1. Этапы диагностических задач
Различная нормативная документация по оценке технического состояния технологического оборудования компрессорных станций (КС) методами неразрушающего контроля устанавливает вид и периодичность контроля, а также точность измерений при проведении необходимых для диагностирования и прогнозирования технического состояния технологического оборудования и трубопроводов с целью
:
- определения соответствия параметров технического состояния технологического оборудования требованиям технической документации;
- выявления мест и причин неисправностей оборудования;
- определения оптимального срока вывода оборудования в планово-предупредительный ремонт (ППР) при его надежности и экономически выгодной эксплуатации;
- разработки оперативной исполнительной документации для дефектоскопистов.
Техническое состояние технологического оборудования характеризуется
:
- соответствием проектных и фактических параметров оборудования;
- механическим износом от воздействия твердых примесей рабочей среды;
- износом в связи с воздействием агрессивной рабочей среды;
- состоянием стенок аппаратов.
Техническое состояние трубопроводов
наземных, а также трубопроводов обвязки, характеризуется:
- износом в связи с эрозией металла;
- воздействием твердых примесей в рабочей среде;
- коррозией стенок трубопроводов;
- механическим износом и величиной линейных перемещений;
- состоянием опор и фундаментов.
Нормативная документация предусматривает измерения для трех этапов диагностических задач.
Первый этап
– контроль за техническим состоянием оборудования путем сопоставления величин, полученных при измерении с номинальными, характеризующими то или иное техническое состояние объекта измерений в соответствии с регламентом, приведенным в таблице 1. Цель этапа – недопущение отклонения показателей технического состояния от номинальных.
Таблица 1. Контрольные измерения 1-го этапа
| Наименование технологического оборудования | Вид контрольных измерений | Сроки передачи информации | Периодичность контрольных измерений | Исп-нители |
| Обвязка устья скважины | вибродиагностика | в течение месяца | 1 раз в год по перечню | ЦПТЛ ОООГ |
| ультразвуковой контроль | после проведения измерений | по запросу |
||
| радиография | по формам | |||
| Шлейф | ультразвуковой контроль | приложения | 1 раз в год по перечню | |
| радиография | после ремонта, вновь вводимые | |||
| Аппараты С-01, С-02, С-03 | вибродиагностика | приложения | 1 раз в год при зачистке язв | |
| ультразвуковой контроль | по запросу | |||
| Теплообменники Т-1, Т-2, Т-3 | вибродиагностика | приложения | 1 раз в год при зачистке язв | |
| ультразвуковой контроль | ||||
| Межблочные трубопроводы УКПГ с запорной регулируемой аппаратурой | вибродиагностика | приложения | 1 раз в год | |
| ультразвуковой контроль | 1 раз в год по утвержденной схеме | |||
| радиография | вновь вводимые, а также после ремонта 100 % согласно СНиП 3.05.05-84 |
Второй этап
– определение технического состояния элементов и узлов оборудования, при этом задача диагностики заключается в обнаружении дефектов, неисправностей, а также причин, приведших к изменению технического состояния объекта диагностирования (таблица 2).
Таблица 2. Контроль измерения 2-го этапа
| Вид специальных диагностических измерений | Цель измерений | Периодич-ность измерений | Органи- зация- испол-нитель |
| 1. Измерения на технологическом оборудовании | ЦПТЛ, ГТП |
||
| 1.1. Снятие динамических характеристик | Выявление изменений динамической жесткости систем: «оборудование – опоры», «трубопровод – опоры» и степени приближения к резонансному состоянию | При повышении вибрации | |
| 2. Измерение пульсации потока газа | Определение уровня и причин возникновения пульсации | - « - | - « - |
| 3. Проведение ультразвуковой дефектоскопии сварных швов. Радиографическая дефектоскопия | Соответствие технических параметров паспортным | По запросу | |
| 4. Измерение осадков оборудования, выявление характера и динамики осаждения | - « - | ||
| 5. Изменение полных механических напряжений трубопроводов обвязок ДКС косвенным методом | Выявление полного напряженного состояния трубопроводов в опасных сечениях | По запросу | - « - |
| 6. Проведение тензометрирования | Выявление уровня механических напряжений в стенках трубопроводов | При обнаружении непрекращающихся осадок оборудования | ЦПТЛ, ГТП |
| 7. Измерение виброакустических параметров запорной арматуры | Определение перетечек газа в кранах | По запросу | - « - |
Третий этап
– прогнозирование изменения технического состояния оборудования, его элементов и узлов. Основная задача – определение фактического технического состояния оборудования для определения сроков проведения техобслуживания и ремонта.
На основании накопившейся информации разрабатываются:
- методики выявления зависимости развития выявленных дефектов от факторов (вибрации, напряженного деформирования и другие), воздействующих на состояние оборудования контролируемого объекта, учитывая их индивидуальные особенности эксплуатации;
- мероприятия и рекомендации по повышению надежности диагностируемого оборудования.
2. Выбор метода или комплекса методов и средств контроля
Выбор метода или комплекса методов и средств контроля
следует проводить в соответствии с требованиями стандартов, технических условий, технологических схем и рабочих чертежей, утвержденных в установившемся порядке, на конкретный объект контроля, а также с учетом требований стандарта ГОСТ 20426-82 технических характеристик средств контроля, технологии их изготовления, размеров выявленных дефектов и производительности контроля.
Проведение диагностических измерений. Диагностические измерения (плановые, внеочередные) включают в себя комплекс работ, обеспечивающих определение пригодности технологического оборудования или трубопроводов к дальнейшей безопасной эксплуатации. Диагностические измерения предусматривают применение всех видов диагностики и контроля за исключением разрушающих.
При проведении диагностических измерений особое внимание должно быть уделено:
- состоянию опор и фундаментов;
- вибрации трубопроводов и аппаратов;
- зонам входа и выхода продукта;
- зонам измерения направления потоков коррозионной среды;
- зонам раздела фаз среды;
- зонам возможного застоя и скопления конденсата.
При измерении параметров, характеризующих техническое состояние технологического оборудования, технологических обвязок и трубопроводов, контролируются следующие узлы
:
- на трубопроводах (шлейфах) участки: прямые, горизонтальные, вертикальные, наклонные, сужающие, поворотные;
- аппараты, работающие под давлением; емкости, резервуары.
При контроле сплошности металла аппаратов, емкостей, резервуаров УКПГ и ДКС 100 % - ному сплошному контролю подвергается днище и часть примыкающей к нему обечайки сепараторов, часть обечаек сепараторов, контактирующих с газожидкостной и газовой средой. Вибрационные измерения выполняются в контрольных точках, обозначенных на специальных схемах (рис. 1).
|
|
| Рис. 1. Схема вибрационных измерений и толщинометрии сепаратора-распределителя (по заранее заданному маршруту измерений) |
На прямолинейных участках трубопроводов точки измерения вибрации располагаются по возможности равномерно по длине. Количество точек назначается исходя из длины участка между неоднородностями: до 1,5 м –1; до 3 м – 2; до 4 м – 3; более 4 м – 4. В число указанных точек не включены точки измерения на неоднородностях, ограничивающих участки. В каждой точке измеряются параметры вибрации в вертикальной и горизонтальной плоскости.
Измерения уровня вибрации на фундаментах технологических аппаратов и опор трубопроводов, на корпусах аппаратов в верхней и нижней точке, на трубопроводах (углы поворота, сужение в местах установки регулирующих устройств) проводятся при пуске линии в эксплуатацию с нагрузкой 60 % и 100 % от проектной производительности.
Пульсация давления газового потока измеряется в точках на входе и выходе нагнетателя ДКС, на входе и выходе каждого аппарата, а также в трех - четырех точках, расположенных равномерно на каждой трубопроводной линии между общим коллектором ДКС и нагнетателями и на станционном выходе в общий коллектор.
Для проведения тензометрирования используются тензорезисторы базой 10x20 мм и сопротивлением 200 Ом (например КФ5П1-15-200А-12), а также измерители статических деформаций (например, ИСД-3, диапазон измерений С-1000 ед., класс точности – 0,5).
Дефектоскопия сварных швов, аппаратов и трубопроводов ультразвуковым методом, а также проверка на сплошность металла стенок аппаратов и трубопроводов производится периодически в зависимости от условий эксплуатации, состава рабочей смеси, скорости коррозии металла, изменения напряженного состояния в металле, в зависимости от уровня и интенсивности роста вибрации. Объем ультразвукового контроля сплошности металла стенки трубопровода и технологических аппаратов определяется техническим заданием по контролю.
3. Оценка качества по результатам измерений
Сварные швы любых трубопроводов бракуются, если при контроле будут обнаружены трещины, незаваренные кратеры, прожоги, свищи, подрезы
- протяженные дефекты;
- протяженные дефекты с амплитудой отраженного сигнала, соответствующей эквивалентной площади S = 2 мм2
и более при толщине стенки свыше 20 мм (первый браковочный уровень);
- непротяженные дефекты с амплитудой отраженного сигнала, соответствующей эквивалентной площади до S = 2 мм2
при толщине стенки трубы до 20 мм включительно и до S = 3 мм2
при толщине стенки трубы свыше 20 мм в количестве не более трех на каждые 10 мм шва.
Непротяженными считаются дефекты, протяженность которых не превышает значений, указанных в таблице 3 для соответствующих толщин [33].
Таблица 3. Предельные допустимые значения измеряемых характеристик дефектов в швах, сварных соединениях технологических трубопроводов I-IV категории
| Номинальная толщина свариваемых эелементов | Оценка по амплитуде эхо-сигналов | Оценка по условной протяж. услов. расстоянию между дефектами и кол-во дефектов |
Условия протяженности (мм) дефекта, расположенного на глубине, мм | Кол-во допустимых по измерям. характерис-тикам дефектов на любых 100 мм длины шва, шт. | Суммарная условная протяженность (мм) допустимости дефектов на любых 100 мм длины шва, расположенных на глубине | ||
до 20 вкл |
свыше 20 |
||||||
до 20 вкл |
свыше 20 |
||||||
| от 6 до 20 вкл. | Первый браковочн. уровень | 2-й браковочн. уровень |
10 | - | 3 | 25 | - |
| свыше 20,0 до 40,0 вкл. | Первый предельный | 10 | 15 | 4 | 25 | 35 | |
| свыше 40,0 | Чувстви-тельность | 20 | 25 | 5 | 30 | 40 | |
В соответствии с ОСТ 36-75-83 значение первого браковочного уровня определяется по таблице 4, а значение второго браковочного уровня устанавливается выше первого на 3 дБ [25].
Таблица 4. Значение первого браковочного уровня (предельная чувствительность)
| Минимальная толщина свариваемых элементов, мм | от 6 до 14 вкл. | свыше 14 до 18 вкл. | свыше 18 до 26 вкл. | свыше 26 до 30 вкл. | свыше 30 до 34 вкл. | свыше 34 до 38 вкл. | Свыше 38 |
| Первый браковочный уровень (предельная чувствительность), мм2
|
2,0 | 2,5 | 3,0 | 4,0 | 5,0 | 6,0 | 7,0 |
Оценка качества сварных соединений трубопроводов производится согласно требованиям СНиП III-29-75. Сварные соединения трубопроводов считаются годными, если измеренные характеристики дефектов не превышают норм, указанных в таблице 5, 6 [25].
Таблица 5. Предельно допустимые значения измеряемых характеристик дефектов в швах сварных соединений трубопроводов
| Номинальная толщина свариваемых элементов, мм | Эквивалентная площадь отражателей (предельная чувствительность), мм2
|
Условная протяженность отдельного дефекта при расположении | Суммарная условная протяженность дефектов на 100 мм длины шва при расположении | ||
| в корне шва | в сечении шва, мм | в корне шва | в сечении шва, мм | ||
| 10,0 – 20,0 | 2,5 | 1/3 периметра | 20 | не ограничивается (но не более 1/3 периметра) | 30 |
Таблица 6. Предельно допустимые значения измеряемых характеристик сплошности металла стенок технологических аппаратов
| Форма расслоения | Протяженность расслоения, мм |
Группа |
| Точечная или небольшой протяженности, не более | 20 | I группа |
Отдельные протяженные расслоения, не более Скопления с высокой концентрацией, не более |
100 200 |
II группа |
| Отдельные расслоения, прилегающие к сварному шву, не более | 500 | II группа |
| Расслоения или скопления с высокой плотностью концентрации, более | 200 | III группа |
Расслоение металла в технологических аппаратах II и III группы считаются недопустимыми.
Оценка качества сварных соединений трубопроводов в баллах в зависимости от величины и протяженности проплава в корне шва, а также наличия несплавлений, включений и трещин приведена в таблице 7, 8.
Таблица 7. Определение суммарного бала качества по результатам радиографического контроля
| Оценка в баллах | Непровары по оси шва, вогнутость и превышение проплава в корне шва, наличие несплавлений трещин | |
| высота (глубина) в % от номинальной толщины стенки | суммарная длина по периметру трубы | |
0 |
Непровар отсутствует. Вогнутость корня шва до 10 %, но не более 1,5 мм. Превышение проплава корня шва до 10 %, но не более 3 мм |
до 1/3 периметра до 1/3 периметра |
| 1 | Непровар по оси шва до 20 %, но не более 2 мм или, до 5 %, но не более 1 мм | до 1/4 периметра |
| 2 | Непровар по оси шва до 20 %,но не более 3 мм, или до 10 %, но не более 2 мм или до 5 %, но не более 1 мм |
до 1/4 периметра не ограничивается |
| 6 | Трещины Несплавления между основным металлом и швом и между отдельными валиками шва Непровары по оси шва более 20 %и более 3 мм |
независимо от длины независимо от длины независимо от длины |
Примечание.
Величина вогнутости оси корня шва и превышение проплава для трубопроводов I-IV категории не нормируется.
Таблица 8. Допустимые размеры включений (пор), выявленных при радиографическом контроле, и их оценка в баллах
| Оценка в баллах | Толщина стенки, мм | Включения (поры) | Длина скопления, мм |
Суммарная длина на любом участке шва длиной 100 мм | |
| ширина (диаметр), мм | длина, мм |
||||
| 1 | до 3 св.3 до 5 св.5 до 8 св. 8 до 11 св. 11 до 14 св. 14 до 20 св. 20 до 26 св. 26 до 34 св.34 |
0,5 0,6 0,8 1,0 1,2 1,5 2,0 2,5 3,0 |
1,0 1,2 1,5 2,0 2,5 3,0 4,0 5,0 6,0 |
2,0 2,5 3,0 4,0 5,0 6,0 8,0 10,0 10,0 |
3,0 4,0 5,0 6,0 8,0 10,0 12,0 15,0 20,0 |
| 2 | до 3 св.3 до 5 св.5 до 8 св. 8 до 11 св. 11 до 14 св. 14 до 20 св. 20 до 26 св. 26 до 34 св.34 до 45 св. 45 |
0,6 0,8 1,0 1,2 1,5 2,0 2,5 2,5 3,0 3,5 |
2,0 2,5 3,0 3,5 5,0 6,0 8,0 8,0 10,0 12,0 |
3,0 4,0 5,0 6,0 8,0 10,0 12,0 12,0 15,0 15,0 |
6,0 8,0 10,0 12,0 15,0 20,0 25,0 30,0 30,0 40,0 |
| 3 | до 3 св.3 до 5 св.5 до 8 св. 8 до 11 св. 11 до 14 св. 14 до 20 св. 20 до 26 св. 26 до 34 св.34 до 45 св. 45 |
0,8 1,0 1,2 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 |
3,0 4,0 5,0 6,0 8,0 10,0 12,0 12,0 15,0 15,0 |
5,0 6,0 7,0 9,0 12,0 15,0 20,0 20,0 25,0 30,0 |
3,0 10,0 12,0 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0 40,0 45,0 |
При расшифровке снимков определяют вид дефектов и их размеры по ГОСТ 23055-78. При расшифровке радиографических снимков не учитываются включения (поры) длиной 0,2 мм и менее, если они не образуют скоплений и сетки дефектов.
Оценка участков сварных соединений трубопроводов всех категорий, в которых обнаружены цепочки включений (пор), должна быть увеличена на один балл.