Анализ основных причин повреждений трубопроводов на опасных производственных объектах (ОПО)

Правовой базой для проведения исследований в части обеспечения промышленной безопасности (ПБ, — ред.) на трубопроводных системах является Федеральный закон № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».

На основании статистических данных (было обследовано около 600 трубопроводов) почти 80% от общего количества исследуемых ОПО (Опасные производственные объекты, — ред.) в перспективе могут привести к авариям и чрезвычайным ситуациям. Это связано с тем, что промышленная безопасность на них находится на недостаточном уровне. Причина для подобных случаев традиционна – крайне низкая остаточная стоимость основных производственных фондов, находящихся на балансе ОПО. Они требуют постоянного контроля, соблюдения нормативного износа оборудования и, соответственно, технического перевооружения предприятий, эксплуатирующих трубопроводы нефтегазовой и химической промышленности.

Основным критерием, который фиксируют уровень технического состояния оборудования на опасных производственных объектах, является динамика показателей, характеризующих его работоспособность.

Нагрузка на металл, его так называемая ползучесть, изменения механического и химического состава материала, а также растрескивание коррозионного характера – всему этому постоянно подвергаются металлические поверхности трубопроводов. Для того, чтобы провести качественную диагностику оборудования ОПО, необходимо определить основную причину потенциальных повреждений и дефектов.

Специалисты, основываясь на результатах многочисленных обследований, пришли к выводу, что самым слабым звеном любого трубопровода является несоблюдение технического регламента в процессе сварки швов и соединений. В результате чего появляются свищи, проходящие насквозь, непроваренные места на поверхности металла, дефекты на внутренней стороне трубы, раковинные образования, подрезы и т. д. В этой области появляются напряжения, которые впоследствии ведут к снижению прочности металла и его разрушению. Статистика дефектов в этой сфере показывает, что 2/3 из них носят подповерхностный характер. 14% всех этих нарушений касаются геометрической диспропорции сварных соединений.

Несмотря на то, что в нормативном регламенте проведения мероприятий по обеспечению на ОПО требований промышленной безопасности существуют стандартные процедуры и правила, необходимо, тем не менее, к каждому из них использовать свой индивидуальный подход. Это обусловлено не только специфичностью оборудования, структурой металла, используемого в трубопроводе, возрастом и транспортируемым веществом, но и другими факторами. Техническая документация на оборудование, причем актуализированная, зачастую отсутствует или недостаточно скомплектована. Очень часто оригиналы подобных документов устаревают в связи с постоянными изменениями, а новые отсутствуют.

Специалисты в области промышленной безопасности заявляют, что не только низкая остаточная стоимость основных производственных фондов на предприятиях, эксплуатирующих трубопроводы различной функциональности, являются причиной их неисправностей и повреждений – существуют еще локализованные и местные дефекты. Их причина в механических изменениях поверхности, вызванные проблемой монтажа (в случае сварки под напряжением), динамикой грунтов, воздействия температурных перепадов и коррозионного проникновения в металлические зоны, подверженные деформации. Организации, проводящие экспертизы промышленной безопасности на подобных объектах, в этом случае, проводят следующее диагностические исследования: способ магнитной памяти металла, акустико-эмиссионный контроль и т.д.

В настоящее время при оценке технического состояния оборудования, которое функционирует на опасных производственных объектах, а также проведении в отношении их полноценной экспертизы и соответствующих исследований, в первую очередь используются следующие мероприятия:

• контроль, осуществляемый визуальным образом;
• исследование материала на плотность и определение его толщины после износа;
• избирательное обследование сварных швов, проводимое следующими системами контроля: вихретоковый, капилярный, ультразвуковой и т. д.;
• оценка ресурса (остаточного).

Но практика последних обследований трубопроводов различной функциональности показывает, что определять эксплуатационную способность конкретного оборудования только по толщине металла, не только нецелесообразно, но и крайне опасно. В результате можно пропустить реальные повреждения, которые все равно проявятся в месте, где этот показатель находится в норме. Необходимы дополнительные исследования, касающиеся уровня напряженности металла и потенциальной его деформации.

К подобной ситуации может привести, прежде всего, неисполнение проектных требований при строительных работах по прокладке трубопроводной системы. В результате появляются застойные места на поверхности металла, поврежденные конструкции опор, а также изгибы и незапланированные перемещения трубопроводов. Все это провоцируют дефекты трубы, которые могут обернуться серьезной аварией. Неумолимая статистика показывает, что по этим причинам происходит треть всех чрезвычайных происшествий.

Как правило, диагностический контроль сварных швов носит выборочный характер, но существуют факторы, которые в соответствии с нормативными требованиями регламента по эксплуатации трубопроводов, ведут к обязательному 100% их обследованию. К ним относятся:

• давление в трубопроводе, превышающее 10 Мпа;
• использование труб, относящихся к первой категории, которые эксплуатируются при температуре 70 градусов ниже нуля;
• эксплуатация трубопровода, изготовленного (сваренного) из сталей разных марок;
• применение труб, имеющих многократно сварные повреждения, выявленные ультразвуковым методом;
• использование сварочных работ при монтаже трубопровода первой категории, являющихся составной частью блоков первого класса взрывоопасности.

Сварные соединения на трубопроводах – именно эти места по статистике являются самыми уязвимыми с точки зрения промышленной безопасности систем трубопроводов. Это достаточное основание для того, чтобы уделить проблеме их качества особое внимание при проведении диагностики и оценки технического состояния оборудования ОПО.