Образец заголовка

Дефекты кольцевых сварных швов и выделение потенциально-

опасных участков средствами ВТД

RUSSIA

ВЫЯВЛЕНИЕ, ИДЕНТИФИКАЦИЯи ОЦЕНКА ДЕФЕКТОВ КОЛЬЦЕВЫХ ШВОВ

Аббревиатура Тип дефекта Выявление Идентификация Описание IP Непровар + непровар/утяжина

Корневые дефектыIC Внутренняя утяжина + непровар/утяжина

HB Прожог + непровар/утяжина

IU Внутренний подрез + непровар/утяжина

ISI Цепочка шлаковых включений

+ внутришовный дефект

Дефекты заполняющих слоёв шва

CP Цепочка пор + внутришовный дефект

Fc Смещение кромок + смещение кромок Дефект сборки

EU Наружный подрез + Подрез Наружные сварочные

C Трещина на кольцевом шве + Трещина НДС или сварочные

EC Дефект облицовки шва + дефект облицовки шва/вышлифовка

Наружные сварочные

CORR Коррозия на шве + Коррозия Эксплуатационный

Выявление дефектов кольцевых швов в отчёте ВТД

Требуются два основных источника данных – ДМТ и ДМТИ (интроскоп)

Порядок анализа дефектов кольцевых швов в отчёте ВТД

Определение типа сварки

Идентификация или возможные идентификации

Оценка параметров дефекта или оценка предполагаемого дефекта

Определение оценки опасности дефекта (экспертная оценка)

Двухсторонняя

Контактная

Односторонняя с подваркойбез подварки

Представление дефектов кольцевых швов в отчёте ВТД

Корневые дефекты шва представляются в отчёт ВТД , как “непровар/утяжина”с протяжённостью вдоль шва и глубиной :

Представление дефектов кольцевых швов в отчёте ВТД

Дефекты заполняющих слоёв шва представляются в отчёт ВТД , как “внутришовный дефект”с протяжённостью и эквивалентной глубиной:

Представление дефектов кольцевых швов в отчёте ВТД

Смещение кромок шва представляется в отчёт ВТД , как “смещение кромок”с протяжённостью вдоль шва , величиной смещения и положением кромки следующей трубы относительно предыдущей :

Имея геодезическую съёмку или проектную документацию Заказчиком может быть выполненперерасчёт допустимости Смещения кромок по

Представление дефектов кольцевых швов в отчёте ВТД

Трещина на кольцевом сварном шве в случае строгой идентификации представляется как “трещина на кольцевом сварном шве” c протяжённостью вдоль шва и глубиной:

Представление дефектов кольцевых швов в отчёте ВТД

Коррозия на кольцевом сварном шве в случае строгой идентификации представляется как “Коррозия” c протяжённостью вдоль шва и глубиной в %:

Представление дефектов кольцевых швов в отчёте ВТД

Подрезы, отсутствие облицовки шва представляется в отчёт в комментарии к дефекту c указанием протяжённости вдоль шва и глубиной в %:

Распределение дефектов швов, указанных в отчётах 2011-2013 годов, по категории опасности по всем российским участкам

Фактический ремонт дефектов сварных швов, указанных по ВТД с оценкой опасности "a" или "b" за 2011-2013 годы (база данных шурфовок ЗАО “НПО “Спецнефтегаз”)

Проблемы нормативного подхода к оценке дефектов по СТО Газпром 2-2.4-083-2006

• Нормы оценки допустимости дефектов швов очень жёсткие

• Расчёты при нагружении внутренним рабочим давлением сварных швов с недопустимыми по СТО дефектами имеют значительный запас прочности

• Для прямолинейных участков трубопроводов требуется увеличение нормативных значений годности

Вывод: В методике оценки дефектов кольцевых сварных швов должен быть учёт дополнительных факторов, а сами нормы увеличены.

Анализ дефектов на участках с высоким уровнем изгибных напряжений и выделение потенциально-опасных участков

средствами ВТД

Раскрывшаяся трещина поперечного шва

Разрушение поперечных стыков и развитие поперечного КРН на участках ООО “Газпром трансгаз Уфа”

Аварии по причине поперечных трещин и поперечного КРН в 1997 году

Поля рассеяния дефектов типа «поперечная трещина», «поперечная канавка», полученные на стенде со снаряда продольного намагничивания ДМТ.

При небольшой глубине аномалии не имеют различий в измеряемых полях рассеяния.

Сложности идентификации поперечных трещин

Поле трещины глубиной 42% Поле узкой канавки глубиной 20%

Принципы многоракурсного обследования требует совместного использования следующих внутритрубных дефектоскопов:

профилемер (ПРТН);

дефектоскоп продольного намагничивания (ДМТ);

дефектоскоп поперечного намагничивания (ДМТП);

дефектоскоп-интроскоп;

навигационные данные (технология обработки “микс” определения траектории трубы )

Использование многоракурсного анализа данных ВТД для повышения вероятности распознавания дефектов

где ϒ – траектория трубопровода R=1/ к

Обработка навигационных данных

• Построение графиков профиля и плана трубопопровода

•Выделение отводов холодного гнутья, крутоизогнутых отводов

•

№ 10655

№ 9388

№ 10654

№ 10951№ 10952 № 12906

№ 8610

Выделение участков возникновения поперечных трещин

Профиль трубопровода Уренгой-Новосков – 1420 мм, КС Алмазная – КС Полянская (“Газпром трансгаз Уфа”). Красным цветом выделены трубы с обнаруженными трещинами на теле трубы и на кольцевых сварных швах.Всего по данным дополнительного многоракурсного анализа данных ВТД в 2011 году было выявлено 11 трещин

Пример повышения вероятности идентификации поперечной трещины

На участке Уренгой-Петровск , КС Полянская – р. Белая была выявлена поперечнаятрещина. Значение кривизны в области шва соответствовало превышению σ текучестиРадиус

“Ложная” кривизна в зоне сварного шва, связанная с “косиной” реза кромок

Была выявлена сварочная трещина/непровар на сварном шве с автоматической двухсторонней сваркой.Высокое значение кривизны в области шва было связано с “косиной” реза кромок

Таким образом, анализ кривизны на шве должен обязательно проводиться экспертом

на трубе №№ 10655 обнаружено раскрытие поперечной трещины на теле трубы при высоком уровне изгибных напряжений в зоне дефекта;

на трубе №№ 10654 обнаружена сетка поперечных трещин - как следствие высоких напряжений, раскрывшейся поперечной трещины на трубе № 10655;

В 2011 году в ООО “Газпром трансгаз Уфа” при целевом обследовании на участке Уренгой – Новопсков, КС Алмазная – КС Полянская

были выявлены:

труба № 10655

Развитие поперечного КРН на теле трубы на участках с высоким уровнем изгибных напряжений (ПОУ)

Первая причина возникновения высоких напряжений – отступление от проектных решений

проектное решение

Труба 10771 по данным ВТД – отвод холодного гнутья выпуклый вверх

Труба № 10776, в 1997 году, авария попоперечному КРН

Измерение напряжений в шурфах на участке с отклонением от проекта

Напряжения на границе с отводами холодного гнутья превышают допустимые по СНиП 2.05.06-85

м

Фиб

рово

е на

пряж

ение

, МП

а Отводы

Для измерения напряжений использовался ультразвуковой прибор фирмы “Инкотес” ИН 5101А.

Журнал отводов с описанием его расположения в пространстве

Рассмотрение дополнительной информации указанной в журнале отводов позволяет выявить отклонения от проекта

Пример выявления зоны повышенных напряжений. Труба 1376а

Сварной шов с недопустимыми внутришовными дефектами раскрылся при проведении ремонтных работ из-за высоких изгибных напряжений.

Воздушный переход

Оценка уровня изгибных напряжений средствами ВТД на трубе 1376а

Уровень изгибных напряжений на участке составляет около 473 мПА, предел текучести для указанных труб - 630 мПА, предел прочности 689 мПа. Допустимое по СНиП напряжение 378 мПа. Существенное несоответствие.

Изгибное напряжение u рассчитывается по формуле:

где: E – модуль деформации трубной стали, МПа;

D – диаметр трубопровода, см;

ρ – радиус упругого изгиба участка, см

Для трубопроводов диаметром 1420 мм обнаружение радиусов кривизны 600-700 метров достаточно для выделения потенциально-опасных участков согласно СНиП от уровня напряжений 0,5 текучести.

u=ED/2

Расчёт изгибных напряжений средствами ВТД и выделение потенциально-опасных участков (ПОУ)

Факторы, влияющие на возникновение ПОУ

Проседание почв, размыв почв, оползневые явления, геодинамические явления

Пример выявления поперечных трещин (ПОУ ) участке ОАО “Газпром трансгаз Чайковский” . Результаты ВТД 2011 года

Трубы №5076-5077

Труба№5270

Расположение выявленных трещин на трубе №5270

Трещины выявлены в конце склона с углом 12 градусов. Возможны оползневые явления, отклонение от проекта при строительстве

Расположение выявленных трещин на трубе №5076-5077

Трещины выявлены на пересечении с водотоком, возможно отклонение от проекта при строительстве .

Пример выявления поперечных трещин участке ОАО “Газпром трансгаз Югорск” . Результаты ВТД 2008 года

Ретроспективный анализ данных ВТД

Образование вмятин/гофр/складок

Признаки ПОУ - Гофры, складки, выявленный поперечный КРН

Большие значения овальности труб на участке. Могут достигать значений 0,5 σ текучести и могут рассматриваться как потенциально-опасные участки.

Признаки ПОУ – трубы с большими значениями овальности

Перспективы развития определения ПОУ средствами ВТД

• В рамках состава работ по “Геонавигации” поиск областей с повышенными изгибными напряжениями. Добавление главы “ПОУ” в отчёт ВТД ;

• Геодезическая привязка объектов трубопровода (предоставление GPS координат Объектов)

• Оценка опасности дефектов трубопровода с учётом изгибных напряжений (по действующим документам - СТО 2-23-112-2007, Р Газпром 2-2.3-260-2008 ( оценка смещений кромок))

• Рекомендации по устранению ПОУ