Условия эксплуатации промысловых трубопроводов

Согласно отраслевым нормативным документам, срок служ­бы коррозионностойких трубопроводов должен быть не менее 20 лет. Однако ряд объективных и субъективных факторов влияет на прогнозируемую работоспособность труб. Анализ от­казов коррозионно-стойких трубопроводов на предприятиях Об­щества выявил различные причины, которые можно объединить в две группы, - конструктивные недостатки и нарушение техно­логических процессов.

Специалисты, осуществляющие надзор за внедрением коррозионно-стойкнх труб, систематически ведут централизованный сбор и анализ информации о производстве, эксплуатации и ава­рийности трубопроводов. По всем случаям порывов и отказов коррозионно-стойких трубопроводов проводятся технические расследования: изучение и анализ технической документации, опрос должностных лиц, осмотр места отказов, отбор и отправка на исследование образцов, лабораторные исследования, анализ информации о характере и причинах разрушений.

В начале 2003 года произошло семь отказов на высоконапор­ных водоводах системы ППД построенных из секций стальных труб диаметром 114x8 мм, футерованных полиэтиленом (СФП) по причине выхода из строя протекторов. Наработка трубопро­водов составила от 4 до 15 месяцев. Рабочие давления составили от 13,2 до 15,1 МПа, глубина залегания - от 0,6 до 1,5 м. Все случаи повреждений СФП идентичны и представляют собой разрыв тела стальной трубы по образующей в калиброванной части законцовки на расстояние 230-380 мм от стыка. Ширина разлома составляет 10-50 мм.

В ходе расследования рассматривалось несоблюдение требо­ваний к строительству и эксплуатации СФП. Здесь налицо несоответствующее минимальной норме заглубление трубопро­водов, испытывающих механические нагрузки при неравномер­ных деформациях грунта. Возможно, имело место предвари­тельное напряжение трубопровода (упругий изгиб по заданному профилю), излом трубопровода при укладке в траншею; прови­сание трубопровода из-за неровного дна траншеи и последующее разрушение под собственным весом и весом грунта. Определен­но, трубопроводы испытывали циклическое нагружение при до­статочно высоком внутреннем давлении.

Однако внешние и внутренние нагрузки и воздействия, воз­никающие при строительстве и эксплуатации трубопроводов, являются в данном случае не основным, а дополнительным фак­тором при низком запасе прочности калиброванной части сталь­ной трубы.

Лабораторные анализы показали, что воздействие на законцовку при её калибровании приводит к охрупчинанию металла стальной трубы.

В процессе калибрования законцовка подвергается значительным радиальным нагрузкам, а непропорциональное соотношение «диаметр – толщина стенки» Приводит к возникновению микротрещин в теле стальной трубы. На основании технического расследования был проведён прочностной расчёт толщины стенки стального трубопровода и принято решение производить футерованные трубы диаметром 114 мм с толщиной стенки 6,5 мм. Помимо устранения конструктивных недостатков, был достигнут значительный экономический эффект от снижения металлоёмкости стальных труб.

Расследование следующего отказа футерованного нефтепровода протяжённостью 2670 м диаметром 273x8 мм выявило недостатки технологии монтажа. При пуске в эксплуатацию была обнаружена низкам пропускная способность трубопровода, диагностическое обследование показало штуцирование потока в трёх секциях трубопровода. При осмотре вырезанных секций обнаружены кольцевые вздутия полиэтиленовой оболочки. В межтрубном пространстве присутствует рабочая жидкость, что указывает на нарушение целостности полиэтиленовой оболочки, при этом качество защемления удовлетворительное.

Основной причиной отказа нефтепровода является деформация полиэтиленовой оболочки в период монтажа трубопровода.

В 2003 году был зафиксирован первый случай отказа СФП в результате разрушения стальной трубы по месту сварного стыка. Причина повреждения - отработавший ранее амортизационного срока протектор, что повлекло коррозионное разрушение наконечника, проникновение агpeссивной транспортируемой среды в межтрубное пространство и последующее разрушение стальной трубы. Данное явление - результат конструктивных недостатков СФП.

Отказы гибких полимерно-металлических трубопроводов происходят, как правило, в тех случаях, когда они смонтированы из труб, выпушенных до 1998 года. Тогда внутренняя камера ГПМТ изготавливалась из полиэтилена высокого давления. Лабораторные обследования образцов внутренней камеры ГПМТ свидетельствует об ухудшении механических свойств металла на 30-50% по сравнению с исходными значениями.

Расследование порывов и отказов металлопластиковых труб выявило несколько причин аварийности. Во-первых, заводской брак, когда имеют место нарушения технологических режимов изготовления труб: недостаточная прочность проволочного каркаса в результате несоблюдения шага навивки; пережог проволок каркаса; присутствие в полимерном материале трубы посторонних включений; некачественная приварка законцовок к телу трубы. Во-вторых, строительный брак, когда при укладке смонтированного трубопровода не соблюдается допустимый радиус изгиба, что приводит к нарушению герметичности в месте соединения труб. И, в-третьих, это несоблюдение правил транспортирования груб выявлены дефекты в виде надрезов и вмятин на внешней поверхности трубы.