Выводы по главе 2

Сопоставление результатов диагностики участка МГ, проведенной в 2012 году, и данных НК, полученных в процессе капитального ремонта, показало, что количество дефектов КРН по данным ВТД, занижено более чем в 10 раз, даже на участках, где продольные трещины были выявлены дефектоскопом-снарядом.

Следует отметить, что при внутритрубном обследовании были выявлены КРН только на трубах двухшовной конструкции, в то время как по результатам НК дефекты такого типа глуби­ной более 15 % от толщины стенки трубы обнаружены и на трубах одношовной конструкции.

Средняя плотность глубоких дефектов КРН на трубах одношовной конструкции значи­тельно меньше, чем на двухшовной, что свидетельствует о более высокой скорости образования

и развития дефектов КРН на двухшовных трубах (Ду 1420 по ТУ 14-3-741-78 и ТУ 14-3-1050­81).

Вычисление удельного количества и ранжирование дефектов КРН на 1 км обследованного участка для труб различной конструкции позволяет сделать вывод, что основная плотность де­фектов выявлена на протяженном тринадцатикилометровом участке. При этом глубина боль­шинства выявленных дефектов КРН (более 70 % от обнаруженных дефектов) не превышает 15 % от толщины стенки трубы [236].

Абсолютное большинство выявленных методами НК дефектов типа КРН имеют глубину менее 15 % от толщины стенки трубы, что стало причиной их необнаружения при проведении ВТД в 2012 году. В условиях контакта с коррозионной средой и вследствие постоянных цикли­ческих нагрузок, указанные повреждения в процессе эксплуатации МГ могли развиваться. В пер­спективе данный участок МГ мог бы стать аварийно-опасным. Поэтому особую актуальность представляют исследования фрагментов труб с повреждениями небольшой (10-15 % от толщины стенки) глубины, необнаруженными при проведении плановой ВТД.

Таким образом, до начала массового применения следующего поколения внутритрубных снарядов - дефектоскопов, средства ВТД нельзя рассматривать как надежный источник инфор­мации о степени пораженности протяженных участков стресс-коррозией. При прогнозировании количества заменяемых при капитальном ремонте труб и при определении участков, наиболее подверженных КРН, необходимо учитывать статистически выявленные факторы, влияющие на распределение дефектов [230].

Для адекватности любых расчётов очень важна правильность исходных данных, поэтому основной задачей для диагностов становится точное определение геометрических параметров трещин, в первую очередь оценка их глубин. Для этого в практике неразрушающего контроля в трассовых условиях нашли широкое применение визуально-измерительные, вихретоковые, уль­тразвуковые методы. Все они позволяют получить результат, но применение любых, даже самых современных методов приборного неразрушающего контроля не всегда дает точный результат при замере глубины дефектов КРН, так как оценка происходит по косвенным признакам.

Был выявлен общий недостаток методов замера косвенных величин (магнитного поля рас­сеивания и отраженной ультразвуковой волны) при оценке глубины дефектов при приборных обследованиях в шурфах. Трещины малого раскрытия и вершины трещин КРН не создают до­статочного сигнала, чтобы они могли быть зафиксированы приборами в рабочих режимах. При­чем погрешность измерения приборов для дефектов КРН малой глубины составит до 50% от за­меряемой величины. Оказалось, что глубина трещин, оцененная методами НК в 1,5 мм, составила 2 мм, а тех, что оценивались в 2,5 мм составила 3,2 мм. Кроме того, были обнаружены невыбран- ные вершины трещин в шлифованной зоне [231].

Единственным объективным способом оценить и зафиксировать точную глубину трещи­ноподобного дефекта в стенке тубы является проведение разрушающего контроля: либо пропила поперек трещины, либо ее вышлифовки. Даже высокочувствительный индикаторный магнито­порошковый метод при контролируемой шлифовке не дает 100 %-й гарантии отсутствия дефек­тов в отремонтированной зоне.

Ремонт ЛЧ МГ с массовыми дефектами КРН чаще всего осуществляется методами пере- укладки (замена участков или всего трубопровода) или переизоляции с частичной переукладкой (преимущественно ремонт и переизоляция старых труб) [1]. Масштаб проблемы КРН очень ве­лик. Поврежденных труб огромное количество. От эффективности принятых при борьбе с КРН организационных и технических решений зависит надежность всего газотранспортного ком­плекса и экономические показатели ПАО Газпром [44].

Результаты испытаний на четырехточечный изгиб при режимах, имитирующих работу ре­ального участка МГ в отсутствии коррозионной среды, показали, что наличие коррозионной среды является необходимым условием для развития разрушения стенки трубопровода от де­фекта КРН, так как трещины во всех образцах сохранили свое первоначальное состояние. Отсут­ствуют ответвления и другие изменения в морфологии их вершин. Не было зафиксировано роста трещин. По результатам проведения циклических испытаний модельных образцов на разрывной машине с трещинами КРН глубиной до 15% от толщины стенки трубы в течение трех ступеней нагружения (каждая ступень соответствует 20 годам эксплуатации) при режимах, имитирующих работу реального линейного участка МГ, развитие стресс-коррозионных трещин в отсутствии коррозионной среды не произошло.

Результаты усталостных испытаний с большой базой материалов выходного шлейфа КС показали, что поврежденные КРН трубные материалы отличаются значительным сопротивле­нием усталостному разрушению. Работа выходного шлейфа характеризуется 120 - 200 циклами резкого изменения давления (1 - 1,5 МПа) в год. При этом усталостные испытания без присут­ствия коррозионной среды показали, что трубный материал может выдержать до своего разру­шения 1,6 - 7,5х10⁶ циклов изменения нагрузки, что отвечает гораздо более жестким условиям нагружения, чем при реальной эксплуатации. Таким образом, можно считать, что трубопровод имеет значительный предел выносливости даже при наличии трещин КРН небольшой глубины, в условиях отсутствия контакта металла и коррозионной среды. Такое количество выдержанных циклов является свидетельством значительного ресурса шлейфа КС, поврежденного трещинами КРН малой глубины, при условии блокирования доступа коррозионной среды к ним. Дифферен­

циация негативного влияния коррозионной среды и механических нагрузок на рост трещины мо­жет стать ключом к созданию более точных методов подтверждения возможности безопасной эксплуатации, расчета остаточного ресурса трубопроводов, содержащих КРН дефекты на начальном этапе их развития. Это позволит разработать более масштабные и эффективные меры по противодействию КРН, выраженные в ремонте и переизоляции участков значительной протя­женности [231 ].

3.