"ИНТЕРЮНИС" предлагает разработку и ввод в эксплуатацию систем КДМ Лель-М /A-Line 32D (DDM-M)/ на следующих объектах:
ТРУБОПРОВОДЫ, ПРОЛОЖЕННЫЕ В ТОНЕЛЯХ
Главной проблемой при обследовании тоннельных участков трубопровода (ТП) является затрудненный доступ или его полное отсутствие, особенно при наружной прокладке, когда часть пространства тоннеля занята трубой. Поэтому периодическое обследование чаще всего неэффективно или проведено быть не может.
Схема системы КДМ на тоннельном переходе газопроводаПримером выполнения диагностического мониторинга ТП в тоннеле является проект, предложенный "ИНТЕРЮНИС" при прокладке газопровода "Голубой поток" через горную гряду "Кобыла".
Разрушение элементов футляра тоннеля представляет не меньшую угрозу, чем повреждение самого трубопровода. "ИНТЕРЮНИС" имеет опыт контроля бетонных конструкций, который с успехом может быть использован при организации комплексного диагностического мониторинга тоннеля трубопровода.
ТРУБОПРОВОДЫ В СЛАБОНЕСУЩИХ ГРУНТАХ, НА ОПОЛЗНЕОПАСНЫХ УЧАСТКАХ, В ЗОНАХ КАРСТООБРАЗОВАНИЯ
К слабонесущим грунтам относятся болотистые и песчаные грунты, не обеспечивающие необходимого защемления трубы в траншее.
Характерной особенностью данного участка трубопровода (ТП) является возможное образование "арки" вследствие потери продольной устойчивости ТП.
Наиболее опасные места "арки" - зона выхода ТП из грунта и верхний участок "арки". Может наблюдаться повышенный уровень напряжений по краям "арки", а верхняя часть "арки" имеет склонность к гофрообразованию, которое может привести к разрыву трубопровода.
Задача диагностического мониторинга заключается в своевременном обнаружении подвижки ТП путем измерения напряжений на верхней и нижней образующих трубы, АЭ контроле процессов, сопровождающих изменение положения трубы в траншее, и обнаружении трещин в зоне гофра, имеющего сложную геометрию.
В зонах повышенной сейсмической опасности, к которым относится ряд регионов на пути пролегания нефтепровода, весьма вероятны проседание грунта, провалы, карстообразование, которые в первом приближении приводят к тому, что труба в данном месте образует обычный безопорный, балочный переход с характерным провисанием в средней части. Перераспределение напряжений по стенке трубы может достигать величин, соизмеримых с предельно допустимыми, приводя к статическому разрушению трубы или интенсификации роста трещин.
Учитывая, что при геологических изысканиях зоны возможного образования проседания грунта известны, считаем, что такие участки относятся к потенциально опасным и обустройство их системами диагностического мониторинга целесообразно.
Информационными параметрами при этом являются деформации трубопровода и сигналы АЭ, характерные для растущих дефектов в стенке трубы.
Прокладка ТП на участках, склонных к проявлению оползневых эффектов, приводит зачастую к большим проблемам в процессе их эксплуатации.
Примером подобного участка является многониточный водный переход газопровода Ужгородского коридора через реку Кама, за время эксплуатации которого произошло не менее двух катастрофических разрушений трубы, одно из которых с возгоранием газа.
Компания "ИНТЕРЮНИС" совместно с ВНИИГАЗом провели обследования данного участка с определением мест измерительных постов на основе геологических изысканий, АЭ контролем всех 9-ти ниток участка, измерением абсолютных напряжений по всему сечению трубы.
В результате данных работ был разработан проект комплексного мониторинга ТП данного участка, при котором используются специальные устройства для измерения скорости и направления движения грунта, преобразователи АЭ и датчики деформации.
Примером мониторинга НДС трубопровода является диагностика оползневых участков нефтепровода ОАО "Черномортранснефть", проводимая компанией "ИНТЕРЮНИС" совместно с ВНИИСТом в 2006 - 2007 годах.
Трубопровод, проходящий вдоль оползневого склона
|
 Обследуемый свайный надземный участок трубопровода
|
ВОДНЫЕ ПЕРЕХОДЫ, ПЕРЕХОДЫ ЧЕРЕЗ АВТО И Ж/Д ДОРОГИ
Основные правила проведения диагностического обследования переходов через водные преграды, виды, периодичность и границы обследования устанавливает "Регламент технической эксплуатации переходов магистральных нефтепроводов через водные преграды". В нем также предусмотрены варианты непрерывного диагностического мониторинга.
Схема системы КДМ водного перехода трубопроводаПри организации диагностического мониторинга необходимо учитывать особенности пойменной и русловой части перехода. Основными видами дефектов подводного перехода являются: повреждения изоляционного покрытия ТП, коррозия наружной и внутренней стенки, потеря устойчивости (провисание), нарушение балластировки, износ стенки трубы на отводах гребенок, усталостные трещины, сквозные повреждения, свищи.
Методика диагностического мониторинга пойменной части подводного перехода, с точки зрения используемых датчиков и их количества, подобна методике диагностического мониторинга для участка ТП со слабонесущими грунтами.
Системы КДМ переходов через авто и ж/д дороги по исполнению подобны системам на водных переходах.
ЗАДВИЖКИ НА ЛИНЕЙНОЙ ЧАСТИ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ
Диагностический мониторинг задвижек целесообразно организовывать на особо опасных участках трубопровода, например, переходы через водные преграды. Но в отдельных случаях он может быть установлен на задвижках линейной части трубопровода.
Комплексный диагностический мониторинг шиберных задвижек обеспечивает полноту контроля в соответствии с требованиями нормативных документов ОР-08.00-60.30.00-ктн-027-1-05. и РД-08.00-29.13.00-КТН-012-1-05 и может использоваться для увеличения межремонтного пробега.
Комплексный диагностический мониторинг шиберных задвижек предусматривает использование АЭ метода. Непрерывный АЭ контроль обеспечивает контроль основного металла и сварных швов, поэтому ультразвуковой контроль и другие методы НК, предусмотренные нормативными документами, могут использоваться при среднем и капитальном ремонтах для подтверждения дефектов, обнаруженных при АЭ контроле.
 Обследуемая шиберная задвижка |
 Отображение задвижки с дефектом в ПО |
Эффективность АЭ контроля шиберных задвижек подтверждена в результате разработки специалистами ООО "ИНТЕРЮНИС" методики и аппаратуры для автоматического контроля шиберных задвижек при приемо-сдаточных испытаниях на заводе "Тяжпромарматура" г.Алексин.
ИЗОТЕРМИЧЕСКИЕ РЕЗЕРВУАРЫ
Конструктивно изотермическое хранилище жидкого аммиака (ИХА) представляет собой сооружение, состоящее из двух резервуаров – внутреннего, где непосредственно хранится жидкий аммиак, и наружного. Внутренний резервуар концентрически расположен относительно наружного. Межстенное пространство между резервуарами заполнено тепловой изоляцией из вспученного перлитового песка. В межстенное пространство подается инертный газ для осушки теплоизоляции в процессе эксплуатации.
Для теплоизоляции днища используются перлитобетонные блоки с заполнением стыков перлитовым песком. Наружный резервуар предохраняет теплоизоляцию от повреждения и проникновения влаги.
Внутренний резервуар практически недоступен для проведения периодического контроля, а его разрушение приводит к катастрофическим последствиям. Поэтому он становится объектом главного внимания при разработке системы КДМ.
Пример построения системы КДМ изотермического хранилища жидкого аммиакаОсновными дефектами внутреннего резервуара, недопустимыми по условиям эксплуатации, являются трещины, сквозная коррозия, потеря устойчивости.
Потенциально опасными местами внутреннего резервуара ИХА являются сварной уторный шов, днище, монтажный сварной шов (при рулонной сборке), сварные швы и основной металл нижних поясов резервуара, сварные швы в местах соединения входного и выходного трубопроводов и стенки резервуара.
Факторами, способными повлиять на повреждаемость, являются разрушение узлов анкерных креплений внутреннего резервуара к фундаментной плите, отклонение резервуара от вертикального положения, повышенная вибрация входных и выходных патрубков, нарушение теплоизоляции, разрушение фундамента.
В качестве основного метода контроля системы комплексного диагностического мониторинга изотермического хранилища используется метод АЭ, который обеспечивает выявление развивающихся и склонных к развитию (проявляющихся в процессе изменения нагрузки) дефектов или наличие течи, определение их местоположения и оценка их опасности. Кроме этого, размещение на поверхности внутренних резервуаров датчиков температуры позволяет оценить состояние теплоизоляции изотермических резервуаров, а размещение на анкерных креплениях и фундаментах изотермических резервуаров датчиков деформации и датчиков угла наклона позволяет контролировать изменение положения и НДС резервуаров.
В качестве средств измерения параметров эксплуатации устанавливаются уровнемеры для измерения уровня налива, датчики давления для контроля минимального и максимального давлений и вибродатчики для контроля уровня вибрации на входном и выходном трубопроводах внутреннего резервуара ИХА.
Дополнительно система комплексного диагностического мониторинга может быть оснащена метеостанцией для контроля ветровых нагрузок и определения наличия осадков для фильтрации сигналов АЭ.
ПАЭ и другие датчики системы комплексного диагностического мониторинга крепятся на стенке резервуара с помощью приваренных к стенке держателей в специальных кессонах, позволяющих осуществить установку датчиков на наружной поверхности внутренней оболочки изотермического резервуара и исключающие воздействие на них теплоизоляционного материала (перлита). Держатели датчиков выполнены таким образом, что при необходимости в замене датчика не требуется проведения огневых работ.
Нормативные документы, а именно РД 03-410-01 "Инструкция по проведению комплексного технического освидетельствования изотермических резервуаров сжиженных газов", требуют проведения контроля методом АЭ всей поверхности контролируемого объекта и обеспечение равномерного распределения ПАЭ по элементам корпуса изотермических резервуаров: цилиндрической оболочке и крыше.
Помимо вышеперечисленного, предлагается дополнительно оснащать систему комплексного диагностического мониторинга изотермического хранилища сжиженного аммиака датчиками влажности, которые рекомендуется устанавливать в места крепления датчиков АЭ и температуры. Датчики влажности позволяют с большей достоверностью судить о состоянии и качестве теплоизоляции изотермических резервуаров.
ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ
Компания "ИНТЕРЮНИС", совместно с Санкт-Петербургским Физико-техническим Институтом им. А. Ф. Иоффе РАН (ФТИ) и Научно-исследовательским Проектно-конструкторским и Технологическим Институтом Бетона и Железобетона (НИИЖБ), с 2002 года проводит работы по исследованию возможности применения АЭ метода для диагностики железобетонных конструкций.
В 2004 году компанией "ИНТЕРЮНИС" был разработан проект "Создание мониторингового комплекса для долговременного наблюдения за техническим состоянием здания библиотеки МГУ им. Ломоносова с целью обеспечения эксплуатационной безопасности данного сооружения".
В рамках работ по данному договору было проведено выборочное обследование и проведен анализ конструктивной схемы центральной части библиотеки МГУ им. Ломоносова. Целью проведения данных работ являлось:
- выявление имеющихся дефектов и повреждений в основных несущих конструкциях и установление отступлений от проекта;
- анализ данных, предоставленных специалистами, принимавшими участие в проектировании и строительстве здания библиотеки, и экспертная оценка по результатам данного анализа;
- создание расчетной схемы здания библиотеки и определение перечня контролируемых конструкций и элементов здания, а также установление расчетных предельных значений по деформациям несущих конструкций и устойчивости здания.
Система КДМ центральной части здания библиотеки МГУ им. Ломоносова(цифрами обозначено местоположение контролируемых элементов и центральная вычислительная станция;
АЭ – преобразователи акустической эмиссии; ДП – датчики перемещения;
ДУН – датчики угла наклона; ТП – тензопреобразователи)
Результатом проведенных работ стало следующее:
- разработана схема организации мониторингового комплекса в центральной части здания (а);
- определен перечень контролируемых конструкций и элементов здания – монолитные железобетонные балки консольной части (б) и стены диафрагм жесткости (в), примыкающие к лифтовым шахтам в консольной части здания;
- рекомендованы методы контроля и соответствующие им типы датчиков, а также места установки датчиков на объекте.
МОСТЫ
Нагруженность мостовых конструкций напрямую связана с конструктивным исполнением моста. Нагрузки растягивающего типа присутствуют в конструкциях балочного (фермового) типа, нагрузки сжатия и изгиб в мостах арочного или комбинированного типа.
Статические нагрузки могут приводить к изменению проектного положения элементов конструкции и, соответственно, к дополнительным нерасчетным нагрузкам. Периодические, эксплуатационные нагрузки приводят к появлению усталостных трещин в местах геометрических концентраторов напряжений. Коррозионные процессы, являющиеся непременным спутником всех других видов повреждений моста, протекают, как правило, в труднодоступных местах и со временем могут привести к снижению несущей способности элементов конструкции. Наличие пор, включений в бетонных конструкциях могут приводить к существенному снижению остаточной прочности моста.
Схема моста вантово-балочной системы и его основные несущие конструкции, охватываемые системой КДМ
(1 – арочный пилон; 2 – вантовая система; 3 – несущие балки моста в вантовом и балочных пролетах;
4 – опоры балочных пролетов; 5 – опоры арочного пилона) При разнообразии типов дефектов и мест их возникновения невозможно обеспечить достоверный контроль технического состояния моста каким-то одним методом неразрушающего контроля. Эта задача может быть решена на основе апробированного в различных условиях и на различных конструкциях метода АЭ, позволяющего, в совокупности с другими методами неразрушающего контроля, дать интегральную оценку состояния моста. Такими дополнительными методами контроля могут быть методы измерения НДС элементов моста с помощью тензометрии, методы измерения изменений проектного положения элементов конструкции моста с помощью датчиков больших линейных перемещений и методы оценки коррозионного состояния конструкции на основе образцов – свидетелей и других способов оценки коррозионного состояния.
