Развитие методов диагностирования изоляционных покрытий нефтегазопроводов

  • Автор:
  • Специальность ВАК РФ: 25.00.19
  • Научная степень: Кандидатская
  • Год защиты: 2009
  • Место защиты: Ухта
  • Количество страниц: 156 с. : ил.
  • бесплатно скачать автореферат
  • Стоимость: 230 руб.
Титульный лист Развитие методов диагностирования изоляционных покрытий нефтегазопроводов
Оглавление Развитие методов диагностирования изоляционных покрытий нефтегазопроводов
Содержание Развитие методов диагностирования изоляционных покрытий нефтегазопроводов
1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ СРЕДСТВ И МЕТОДОВ ВЫЯВЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ ИЗОЛЯЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ ПОДЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ
1.1. Факторы, влияющие на снижение работоспособности полимерных лент и покрытий на основе битума
1.1.1. Общая характеристика покрытий
1.1.2. Грунтовые условия
1.1.3. Электрохимзащита
1.1.4. Качество строительства и балластировки
1.2. Классификация повреждений покрытия
1.2.1. Сквозные повреждения
1.2.2. Сдвиг покрытия
1.2.3. Отслаивания
1.3. Актуальность своевременного выявления повреждений покрытий
1.4. Методы выявления повреждений в покрытиях подземных трубопроводов
1.5. Постановка задач исследования
2. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИК ПО ПРОГНОЗИРОВАНИЮ ПОВРЕЖДЕНИЙ В ПОКРЫТИЯХ ТРУБОПРОВОДОВ
2.1. Методика выявления сквозных повреждений в изоляции с учетом условий измерений и параметров катодной защиты
2.1.1. Теоретическое обоснование метода
2.1.2. Последовательность операций по выявлению сквозных повреждений в покрытии
2.1.3. Пример реализации способа
2.2. Методика определения местоположения повреждения в покрытии на трубопроводе
2.2.1. Учет асимметрии электрического поля в многониточной системе газопроводов
2.2.2. Разработка способа определения координаты повреждения покрытия на трубопроводе
2.3. Методика прогноза типа повреждения в изоляции трубопроводов
2.3.1. Сущность методов обработки исходной информации
2.3.2. Опытное опробование методики
2.3.3. Данные интенсивных электроизмерений
2.3.4. Данные периодических электроизмерений
2.3.5. Проектная и исполнительская документация на изоляцию и балластировку
2.3.6. Расчетная максимальная температура перекачиваемого продукта
2.3.7. Расчет интегрального коэффициента
2.3.8. Расчет ИСП на склонность к образованию отслаивания
2.3.9. Расчет ИСП на склонность к образованию сквозных дефектов
2.3.10. Расчет ИСП на склонность к образованию повреждений сдвига
2.3.11. Анализ результатов
3. РАЗРАБОТКА СПОСОБА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ В ПОКРЫТИЯХ С ВОЗМОЖНОСТЬЮ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ В СОСТАВЕ ВНУТРИТРУБНЫХ ДЕФЕКТОСКОПОВ
3.1. Разработка акустической модели полимерного покрытия на на металлической трубе
3.1.1. Анализ изменения интенсивности акустических колебаний вследствие их затухания
3.1.2. Трансформация акустических колебаний с перераспределением энергии волны на границе раздела слоев
3.1.3. Выбор граничных условий
3.1.4. Расчет коэффициентов отражения и прохождения
3.1.5. Учет наличия прослойки воздуха между слоями двухслойной модели
3.1.6. Учет наличия акустического контакта между слоями
3.2. Расчет параметров акустического контроля
3.2.1. Обоснование двухслойной модели по физико-акустическим характеристикам многослойного полимерного покрытия
3.3. Определение оптимальных параметров пьезоэлектрического преобразователя
3.3.1. Постановка задачи
3.3.2. Определение коэффициента затухания ультразвука в металлическом слое
3.3.3. Определение коэффициента отражения ультразвука от границы ПЭП
3.3.4. Расчет дифракционного ослабления ультразвука
3.4. Расчет параметров реверберации ультразвуковых колебаний
3.4.1. Отслаивание сополимера этилена от эпоксидного праймера
3.4.2. Нормативные параметры соединения слоев
3.5. Проведение лабораторных испытаний на образцах
3.5.1. Постановка задач испытаний
3.5.2. Методика проведения лабораторных испытаний
3.6. Критерии выявления нарушений соединения полимерного покрытия с металлическими трубами
3.7. Принципиальное решение контроля изоляции методом внутритрубной дефектоскопии
3.8. Аттестация покрытия труб длительного хранения
4. ПРОМЫШЛЕННОЕ ВНЕДРЕНИЕ УЛЬТРАЗВУКОВОГО МЕТОДА АТТЕСТАЦИИ ПОКРЫТИЯ ТРУБ
4.1. Объекты расположения труб
4.1.1. База УПТК «Камчатскстрой»
4.1.2. Участки проведения обследований изоляционного покрытия труб на трассе газопровода
4.1.3. Трубы в районе пос. Апача, реки Плотникова
4.2. Методика аттестации покрытия
4.3 Анализ результатов внедрения метода
5. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ НОВЫХ СПОСОБОВ КОНТРОЛЯ ИЗОЛЯЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. В период с 1960 по 1970 годы в нашей стране интенсивными темпами построена разветвленная сеть трубопроводов диаметром 1220- 1420 мм, изолированных от почвенной коррозии, преимущественно, полимерными лентами трассового нанесения и покрытиями на основе битума, армированного стеклохолстом [3; 20; 49].
Вполне очевидно, что надежность трубопроводов в существенной степени зависит от состояния противокоррозионной защиты и, в частности от состояния изоляционного покрытия. Известно, что материал изоляции под влиянием специфических условий нахождения в грунтовой среде стареет и изменяет во времени свои защитные свойства [15; 21; 22; 23]. К настоящему времени стало очевидным, что данные покрытия из-за несовершенной технологии нанесения и низких показателей механической прочности для защиты от коррозии оказались мало пригодны, и на ряде участков газопроводов утратили работоспособность [103].
В этой связи большое значение имеет оценка защитной способности покрытий и методов выявления различных типов повреждений покрытий. Применяемые в настоящее время электрометрические методы, оценивающие защитные свойства изоляции, оказались малопригодны применительно к покрытиям полимерными лентами и связанной с ними проблеме т.н. «подпленочной» коррозии [12; 26; 71; 84]. Возникла необходимость в совершенствовании известных методов, что позволило бы эффективнее выявлять наиболее поврежденные участки газопроводов с целью выборочного ремонта изоляции.
В настоящее время все более широкое применение при реконструкции газопроводов находят трубы с полимерным покрытием заводского нанесения [110; 122; 130], а при новом строительстве закладывают 100 % таких труб. Однако для контроля качества покрытий используют методы, которые были разработаны применительно к традиционным типам покрытий - битумному, из полимерных лент и т.п. Это электроискровой контроль, измерение толщины и выборочно контроль адгезии [17]. Даже с учетом того, что испытания на адгезию нарушают целостность покрытий, ремонт поврежденных мест на таких покрытиях вполне приемлем, так как выполняется материалами, идентичными по свойствам нарушенному покрытию [24; 89].
Другое дело - заводские покрытия. Контроль существующими методами мало информативен, а испытания на адгезию в качестве приемочных испытаний вообще нецелесообразны 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 [11; 14; 92].
В этой связи применительно к заводским покрытиям возникла необходимость создания нового направления по разработке нового метода испытаний, характеризующего прочность связи покрытия с металлом труб, на основе ультразвуковых колебаний [105], причем существует необходимость в критериях оценки, позволяющих проводить контроль как снаружи труб - со стороны покрытия, так и изнутри - со стороны металла. Представляется перспективным направление, основанное на контроле покрытия изнутри трубы и адаптированное к существующим технологиям внутритрубной дефектоскопии, как одному из самых эффективных методов контроля объектов большой протяженности.
Связь темы диссертации с плановыми исследованиями. Комплекс исследований, представленный в диссертации, соответствует п.6.4. «Научно- техническое и методическое обеспечение эксплуатации и технического обслуживания магистральных газопроводов и компрессорных станций» Перечня приоритетных научно-технических проблем ОАО «Газпром» на 2002-2006 гг. и п. 4.2. «Развитие технологий и совершенствование оборудования для обеспечения надежного функционирования ЕСГ, включая методы и средства диагностики и ремонта» Перечня приоритетных научно-технических проблем ОАО «Газпром» на 2006-2010 гг., утвержденных соответственно 15.04.2002 г. и 11.10.1005 г. Председателем Правления ОАО «Газпром» А.Б.Миллером.
Работа выполнялась в рамках договорных тем филиала ООО «Газпром ВНИИГАЗ» - «Севернипигаз».
Цель работы. Целью диссертационной работы является развитие методов контроля изоляционных покрытий подземных трубопроводов, выявляющих повреждения с поверхности земли и при помощи внутритрубных дефектоскопов.
Основные задачи исследований. Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:
- обоснованы критерии выявления сквозных повреждений в покрытии с учетом условий измерения и параметров катодной защиты;
- разработаны способы определения местоположения повреждения покрытия на трубопроводе;
- разработана методика прогнозирования дефектообразования покрытий;
- разработана ультразвуковая методика и критерии выявления повреждений заводских покрытий изнутри трубопровода для возможности ее применения на трубах сложенных в штабель, а также в составе внутритрубного диагностического комплекса;
- реализована методика ультразвукового контроля заводского покрытия труб на промышленном объекте;
- оценена экономическая целесообразность и эффективность разработанных решений.

Рекомендуемые диссертации данного раздела