Макаров Георгий Иванович Доктор технических наук, профессор Советник президента ОАО ВНИИСТ Генеральный директор ООО «Институт ВНИИСТ» Профессор РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина Инжиниринговая нефтегазовая компания – Всероссийский научно-исследовательский институт по строительству и эксплуатации трубопроводов, объектов ТЭК (ОАО ВНИИСТ) СОВРЕМЕННЫЕ НАУЧНЫЕ ТЕНДЕНЦИИ В ОБЛАСТИ СТРОИТЕЛЬСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

Основные тенденции Применение высокопрочных и высоковязких труб нового поколения повышенных категорий качества Отказ от трассовых способов нанесения покрытий и использование труб только с заводской изоляцией Отказ от ручной сварки при выполнении сварочно- монтажных работ и переход на полностью автоматическую и механизированную сварку труб Реализация принципов «малолюдной технологии» Единой автоматизированной системы управления и контроля магистрального трубопровода Планирование сроков и методов ремонта на основе оценки технического состояния трубопровода

Классификация труб Класс прочности труб Категории качества труб и соответствующие коэффициенты надежности по материалу ABCDEF 1,551,471,401,341,261,18 К42+++ Не применяются К48К48+++ К50++ К52+++ К55 Не применяются ++ К К К65+++ К70+++ К80+++

Требования по микроструктуре (microstructure) Полосчатость Зернистость Наличие неметаллических включений Требования по пластичности и хладостойкости (plasticity and cold resistance) Относительное поперечное сужение Критическая температура хрупкости Требования по вязкости разрушения (fracture toughness) Статическая трещиностойкость Сопротивляемость протяженным разрушениям (gas pipeline crack propagation resistance) Дополнительные требования

Математическая модель протяженного разрушения Граничные условия для решения краевой задачи динамики тонкостенной цилиндрической оболочки

Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ

Требования по сопротивляемости протяженным разрушениям

СТО ВНИИСТ «Натурные испытания труб с надрезом с целью определения характеристик статической трещиностойкости металла (вязкости разрушения) в конструкции трубы. Программа и методика испытаний» СТО ВНИИСТ «Полигонные испытания труб для оценки конструктивной прочности. Программа и методика испытаний» Методики натурных испытаний

Образцы труб после испытаний Труба с надрезомТруба без надреза

Ограничения по давлению 10 Требования в отношении предотвращения условий возникновения протяженных разрушений особенно сильно возрастают при увеличении проектного давления в газопроводе свыше 9,8 МПа (100 атм.) Вероятно, именно это обстоятельство на сегодняшний день является определяющим при ограничении величины проектного давления для магистральных газопроводов, так как требуемые значения вязкости разрушения для диаметров 1220 – 1420 мм и давлений 14,7 МПа (150 атм.) для труб классов прочности К56 … К80 труднодостижимы

Отказ от ручной дуговой сварки при выполнении сварочно-монтажных работ и переход на единую технологию автоматической сварки порошковыми проволоками в среде защитных газов Отказ от трассовых технологий нанесения покрытий и использование труб только с заводской изоляцией Сварка и защита от коррозии Отработка технологии автоматической сварки монтажных кольцевых стыков головками М300-С

Приборы для определения микроструктуры и хим. состава (микроскопы и спектрометр) Испытательный центр - сварка

Оборудование для механических испытаний стандартных и специальных образцов (разрывная машина и копер) Испытательный центр - сварка

Оборудование для специальных механических испытаний (определение твердости и трещиностойкости) Испытательный центр - сварка

Испытания покрытий (при низких и высоких температурах, на механическую прочность и адгезию) Испытательный центр - коррозия

Специальные испытания покрытий (стойкость к ультрафиолетовому излучению и прочность при ударе) Испытательный центр - коррозия

Единая автоматизированная система управления и контроля Трубы большого диаметра Соединительные детали Отводы холодной гибки Трубы с теплоизоляцией Запорная арматура Предохранительная арматура Камеры запуска и приема СОД Магистральные насосы Подпорные насосы Насосы откачки утечек Вантузы и колодцы Блок - боксы ПКУ Датчики прохождения СОД Блоки-индикаторы скорости коррозии Датчики КИП и автоматики Интеллектуальные вставки Станции катодной защиты Сейсмические станции Сейсмодатчики Глубинные реперы Автоматика и телемеханика Технологическая связь Производственная связь ТДП – блок-бокс ПКУ – датчики КИП и автоматики

Интеллектуальная вставка Испытание при малоцикловом нагружении с изгибом

В последние годы в трубопроводном транспорте наметилась тенденция отказа от системы планово- предупредительных ремонтов и был осуществлен переход на принцип ремонта по состоянию Планирование сроков и методов ремонта теперь производится по результатам оценки технического состояния (ОТС) и определения остаточного ресурса трубопровода Исходные данные для составления отчетов по ОТС формируются по результатам внутритрубной диагностики и обследования трубопровода Диагностика - ОТС - План ТПР и КР

Отраслевые требования Нормативные документы ОАО «АК «Транснефть»

Методология ОТС и ремонта по состоянию Оценка технического состояния Технический отчет по данным внутритрубной диагностики и оценке технического состояния Определение предельно допустимого давления и предельного срока эксплуатации для каждого выявленного дефекта или комбинаций дефектов Назначение методов, параметров ремонта дефектов с учетом их предельного срока эксплуатации, взаимного расположения и ранее установленных ремонтных конструкций Формирование планов выборочного и капитального ремонта магистральных трубопроводов по устранению дефектов в рамках «Программы технического перевооружения, реконструкции и капитального ремонта». Формирование программ диагностики и программ аттестации

Новый подход к оценке опасности дефектов Оценка технического состояния Классифицируется каждый выявленный дефект по типу и геометрическим параметрам Выполняется прочностной расчет для каждого дефекта по соответствующим формулам в зависимости от геометрических параметров дефекта, диаметра и толщины стенки трубы, рабочего давления в данном сечении, вязкости разрушения трубной стали или сварного шва Определяется остаточный ресурс конструкции и время до ремонта выявленного дефекта Определяются методы ремонта, параметры ремонтных конструкций, способы сварки

Примеры схематизации дефектов Оценка технического состояния DнDн W L H δ DнDн W H δ L тр W=0 L H DнDн W LpLp W δ DнDн L тр H δ A

Оценка технического состояния Примеры расчета труб с трещиноподобными дефектами на прочность и долговечность

Оценка технического состояния Сравнение двух подходов на примере оценки результатов диагностики магистрального газопровода «Оха – Комсомольск-на-Амуре» (в 2009 г. вместо 729 дефектов подлежат ремонту 87 дефектов)

Оценка технического состояния Эффективность применения нового подхода по оценке допустимости выявленных дефектов при планировании ремонтов по программе ТПР и КР ОАО «АК «Транснефть» 2, , , Уменьшение в кол. раз Кол. после пересчета Кол. до пересчета Год ремонта