Диагностика и оценка технического состояния линейно-протяженных объектов

Основной задачей производства трубопроводно-транспортного комплекса является контроль безопасной эксплуатации основного и вспомогательного оборудования транспортной системы. Для обеспечения стабильной работы трубопроводно-транспортной системы необходимо своевременное выполнение регламентных, ремонтных и диагностических мероприятий, оперативное реагирование на чрезвычайные ситуации и своевременное получение информации об объектах, их состоянии и прогнозных сроках безопасной эксплуатации.

 

Система оценки технического состояния линейных объектов предназначена для хранения и обработки результатов проведенных обследований и диагностики на объектах линейной части магистрального трубопровода (ЛЧ МТ), расчета и анализа технического состояния трубопровода на основе комплекса диагностических, эксплуатационных, пространственных и технических данных  по используемым на предприятии стандартам, с целью определения сроков безопасной эксплуатации трубопровода,  выработки рекомендаций по воздействующим мероприятиям для обеспечения надежной эксплуатации оборудования ЛЧ МТ и выполнения планов транспортировки.

 

Для обеспечения данных целей используются следующие разработанные модули:

Автоматизированный импорт результатов диагностики

 

Для оценки технического состояния объектов магистральных трубопроводов наличие информации различных источников является важным условием для проведения всестороннего анализа данных об объектах и исключения возможной неопределенности в их оценке.

 

Для  комплексной оценки состояния трубопровода все полученные при обследованиях данные диагностики необходимо внести в базу данных. Данную процедуру можно осуществить в ручном режиме или же в режиме контролированного импорта.

 

В системе разработан блок программных модулей по автоматизированному импорту в базу данных  диагностической информации, среди которой:

 

  • данные внутритрубных диагностик (ВТД),
  • результаты комплексной детальной электрометрии (ДДЭ),
  • сезонные измерения на КИП,
  • режимы работы УКЗ,
  • данные контрольных шурфований,
  • данные обследований подводных переходов МТ, обследований переходов через а/д, ж/д,
  • результаты обследований толщинометрии, виброметрии, геодезического контроля и других проводимых работ по определению состояния оборудования.

Для выполнения пакетного импорта по каждому блоку диагностических данных разработаны универсальные обменные форматы на основе либо файлов MS Excel, либо XML. Диагностические данные могут предварительно обрабатываться в ручном режиме исполнителем работ и должны соответствовать разработанному формату импорта с определенным набором данных, которые будут участвовать в процедурах распознания системой, обработки, увязывания, расчетов.

 

Импорт диагностических данных в систему производится с использованием алгоритмов их пространственного кодирования, что позволяет приводить все диагностические измерения к реальным линейным дистанциям (эксплуатационным километражам) трубопроводов и соотносить как друг с другом, так и с паспортными данными системы. Пространственное увязывание выполняется несколькими способами: по реперным объектам, по ранее введенным трубным журналам, по идентичным объектам трубопроводов и др. При этом пользователь постоянно имеет возможность проанализировать корректность пространственного увязывания, изменить метод увязывания, приостановить импорт и выполнить корректировку входных данных.

 

Также в системе реализована функциональность импорта геодезических данных пространственного описания трубопровода и глубины его залегания, вводимых впервые в систему для нового участка или обновленного в процессе мониторинга местоположения существующего трубопровода. Данные геодезии импортируются в систему, сопоставляются и увязываются с ключевыми технологическими объектами и реперными пунктами, после чего могут быть использованы как базовые в расчетных аналитических моделях.

Автоматизированный импорт результатов диагностики в систему, импорт в базу данных диагностической информации

Оценка опасности выявленных дефектов

 

Оценка опасности дефектов, выявленных при диагностических обследованиях, выполняется при помощи расчетных функций, в основе которых лежат действующие зарубежные стандарты для определения степени опасности дефектов, сроков их обследования, ремонтов и рекомендуемых методов устранения. В системе реализованы расчеты по основным международным стандартам:

 
  • DNV-RP-F101 (Норвегия)
  • ASME B31G-1991 (США)
  • RSTRENG (США)
  • СТО Газпром 2007-2009 (Россия)
  • ВБН (Украина).

Одновременное использование нескольких стандартов при оценке степени опасности дефекта позволяет наиболее точно описать техническое состояние трубопровода.

 

Результаты оценки выбранного дефекта отображаются в геометрическом и паспортном виде, содержат информацию об оценке опасности дефектов по разным стандартам, а также информацию об основных деструктивных факторах в месте расположения дефекта (отображаются ближайшие к дефекту данные по давлению, температуре и напряжению).

 

При повторном выявлении, сопоставлении и подтверждении дефекта отслеживается его рост, история в паспорте дефекта, локализация на карте, отображение на трубной секции.

Оценка опасности выявленных дефектов на газопроводе

Прогнозное моделирование дефектов

 

Система предоставляет возможность проанализировать и смоделировать опасность единичного дефекта, изменяя его свойства.

 

Изменяя основные параметры выбранного дефекта, среди которых: значения его длины, ширины и глубины, свойств металла трубы, предела прочности, предела текучести и других параметров, можно анализировать границы допустимости дефекта при развитии.

 

Также можно моделировать ситуацию с изменением режима транспортировки газа для заданных параметров дефекта.

 

С помощью модуля Единичного расчета дефекта можно анализировать данные допустимого коэффициента запаса, безопасного давления, предельного давления, времени до реагирования, КБД.

Прогнозное моделирование дефектов на объекте

Сравнение результатов разновременных ВТД

 

Для мониторинга состояния трубопровода при проведении повторных внутритрубных диагностик в расчетно-аналитических системах используется специальная функция, которая позволяет проводить сравнительный анализ данных разновременных диагностических обследований, а также отображать дефекты в графическом виде. Функция сравнения данных ВТД позволяет выполнить анализ данных двух разновременных ВТД с возможностью оценки изменения размеров дефектов с течением времени.

 

Основанием для проведения анализа и расчетов являются данные пространственного положения трубопровода, а также данные ВТД за разные периоды времени.

 

Данная функция позволяет оценить изменения дефекта, определить динамику его развития за период проведения нескольких разновременных внутритрубных диагностик. Выявленные магнитные аномалии для удобства восприятия отображаются различными цветами.

 

Интеграция с подсистемой «Паспорт» позволяет перейти к паспортной информации выбранного трубного элемента монтажа.

Диагностика и оценка технического состояния линейно-протяженных объектов, сравнение результатов внутритрубных диагностик в расчетно-аналитических системах

Оценка безопасного режима транспортировки

 

В процессе оценки опасности выявленных дефектов на трубопроводе часть из них квалифицируется как опасные и недопустимые,  что требует незамедлительного вмешательства и выполнения комплекса ремонтно-восстановительных работ на трубопроводе. При технической или организационно-финансовой невозможности выполнения ремонтных работ в полном объеме устранения недопустимых дефектов и восстановления целостности трубопровода единственным способом избежать аварийной ситуации является изменение режимов транспортировки и снижение таким образом нагрузки на трубопровод.

 

Специализированный модуль расчета безопасного режима транспортировки газа позволяет выполнить расчет допустимого режима транспортировки, при котором снижение давления в трубопроводе обеспечит понижение  статуса недопустимых дефектов до «условно-недопустимых» или даже «допустимых». Модуль позволяет рассчитывать допустимые режимы транспортировки с заданием четкого количества требующих незамедлительного ремонта дефектов, что позволяет объединить диспетчерские задачи транспортировки с конкретными финансовыми и материально-техническими возможностями ремонтных подразделений предприятия.

 

Данный модуль может производить расчет и в сторону планируемого увеличения производительности трубопровода с контролируемым увеличением нагрузки на него и оценкой количества дефектов, которые необходимо будет отремонтировать при этом для поддержания целостности трубопровода и обеспечения его надежности. Результаты расчета количества ремонтируемых труб будут отображаться на ремонтной карте участка МТ, с возможностью печати, сохранения в PDF, выводом на экран списка ремонтируемых труб.

Расчет безопасного режима транспортировки газа в модуле

 

 

 

Видео обзор управления режимом транспортировки в зависимости от степени опасности дефектов на трубе

Назначение оптимальных методов ремонта

 

Для планирования и оценки объемов ремонтных работ при выявлении дефектов металла труб разработан функционал, который в автоматическом режиме произвести назначение оптимального способа ремонта для всех дефектов заданного участка трубопровода, рассчитать необходимое количество ремонтной трубы и сделать предварительную оценку стоимости ремонтно-восстановительных работ.

 

Метод ремонтных работ для выявленного дефекта автоматически рассчитывается после импортирования в БД ГИС данных внутритрубных инспекций на основании российского стандарта РД 558-97 АО «Газпром», который устанавливает основные требования к выбору труб и технологии сварки, а также критерии отбраковки труб и сварных соединений.

 

Вся информация о произведенных ремонтных работах заносится в ремонтные формы и фиксируется в системе. По результатам ремонтов система автоматически обновляет информацию о выполненных работах и устраненных дефектах, что позволяет переоценить техническое состояние трубопровода и выполнить анализ восстановления его целостности.

Ремонтная карта магистрального газопровода

Формируется ремонтная схема на участок трубопровода и ремонтные карты на каждую трубу, содержащую опасный дефект, планируемый к устранению. На схеме локализуются основные технологические объекты (краны), ремонтируемые трубы с номерами, легенда ремонтов со статистикой. Схема ремонтов может быть распечатана или сохранена в формате PDF.

 

При загрузке ремонтной карты трубы отображается информация о  трубе: ее номере, километраже и географических координатах для навигационных целей полевого поиска, о ближайших ориентирных маркерах и расстоянии к ним, о размерах и местоположении дефектов на ремонтируемой трубе. По выбранному на ремонтной карте трубы дефекту можно перейти к его детальному паспорту.

 

Цветом на ремонтной карте трубы по умолчанию дифференцируется  глубина коррозионных дефектов, либо степень опасности выявленных дефектов, согласно выбранным стандарту и режиму транспортировки при выборе данного режима отображения ремонтной карты трубы.

Ремонтная схема на дефектный участок трубопровода

Планирование ремонтов

 

Данный модуль внедряется для оптимизации процесса планирования ремонтных мероприятий. Модуль объединяет ресурсы в части управления назначением ремонтов. В модуле осуществляется автоматическое формирование списка труб, отсортированных в порядке устранения дефектов по убыванию опасности. Для тех труб, по которым расчет безопасного давления не проводится, производится выбор приоритетности ремонтов согласно действующим на предприятии требованиям.

 

Модуль позволяет назначить участок ремонта (выбирается участок ВТД), сформировать в автоматическом режиме список труб для ремонта, отсортированных по назначенным приоритетам в порядке убывания опасности на основе проведенных раннее расчетов. После этого специалистом производится разделение перечня труб, подлежащих ремонту, на этапы по двум критериям:

 

  • достижение плановых объемов ремонта (выбирается количество ремонтируемых труб);
  • достижение необходимых показателей безопасности (выбирается получаемый в результате ремонта безопасный режим транспортировки).

В модуле предусмотрен выбор стандарта, по которому рассчитывается безопасное давление для сравнения с текущим давлением на участке:

 

  • ASME B31.G mod (США) – этот расчет установлен по умолчанию как наиболее часто используемый;
  • DNV-RP-F101 (Норвегия);
  • RSTRENG (США).

Модулем выполняется графическое построение ремонтной карты участка ремонтных работ с отображением труб, их номеров и способа ремонта, а также статистика по количеству видов ремонтов труб и устраняемым дефектам.

Планирование ремонтных мероприятий на трубопроводе
Ремонтная карта газопровода c отображением этапов работ по каждой трубе

Комплексный анализ состояния трубопровода

 

Комплексный анализ технического состояния трубопровода можно выполнять при помощи установленного набора тематических диаграмм, подобранных в определенной комбинации и последовательности по следующим направлениям:

 

Сопоставление и анализ комплекса тематических данных, вывод результатов в виде однолинейных диаграмм  выполняется на базе одноименного модуля. Данные решения содержат заданный набор диаграмм  в установленном порядке и позволяют выполнять пространственный анализ состояния  трубопровода,  увеличивая или уменьшая линейный масштаб отображения,  изменяя порядок отображения диаграмм, используя инструмент перехода к паспортной технической информации объектов, анализируя показатели в положениях курсора.

 

Используя инструменты модуля "Однолинейные диаграммы" можно добавлять и компоновать дополнительные  однолинейные диаграммы для анализа неограниченного количества разнообразных характеристик трубопровода, хранящихся в БД, для следующих значений:

 

  • ситуация – диаграмма описывает ситуацию вдоль оси трубопровода;
  • трубопровод – диаграмма описывает местоположение и отметки технологических объектов на трассе МТ;
  • объекты ЭХЗ – диаграмма описывает местоположение и отметки объектов электрохимической защиты вдоль трассы МТ;
  • трубный журнал – диаграмма описывает распределение трубопровода по сварным швам;
  • дефекты металла – диаграмма  описывает выявленные дефекты по результатам ВТД;
  • профиль – диаграмма отображает положение трубопровода относительно поверхности земли (в виде развертки по оси);
  • сезонные измерения на КИП – диаграмма описывает результаты измерений потенциалов на МТ;
  • детальные электрометрические измерения – диаграмма описывает результаты электрометрических измерений вдоль трассы МТ;
  • удельное сопротивление грунта – описывает участки трубопровода, расположенные в зонах высокой коррозионной опасности (ВКО) и низкой коррозионной опасности (НКО).
Однолинейные диаграммы для выполнения анализа состояния трубопровода

Полевой регистратор шурфований

 

Разработанный модуль «MobilePitting» обеспечивает возможность интерактивной работы с диагностическими данными. Приложение позволяет автономно работать на трассе, выполнять ввод результатов при проведении шурфований, сравнивать и редактировать параметры дефектов и выполнять предварительную оценку их опасности, а также выполнять:

 

  • просмотр списка актов шурфования;
  • создание нового акта шурфования;
  • привязку Акта к трубопроводу;
  • интерактивное редактирование паспортов и синхронизацию с БД.
Привязка Акта к трубопроводу на мобильном приложении, полевой регистратор шурфований
Редактирование паспортов, работа с базой данных

Полевой анализатор дефектов

 

Разработанный модуль выполняет  расчеты на мобильном устройстве по введенным параметрам выявленных дефектов,  обеспечивает возможность интерактивной работы с диагностическими данными. Приложение позволяет выполнять автономно:

 

  • расчет опасности дефектов по стандартам: ASME, DNV, RSTRENG, Газпром, ВБН
  • отображение дефектов на трубе
  • редактирование параметров дефектов
  • редактирование характеристик металла трубы
  • группирование и объединение дефектов по стандарту DNV
  • оценку опасности дефекта
Мобильное приложение для оценки опасности дефекта, полевой анализатор дефектов
Работа с диагностическими данными, полевой анализатор дефектов

Спасибо за обращение!

Ваш запрос принят в обработку.

Результат выражения не правильный!

Введите результат выражения!

Введите Ваш e-mail!

Введите название Вашей компании!

Введите ваше имя!

E-mail введен не корректно!