Описание условий эксплуатации участка линейной части магистрального газо­провода

Самарская область, начиная с 2012 года, относится к региону РФ с высокой предрасполо­женностью к образованию стресс-коррозии на МГ. Обоснование выбора участка для отбора фраг­ментов труб со стресс-коррозионными повреждениями, а также определение циклических режи­мов его эксплуатации, выполнено с учетом предварительного анализа результатов внутритруб- ной диагностики (ВТД) и неразрушающего контроля (НК) труб при капитальном ремонте на участках магистральных газопроводов, проложенных по территории области.

Участок расположен на расстоянии около 1 км поле компрессорной станции в направле­ние по ходу газа (горячий участок), на равнинной местности, покрытой травой. Год ввода в экс­плуатацию - 1982, Рпр/Рразр.=7,4/7,4 МПа, изоляционное покрытие ленточное полимерное. Газо­провод выполнен из труб Ду1400 с толщиной стенки 16,3-24,2 мм, производства Харцызского трубного завода (по ТУ 14-3-741-78 и ТУ 14-3-1050-81) - 89,2 % и импортных труб производства фирмы Mannesmann (по ТУ 56-72/73 дата выпуска 1972 - 1981 г.) - 10,8 %. Трубопровод проло­жен по сильно пересеченной местности, с большими углами наклона и поворотами трассы в плане. Участок пересекает 4 автомобильные и 1 электрифицированную (постоянный ток) желез­ную дороги, 4 водные преграды, 5 оврагов надземным способом и 1 подземным (рисунок 2.9).

Рисунок2.9 - Линейный участок МГ во время капитального ремонта

Электрометрическое обследование участков выполнено в 2010 г. Электрозащищенность по протяженности и по времени составила 100 %, мест недозащиты и перезащиты не обнаружено. Зоны повышенной коррозионной опасности распространяются на всю протяженность участков из-за воздействия блуждающих токов железных дорог.

Состав грунта на глубине заложения трубопроводов представляет бурый суглинок. За­глубление исследуемых трубопроводов в пределах от 0,4 м до 3,3 м от поверхности земли до верхней образующей. Режим работы МГ за последний год характеризуется колебаниями рабо­чего давления от 6,94 до 5,98 МПа.

Актуальное ВТД участка проводилось в 2012 году, которое показало наличие большого количества двухшовных труб (предположительно труб ХТЗ). Кроме того, на этом участке были выявлены дефекты КРН. В планах газотранспортного общества было проведение капитального ремонта на этом участке, сопровождающееся 100% обследованием поверхности трубы при по­мощи средств автоматического наружного ультразвукового сканирования и приборных методов неразрушающего контроля. Исходя из этих соображений участок был выбран как эксперимен­тальный для сопоставления данных ВТД и НК, а также для изучения факторов, сопутствующих развитию КРН на ЛЧ МГ. Планировалось получить образцы трещин для лабораторных исследо­ваний.

С учетом представленного анализа, для лабораторных исследований выбраны образцы двухшовных труб, входящих в участок с максимальной плотностью дефектов и выполненные по ТУ 14-3-741-78 (марка стали 09Г2ФБ) производства Харцызкого трубного завода, на которых были выявлены стресс-коррозионные повреждения глубиной 15 % от толщины стенки трубы и менее, в т.ч. вблизи продольного сварного шва.

Общий вид местности МГ, с которой вырезаны трубы и отобраны пробы грунта, показан на рисунке 2.10. При отборе проб грунта отмечается наличие в траншее грунтовых вод (рисунок 2.10).

Рисунок 2.10 - Общий вид места пролегания МГ

По результатам визуально-измерительного (ВИК), вихретокового (ВК) и магнитно-по­рошкового (МПК) контролей, в соответствии с [29], на выбранных трубах идентифицированы дефекты КРН в зоне продольного сварного шва: размеры 525х150х4 мм (24 %), Координаты де­фектов на трубе +6,5 м от кольцевого шва, +50 мм от продольного шва, часовая координата - 4,4 часа (рисунок 2.11).

Рисунок 2.11 - Часовая ориентация мест вырезки дефектов

Параметры дефектов, выявленных при проведении обследования внешней поверхности труб методами магнитно-порошкового контроля и визуально-измерительного контроля пред­ставлены в таблице 2.1.

Все дефекты расположены преимущественно по нижней образующей труб с 3 до 9 часов в области наиболее вероятного образования стресс-коррозии из-за формирования пустот при сползании защитного покрытия в результате давления грунта. В процессе измерения параметров выявленных дефектов установлено наличие общей коррозии поверхности и коррозионных де­фектов. Внешний вид выявленных дефектов продольной ориентации показан на рисунке 2.12.

Выявленные дефекты представляют собой колонии трещин продольной относительно оси трубы ориентации. В области растрескивания отмечается наличие локальной коррозии, что кос­венно свидетельствует о стресс-коррозионной природе происхождения трещин.

Таблица 2.1 - Параметры выявленных на поверхности труб дефектов

Рисунок 2.12 - Внешний вид образцов металла с дефектами: а - образец №6-2; б - образец №1-8; в - образец №5-2

Для проведения испытаний отбирали фрагменты металла труб с дефектами КРН глубиной от 10 % до 15 % толщины стенки трубы, в том числе вблизи сварного шва, а также фрагменты металла, не содержащие каких-либо повреждений.

В соответствии с методикой [30], из отобранных фрагментов труб изготовлены 4 модель­ных образца размером 290х120х16,0±0,1 мм (тарировочный образец из основного металла трубы без дефектов КРН, образец основного металла трубы с дефектами КРН, тарировочный образец из продольного сварного шва без дефектов КРН, образец из продольного сварного шва с дефек­тамиКРН в околошовной зоне и по линии сплавления). Общий вид модельных образцов пред­ставлен на рисунке 2.13.

Рисунок 2.13 - Общий вид модельных образцов

Перечень модельных образцов и их параметры приведены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 - Перечень модельных образцов, подготовленных для проведения испытаний

2.1.4