ИТ-ТРАНЗИТ | Діагностика та оцінка технічного стану лінійних об'єктів

Діагностика та оцінка технічного стану лінійних об’єктів

Основним завданням виробництва трубопровідно-транспортного комплексу є контроль безпечної експлуатації основного та допоміжного обладнання транспортної системи. Для забезпечення стабільної роботи трубопровідно-транспортної системи необхідне своєчасне виконання регламентних, ремонтних і діагностичних заходів, оперативне реагування на надзвичайні ситуації та своєчасне отримання інформації про об'єкти, їх стан і прогнозні терміни безпечної експлуатації.

Система оцінки технічного стану лінійних об'єктів призначена для зберігання й обробки результатів проведених обстежень і діагностики на об'єктах лінійної частини магістрального трубопроводу (ЛЧ МТ), розрахунку та аналізу технічного стану трубопроводу на основі комплексу діагностичних, експлуатаційних, просторових і технічних даних за стандартами, що використовуються на підприємстві , з метою визначення термінів безпечної експлуатації трубопроводу, розробки рекомендацій по заходам, що впливають, для забезпечення надійної експлуатації обладнання ЛЧ МТ і виконання планів транспортування.

Для забезпечення цих цілей використовуються наступні розроблені модулі:

Автоматизований імпорт результатів діагностики

Для оцінки технічного стану об'єктів магістральних трубопроводів наявність інформації різних джерел є важливою умовою для проведення всебічного аналізу даних про об'єкти та виключення можливої невизначеності в їх оцінці.

Для комплексної оцінки стану трубопроводу всі отримані при обстеженнях дані діагностики необхідно занести в базу даних. Дану процедуру можна здійснити в ручному режимі або ж в режимі контрольованого імпорту.

У системі розроблений блок програмних модулів з автоматизованого імпорту в базу даних діагностичної інформації, серед якої:

дані внутрішньотрубних діагностик (ВТД),
результати комплексної детальної електрометрії (ДДЕ),
сезонні вимірювання на КВП,
режими роботи УКЗ,
дані контрольних шурфувань,
дані обстежень підводних переходів МТ, обстежень переходів через а/д, з/д,
результати обстежень товщинометрії, віброметрії, геодезичного контролю та інших робіт, що проводяться для визначення стану обладнання.

Для виконання пакетного імпорту в кожному блоці діагностичних даних розроблені універсальні формати обміну на основі файлів MS Excel, або XML. Діагностичні дані можуть попередньо оброблятися в ручному режимі виконавцем робіт і повинні відповідати розробленому формату імпорту з певним набором даних, які будуть брати участь в процедурах розпізнання системою, обробки, ув'язування, розрахунків.

Імпорт діагностичних даних в систему виконується з використанням алгоритмів їх просторового кодування, що дозволяє приводити всі діагностичні вимірювання до реальних лінійних дистанцій (експлуатаційним кілометражам) трубопроводів і співвідносити як один з одним, так і з паспортними даними системи. Просторове ув'язування виконується кількома способами: за реперними об'єктами, за раніше введеними трубними журналами, за ідентичними об'єктами трубопроводів та ін. При цьому користувач постійно має можливість проаналізувати коректність просторового ув'язування, змінити метод ув'язування, призупинити імпорт і виконати коригування вхідних даних.

Також в системі реалізована функціональність імпорту геодезичних даних просторового опису трубопроводу та глибини його залягання, що вводяться вперше в систему для нової ділянки або оновленого в процесі моніторингу місця розташування існуючого трубопроводу. Дані геодезії імпортуються в систему, зіставляються та погоджуються з ключовими технологічними об'єктами та реперними пунктами, після чого можуть бути використані як базові в розрахункових аналітичних моделях.

Оцінка небезпеки виявлених дефектів

Оцінка небезпеки дефектів, виявлених при діагностичних обстеженнях, виконується за допомогою розрахункових функцій, в основі яких лежать діючі закордонні стандарти для визначення ступеня небезпеки дефектів, термінів їх обстеження, ремонтів та рекомендованих методів усунення. В системі реалізовані розрахунки за основними міжнародними стандартами:

DNV-RP-F101 (Норвегія)
ASME B31G-1991 (США)
RSTRENG (США)
СТО Газпром 2007-2009 (Росія)
ВБН (Україна).

Одночасне використання декількох стандартів при оцінці ступеня небезпеки дефекту дозволяє найбільш точно описати технічний стан трубопроводу.

Результати оцінки обраного дефекту відображаються в геометричному та паспортному вигляді, містять інформацію про оцінку небезпеки дефектів за різними стандартами, а також інформацію про основні деструктивні фактори в місці розташування дефекту (відображаються найближчі до дефекту дані про тиск, температуру та напругу).

При повторному виявленні, співставленні та підтвердженні дефекту відстежується його зростання, історія в паспорті дефекту, локалізація на карті, відображення на трубній секції.

Прогнозне моделювання дефектів

Система надає можливість проаналізувати та змоделювати небезпеку одиночного дефекту, змінюючи його властивості.

Змінюючи основні параметри обраного дефекту, серед яких: значення його довжини, ширини та глибини, властивості металу труби, межі міцності, межі текучості та інші параметри, можна аналізувати межі допустимості дефекту при розвитку.

Також можна моделювати ситуацію зі зміною режиму транспортування газу для заданих параметрів дефекту.

За допомогою модуля Одиничного розрахунку дефекту можна аналізувати дані допустимого коефіцієнта запасу, безпечного тиску, граничного тиску, часу до реагування, коефіцієнта безпечного тиску (КБТ).

Порівняння результатів різночасових ВТД

Для моніторингу стану трубопроводу під час проведення повторних внутрішньотрубних діагностик у розрахунково-аналітичних системах використовується спеціальна функція, яка дозволяє проводити порівняльний аналіз даних різночасових діагностичних обстежень, а також відображати дефекти в графічному вигляді. Функція порівняння даних ВТД дозволяє виконати аналіз даних двох різночасових ВТД з можливістю оцінки зміни розмірів дефектів з часом.

Підставою для проведення аналізу та розрахунків є дані просторового положення трубопроводу, а також дані ВТД за різні періоди часу.

Ця функція дозволяє оцінити зміни дефекту, визначити динаміку його розвитку за період проведення кількох різночасових внутрішньотрубних діагностик. Виявлені магнітні аномалії для зручності сприйняття відображаються різними кольорами.

Інтеграція з підсистемою «Паспорт» дозволяє перейти до паспортної інформації обраного трубного елемента монтажу.

Оцінка безпечного режиму транспортування

У процесі оцінки небезпеки виявлених дефектів на трубопроводі частина з них кваліфікується як небезпечні і неприпустимі, що вимагає негайного втручання й виконання комплексу ремонтно-відновлювальних робіт на трубопроводі. При технічній або організаційно-фінансовій неспроможності виконання ремонтних робіт в повному обсязі усунення неприпустимих дефектів і відновлення цілісності трубопроводу єдиним способом уникнути аварійної ситуації є зміна режимів транспортування та зниження таким чином навантаження на трубопровід.

Спеціалізований модуль розрахунку безпечного режиму транспортування газу дозволяє виконати розрахунок допустимого режиму транспортування, при якому зниження тиску в трубопроводі забезпечить зниження статусу неприпустимих дефектів до «умовно-неприпустимих» або навіть «допустимих». Модуль дозволяє розраховувати допустимі режими транспортування із завданням чіткої кількості дефектів, які потребують негайного ремонту, що дозволяє об'єднати диспетчерські завдання транспортування з конкретними фінансовими та матеріально-технічними можливостями ремонтних підрозділів підприємства.

Даний модуль може здійснювати розрахунок і в бік планованого збільшення продуктивності трубопроводу з контрольованим збільшенням навантаження на нього і оцінкою кількості дефектів, які необхідно буде відремонтувати при цьому для підтримки цілісності трубопроводу і забезпечення його надійності. Результати розрахунку кількості ремонтованих труб будуть відображатися на ремонтній карті ділянки МТ, з можливістю друку, збереження в PDF, виведенням на екран списку труб, що ремонтуються.

Призначення оптимальних методів ремонту

Для планування й оцінки обсягів ремонтних робіт при виявленні дефектів металу труб розроблений функціонал, який в автоматичному режимі проводить призначення оптимального способу ремонту для всіх дефектів заданої ділянки трубопроводу, розрахувує необхідну кількість ремонтної труби і робить попередню оцінку вартості ремонтно-відновлювальних робіт.

Метод ремонтних робіт для виявленого дефекту автоматично розраховується після імпортування в БД ГІС даних внутрішньотрубних інспекцій на підставі російського стандарту РД 558-97 АТ «Газпром», який встановлює основні вимоги до вибору труб і технології зварювання, а також критерії відбраковування труб і зварних з'єднань.

Вся інформація щодо проведених ремонтних робіт заноситься в ремонтні форми та фіксується в системі. За результатами ремонтів система автоматично оновлює інформацію про виконані роботи й усунені дефекти, що дозволяє переоцінити технічний стан трубопроводу та виконати аналіз відновлення його цілісності.

Формується ремонтна схема на ділянку трубопроводу та ремонтні карти на кожну трубу, яка містить небезпечний дефект, запланований до усунення. На схемі локалізуються основні технологічні об'єкти (крани), труби, що ремонтуються, з номерами, легенда ремонтів зі статистикою. Схема ремонтів може бути роздрукована або збережена в форматі PDF.

При завантаженні ремонтної карти труби відображається інформація про трубу: її номер, кілометраж і географічні координати для навігаційних цілей польового пошуку, про найближчі оріентирні маркери та відстані до них, про розміри та розташування дефектів на трубі, що ремонтується . За обраним на ремонтній карті труби дефектом можна перейти до його детального паспорту.

Кольором на ремонтній карті труби за замовчуванням диференціюється глибина корозійних дефектів, або ступінь небезпеки виявлених дефектів, згідно з обраними стандартом і режимом транспортування при виборі даного режиму відображення ремонтної карти труби.

Планування ремонтів

Даний модуль впроваджується для оптимізації процесу планування ремонтних заходів. Модуль об'єднує ресурси в частині управління призначенням ремонтів. У модулі здійснюється автоматичне формування списку труб, відсортованих в порядку усунення дефектів за спаданням небезпеки. Для тих труб, за якими розрахунок безпечного тиску не виконується, проводиться вибір пріоритетності ремонтів згідно з діючими на підприємстві вимогами.

Модуль дозволяє призначити ділянку ремонту (вибирається ділянка ВТД), сформувати в автоматичному режимі список труб для ремонту, відсортованих за призначеними пріоритетами в порядку спадання небезпеки на основі проведених раніше розрахунків. Після цього фахівцем проводиться поділ переліку труб, що підлягають ремонту, на етапи за двома критеріями:

досягнення планових обсягів ремонту (вибирається кількість труб для ремонту);
досягнення необхідних показників безпеки (вибирається отриманий в результаті ремонту безпечний режим транспортування).

У модулі передбачений вибір стандарту, за яким розраховується безпечний тиск для порівняння з поточним тиском на ділянці:

ASME B31.G mod (США) – цей розрахунок встановлений за замовчуванням як той, що найчастіше використовується;
DNV-RP-F101 (Норвегія);
RSTRENG (США).

Модулем виконується графічна побудова ремонтної карти ділянки ремонтних робіт з відображенням труб, їх номерів і способу ремонту, а також статистика за кількістю видів ремонтів труб и дефектами, що усуваються.

Комплексний аналіз стану трубопроводу

Комплексний аналіз технічного стану трубопроводу можна виконувати за допомогою встановленого набору тематичних діаграм, підібраних в певній комбінації та послідовності за наступними напрямками:

Оцінка стану ізоляції - визначає якість ізоляційного покриття на обраній ділянці трубопроводу;
Корозійна обстановка - описує ступінь корозійної небезпеки МТ;
Аналіз ефективності роботи УКЗ - відображає рівень захищеності трубопроводу при різних режимах роботи УКЗ;
Оцінка ймовірності відмов - відображає оцінку рівня надійності на ділянках трубопроводу.

Співставлення і аналіз комплексу тематичних даних, виведення результатів у вигляді однолінійних діаграм виконується на базі однойменного модуля. Дані рішення містять заданий набір діаграм у встановленому порядку та дозволяють виконувати просторовий аналіз стану трубопроводу, збільшуючи або зменшуючи лінійний масштаб відображення, змінюючи порядок відображення діаграм, використовуючи інструмент переходу до паспортної технічної інформації об'єктів, аналізуючи показники в положеннях курсора.

Використовуючи інструменти модуля "Однолінійні діаграми" можна додавати та компонувати додаткові однолінійні діаграми для аналізу необмеженої кількості різноманітних характеристик трубопроводу, що зберігаються в БД, для наступних значень:

ситуація – діаграма описує ситуацію вздовж осі трубопроводу;
трубопровід – діаграма описує місцерозташування і позначки технологічних об'єктів на трасі МТ;
об'єкти ЭХЗ – діаграма описує місцерозташування та позначки об'єктів електрохімічного захисту вздовж траси МТ;
трубний журнал – діаграма описує розподіл трубопроводу за зварними швами;
дефекти металу – діаграма описує виявлені дефекти за результатами ВТД;
профіль – діаграма відображає положення трубопроводу відносно поверхні землі (у вигляді розгортки по осі);
сезонні виміри на КВП – діаграма описує результати вимірювань потенціалів на на МТ;
детальні електрометричні виміри – діаграма описує результати електрометричних вимірювань вздовж траси МТ;
питомий опір грунту – ділянки трубопроводу, розташовані в зонах високої корозійної небезпеки (ВКН) і низькою корозійної небезпеки (НКН).

Польовий реєстратор шурфувань

Розроблений модуль «Mobile Pitting» забезпечує можливість інтерактивної роботи з діагностичними даними. Додаток дозволяє автономно працювати на трасі, виконувати введення результатів під час проведення шурфувань, порівнювати та редагувати параметри дефектів і виконувати попередню оцінку їх небезпеки, а також виконувати:

перегляд списку актів шурфувань;
створення нового акту шурфування;
прив'язку Акта до трубопроводу;
інтерактивне редагування паспортів і синхронізацію з БД.

Польовий аналізатор дефектів

Розроблений модуль виконує розрахунки на мобільному пристрої за введеними параметрами виявлених дефектів, забезпечує можливість інтерактивної роботи з діагностичними даними. Додаток дозволяє виконувати автономно:

розрахунок небезпеки дефектів за стандартами: ASME, DNV, RSTRENG, Газпром, ВБН
відображення дефектів на трубі
редагування параметрів дефектів
редагування характеристик металу труби
групування та об'єднання дефектів за стандартом DNV
оцінку небезпеки дефекту