Проблемы диагностики металлических поверхностей трубопроводной системы

Оценивая техническое состояние российской трубопроводной сети различной функциональности можно сделать вывод, что многие объекты, входящие в ее состав, не соответствуют требованиям промышленной безопасности (ПБ, — ред.). Статистические данные, полученные в результате обследования подобных опасных производственных объектов (ОПО, — ред.) в количестве 600 ед. (исследование проводилось в 2011 году), показывают, что четверть из них при эксплуатации нарушают утвержденный регламент ПБ. Более того, почти 80% «нарушителей» имеют недопустимые недостатки и дефекты. Если же анализировать полностью технический парк отечественной системы трубопроводов, то можно уверенно утверждать – большая часть технологического оборудования работает сверх нормативного срока эксплуатации (свыше 30 лет).

Ситуация в отрасли усугубляется еще и тем, что темпы модернизации и обновления трубопроводов осуществляются крайне медленно.

Эксплуатация оборудования сверх нормативного срока допускается нормативным регламентом. Но этот процесс должен пройти следующие этапы:

• тщательная диагностика технического состояния трубопроводной системы;
• оценка уровня работоспособности оборудования;
• определение остаточной стоимости;
• оценка экономической эффективности оборудования.

После проведения всех этих процедур принимается квалифицированное решение о дальнейшей судьбе обследуемого участка трубопровода. Это, в зависимости от результатов, может быть вывод оборудования из режима эксплуатации и полное техническое перевооружение или его ремонт и модернизация.

При оценке технологического оборудования трубопроводной сети диагностируются параметры, характеризующие его работоспособность. Причем у каждого из них существует свой предельный уровень, который берется за основу при проведении диагностики технического состояния трубопровода. Для этого, в первую очередь, анализируются многочисленные факторы, влияющие на динамические изменения технических параметров.

Степень опасности при эксплуатации трубопровода определяется качеством металла и его соответствия требованиям промышленной безопасности. Металлические поверхности трубопроводной сети постоянно подвергаются разнообразным внешним и внутренним воздействиям, которые приводят к негативным последствиям. Более того, при обслуживании опасных производственных объектов собственники не всегда руководствуются нормативными правилами и регламентами, которые призваны увеличить срок работы оборудования и обеспечить его безопасность при эксплуатации. Именно поэтому металлические поверхности подвергаются следующим негативным процессам: коррозия, расслоения, повреждения в виде трещин, отверстий и углублений в местах сварки и т.д.

Технический регламент допускает присутствие определенного минимума дефектов и повреждений, которые не влияет на безопасность ОПО. Именно этот уровень и должен быть целевым в части реализации мероприятий по обеспечению промышленной безопасности объекта. При оценке технического состояния элементов трубопроводной системы необходим комплексный подход, предполагающий не только определение параметров имеющихся повреждений (количество, величина, расположение и т. д.), но и оценку условий (в том числе нагрузочных), в которых функционирует опасный производственный объект.

Основными факторами, провоцирующими разнообразные повреждения и дефекты на трубопроводах, являются:

• степень агрессивности внешней среды;
• совокупность нагрузок, влияющих на элементы ОПО и превышающих нормативный уровень;
• проявление усталостных характеристик металла;
• прочие.

Дефектные повреждения на металлической поверхности трубопровода возникают практически на всех стадиях его строительства и эксплуатации, начиная от выплавки металла. На этом технологическом этапе в металл могут попасть шлаковые частицы и неметаллические включения. А в момент обработки давлением не исключены закатные деформации, а также расслоение его структуры и т.д. Проблемы с качеством металла возникают и во время электрохимического, механического, химико-термического и просто термического на него воздействия. Это могут быть прожоги, повреждения в виде трещин, а также дефицит в металле углеродного вещества. В процессе сварочных работ появляются непроваренные места, те же трещины и последствия коррозии. Металлические поверхности изменяют свою структуру при хранении, эксплуатации и транспортировке. Они подвергаются коррозионным процессам, охрупчиванию, а также деградации, которая проявляется в виде негативных изменений физических и химических свойств металла. По сути, это старение и потеря прочности материала.

Тем не менее, по оценкам экспертов, самой серьезной проблемой, негативно влияющей на качество металла, и приводящее к сокращению его фактического срока эксплуатации, является нарушение технологического режима сварочных работ. Внутренние дефекты сварных швов, свищи, проходящие насквозь, разной формы подрезы, непроваренные места, а также раковины – это далеко не полный перечень повреждений, которые образуются при сварке, выполненной не по соответствующему техническому регламенту. Причем, все эти дефекты металлической поверхности трубопроводов невозможно зафиксировать невооруженным взглядом. Для этого необходимо проведение одного из диагностических методов контроля, осуществляемого неразрушающим способом. К ним могут относиться методы, наиболее востребованные в данной отрасли: радиографический и ультразвуковой.

Нарушение геометрических пропорций в процессе сварки зачастую усугубляет ситуацию, увеличивая напряженность в сварных соединениях. В совокупности все проблемы с металлом в месте сварки приводят к его разрушению, ослаблению конструкции, уменьшению остаточного срока эксплуатации и, самое главное, они могут привести к аварийной ситуации, чреватой не только экономическими потерями, но угрозой жизни и здоровью персонала опасного производственного объекта. Именно поэтому контроль над предельным состоянием элементов трубопроводной сети является основным при обеспечении промышленной безопасности ОПО.