Тепловые сети под контролем

Издание: Энергия столицы

Номер издания: № 4(104)

Дата выхода: май, 2014

В предыдущем номере «Энергии столицы» мы рассказали о работе службы диагностики тепловых сетей ОАО «МОЭК». Сегодня продолжение темы – описание конкретных методов инструментального контроля, применяемых в нашей компании.

АКУСТИЧЕСКИЙ МЕТОД

Акустический метод, а именно методика акустической томографии, позволяет определить на действующем трубопроводе участки повышенных напряжений, обусловленных, как правило, утонением стенки трубопровода, в том числе за счет внешней и внутренней коррозии. На тепловых сетях МОЭК диаметром от 80 мм длиной участка от 40 м применяется приборный комплекс «Каскад 2». Эта российская разработка используется в нашей компании с 2005 года. С тех пор разработчикам удалось существенно продвинуться как и в конструкции самого прибора (он стал более компактным, обрел прочный корпус), так и в программном обеспечении для обработки полученных данных. Применение прибора «Каскад 2» обеспечивает 80% достоверности данных о состоянии трубопровода.

МЕТОД МАГНИТНОЙ ПАМЯТИ МЕТАЛЛА

Методика бесконтактной магнитометрической диагностики используется на тепловых вводах и магистральных сетях диаметром от 300мм, как правило, в качестве дополнительного метода (хотя в некоторых случаях и как основной метод).

Методика основана на измерении искажений магнитного поля Земли, которые вызваны изменением степени намагниченности металла трубы в зонах развивающихся коррозионно-усталостных повреждений. При этом характер изменений магнитного поля (частота, амплитуда) обусловлен деформацией трубопровода из-за воздействий на него самых разных факторов – остаточных технологических и монтажных напряжений, рабочей нагрузки и напряжений самокомпенсации при колебаниях температуры наружного воздуха и среды.

Метод магнитной памяти металла ценен тем, что позволяет выявить дефекты металла трубы уже на раннем этапе – в момент и зарождения или даже до начала монтажа трубопровода и запуска его в эксплуатацию. Мы имеем уникальную возможность контролировать состояние трубы с момента выхода с завода до монтажа в траншее, а также отслеживать рабочие параметры трубопровода в процессе эксплуатации. Применение метода магнитной памяти металл крайне эффективно и при проведении входного контроля трубопроводов, и при проверке сварных стыков. Метод характеризуется высокой точностью: при вскрытии трубопровода обнаруженные при проведении диагностики зоны концентрации напряжений оказались в точно на выявленных местах.

ВИЗУАЛЬНЫЙ КОНТРОЛЬ И ПОСЛЕДУЮЩЕЕ СКАНИРОВАНИЕ

Служба диагностики тепловых сетей МОЭК также применяет и визуально-измерительный контроль в комплексе с ультразвуковой толщинометрией в точках доступа в полупроходных и проходных каналах, а также в коллекторах. Дефекты, обнаруженные при визуальном осмотре, - нарушении теплоизоляции, капель с плит перекрытия каналов на металл трубы или на теплоизоляцию, осыпи и влага, дефекты строительных конструкций – подлежат тщательному дефектоскопическому и ультразвуковому контролю.

Для оценки коррозионного состояния трубопроводов в рамках дополнительного дефектоскопического контроля в МОЭК применяется метод направленного ультразвукового сканирования с использованием прибора Wave maker 3G. В шурфе, на потенциально проблемный трубопровод , устанавливается бандажное кольцо с УЗ-узлучателями (диаметр кольца – от 80 до 1400 мм). В зону сканирования попадают 2-ти метровые участки трубопровода в каждую сторону от места установки кольца. Результатом обследования становится развернутая карта участка трубопровода с нанесенными на нее дефектными участками. К сожалению, этот несомненно эффективный и современный метод диагностики имеет ряд ограничений: его применение возможно лишь на прямых участках, без поворотов , неподвижных опор, осыпей и т.д.

МЕТОД АКУСТИЧЕСКОГО РЕЗОНАНСА

В 2013 году на теплосетях ОАО «МОЭК» прошел апробацию метод акустического резонанса системой Pipescanner. Система разработана для диагностики водопроводных сетей диаметром 400м. Конечным результатом работы дефектоскопа является карта толщины стенки трубопровода по всей длине участка (до 1500 м). Дефектоскоп работает при рабочем давлении трубопровода до 3 МПа и при температуре носителя +40^оС. Рабочий диапазон скорости в режиме визуального осмотра внутри трубопровода – 792м/ч.

Провести внутритрубную диагностику трубопроводов по технологии акустического резонанса - условия проведения работ в разделе "ВТД".

На предварительном этапе исследования производится подготовка прямого участка трубопровода с возможностью вскрытия в самой высокой точке (для предотвращения попадания воздуха). После вскрытия трубопровода либо подготовки тепловой камеры в трубопровод вваривается монтажный узел с камерой запуска дефектоскопа.

В момент подготовки монтажного узла трубопровод отключен, находится не под давлением. С камеры запуска демонтируется верхняя крышка, и диагностический снаряд загружается внутрь трубопровода. В процессе загрузки к снаряду крепится модуль, осуществляющий движение.

После погружения снаряда в трубопровод на камеру запуска монтируется устройство герметично запирающее люк и осуществляющее подачу кабеля снаряда внутрь трубопровода. В устройство смонтированы датчики давления и температуры.

После завершения подготовительных работ и загрузки дефектоскопа давление в трубопроводе поднимается до 3 МПа, и дефектоскоп начинает работать. Он двигается внутри трубопровода, проводя измерения толщин стенок исследуемого участка. Соответствующие данные поступают на пульт оператора, который, кроме того, осуществляет контроль за действиями и управление движением дефектоскопа, используя манипулятор-джойстик. Дефектоскоп может удаляться от места загрузки на расстояние до 750 м при скорости движения 22см/с (792м/ч). Для его транспортировки используется либо внутреннее давление воды, либо модуль движения. Условия прохождения «трассы» контролируются с точностью до 1мм. При достижении установленной точки дефектоскоп останавливается, оператор дает команду на раскрытие центрирующего механизма.

Готовность снаряда к движению отображается на информационном мониторе. Оператор запускает системы записи, визуализации данных, вновь начинается перемещение (на этот раз – с помощью устройства намотки кабеля). Скорость движения снаряда во время диагностики составляет 8 см/с (288 м/ч), сканирование участка длиной 750 м выполняется в течение 2 часов 40 минут. Полученные данные отображаются на информационном экране оператора в виде развертки трубопровода с использованием цветовой карты, отображающей изменения толщины стенки трубопровод по всей длине участка. Эта информация записывается на жесткие диски компьютера для последующей обработки с помощью специальной программы.

Объем данных сканирования толщины трубопровода длиной 750 м составляет 150 ГБ. Данные на жестких дисках передаются в специализированную лабораторию для обработки. Процесс обработки проходит в автоматическом и ручном режиме с привлечением различных специалистов и может занять до двух недель в зависимости от сложности расшифровки данных. На сегодняшний день ведутся работы по автоматизации основных алгоритмов обработки ( в результате сроки могут быть снижены до двух дней) и полной автоматизации разработки отчета. Методика неразрушающей диагностики продолжают совершенствоваться, обеспечивая возможность безаварийной эксплуатации тепловых сетей и высокое качество предоставления услуг потребителям.

Сергей Писчасов, начальник отдела диагностики службы диагностики тепловых сетей ОАО «МОЭК»:

- Метод акустического резонанса, по нашему мнению, является наиболее точным при определении мест утонения стенок трубопроводов, он дает действительно полную картину состояния исследуемого участка. Вместе с тем он остается достаточно трудоемким в плане подготовки к работе и имеет ограничения по диаметрам диагностируемых участков. Кроме того, на сегодняшний день не решен вопрос прохождения углов поворота. Мы очень надеемся, что разработчики учтут эти проблемы и в ближайшем будущем сумеют их решить.

Компания "ЮНИКОН-ЗСК" оказывает услуги по внутритрубному диагностированию коммунальных трубопроводов. Подробнее в разделе "Внутритрубное диагностирование по технологии акустического резонанса".

Вернуться к списку статей