. Дубровский М.В., Ежиков А.В., Асорей Раиль И.Х. Современные термо- усаживающиеся материалы // Нефтегаз. - 2005. - № 2. - С. 78-82.

5. Поникарова И.А. Применение современных материалов и технологий для защиты трубопроводов и оборудования нефтяной и газовой промышленности // Экспозиция. Нефть, газ. - 2008. - № 5/Н. - С. 12-13.

6. СТО Газпром 2-2.3-130-2007. Технические требования к наружным антикоррозионным полиэтиленовым покрытиям труб заводского нанесения для строительства, реконструкции и капитального ремонта подземных и морских газопроводов с температурой эксплуатации до +80 °С.

Размещено на Allbest.ru