Оценка напряженного состояния труб

В связи с этим для повышения надежности диагностики разработана 4-уровневая система диагностики ППН /158/. Система предусматривает определение: проходного сечения трубопровода (сужений, вызванных дефектами типа вмятин, гофров, овальности поперечного сечения); дефектов потери металла, уменьшающих толщину стенки трубопровода (коррозийных язв, царапин, вырывов металла и т.п.), а также расслоений, включений, положения вмятин, расслоений, включений относительно сварных швов; поперечных трещин в теле трубы, поперечных трещин и тре-щиноподобных дефектов в кольцевых сварных швах; продольных трещин в теле трубы, продольных трещин и тре-щиноподобных дефектов в продольных сварных швах.

Переход от разовых инспекций к мониторингу всей трубопроводной системы имеет принципиальное значение. Единичное диагностирование дает не более одного "информационного среза" по параметрам дефектов трубопровода. Поэтому объективную информацию по динамике изменения технического состояния трубопровода могут дать только результаты периодических исследований, обработка и хранение результатов которых осуществляется в компьютерных банках данных.

Оценка напряженного состояния труб подводных переходов нефтепроводов (ППН). К особенностям подводных переходов следует отнести высокий уровень напряженно-деформированного состояния (НДС) труб нефтепровода. Это вызвано тем, что местность в районе ППН имеет, как правило, сложный рельеф с большими перепадами высот, и при укладке труб в траншеи сложного профиля неизбежно возникают дополнительные изгибные напряжения.

Контроль НДС труб

Кроме того, в ППН из-за изменения с течением времени русла рек, подмыва берегов и т.п. также возникает вероятность дополнительной деформации нефтепровода. Большие значения изгибных и продольных напряжений способствуют развитию более высоких напряжений в зонах, прилегающих к дефектам. Следовательно, контроль НДС труб, находящихся в подводных переходах, является актуальной задачей.

НДС трубопровода оценивают различными путями, чаще всего на основании результатов измерения вертикального профиля ППН. Более эффективный способ оценки НДС трубопровода могут дать неразрушающие, в частности, магнитные методы контроля. Широкое применение для этих целей нашли анизотропные датчики, в которых определяется разность магнитной проницаемости ферромагнитного материала трубы по двум взаимно перпендикулярным направлениям.

Однако все анизотропные датчики обладают серьезным недостатком: при двухосном (плоском) нагружении, близком к симметричному растяжению или сжатию, чувствительность таких датчиков падает практически до нуля. Поэтому они применяются, в основном, там, где происходит резко асимметричное на-гружение материала. В магистральных трубопроводах это – кольцевые напряжения от давления внутри трубы или изгибные напряжения вдоль ее оси.

Измерения НДС

В настоящее время проводятся работы по исследованию возможности магнитного метода измерения напряжений в трубопроводах. С этой целью исследуются магнитные свойства трубных деталей в зависимости от приложенных напряжений. Одновременно решается проблема измерений не только в стационарных условиях, но и в условиях движущегося снаряда-дефектоскопа.

Для измерения НДС материала трубы при любом соотношении главных деформаций могут быть использованы абсолютные значения магнитных параметров, в частности, коэрцитивной силы. Этот параметр в последнее время стал широко применяться для определения НДС различных металлоконструкций – лифтов, подъемных сооружений и т.д.

Приборы для определения НДС ферромагнитных изделий по коэрцитивной силе (коэрцитиметры) обладают также таким преимуществом, как возможность практически полной отстройки показаний от влияния неконтролируемых колебаний зазора между датчиком и изделием. Работы по созданию приставных (накладных) датчиков коэрцитиметров с высокими метрологическими характеристиками, а также исследования агнитных свойств сталей при плоском нагружении материала в упругой и пластической зонах деформации ведутся в Физико-техническом институте (г. Ижевск).

Предотвращение аварий на подводных нефтепроводах. Акусто-эмиссионный метод контроля. В настоящее время наиболее производительным способом контроля трубопроводов является внутритрубная диагностика, которая с большой надежностью выявляет большинство дефектов труб.