авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

Разработка методов переизоляции протяженных участков магистральных газопроводов

-- [ Страница 2 ] --

Расчет индексов ведётся по каждому из оценочных параметров.

Выполняется анализ аварийности участка газопровода с использованием исходной информации из актов технического расследования причин аварии. При отсутствии аварий на данном участке газопровода учитывается аварийность на параллельных газопроводах технологического коридора. В результате участок газопровода будет характеризоваться интегральным индексом аварийности , который определится суммированием показателей по каждой аварии.

Для оценки дефектности изоляционных покрытий используются результаты интенсивной электрометрии, рассчитывается плотность дефектов изоляционного покрытия. Определяется индекс дефектности изоляции исходя из следующего соответствия: каждым 10 % плотности дефектов изоляции соответствует 1 балл приоритетности газопровода к переизоляции, соответственно 20 % – 2 балла и т.д.

Таблица 1

Расчетные индексы и критерии выбора участков для ремонта изоляции

Расшифровка величин Критерии Значение (баллы)
Индекс аварийности:, , ПА – характеристика аварии, ПР – показатель риска
РПА – причина аварии Коррозия До 20 лет 2,0
Менее 20 лет 3,0
Стресс-коррозия До 15 лет 3,5
15-25 лет 2,5
Более 25 лет 2,0
Брак металла 0,8
Брак СМР 0,5
РХР – характер разрушения Состояние металла Хрупкое 3,0
Пластичное 1,0
Протяженность линии разрыва Свищ 0,5
Менее 30 м 1,0
Более 30 м 2,0
Термическое воздействие Пожар 2,0
Нет 1,0
РЛ – локализация аварии Место в коридоре МГ На данном МГ 1,0
На паралл. МГ 0,7
Концентрация по трассе МГ (расстояние между авариями, м) Менее 500 2,0
Более 500 1,0
РКД – качество диагностирования Наличие возможности для ВТД Имеется 0,5
Нет 2,0
Сроки проведения обследований Менее 3 лет 0,3
3-5 лет 0,5
Более 5 лет 1,0
РЗН – защита населения Близость и концентрация людей 1,5
Малонаселенные районы 0,5
РМР – масштабы разрушения Диаметр МГ, мм 1420 2,5
1220 2,0
1020 1,5
Менее 1020 1,0
РПГ – потери газа Более 3·106 м3/сут 1,5
Менее 3·106 м3/сут 1,0
РАР – аварийное резервирование Возможность переключения потока газа (перемычки, телемеханика) Имеется 0,5
Нет 0,0
Плотность дефектов изоляции (хi – длина дефекта изоляции, L – длина участка) Каждым 10 % плотности дефектов изоляции (участков с неполной защитой) соответствует 1 балл приоритетности к переизоляции
Показатель состояния ЭХЗ (уi – длина участка с недозащитой и перезащитой)
Индекс фактической поврежденности по ВТД (Р – число поврежденных труб; NД – число дефектов; – средняя глубина дефектов) Количество баллов численно равно IВТД, выраженной в долях единицы
Темп развития повреждений ТК: (а, L, h, – размеры повреждений на трубе, мм, N, M – число повреждений и поврежденных труб; - время проведения ВТД) , [см3/год] Менее 50 1,0
Более 50 2,0

Эффективность электрохимической защиты (ЭХЗ) по протяженности газопровода определяется путем выявления участков, на которых значения потенциалов меньше (по абсолютной величине) минимального защитного потенциала. Для оценки эффективности ЭХЗ рассчитывается плотность участков с неполной защитой. Каждые 10 % участков неполной защиты соответствуют 1 баллу приоритетности проведения переизоляции по фактору эффективности работы средств ЭХЗ , соответственно 20 % - 2 баллам и т.д. При совпадении участков неполной защиты с участками ПКО дополнительно добавляется 1 балл, ВКО – 2 балла. Для выявления потенциальноопасных участков газопроводов, предрасположенных к стресс-коррозии, используются результаты комплексных исследований газопроводов в отношении КРН.

Для оценки коррозионной активности грунтов используются результаты измерения удельного электрического сопротивления грунтов с шагом 100 м. Результаты оценки представляются в виде графической строки «Коррозионная активность грунтов», в которой отмечается средний балл коррозионной активности грунта на стометровых участках. Для оценки плотности коррозионных дефектов используются результаты ВТД, рассчитывается интегральная характеристика . На основе периодических пропусков ВТД определяется темп развития повреждений ТК.

Разработанная универсальная система оценки технического состояния газопроводов позволяет сравнивать различные показатели в относительных единицах (баллах) и может быть легко скорректирована применительно к конкретному исходному материалу. В методике учтены факторы, существенно влияющие на достоверность оценки состояния антикоррозионных покрытий и коррозионного состояния труб, а сам анализ факторов основан на имеющемся материале и не требует дополнительных затрат, связанных с протяженными обследованиями. Перечисленные особенности методики определяют её эффективность и наполняемость непосредственно в зоне деятельности линейно-производственного управления магистральных газопроводов (ЛПУМГ) с использованием их собственных специалистов.

Большие объемы исходных данных и необходимость представления результатов в единообразной форме потребовала автоматизировать разработанный алгоритм оценки технического состояния газопроводов в виде программы для персонального компьютера, которая существенно упрощает, ускоряет, устанавливает единообразный порядок вычислений. Такая программа была разработана с помощью пакета Office 2003 Windows XP Professional. Основным управляющим окном программы является пользовательский интерфейс, позволяющий управлять ходом проведения по всем этапам выполнения программы.

На основе результатов ВТД проводится оценка фактической дефектности газопроводов, вычисляются коэффициенты, характеризующие фактическую поврежденность (количество поврежденных туб, количество дефектов, индекс ВТД, темп развития повреждений и т.д.). Для этого в программу вставляются данные из отчета ВТД для участка газопровода.

Для оценки состояния изоляции газопроводов и полноты ЭХЗ используется второй массив данных интенсивных электроизмерений, на основе которых делается выборка, сопоставление и расчёт участков неполной электрохимической защиты участков с наличием сквозных дефектов покрытия. При этом предусмотрена возможность автоматизированного уточнения и корректирования координаты интенсивных измерений по отношению к данным ВТД.

В третьем массиве данных учитываются сведения по потенциально-опасным участкам МГ с высокой вероятностью коррозии и КРН. Используются данные по аварийности, показателям высокой коррозионной опасности и реестры по участкам КРН. Итоговые баллы рассчитываются для получения информации, характеризующей общее техническое состояние участков газопроводов. Этот параметр является основным при принятии решения о приоритетности ремонта изоляции. Прочие баллы рассчитываются при необходимости решения аналитических задач с применением математической статистики. Результаты итогового расчета представляются в текстовом редакторе.

Во третьей главе разработаны и усовершенствованы методы, позволяющие проводить длительный контроль состояния защитных покрытий при эксплуатации газопроводов.

Недостатком существующих методов выявления сквозных дефектов покрытий, основанных на утечке электрического тока, является их недостаточная информативность, обусловленная отсутствием прямого и постоянного во времени контакта с грунтом, за счет которого осуществляется натекание защитного или контрольного тока и индикация дефекта. Вследствие этого возникают условия для непостоянного воздействия катодной поляризации на металл трубы за счет переменного увлажнения с перерывами защитного действия средств ЭХЗ, что создает наиболее благоприятные условия для развития коррозионных процессов. Методик тестирования этих процессов во времени не существует.

Задачей разработки является выявление наиболее опасных сквозных дефектов защитных покрытий, расположенных в условиях непостоянного действия средств ЭХЗ. Суть способа заключается в выявлении участков газопроводов с периодическим циклическим увлажнением. При повышении уровня грунтовых вод происходит обводнение грунта и затекание воды в места повреждений изоляции. Тем самым возникает электрический контакт металла трубы в сквозном повреждении покрытия с грунтом (или его образование при наличии воздушного зазора) за счет устранения омического барьера на границе. Происходит снижение удельного электрического сопротивления грунта в результате его водонасыщения. Этот процесс вызывает повышение силы защитного тока на УКЗ, продолжающийся до подъема грунтовой воды на максимальный уровень в пределах сечения трубопровода и наоборот. Предложенный способ опробован на участке газопровода диаметром 1420 мм Пунга-Ухта-Грязовец Сосногорского ЛПУ МГ ООО «Газпром трансгаз Ухта», имеющем характерные дефекты покрытий, приводящие к развитию критических дефектов труб. Установлены различия в градиентах защитного потенциала при электрометрическом обследовании в периоды высокого UВ и низкого UН уровня грунтовых вод. В эти же периоды определены изменения удельного электрического сопротивления грунта В и Н (рис. 2).

а)

 б) в) рагмент геологического разреза участка 16-17 км (а),-17

 б) в) рагмент геологического разреза участка 16-17 км (а), распределение-18

б)

в)

Рис. 2 Фрагмент геологического разреза участка 16-17 км (а), распределение градиентов потенциала (б), отношения UВ/UН и Н/В (в)

Периоды высокого и низкого уровня грунтовых вод (УГВ) определяли по стабилизации защитного тока установок катодной защиты (УКЗ), соответственно на максимальных и минимальных значениях. При опробовании метода проведены также измерения УГВ в контрольных скважинах, обсаженных перфорированными пластиковыми трубами. Установлено положение полосы переменного смачивания, ограниченной высоким и низким уровнем грунтовых вод относительно поперечного сечения трубопровода. Отмечен участок переменного смачивания трубопровода: 16300 – 16900 м. Вычислено изменение отношения UВ/UН и Н/В на исследуемом участке трубопровода. Выявлены участки, на которых UВ/UН превышает Н/В – это участки с координатами 16350 – 16430 м и 16750 – 16830 м. Путем контрольного шурфования доказано, что выявленные участки являются предрасположенным к развитию коррозионных процессов за счет непостоянного воздействия защитного тока на металл в дефектах защитного покрытия.

Из предыдущего примера видно, что оценка защитных свойств покрытий при реализации бесконтактных методов на переменном токе характеризуется наличием негативного фактора в виде изменяющихся свойств грунта. В связи с этим, предлагается оборудовать переизолируемые участки трубопроводов стационарно устанавливаемыми протяженными сигнальными линиями. Основное преимущество таких линий – возможность непрерывного контроля протяженных участков трубопроводов при отсутствии факторов случайной погрешности в виде непрерывно хаотически меняющихся электрофизических свойств окружающего трубопровод грунта.

Сущность предлагаемого метода заключается в установке во время проведения переизоляции на поверхности трубопровода вдоль его оси двухпроводной сигнальной линии, изготавливаемой промышленным способом. Сигнальная линия выполняется в виде двух металлических плоских электрических проводников, нанесенных на диэлектрическое основание в виде ленты (рис. 3). Преимущества - малые габаритные размеры, простота изготовления и нанесения на трубопровод. Полосковая линия крепится на клейкое диэлектрическое основание к металлу трубы, поверх нее наносится битумное покрытие. В процессе эксплуатации происходит водонасыщение покрытия на отдельных участках газопровода.

а) б)

1 - компьютер; 2 - рефлектометр; 3 – осциллограмма, 4 – пункт подключения, 5 - трубопровод; 6 – сигнальная линия; 7 – битумное покрытие, 8 – диэлектрическое основание, 9 – электрические проводники

Рис. 3 Схема подключения (а) и установки на металл трубы (б) сигнальной линии для определения водонасыщения битумного покрытия на газопроводе

Поскольку волновое сопротивление двухпроводной линии есть величина постоянная по всей ее длине и не зависит ни от напряжения, ни от тока в линии, то любое изменение диэлектрических свойств линии в любом месте вызывает только в этом месте отклонение сопротивления от волнового.

Для установления местоположения участка и степени его водонасыщения сигнальную линию предлагается периодически тестировать методом рефлектометрии. Для однородной неискаженной линии

, (1)

где L0 и C0 - соответственно индуктивность и ёмкость линии, отнесенные к единице длины, обычно к одному километру газопровода. Неоднородность волнового сопротивления характеризуется коэффициентом отражения

, (2)

где, – амплитуда отраженного импульса, – амплитуда зондирующего импульса, , – номинальное волновое сопротивление линии и сопротивление в месте повреждения покрытия газопровода.

Если послать в сигнальную линию зондирующий сигнал в виде короткого импульса или его перепада, то в месте отклонения волнового сопротивления - неоднородности - произойдет отражение части энергии импульса в сторону передатчика.

Предложенный способ контроля водонасыщения битумного покрытия испытан на участке трассы магистрального газопровода с использованием упрощенного датчика в виде фрагмента фольгированного стеклотекстолита, на поверхности фольги которого поверхность разобщена на два несвязанных гальванически электрода. Датчик устанавливали под покрытие в процессе его нанесения. К электродам основы датчика присоединяли измерители емкости и сопротивления. Установлено, что в начальный период эксплуатации трубопровода (до 2 лет) происходит снижение переходного сопротивления изоляционного покрытия в среднем на 15 % с последующей его стабилизацией. Темп снижения зависит от расположения датчиков индикаторного устройства, что обусловлено неравномерным водонасыщением покрытия по окружности трубопровода. Изменение электрической емкости датчиков неоднозначно: часть из них имеет прирост показателя за счет водонасыщения, другая часть характеризуется снижением емкости, по всей видимости, за счет образования сквозных каналов утечки тока.



Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.