5. Внутритрубная диагностика. Назначение. Последовательность работ. Требования к трубопроводам.

Для обследования трубопроводов большой протяженности без выведения их эксплуатации применяются внутритрубные снаряды, осуществляющие профилеметрию и дефектоскопию. Внутритрубная дефектоскопия осуществляется путем сканирования внутренней поверхности трубопровода внутритрубными приборами-дефектоскопами. Дефектоскопы вводятся через специально сооружаемые камеры ввода-вывода, перемещаются по трубопроводу потоком перекачиваемого продукта и проводят сплошной контроль трубопровода (100%).

Внутритрубные снаряды представляют собой механическое транспортное устройство с размещенными на нем датчиками, системами сбора, обработки и хранения информации, источником питания.

Последовательность работ по внутритрубной диагностике:

- пропуск скребка-калибра (типа СКК) для определения минимального проходного сечения трубопровода перед пропуском профилемера;

- пропуск снаряда-шаблона (типа СНШ) для участков первичного обследования, имеющих подкладные кольца, с целью предупреждения застревания и повреждения профилемера деформированными подкладными кольцами и измерения самого минимального внутреннего сечения трубопровода на данном участке;

- пропуск профилемера для контроля проходного сечения трубопровода с целью предупреждения застревания и повреждения дефектоскопа и определения вмятин и гофр в трубопроводах – одноканальные профилемеры типа КЛП, ПРМ; многоканальные профилемеры с навигационной системой предназначены для обследования трубопроводов с целью сбора информации о поперечном сечении трубопроводов, дефектах геометрии его стенок и их координатах, а также о вертикальном и горизонтальном профиле залегания трубопроводов (типа ПРН);

- пропуск очистных скребков для очистки внутренней поверхности трубопровода от асфальтенопарафинистых веществ, удаления посторонних предметов и продуктов коррозии (типа СКР4);

- пропуск дефектоскопа.

Для проведения внутритрубной диагностики магистральный трубопровод должен отвечать определенным требованиям:

- все соединительные элементы и запорная арматура участка трубопровода должны быть равнопроходными с трубопроводом;

- каждый участок диагностируемого магистрального трубопровода (в том числе лупинги резервные нитки подводных переходов) должен быть оборудован камерами пуска, приема и очистки ВИП.

Используя внутритрубные снаряды, реализуется 4-х уровневая система диагностирования. Определяются следующие виды дефектов:

- дефекты геометрии трубопровода (вмятины, гофры, овальности поперечного сечения), приводящих к уменьшению проходного сечения;

- дефекты потери металла, уменьшающие толщину стенки трубопровода (коррозионные язвы, царапины, вырывы металла и т.п.), расслоения включения;

- поперечные трещины в теле трубы, поперечные трещины и трещиноподобные дефекты в кольцевых сварных швах;

- продольные трещины в теле трубы, продольные трещины и трещиноподобные дефекты в продольных сварных швах.

6. Профилеметрия. Основные элементы профилемера, их назначение.

Для обнаружения дефектов геометрии трубопровода – вмятин, гофр, овальностей поперечного сечения используется электронномеханический способ измерений, применяемый в приборах – внутритрубных профилемерах. Профилемеры оборудованы множеством щупов, которые касаются внутренней поверхности трубы и отслеживают ее геометрию. Перемещения всех щупов преобразуются в электрический сигнал, который после обработки регистрируется в запоминающем устройстве.

Минимальное проходное сечение трубопроводы, необходимое для пропуска профилемера – 70%.

Минимальный радиус отвода, преодолеваемый прибором (цельнотянутые колена) 1,5Dн при повороте на 90º.

Профилемер перемещается по трубопроводу с потоком перекачиваемой среды. При перемещении происходит сбор информации о состоянии внутреннего профиля стенок трубопровода, а также параметров движения.

Внутритрубный профилемер состоит из двух секций - стальных герметичных корпусов, связанных между собой карданным соединением. В передней и задней части первой секции установлены манжеты- для центрирования и приведения в движение прибора в трубопроводе. Коническая манжета, установленная на передней секции предотвращает застревание прибора в трубах,. В носовой части первой секции установлен бампер, под решеткой которого находится антенна приемопередатчика в защитном кожухе, а на задней части, на подпружиненных рычагах, размещены одометрические колеса, предназначенные для измерения пройденного расстояния.

1, 5 – передний и задний бамперы, 2 – коническая манжета; 3 – одометры; 4 – блок потенциометров; 6 – спайдер; 7 – карданный узел с измерителем поворота; 8 – манжеты; 9 – маркерный приемопередатчик.

В носовой части первой секции установлен бампер, под которым находится антенна приемопередатчика в защитном кожухе .Приемопередатчики и наземные приборы сопровождения служат для контроля за движением снаряда. Приборы сопровождения - локаторы и маркерные передатчики. Приёмопередатчики инспекционных снарядов генерируют низкочастотные электромагнитные сигналы, которые улавливаются антенной локаторного приемника на поверхности. Маркерные передатчики, сигналы которых улавливаются приемниками снарядов, необходимы для привязки диагностической информации к конкретным (контрольным) точкам трассы нефтепровода и для поправки одометрической информации о пройденном расстоянии.

На второй секции установлены манжеты и измерительная система, состоящая из множества рычагов с колесами (так называемый «спайдер») для измерения проходного сечения и других геометрических особенностей трубы. Колеса спайдера прижимаются к внутренней поверхности трубы и при движении профилемера Это движение передается на движок потенциометра, что вызывает изменение сигнала. Он преобразуется в цифровую форму и записывается в память профилемера.

За один прогон прибора может быть обследован участок трубопровода для ной от 300 до 350 км.

В запоминающем устройстве профилемера идет одновременная регистрация и хранение пяти параметров:

1. данных спайдера (вмятины, гофры);

2. угла поворота (ориентация дефекта по периметру трубы);

3. сигналов одометра (дистанция в метрах от камеры пуска);

4. маркерных передатчиков (для поправки одометрической информации);

5. временные отметки (дата и время обнаружения дефекта).

Чувствительность измерительной системы прибора - ± 2 мм.

Точность измерения глубины вмятин на прямых участках – (0,4 – 0,6)% относительно внешнего диаметра трубы – минимальный размер 5,0 мм.

Точность определения профилемером месторасположения зафиксированных дефектов, при условии использования одометра, маркеров и информации о поперечных сварных швах, составляет 0,3 м.

Профилемеры также используют для оценки качества строительно-монтажных работ до введения нефтепроводов в эксплуатацию. Пропуск профилемера производится по сформированным в протяженные участки трубопроводам, уложенные в траншеи и засыпанные грунтом. Трубопровод при этом оборудуют временными или постоянными камерами пуска и приема средств очистки и диагностики.

Внутритрубная профилеметрия на стадии строительно-монтажных работ осуществляется на переходах через водные преграды вне зависимости от их протяженности и на участках линейной части протяженностью от 1 км до 40 км. Контроль геометрических параметров участков протяженностью менее 1 км производит служба технадзора после укладки трубопроводов в траншею перед его засыпкой.