ПРОФИЛЬ «Эксплуатация и обслуживание объектов транспорта и хранения нефти»
advertisement
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНСТИТУТ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ КАФЕДРА ТРАНСПОРТА И ХРАНЕНИЯ НЕФТИ И ГАЗА ПРОФИЛЬ «Эксплуатация и обслуживание объектов транспорта и хранения нефти» Содержание Введение (объекты проф. Деятельности и спецдисциплины) Методы контроля и диагностирования нефтегазовых объектов Методы диагностирования, используемые в настоящее время Заключение Объектами профессиональной деятельности бакалавров по профилю подготовки «Эксплуатация и обслуживание объектов транспорта и хранения нефти» являются: •техника и технологии трубопроводного транспорта нефти и газа, подземного хранения газа; •техника и технологии хранения и сбыта нефти, нефтепродуктов и сжиженных газов; •системы автоматизированного проектирования; • автоматизированные системы научных исследований; •методы и средства оценки состояния окружающей среды и защиты ее от антропогенного воздействия. СПЕЦИАЛЬНЫЕ ДИСЦИПЛИНЫ "Эксплуатация и обслуживание объектов транспорта и хранения нефти, газа и продуктов переработки" 35 Ликвидация аварийных разливов нефти 6 Гидравлические машины и гидропневмопривод 4 Специальные методы перекачки углеводородов 3 Эксплуатация насосных и компрессорных станций 5 Безопасность технологических процессов при транспорте нефти и газа Надежность и долговечность машин Неразрушающие методы контроля Коррозия и защита от коррозии газонефтепроводов Газотурбинные установки Экзамен, Диф.зачет Экзамен, Диф.зачет Экзамен Экзамен, Диф.зачет 4 Экзамен 4 4 2 3 Экзамен Экзамен Зачет Зачет Диагностика является средством поддержания заданного уровня надежности, обеспечения требований безопасности и эффективности использования объектов. ГОСТ 20911-89. «Техническая диагностика. Термины и определения» Задачей любого метода инженерной диагностики является представление результатов в виде наиболее доступном и понятным для заключения о техническом состоянии трубопровода с целью принятия решения о возможности его дальнейшей эксплуатации или необходимости проведения капитального ремонта. Методы контроля и диагностирования нефтегазовых объектов Ультразвуковой контроль Применяют • Ультразвуковую дефектоскопию (УЗД) при контроле корпусов вертлюгов, замков бурильных труб, сварных соединений резервуаров и трубопроводов и т. д. • Ультразвуковую толщинометрию (УЗТ) при определении остаточной толщины стенок нефтегазового оборудования Методы контроля и диагностирования нефтегазовых объектов Ультразвуковой контроль Ультразвуковая дефектоскопия — поиск дефектов в материале изделия ультразвуковым методом, то есть путём излучения и принятия ультразвуковых колебаний, отраженных от внутренних несплошностей (дефектов), и дальнейшего анализа их амплитуды, времени прихода, формы и других характеристик с помощью специального оборудования — ультразвукового дефектоскопа. Методы контроля и диагностирования нефтегазовых объектов Ультразвуковой контроль Ультразвуковая толщинометрия – метод, позволяющий оценить величину утонения металла в результате коррозионного или химического износа, сравнивая значения измеренных величин с проектными. Методы контроля и диагностирования нефтегазовых объектов Ультразвуковой контроль Инновации: Метод волноводных волн для диагностики трубопроводов Преимущества: позволяет обнаруживать дефекты труб под изоляцией и на других труднодоступных участках, находящихся на значительном удалении от места установки датчика. Скорость инспекции может составлять до 600 м/ч. Методы контроля и диагностирования нефтегазовых объектов Ультразвуковой контроль Ультразвуковая система USM Vision для контроля сварных швов Преимущества: позволяет получить достоверную и точную информацию о качестве, а также необходимость защиты от облучения и утилизации химических реагентов. Методы контроля и диагностирования нефтегазовых объектов Магнитный контроль Магнитный неразрушающий контроль – метод неразрушающего контроля, основанный на регистрации магнитных полей рассеяния, возникающих над дефектами, или на определении магнитных свойств объекта контроля. Методы контроля и диагностирования нефтегазовых объектов Магнитный контроль Позволяет решать задачи исследования структуры, определять качество термообработки деталей, наличие и количество остаточного аустенита, магнитную анизотропию, контролировать процесс распада твердого раствора и дисперсионного твердения, определять механические характеристики ферромагнитных сталей и чугунов по изменению их магнитных характеристик, а также контролировать толщину цементированного или азотированного слоев и толщину слоев поверхностной закалки изделий. Методы контроля и диагностирования нефтегазовых объектов Вихретоковый контроль Вихретоковый метод контроля основан на анализе взаимодействия внешнего электромагнитного поля с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых возбуждающей катушкой в электропроводящем объекте контроля (ОК) этим полем. Регулярное проведение инспекций с применением вихревых токов позволяет снизить простой оборудования и риски аварий. Методы контроля и диагностирования нефтегазовых объектов Вихретоковый контроль К особенностям МВТ относятся: • возможность проверки большого числа параметров изделия; • возможность проверки слоев материала небольшой толщины; • большая скорость и незначительная трудоемкость контроля; • возможность измерения толщины листа, стенки труб и деталей при одностороннем доступе; • электрическая природа сигнала, быстродействие, что позволяет легко автоматизировать контроль; • возможность контроля быстро движущихся изделий. Методы диагностирования, используемые в настоящее время Цифровая радиография - это метод основанный на использовании способности некоторых люминофоров формировать скрытое изображение в зернах кристаллов люминофора, образующих покрытие пластины. Электроны, образующиеся в них в результате облучения рентгеновским или гамма-излучением, захватываются на энергетические уровни и остаются на них в течение длительного времени. Из этого состояния они могут быть выведены возбуждением лазерным пучком. Методы диагностирования, используемые в настоящее время Цифровая радиография Укладка пластин в кассеты. Установка маркировочных знаков Сканирование пластин и преобразование скрытого изображения пластины в цифровой вид Передача информации в память компьютера Установка кассет и источника излучения на контролируемый стык Просвечивание контролируемого стыка (экспонирование пластин) Снятие кассет со стыка и передача в лабораторию НК Обработка цифровой информации Просмотр и расшифровка изображений на дисплее компьютера, определение вида и размеров выявленных дефектов Оформление заключений о качестве стыка Архивирование результатов контроля Схема радиографического контроля Методы диагностирования, используемые в настоящее время Цифровая радиография Гамма сканер для трубопроводов ScanTrack PL™ Представляет собой автоматизированный цифровой сканер для Гамма контроля трубопроводов, находящихся в эксплуатации, на предмет выявления внешней и внутренней коррозии под изоляцией. Может проводить контроль как нижней образующей трубопровода, так и обеспечивать 100% круговой контроль. Методы диагностирования, используемые в настоящее время Цифровая радиография Система контроля продольных швов трубопроводов LongSeam™ Система может иметь две конфигурации, с фиксированным источником излучения и детектором – или с подвижным источником излучения и детектором, перемещающимися вдоль неподвижной трубы. Изображение формируется в реальном времени на экране компьютера. Интегрируется с системой управления подачи и передвижения трубы. Методы диагностирования, используемые в настоящее время Цифровая радиография Сканер для контроля кольцевых стыков трубопроводов GW-4™ GW-4™ - автоматизированный цифровой сканер для рентгеновского контроля кольцевых стыков трубопроводов и резервуаров. Сканер GW-4™ может проводить контроль швов с использованием одного или двух детекторов одновременно. Сканер GW-4 это принципиально новая система для быстрого получения рентгеновского изображения сварного соединения трубопровода в условиях строительной площадки и на трассе. Методы диагностирования, используемые в настоящее время Цифровая радиография Преимущества радиографического контроля: • Высокая производительность; • Превосходное качество изображения; • Меньше повторных экспозиций; • Длительный срок службы; • Высокое качество разработки и производства; • Сокращение расходов на проведения контроля Методы диагностирования, используемые в настоящее время Вибрационная диагностика — метод диагностирования технических систем и оборудования, основанный на анализе параметров вибрации или Вибрационная диагностика - когда обнаруживаются и идентифицируются (определяется вид и величина) дефекты в диагностируемом объекте. Задача вибрационной диагностики - обнаруживать дефекты на ранней стадии развития, наблюдать и прогнозировать их развитие, планировать ремонт машины. Методы диагностирования, используемые в настоящее время Вибрационная диагностика Преимущества: • метод позволяет находить скрытые дефекты; • метод, как правило, не требует сборки-разборки оборудования; • малое время диагностирования; • возможность обнаружения неисправностей на этапе их зарождения. Недостатки: • особые требования к способу крепления датчика вибрации; • зависимость параметров вибрации от большого количества факторов и сложность выделения вибрационного сигнала, обусловленного наличием неисправности; • низкая точность диагностирования. Методы диагностирования, используемые в настоящее время Вибрационная диагностика Виброизолирующие компенсирующие системы (ВКС), применяемые для уменьшения вибрации и шума магистральных насосов. ВКС обеспечивает повышение надежности работы основного технологического оборудования, и в конечном счете, бесперебойную и качественную транспортировку нефти. снижает вибрацию трубопровода в 10 раз; вибрацию фундамента в 50 раз; увеличивает срок службы элементов до 20 лет; сокращает объем ремонтных работ на 60…80 %; увеличивает ресурс и межремонтный период в 2,5…4,0 раза Методы диагностирования, используемые в настоящее время Внутритрубная диагностика основана на использовании автономных снарядов-дефектоскопов (поршней, pigs), движущихся внутри контролируемой трубы под напором перекачиваемого продукта (нефть, нефтепродукты, газ и т.п.). Снаряд снабжен аппаратурой (обычно ультразвуковой или магнитной) для контроля трубы, записи и хранения в памяти данных контроля и вспомогательной служебной информации, а также источниками питания аппаратуры. Методы диагностирования, используемые в настоящее время Внутритрубная диагностика Односекционный снаряд Профилемер «Калипер» Методы диагностирования, используемые в настоящее время Внутритрубная диагностика Снаряд-дефектоскоп «Ультраскан» Магнитный дефектоскоп Методы диагностирования, используемые в настоящее время Внутритрубная диагностика Дефектоскоп после извлечения Повреждения датчиков Методы диагностирования, используемые в настоящее время Внутритрубная диагностика Преимущества: высокая производительность; высокая разрешающая способность; снижение затрат на эксплуатацию трубопровода; возможность выборочного ремонта дефектных участков не только критических, но и околокритических дефектов. Атомно-силовая микроскопия Программно-аппаратный комплекс для промышленной диагностики (торговое название – СОЛВЕР Пайп). Солвер Пайп – атомно-силовой микроскоп для исследования крупногабаритных объектов, позволяющий на ранних стадиях выявлять дефекты материалов с нанометровым расширением. Пример крепления прибора на трубе Атомно-силовая микроскопия СОЛВЕР Пайп может применяться для диагностики в двух основных направлениях: контроль качества материалов, использованных для нового оборудования, поставляемого для строящихся или реконструируемых объектов; диагностика технического состояния действующего оборудования и технологических объектов, длительное время находившихся под воздействием экстремальных условий. Пример крепления прибора на роторе турбины Атомно-силовая микроскопия Солвер Пайп позволяет получать трехмерное изображение дефектов с размерами порядка 0,01–0,1 микрон, что важно, например, для коррозионных дефектов металла, где критично распознавание на ранней стадии, для разных типов старения металла. Трехмерное изображение дефекта материала Выделение дефектов Атомно-силовая микроскопия Преимущества перед основными диагностическими средствами, использующимися в настоящее время: – по сравнению с оптической микроскопией, ультразвуковыми и рентгеновскими методами диагностики металлоконструкций АСМ позволяет регистрировать опасные изменения в структуре металла, когда их характерные размеры не превосходят десятков нанометров; – АСМ позволяет получать трехмерные изображения рельефа исследуемой поверхности, что дает возможность оценить глубины дефектов и отличить их от случайных помех; – цифровые АСМ-изображения легко поддаются обработке методами математической статистики и теории распознавания образов; – исследование структуры посредством АСМ может сопровождаться одновременным измерением твердости материала; – АСМ с успехом применяется для определения структурных и механических характеристик различных материалов.
