Программа (специализация) Сооружение и ремонт объектов систем трубопроводного транспорта

• Название: Программа (специализация) Сооружение и ремонт объектов систем трубопроводного транспорта
• Дата: 22.11.2021
• Размер: 399.99 Kb.
• Имя файла: Rogachev_R_na_proverku_3.docx
• Тип: Программа; #279171
• страница: 3 из 16

Порядок назначения методов ремонта

Выбор метода ремонта дефектного участка трубопровода осуществляется в последовательности, представленной на рисунке 1.


Получение исходных данных





Проверка условий взаимодействия дефектов


Формирование перечня одиночных дефектов, объединенных дефектов, трактуемых как одиночные, и ремонтных зон



Назначение методов ремонта для ремонтных зон и назначение методов ремонта для участков трубопровода с поверхностными дефектами






Определение необходимости ремонта для поверхностных дефектов




Оценка объема работ по сошлифовке металла трубы с целью определения целесообразности ремонта заменой трубы



В зависимости от количества и расположения дефектных участков, для ремонта которых необходимо использовать муфту или катушку, устанавливают количество труб, подлежащих замене

Рисунок 1 – Схема назначения методов ремонта дефектных участков трубопровода

Начинают процедуру выбора метода ремонта со сбора начальных данных, которые применяются при проверке ремонтопригодности участков труб с дефектами.

3. Получение исходных данных

Данные о наличии дефектов трубы получают по результатам диагностики трубопровода. Чтобы получить достоверные данные используют разные способы и виды, а так же методы диагностирования, которые дают полное представление о состоянии объекта. Диагностирование магистрального газопровода выполняется бригадами по диагностике или специальной организацией. В процессе назначения метода диагностирования следует принимать во внимание ряд параметров:

• 
  срок эксплуатации;
  
• 
  категорию трубопровода;
  
• 
  нарушение охраняемых зон трубопровода;
  
• 
  особенности конструкции трубопровода;
  
• 
  присутствие структурных элементов, которые относятся к потенциально опасным и особо ответственным и сложным для проведения диагностики.
  

При контроле состояния линейной части применяют следующие методы диагностирования:

• 
  акустические, акустические методы контроля включают:
  

• 
  ультразвуковой контроль;
  
• 
  метод акустической эмиссии;
  
• 
  ультразвуковую толщинометрию;
  
• 
  эхолотирование;
  

• 
  оптические;
  

• 
  электромагнитные;
  
• 
  внутритрубные;
  

• 
  электрометрические;
  
• 
  радиографические;
  
• 
  тензометрирование;
  
• 
  аэрокосмические;
  

• 
  геодезические (геодезическое позиционирование);
  
• 
  радиолокационные с применением георадаров и др.
  

Классификация методов диагностирования имеет следующий вид:

• 
  внутритрубная диагностика с применением внутритрубных дефектоскопов и профилемеров, роботов-дефектоскопов и оптико-волоконных средств;
  
• 
  электрометрическое обследование с использованием специального оборудования и приборов;
  
• 
  наземные обследования с применением транспортных средств, пеших обходов, экскавации трубопроводов, специальных обследований;
  
• 
  обследование трубопроводов с применением летательных и космических аппаратов, в том числе спутниковых систем;
  
• 
  обследование подводных переходов с использованием плавательных средств;
  
• 
  водолазное обследование подводных переходов трубопроводов;
  
• 
  испытание трубопроводов (участков трубопроводов) гидравлическими или пневматическими способами изменения внутреннего давления;
  
• 
  лабораторные исследования свойств материалов, сварных соединений, изоляционных покрытий. которые проводят на образцах труб, полученных при отказах, проведении ремонтных работ. По итогам проведения диагностики, оформляется отчет организацией, выполнявшей обследование.
  

Отчет включает в себя:

• 
  алгоритм диагностирования;
  
• 
  схема объекта диагностики с указанием основных параметров (диаметр и толщина стенки трубопровода, марка стали, тип изоляционного покрытия и др.) объекта диагностирования, года ввода в эксплуатацию, режима работы и др.;
  
• 
  перечень обнаруженных дефектов, отклонений от проектных решений;
  
• 
  оценку опасности выявленных дефектов и рекомендации по дальнейшей эксплуатации обследованных структурных элементов ЛЧ МГ;
  
• 
  заключение о целесообразности проведения дополнительного технического диагностирования;
  
• 
  рекомендации по срокам проведения ремонта обследованных структурных элементов ЛЧ МГ;
  
• 
  сроки проведения повторного диагностирования технического состояния структурных элементов ЛЧ МГ.
  

После оформления технического отчета происходит формирование исходных данных, для дальнейшего выбора и обоснования конкретного метода ремонта.

К исходным данным относят:

• 
  параметры дефектной трубы (категория газопровода, наружный диаметр и толщина стенки трубы, проектное рабочее давление);
  
• 
  расчетные размеры дефектов, равные измеренным размерам поверхностных дефектов, скорректированным на погрешность их измерения;
  
• 
  величину изменения размеров дефектов при сошлифовке.
  

На основании исходных данных будут выполнены дальнейший подбор метода ремонта и его обоснование.

4. Проверка условий взаимодействия дефектов

В процессе назначения метода ремонта производят выявление взаимодействующих дефектов и дальнейшее объединение их в дефекты, которые принимают как одиночные. Взаимодействие дефектов рассматривают только для поверхностных дефектов. Два дефекта являются взаимодействующими в том случае, если для них одновременно выполняется следующее условие:

(1)

Где, - расстояние в продольном направлении между дефектами, мм;

– состояние в окружном направлении между дефектами, мм;

- предельное расстояние в продольном направлении между дефектами, мм;

– состояние в окружном направлении между дефектами, мм;

Для оценки взаимодействия дефектов, существуют критерии, а именно предельные расстояния между дефектами в продольном направлении и окружном направлении , которые зависят от геометрических размеров трубы и вычисляются по формуле:

,

где , - наружный диаметр трубы, мм;

- толщина стенки трубы в номинальном сечении, мм;

– константа, равная 3,14.

Данный расчет выполняется для формирования перечня одиночных дефектов.

5. Формирование перечня одиночных дефектов, объединенных дефектов, трактуемых как одиночные, и ремонтных зон

При составлении перечня одиночных дефектов и объединенных взаимодействующих дефектов, подразумеваемых как одиночные, используют следующий алгоритм. Выбирают любой одиночный дефект и проводят проверку по условиям формулы (1) на его взаимодействие со всеми остальными одиночными дефектами.

Если будет выявлено, что дефект является взаимодействующим, то этот дефект и дефекты, с которыми он взаимодействует, объединяют и объединенный дефект и трактуют как одиночный. Объединенный дефект заносят в перечень объединенных дефектов, трактуемых как одиночные. Дефекты, входящие в состав объединенного дефекта, далее не рассматривают.

Затем выбирают следующий одиночный дефект и проводят проверку по условиям формулы (1) на его взаимодействие со всеми остальными одиночными дефектами. В результате может быть сформирован следующий объединенный дефект.

Эту процедуру повторяют до тех пор, пока остается более одного нерассмотренного дефекта. В результате выполнения указанного алгоритма формируется перечень одиночных (не взаимодействующих) дефектов и объединенных дефектов, трактуемых как одиночные.

Размеры объединенных дефектов, трактуемых как одиночные, полагают равными расстояниям в продольном и окружном направлениях между крайними точками объединяемых дефектов, и глубиной, равной максимальной глубине объединяемых дефектов.

Если хотя бы один из взаимодействующих дефектов является трещиной, то объединенный дефект, трактуемый как одиночный, относят к дефекту типа «трещина».

6. Назначение методов ремонта для ремонтных зон и назначение методов ремонта для участков трубопровода с поверхностными дефектами

После формирования перечня дефектов и ремонтных зон, осуществляется анализ критериев, по которым назначается метод ремонта или ремонтной зоны. Эти критерии индивидуальны для каждого вида ремонта. В первую очередь происходит оценка и обоснование ремонта поверхностных дефектов, так как порой помимо поверхностных дефектов есть иные, которые подразумевают полную замену трубы.

7. Определение необходимости ремонта для поверхностных дефектов, расположенных в ремонтной зоне

Выбор метода ремонта зависит от значений того или иного дефекта. Для разных дефектов применяются различные методы ремонта.

Если на трубе присутствуют геометрические дефекты, тогда их ремонт назначается в соответствии с предельным значением критерия для того или иного дефекта.

В качестве критерия ремонтопригодности для ремонтной зоны с овализацией сечения трубы рассматривают условие превышения овальностью трубы предельного значения. Ремонтная зона не требует ремонта, если выполняется условие:



где , – овальность трубы , численное значение которой определяют по формулам [12]

- допустимая овальность, равная 5%.

В том случае, когда зона с овализацией трубы не требует ремонта, назначают методы ремонта для устранения каждого поверхностного дефекта, расположенного в ремонтной зоне.

Если овальность больше предельно допустимого значения, то в соответствии с рекомендациями [12] для ремонтной зоны назначают ремонт заменой катушки.

Для ремонтной зоны с вмятиной или гофром в соответствии с Рекомендациями [12] назначают ремонт заменой трубы (катушки) в независимости от размеров дефекта, в случае если:

• 
  вмятина или гофр находится на участке газопровода категории В;
  
• 
  вмятина или гофр находится на соединительной детали (тройнике, отводе, переходнике, сферическом днище), за исключением кривых вставок холодной гибки с радиусом кривизны R ≥ 40· ( – наружный диаметр трубы);
  
• 
  вмятина или гофр находится в зоне расположения кольцевого или продольного сварного шва или в зоне термического влияния сварных швов;
  
• 
  в площади вмятины или гофра на наружной (или внутренней) поверхности трубы имеются дефекты любого происхождения;
  
• 
  края вмятины или гофра не имеют плавного сопряжения с основной поверхностью трубы (имеют место изломы поверхности на границе сопряжения).
  

Для ремонтных зон с вмятинами или гофрами предусмотрены следующие варианты принятия решений:

• 
  оставить без проведения ремонта – дефект с имеющимися параметрами является неопасным по условиям прочности газопровода, изоляционное покрытие не нарушено и работоспособно;
  
• 
  на ремонтную зону установить муфту;
  
• 
  ремонтную зону устранить заменой катушки.
  

В зависимости от параметров дефектов для участков магистральных газопроводов 3-4 категорий имеется ряд рекомендуемых решений, представленных в таблице 2. В первой и второй строках таблицы 2 отражено условие, при соблюдении которого ремонтная зона с вмятиной или гофром не устраняется.

Для ремонтной зоны по таблице 2 по каждому из трех рассматриваемых параметров дефекта определяют рекомендуемое решение и назначают самое жесткое из них. Для вмятин или гофр, расположенных на участках магистральных газопроводов категорий I–II, все значения параметров, указанные в таблице 2, следует умножить на коэффициент, равный 0,833.

Таблица 2. – Допускаемые значения параметров и соответствующие им рекомендуемые решения для участков магистральных газопроводов 3 – 4 категорий

Остаточная продольная деформация	Остаточная продольная деформация	Глубина дефекта	Рекомендуемое решение
Проверка не требуется	Проверка не требуется	0 -	Оставить без проведения ремонта
0-0,03	0-0,03
0,0301-0,0430	0,0301-0,0400	0,0301-0,0400	Ремонт муфтой или заменой катушки
0,0431-0,055	0,0401-0,05	0,0401-0,05	Ремонт заменой катушки

Если для ремонтной зоны ремонт не требуется или выполняются условия ремонтопригодности для ремонта муфтой, то переходят к назначению методов ремонта участков трубы с поверхностными дефектами, расположенными в ремонтной зоне. Если для восстановления несущей способности ремонтной зоны требуется замена катушки, то дефекты, расположенные в этой ремонтной зоне не рассматривают.

Если для ремонта используется муфта, а для устранения поверхностных дефектов, расположенных в ремонтной зоне, необходимо применить метод ремонта заменой катушки, то вся ремонтная зона вырезается и устанавливается катушка.

Если для ремонтной зоны назначен ремонт муфтой, а в ней расположены поверхностные дефекты, устранение которых возможно сваркой или контролируемой шлифовкой, то перед установкой муфты выполняют ремонт этих дефектных участков трубы назначенными методами.

Для участка трубы с дефектом «расслоение» любого размера, расположенным на расстоянии до 25 мм от кольцевого сварного соединения, назначают ремонт заменой трубы (катушки).

Для назначения того или иного выбора ремонта, необходимо расчетное обоснование, которое для каждого метода ремонта различно.

8. Ремонт трубопровода методом контролируемой шлифовки

Данный вид ремонта назначают для поверхностных дефектов.

Критерием для поверхностных дефектов принимают допускаемую глубину зоны подлежащей шлифовке. Для ремонта трубы с поверхностным дефектом назначают метод контролируемой шлифовки, в случае выполнения условия:

, (2)

где, - глубина и ширина сошлифованной зоны , мм;

- наружный диаметр трубы, мм;

- измеренная толщина стенки трубы вне зоны дефекта, мм;

- расчетная толщина стенки трубопровода, мм, определяемая согласно СНиП 206-85

-предельно допустимое значение глубины сошлифованной зоны, мм.

Для поверхностных дефектов, ширина которых не превышает наружный диаметр трубы , предельное значение глубины сошлифованной зоны [d] вычисляют по формуле:
,
где, - минимальное значение и .

Допустимая глубина сошлифованной зоны вычисляется по формуле:
,
Допустимая глубина сошлифованной зоны вычисляется по формуле:

,
где, – измеренная толщина стенки трубы,мм;

- расчетная толщина стенки трубопровода, мм, определяемая по СНиП 36

- предельная допустимая относительная глубина сошлифованной зоны, расчетная величина.

Если условие ремонтопригодности контролируемой шлифовкой (2) не выполняется, то допускается проверка применения метода ремонта контролируемой шлифовкой с учетом конфигурации дефектов и времени эксплуатации дефектных участков.

Если после выполнения контролируемой шлифовки фактические размеры сошлифованной области превышают расчетные размеры, то проводят проверку выполнения условия (2) ремонтопригодности контролируемой шлифовкой по фактическим размерам сошлифованной зоны.

9. Ремонт трубопровода муфтой

Данный вид ремонта применяют на участках газопроводов, отводимых под выборочный ремонт. Ремонт муфтой не применяется там, где запланировано проведение ремонта методом переизоляции.

Допускается ремонт стеклопластиковыми муфтами труб с поверхностными дефектами основного металла, дефектами продольных сварных соединений и вмятинами на газопроводах категорий В, I–IV (ремонт труб с гофрами, кольцевых сварных соединений и спиральношовных труб с дефектами сварных соединений не допускается).

Ремонт стальными сварными муфтами дефектных участков труб и сварных соединений газопроводов категорий II–IV выполняют в соответствии с [9].

Критерием ремонтопригодности трубы с поверхностными дефектами для муфты является допускаемая глубина и допускаемая протяженность зоны шлифовки. Для назначения ремонта муфтой, необходимо выполнить проверку условия:
(3)
где, - глубина и ширина сошлифованной зоны , мм;

- наружный диаметр трубы, мм;

- измеренная толщина стенки трубы вне зоны дефекта , мм;

- расчетная толщина стенки трубопровода , мм , определяемая согласно СНиП 206-85

- допускаемая длина сошлифованной зоны при ремонте трубы муфтой, мм.

Допускаемая длина сошлифованной зоны при ремонте трубы муфтой [ ] для участков категории В составляет величину , мм, и для участков других категорий – длину трубы.

Для поверхностных дефектов, ширина которых не превышает наружный диаметр трубы , предельно допустимое значение глубины сошлифованной зоны [d] вычисляют по формулам таким же как в предыдущем пункте.

При отсутствии данных о минимальной величине нагрузки Δp, воспринимаемой муфтой, проверку условий применимости ремонта муфтой и выполнение ремонта муфтой проводят в соответствии [14].

После проведения контролируемой шлифовки в ходе ремонта муфтой проводят проверку условия применимости ремонта муфтой с использованием фактических размеров сошлифованной зоны.

Для труб с гофрами, вмятинами и овальностью сечения, а также дефектами сварных соединений на газопроводах категорий II–IV ремонт муфтой назначают в соответствии с [9] в зависимости от размера дефекта и отношения кольцевых напряжений в стенке газопровода к минимальному нормативному пределу текучести металла трубы.

10. Ремонт методом замены трубы

Если для дефектного участка трубы не возможно назначить ремонт шлифовкой, муфтой и сваркой, в таком случае назначается ремонт заменой трубы. При значительной трудоемкости шлифовальных работ может быть назначен ремонт заменой трубы, если выполняется условие:
(4)
- объем сошлифованного металла с учетом типа дефекта, ;

- объем сошлифованного металла , при котором труба может быть заменена, ;

Объем сошлифованного металла с учетом типа дефекта рассчитывается по формуле:
,
k- коэффициент , зависящий от типа дефекта;

L и W – измеренная длина и ширина дефекта , мм , но не менее 20 мм;

d – измеренная глубина дефекта , мм.

Суммирование ведется по всем дефектам на трубе.

Объем металла подлежащего сошлифовке, при котором труба может быть заменена , , рассчитывается по формуле:
,

где, - длинна трубы, мм;

- наружный диаметр трубы, мм;

- измеренная толщина стенки трубы, мм;

- коэффициент, равный 0,002 при выборочном ремонте участка газопровода и 0,0014 при ремонте методом сплошной переизоляции.

Таблица 3. – Величина коэффициента kв зависимости от типа дефекта.

Тип дефекта	Величина коэффициента k
Трещина	2,0
Коррозионный дефект	0,3
Все типы поверхностных дефектов , кроме трещин и коррозионных дефектов	1,0

1.11 Ограничения на применение методов ремонта

Трубу следует заменить, если для ее ремонта необходимо более трех муфт или катушек.

Если участок трубы назначили ремонтировать с применением муфт или шлифовкой, которая так же допускает ремонт заменой трубы, то с одной из сторон от нее не должен применяться ремонт муфтой или заменой трубы.

Таким образом, допускается подряд не более двух дефектных труб, для которых назначен метод ремонта установкой муфты или контролируемой шлифовкой с объемом сошлифованного металла, допускающим замену трубы. Трубы, для которых эти требования не могут быть обеспечены, подлежат замене.

Не стоит допускать ситуации, в которой две соседние трубы ремонтируют методом наплавки, при суммарной площади дефектов более четырех величин допускаемых согласно с [9] площади дефекта. Трубы, к которым применение данных требований невозможно, следует заменить.