Техническая диагностика и проведение экспертизы промышленной безопасности объектов нефтегазового комплекса

 


Поиск дефектных участков  на местности по результатам внутритрубной диагностики

 


Разработка и производство композитных муфт для капитального ремонта дефектов трубопроводов

  •  
  •  
  •  
  •  

.

« Назад

23.07.2017 12:48

На основе анализа эволюции стеклопластиковых конструкций, изучив существовавшие методы ремонта трубопроводов, специалистами ООО «ПСО «Нефтегаздиагностика» разработана и с 2008 года серийно выпускается усиливающая композиционная муфта трубопровода - сокращенно УКМТ.
Принцип работы УКМТ – компенсация внутреннего давления в трубопроводе за счет создания контактного давления снаружи при значительной величине момента затяжки болтовых соединений (до 700 Нм), что позволяет проводить монтаж муфты на рабочих давлениях с гарантированным качеством, в отличие от муфт устанавливаемых без создания предварительного напряжения.

УКМТМуфта состоит из двух полуоболочек, изготовленных путем однонаправленной намотки стеклоровинга на фланцы из нержавеющей стали, соединенных между собой с одной стороны шарниром, а с другой болтами. Для стягивания муфты используются серийно выпускаемые болты по ГОСТ 11738-78. Болты могут быть укомплектованы гроверными шайбами, предотвращающими раскручивание при длительных вибрационных нагрузках. Это актуально при проведении ремонта трубопроводов вблизи компрессорных станций, где от вибраций происходит разбалчивание муфт с двухсторонними шпильками из-за конструкционной невозможности применения шайб гровер.

Прочность силового корпуса муфты намного превосходит прочность бездефектной трубы, а усилие сжатия обеспечивает практически полную разгрузку металла трубопровода от внутреннего давления.
 

ПРОЧНОСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Прочность при разрыве, МПа, не менее 800
Изгибающее напряжение при разрушении, МПа, не менее 200
Модуль упругости в окружном направлении, МПа, не менее 3.0 x 104
Плотность, кг/м³ 1600 – 1800
Водопоглощение за 24 часа, %, не более 0.2



МАССОГАБАРИТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

 
модель диаметр, мм длина, мм вес муфты, кг вес вкладыша, кг вес клея и пластилина, кг
УКМТ-89 120 150 2,8 0,32 2
УКМТ-114 140 150 3.1 0.38 2
УКМТ-159 170 150 3.5 0.55 2
УКМТ-168 190 150 3.5 0.65 2
УКМТ-219 240 500 17 2.1 2
УКМТ-273 290 500 18.94 3.1 2
УКМТ-325 350 500 20.06 3.4 4
УКМТ-355 370 500 21.08 3.6 4
УКМТ-377 400 500 24.50 3.8 4
УКМТ-426 450 500 22.32 5.4 4
УКМТ-530 550 500 34.68 5.6 6
УКМТ-610 630 500 37.8 6.2 6
УКМТ-630 660 500 43.90 6.6 6
УКМТ-720 750 500 45.50 7.1 8
УКМТ-820 850 500 48.60 8.1 8
УКМТ-1020 1050 500 68.53 9 8
УКМТ-1067 1100 500 72.5 10 8
УКМТ-1220 1250 500 80.60 12 8
УКМТ-1420 1450 500 88.00 14 8



 

Использование муфт УКМТ позволяет осуществлять оперативный, недорогой, простой и надежный ремонт трубопроводов, который, согласно заключению экспертизы промышленной безопасности, квалифицируется как постоянный метод ремонта.

Отличие УКМТ от всех существующих на сегодняшний день типов ремонтных муфт - это широкий спектр существующих типоразмеров ремонтируемых труб от 89 до 1420 мм , полное перекрытие ремонтируемого участка, простота монтажа, высокая скорость проведения ремонта, малый объем земляных работ, ремонт протяженных дефектов при последовательной установке муфт вплотную друг к другу, а также возможность использования для ремонта подводных участков трубопроводов. Так как данный ремонт относится к постоянным методам, в некоторых нефтегазодобывающих предприятиях УКМТ применяется для ликвидации порывов трубопроводов, в том числе без сброса давления .

С помощью усиливающих композиционных муфт осуществляется ремонт наружных и внутренних дефектов трубопроводов с потерей металла до 100% номинальной толщины стенки трубы. В большинстве случаев ремонт с помощью УКМТ является альтернативой врезке катушки.

Согласно Заключению экспертизы промышленной безопасности № ТУ-АС-001/424-08 от 11 января 2008 года, выданному "ВНИИСЕРТИФИКАЦИЯ", УКМТ относится к обжимным муфтам и ремонт с их применением является постоянным методом ремонта.

контрольПри производстве муфт осуществляется стопроцентный контроль качества с проведением испытания каждой муфты на максимальную нагрузку. Результаты испытаний заносятся в Паспорт изделия. Каждая партия муфт комплектуется подробной инструкцией по применению.

Муфта выпускается двух модификациях: УКМТ – для ремонта наружных и внутренних дефектов с потерей металла до 80 % и УКМТ-А – для проведения аварийных ремонтов свищей.

УКМТ имеют разрешение на применение в нефтегазовой отрасли, свидетельство о признании российского морского регистра судоходства, гигиенический сертификат, сертификат соответствия и сертификат на соответствие ISO 9001-2008.



 

ОСНОВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА:

  • Метод постоянного ремонта
  • Без огневых работ
  • Без снижения рабочего давления
  • Простота установки
  • Небольшой объём земляных работ
  • Не требуется использование тяжёлой техники
  • Коррозионная стойкость
  • Экономическая эффективнось
  • Высокая оперативность проведения работ

 

 

 

ПРОЦЕСС УСТАНОВКИ

 

ОЧИСТКА И ОБЕЗЖИРИВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ
Рисунок15

Рисунок1

 

ПОДГОТОВКА ВКЛАДЫША
Для предотвращения негативного механического воздействия на сварные стыки в состав УКМТ входит разъёмный вкладыш, толщиной незначительно превышающей разрешённую нормативно-технической документацией высоту усиления сварного шва.
Включение вкладыша в конструкцию муфты позволяет устанавливать УКМТ на продольно- и спиральношовные трубы, применять их для ремонта дефектов, находящихся вблизи вертикального сварного стыка, а также дефекты сварных стыков без выравнивания их с поверхностью трубы.
 
Рисунок2 Рисунок3

 

НАНЕСЕНИЕ КЛЕЯ, МОНТАЖ ВКЛАДЫША
Длина вкладыша несколько больше длины силового корпуса, что позволяет ремонтировать протяжённые прямолинейные участки трубопровода без разрыва, устанавливая муфты встык друг за другом.
При помощи специальной оснастки с помощью УКМТ можно также ремонтировать дефекты сварных стыков типа «несоосность».
 
Рисунок4 Рисунок5

 

 УСТАНОВКА МУФТЫ
  УКМТ значительно легче аналогичных конструкций из металла. Вес муфты УКМТ 530 составляет 34 килограмма.  
 
Рисунок6 Рисунок7

 

ГЕРМЕТИЗАЦИЯ
   
Рисунок16 Рисунок8
Рисунок9 Рисунок10

 

 ВОССТАНОВЛЕНИЕ ИЗОЛЯЦИИ
   
Рисунок11 Рисунок13
Рисунок12 Рисунок14

 

 

 

Результаты внутритрубного диагностирования трубопровода, отремонтированного муфтами УКМТ

ОБЪЕКТ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ - НЕФТЕПРОВОД ВНЕШНЕГО ТРАНСПОРТА

 

НАИМЕНОВАНИЕ СРОКИ ВЫПОЛНЕНИЯ
Участок №1, Ду-530 мм, 48,7 км Апрель 2012 г. Август 2014 г.
Участок №2 , Ду-530 мм, 43,5 км Июль 2011 г. Август 2014 г.
Участок №3, Ду-530 мм, 28,7 км Декабрь 2010 г. Август 2014 г.

 

ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРУБОПРОВОДА

Участок 1 Участок 2 Участок 3
номинальный диаметр 20" 20" 20"
тип труб прямошовная/бесшовная прямошовная прямошовная
марка стали 17Г1С 17ГС 17ГС
номинальная толщина стенки 6-10 мм 6 мм 6 мм
паспортное давление 4,0 МПа 3,0 МПа
МДРД 4,0 МПа
проектное давление 7,5 МПа 7,5 МПа 7,5 МПа
предел текучести 353 МПа 415 МПа 400 МПа
прочность на разрыв 510 МПа 520 МПа 540 МПа
минимальный радиус поворота 3 D 5 D 3 D
длина 48 700 м 43 500 м 28 700 м
год строительства 1990 1990 1990
продукт (во время пропуска) товарная нефть товарная нефть товарная нефть
предыдущие обследования 2008




РЕЗУЛЬТАТЫ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ

Участок 1 (48,7 км)



2012 год

В 2012 году было проведено внутритрубное диагностирование, включавшее очистку, калибровку, обследование поршнем – профилемером, обследование магнитным поршнем – дефектоскопом MFL (продольное намагничивание).

РЕЗУЛЬТАТЫ ДИАГНОСТИКИ:

Глубина потери металла Всего Все дефекты потери металла
внутренние не внутренние не определено
>=60 % 441 - 441 -
40 – 59 % 3 573 1 3 572 -
20 – 39 % 20 5089 31 20 558 -
< 20 % 56 551 598 55 953 -
Всего 81 154 630 80 524 -

По результатам диагностики 2012-го года был заменены 3 участка трубопровода суммарной длиной 10,5 км

2014 год

В 2014 году было проведено внутритрубное диагностирование, включавшее очистку, калибровку, обследование поршнем – профилемером, обследование магнитным поршнем – дефектоскопом MFL (продольное намагничивание).

РЕЗУЛЬТАТЫ ДИАГНОСТИКИ:

Глубина потери металла Всего Все дефекты потери металла
внутренние не внутренние не определено
>=60 % 118 - 118 -
40 – 59 % 699 6 693 -
20 – 39 % 6 578 171 6 407 -
< 20 % 172 093 88 424 83 669 -
Всего 179 488 88 601 90 887 -


Участок 2 (43,5 км)



2011 год

В 2011 году было проведено внутритрубное диагностирование, включавшее очистку, калибровку, обследование поршнем – профилемером, обследование магнитным поршнем – дефектоскопом MFL (продольное намагничивание).

РЕЗУЛЬТАТЫ ДИАГНОСТИКИ:

Глубина потери металла Всего Все дефекты потери металла
внутренние не внутренние не определено
>=60 % 3 - 3 -
40 – 59 % 16 - 15 1
20 – 39 % 1 293 16 1 274 3
< 20 % 6 438 59 6 365 14
Всего 7 750 75 7 657 18



2014 год

В 2014 году было проведено внутритрубное диагностирование, включавшее очистку, калибровку, обследование поршнем – профилемером, обследование магнитным поршнем – дефектоскопом MFL (продольное намагничивание).

РЕЗУЛЬТАТЫ ДИАГНОСТИКИ:

Глубина потери металла Всего Все дефекты потери металла
внутренние не внутренние не определено
>=60 % - - - -
40 – 59 % 8 - 8 -
20 – 39 % 230 2 228 -
< 20 % 25 017 145 24 872 -
Всего 25 255 147 25 108


Участок 3 (28,7 км)



2010 год

В 2011 году было проведено внутритрубное диагностирование, включавшее очистку, калибровку, обследование поршнем – профилемером, обследование магнитным поршнем – дефектоскопом MFL (продольное намагничивание).

РЕЗУЛЬТАТЫ ДИАГНОСТИКИ:

Глубина потери металла Всего Все дефекты потери металла
внутренние не внутренние не определено
>=60 % 7 - 7 -
40 – 59 % 64 2 62 -
1 098 11 1 087 -
< 20 % 2 129 17 2 112 -
Всего 3 298 30 3 268 -



2014 год

В 2014 году было проведено внутритрубное диагностирование, включавшее очистку, калибровку, обследование поршнем – профилемером, обследование магнитным поршнем – дефектоскопом MFL (продольное намагничивание).

РЕЗУЛЬТАТЫ ДИАГНОСТИКИ:

Глубина потери металла Всего Все дефекты потери металла
внутренние не внутренние не определено
>=60 % 13 - 13 -
40 – 59 % 53 - 53 -
20 – 39 % 558 9 549 -
< 20 % 12 394 139 12 255 -
Всего 13 018 148 12 870


 

ХАРАКТЕРНЫЕ АНОМАЛИИ

Наружная коррозия и муфты УКМТ Наружная коррозия и муфты УКМТ2 Наружная коррозия и муфты УКМТ1 Наружная коррозия и муфты УКМТ3

 



По результатам диагностирования 2010 - 2012 годов на участках были проведены работы по ремонту дефектных секций муфтами УКМТ-530. Работы проводились в 2012 – 2014 годах.

Всего было установлено:

• Участок 1 (48,7 км) – 261 муфта
• Участок 2 (45,3 км) – 14 муфт
• Участок 3 (28,7 км) – 28 муфт



Схемы расположения аномалий и изображения муфт на первичных данных по результатам диагностики 2014 года

(снаряды производства “ROSEN”)


Anomaly 1 Anomaly 2
Anomaly 3 Anomaly 4




СРАВНЕНИЕ ДАННЫХ


Участок 1 (48,7 км)


По результатам сопоставления данных диагностики 2012 и 2014 годов были выбраны 450 наиболее опасных наружных аномалий, из которых по 231 аномалии в 2012 – 2014 годах был проведен ремонт муфтами УКМТ, а по 219 аномалиям никаких работ не производилось. Было проведено сравнение изменения их геометрических параметров.



Аномалии, отремонтированные муфтами УКМТ:

2014  2012  Макс. "увеличение" за 2012-2014, % Макс. "уменьшение" за 2012-2014, % Количество «увеличившихся», % Количество «уменьшившихся», % Среднее изменение, % от толщины стенки
Макс. глубина, % Мин. глубина,% Макс. глубина, % Мин. глубина,%
82,0 10,0 81,7 30,0 34,0 -57,0 34 196 -14,5


 Diag1

Diag2


Примечание. На Диаграмме №2 аномалии расположены в порядке произвольной сквозной нумерации. В качестве единицы измерения приняты % от толщины стенки трубопровода.

Аномалии, по которым ремонт не проводился:

 

2014  2012  Макс. "увеличение" за 2012-2014, % Макс. "уменьшение" за 2012-2014, % Количество «увеличившихся», % Количество «уменьшившихся», %

Среднее изменение, % от толщины стенки

Макс. глубина, % Мин. глубина,% Макс. глубина, % Мин. глубина,%
82,0 10,0 81,7 11.7 62,0 -42,0 104 115 -1,5


Diag3

Diag4

Примечание. В качестве единицы измерения приняты % от толщины стенки трубопровода.

 

 

 

Участок 3 (28,7 км)

 


По результатам сопоставления данных диагностики 2012 и 2014 годов были выбраны 108 наиболее опасных наружных аномалий, из которых по 29 аномалии в 2012 – 2014 годах был проведен ремонт муфтами УКМТ, а по 79 аномалиям никаких работ не производилось. Было проведено сравнение изменения их геометрических параметров.


Аномалии, отремонтированные муфтами УКМТ:

2014  2012  Макс. "увеличение" за 2012-2014, % Макс. "уменьшение" за 2012-2014, % Количество «увеличившихся», % Количество «уменьшившихся», % Среднее изменение, % от толщины стенки
Макс. глубина, % Мин. глубина,% Макс. глубина, % Мин. глубина,%
82,0 31,0 80,7 20,0 20.3 -27,7 9 20 -6.3

 

 

 

 

 

 

Diag6

Diag7

 

 

Аномалии, по которым ремонт не проводился:

 

 

2014  2012  Макс. "увеличение" за 2012-2014, % Макс. "уменьшение" за 2012-2014, % Количество «увеличившихся», % Количество «уменьшившихся», % Среднее изменение, % от толщины стенки
Макс. глубина, % Мин. глубина,% Макс. глубина, % Мин. глубина,%
82,0 10,0 81,7 11.7 62,0 -42,0 104 115 -1,5

Diag7

Diag8

Примечание. В качестве единицы измерения приняты % от толщины стенки трубопровода.

 

 

ВЫВОДЫ

 

Использованные при диагностировании обоих участков трубопровода магнитные снаряды-дефектоскопы не позволяют напрямую измерить глубину коррозионных повреждений, однако по результатам сравнения данных первоначальной (2010г. - 2012г.) и последующей диагностики (2014г.) можно сделать следующие выводы:

  • Наружные коррозионные аномалии, по которым не производились никакие ремонтные мероприятия, склонны к увеличению глубины повреждения. При этом, размер данного увеличения тем больше, чем больше время между проведением обследования. 

  • Наружные коррозионные аномалии, отремонтированные муфтами УКМТ в период между обследованиями, показывают «уменьшение» глубины коррозионных повреждений. Это связано, по-видимому, с тем, что ремонтная конструкция УКМТ, устанавливаемая на трубопровод с натяжением, вызывает уменьшение кольцевых напряжений металла, вызванных внутренним давлением. Уменьшение напряжений, в свою очередь, приводит к уменьшению рассеяния магнитного потока, вызванного магнитами проходящего снаряда – дефектоскопа. 

  • Таким образом, муфта УКМТ помимо создания «защитного кожуха» вокруг потенциально опасной аномалии позволяет путем компенсации кольцевых напряжений металла замедлить рост аномалий и уменьшить их дальнейшую склонность к разрушению.