Ноябрь 2022

Трубопроводные магистрали нуждаются в технологическом обслуживании, включающих и дистанционный контроль трубопроводов. Это — один из видов системы мониторинга, позволяющий оперативно обнаружить повреждения.

Методы контроля

Для выявления наружных и внутренних дефектов разработаны различные дистанционные методы неразрушающего контроля:

• Корреляционный, применяются акустические ультразвуковые устройства, позволяющие еще до разрушения металла выявить его деформацию, а также места утечек жидкости и газа из труб.
• Метод перепада давления с использованием высокотехнологичного оборудования. При нарушении целостности трубопровода и утечке с участка повреждений распространяются волны разряжения. С помощью современного оборудования специалисты быстро вычисляют координаты проблемных зон.
• Сравнение расходов, с помощью датчиков контролируется объем транспортируемой среды в начальной и конечной точке. При большой разнице включается аварийное оповещение.

У этих методик существует один существенный недостаток, они предоставляют данные по координатам повреждений с большой погрешностью, специалистам приходится тратить много времени на поиск мест утечек. Наиболее эффективным является метод с применением оптоволоконных изделий, которые укладываются параллельно с магистральным трубопроводом. Чувствительные элементы оптоволокна с большой точностью определяют места деформации и утечек. Система контроля трубопроводов с помощью оптоволоконной продукции значительно дешевле, чем установка датчиков. Для более точной диагностики потребуется установить значительное количество этих приборов.

Виды распределенного мониторинга с помощью оптоволокна

К первым таким системам относится мониторинг на основе температурных показателей DTS. Кабель фиксирует изменения температуры на участках, где произошла утечка. Для более точного нахождения прорыва трубы одновременно с DTS используется акустический метод, DAS при котором улавливаются микроколебания оптоволокна.

К новейшей методике диагностики надо отнести мониторинг DSS, при котором кабель устанавливают непосредственно на трубу. Удлинение и сжатие трубопровода будет передаваться на волокно. Любые изменения фиксируется аппаратурой и передаются на блок контроль и далее на серверную. Крепление кабеля с оптическим датчиком осуществляется на новых магистралях.

Преимущества системы мониторинга трубопроводов на основе оптоволокна:

• сокращение затрат на обслуживание магистралей;
• ранее обнаружение повреждений и минимизация простоя трубопровода;
• снижение рисков возникновения экологических катастроф.

Применение распределенного мониторинга «набирает обороты», они уже используются при прокладке трубопроводов в Ханты-Мансийском АО.

Система операционно-дистанционного контроля

Наряду с металлическими трубами широко используются изделия из пенополиуретана (ППУ). Предупредить возможные повреждения такого трубопровода позволяет система СОДК, с помощью которой можно выявить состояние:

• самой трубы;
• обертки;
• слоя изоляции;
• датчиков и проводов;
• стыковых швов.

Индикаторы улавливают импульсы, свидетельствующие об изменениях влажности теплоизоляции, если показатель выше нормы, это является показателем утечки попаданием влаги извне.

Что входит в оборудования СОДК

Комплекс СОДК состоит из двух проводов, промежуточного и концевого, зафиксированных в теплоизоляционном слое параллельно всей длине трубопровода, сигнальных медных элементов-индикаторов. Проводники фиксируют на расстоянии 16–25 мм от ППУ трубы в центраторах полиэтиленовой оболочки. Эти элементы монтируются на расстоянии 1–1,2 м друг от друга.

Контроль за системой осуществляется с помощью детектора, это устройство измеряет электропроводимость теплоизоляционного слоя. При увеличении или уменьшении этого параметра сигналы передаются на блок управления. Детекторы могут быть запитаны от сети 220 Вольт либо быть автономными, работать от переносного источника питания.

СОДК позволяет с большой точностью определять места повреждений, а это значительно уменьшает затраты на работу по ремонту ППУ магистрали и продлевает сроки эксплуатации.

Научно-производственное предприятие «ТехСистема» оперативно реализовывает любые проекты. Совместной разработкой НПП и AquaLink (Словения) является система датчиков-индикаторов мониторинга ГБ-Линк, отличающейся простотой конструкции, несложным монтажом, высокой точностью измерения. Эти приборы позволяют определять: расход, давление, температуру, скорость потока. По вопросам сотрудничества можно обращаться по телефону или на электронный адрес.

Эффективность и сроки эксплуатации газовых, водных, нефтяных магистралей зависят от вовремя выявленных повреждений, типы дефектов трубопроводов имеют свою классификацию. Для монтажа магистральных газо-, водо– и нефтепроводов используют стальные либо полиэтиленовые трубы, отличающиеся техническими параметрами и различными сроками эксплуатации. На их состояние влияют внешние природные факторы, а также физико-химические характеристики транспортируемой продукции.

Классификация повреждений

При оценке технического состояния трубопровода специалистами могут быть выявлены разного рода изъяны на наружной и внутренней стенках трубы. Какие виды дефектов труб из стали существуют:

• отклонение по оси относительно основного проектного решения;
• изменения в поперечном профиле;
• деформация, разрушение трубы и сварных швов, соединяющих секции.

Осевые отклонения

Провисание, прогибы, выпучины, всплытие отдельных секций свидетельствуют о процессе осевой деформации магистрали, которая в дальнейшем приведет к разрушению всего трубопровода или отдельных его элементов.

Промерзание грунта сопровождается процессом выпучивания и выталкиванием труб, участки газо-, нефтепровода провода могут выходить на поверхность, такую магистраль называют арочной. Провисание происходит, если магистральная секция оголена и находится над землей. Если трубопровод проложен под землей, в глинистых, суглинистых, песчаных почвах, нередко возникают просадки. Это связано с повышенной влажностью, а также резким оттаиванием грунта.

Изменения поперечного профиля

Деформация труб, в частности изменения в сечении, может произойти под действием внешних факторов: ударов, излишнего давления, соприкосновения с камнями и другими предметами, причиной может быть и производственный брак изделий. В результате появляются вмятины, форма трубы становится овальной. Особому осмотру подлежит нижняя сторона трубы, именно на этой поверхности больше всего отмечается вмятин.

На отдельных участках могут образоваться гофры. Чаще всего они появляются в результате холодного изгиба изделий и при проведении изоляционных мероприятий. В совокупности с зыбким грунтом, избыточным давлением на трубопровод, прокачкой горячей воды по трубам подобные дефекты могут стать причиной разрывов.

Разрушение тела трубы и сварного шва

Причинами повреждения труб могут быть: неправильная транспортировка и нарушение технологии прокладки трубопровода, а также его эксплуатация.

Виды повреждения трубопровода:

• трещины на стенках, они могут быть поверхностными и сквозными;
• расслоение металла разной формы и толщины;
• разрывы видимые, скрытые; рваные;
• канавки продольной формы, образуемые в результате соприкосновения трубы с предметами с острыми выступами;
• задиры, царапины, полученные в результате механического воздействия, особого внимания требуют дефекты линейно-протяжной формы.

Поэтому при обследовании секций трубопровода фиксируют не только дефекты и повреждения, но и измеряют толщину металла. Возможность эксплуатировать магистраль с подобного вида дефектами и повреждениями зависит от напряженности металла в этих участках.

Повреждения, связанные с коррозийными процессами

Стенки труб в теплопроводных магистралях могут утончаться под воздействием коррозийных процессов. Особенно подвержены коррозии углы и повороты трубопроводов. Коррозийная усталость отмечается при частых температурных перепадах. Разрушение труб происходит и при их затоплении, когда вода соприкасается с незащищенными участками. Особенно активно коррозийные процессы затрагивают магистрали с частичным затоплением. На таких трубах образуются «ватерлинии».

Если на дне канала, в котором проложен трубопровод, постоянно находится вода, коррозийного разрушения магистрали не избежать. На изделиях большого диаметра возникает температурное напряжение, вода на дне канала испаряется и конденсируется на поверхности трубы, что приводит к интенсивному коррозийному растрескиванию металла. Высокая повреждаемость отмечается и на местах соединения труб, поворотах, врезках, в зонах соприкосновения элементов трубопровода опорами. Причиной внутренней коррозии является низкая химическая обработка жидкостей.

Повреждения, связанные с испытаниями трубопровода

Перед запуском с целью определения технических рисков и в процессе эксплуатации трубопроводной магистрали проводятся гидравлические испытания на прочность с учетом требований ГОСТ. При наличии коррозийных повреждений при утонченных стенках возможен разрыв трубы.

Виды повреждения трубопровода и методы ремонта

Диагностирование дефектов трубопроводов позволяет выявить степень опасности эксплуатации магистрали.

Качество и технические характеристики сварных изделий обследуются разными методами:

• внешним осмотром на наличие выпуклости соединений;
• рентгенографическим просвечиванием швов;
• вскрытием стыка;
• магнитографической и ультразвуковой аппаратурой;
• пневматическими, ультразвуковыми, механическими испытаниями.

Вероятность обнаружение повреждений и дефектов сварных швов при таких методах 100%.

Компания «ТехСистема» производит полный технологический цикл работ, включая проектирование, врезку в трубопровод, диагностику и ремонт.

Виды шлифовальных машин подразделяются соответственно типу выполняемых работ. Однако цель их применения остается общей — отделка поверхностей из различных материалов. Ниже приведен список наиболее распространенных шлифмашин с подробным описанием каждой.

Прямые

Особенность — осевое расположение шпинделя. Благодаря удлиненной передней части, прямые инструменты для шлифования оптимальны для мест, доступ к которым затруднен. Один из подвидов — пневматические шлифмашины, зачищающие сварочные швы, удаляющие металлические кромки.

Ленточные

В роли рабочего элемента выступает лента из наждачной бумаги. Высокая мощность ленточных шлифовальных машин достигается быстрым движением абразивного материала. Поэтому ленты актуальны для:

• снятия тонких слоев древесины;
• выравнивания заготовок из дерева;
• подготовки кромок деталей;
• демонтажа старого лакового или красочного покрытия;
• очищения металла от ржавчины.

Такие типы шлифовальных машин оставляют на поверхностях микроскопические царапины, которые удаляются орбитальной разновидностью инструмента.

Вибрационные

В сравнении с другими видами, вибрационные шлифовальные машины имеют следующие достоинства:

• недорогая оснастка;
• обработка больших площадей материала;
• возможность обработки внутренних углов.

Кроме этого, такой тип инструмента качественно отделывает поверхность.

Орбитальные

Принцип работы орбитальных шлифмашин схож с таковым у вибрационных моделей. Однако различие заключается во вращении подошвы по кругу. Вращательные движения демонтируют слой материала, а вибрация шлифует, зачищает поверхность. Путем регулировки силы нажатия на инструмент достигается нужная глубина обработки.

Главными преимуществами орбитальных инструментов являются:

• незначительный вес;
• выравнивание стеновых поверхностей и потолка;
• малое число деталей, способных сломаться.

Помимо этого, применение шлифовальной машины орбитального типа возможно для выполнения работ в местах с высоким риском возникновения взрывов.

Планетарные

Актуальны при шлифовке, выравнивании поверхностей, выполненных из камня. В роли оснастки выступают гибкие диски, покрытые алмазным напылением. Также инструмент оснащен форсунками, обеспечивающими подачу холодной воды в место обработки, а также патрубком, к которому подключается пылесос.

Щеточные

Относятся к разряду профессиональных шлифовальных машин. Благодаря вал-оправке, возможно присоединение к инструменту различных насадок для шлифовки и полировки, а также нейлоновой щетки. Последняя придает древесине эффект старения.

Мозаичные

Применяются для отделки полов мозаичного и бетонного типов, а также каменных покрытий. Помогают в решении следующих задач:

• выравнивание наплывов, устранение дефектов;
• выравнивание полов по плоскости;
• придание поверхностям шероховатости с целью последующего нанесения декоративных защитных составов;
• полировка бетонных покрытий, имеющих большую площадь.

Роль оснастки выполняют фрезы, именуемые франкфуртами.

Дельтовидные

Имеют подошву в форме дельты. Отсюда и название. Такие инструменты обладают компактными размерами, что обеспечивает им хорошую проходимость. Благодаря этому, дельтовидные машины для шлифовки применяются для обработки поверхностей, расположенных в труднодоступных местах. Многие варианты оснащаются поворотным механизмом.

Барабанные

В основном применяются для отделки паркета перед нанесением лакового слоя и деревянных полов, когда требуется снятие старого покрытия с последующим выравниванием поверхности. Барабанные шлифмашины хорошо сочетаются с любым типом наждачки. На инструмент надевается наждачная лента, фиксируемая специальными зажимными элементами.

Полировальные

Главная сфера применения — кузовной ремонт автомобилей. Внешне полировальные шлифовальные машины похожи на обычную болгарку, но имеют различия по следующим признакам:

• расположение рукоятки в верхней части корпуса:
• обороты шпинделя на минимальном уровне, не превышающие 800 об/мин;
• наличие функции поддержания оборотов.

Аккумуляторные — один из подвидов полировальных шлифмашин, отличающихся непродолжительным временем работы без подзарядки. Оно составляет не больше 30 минут.

Ультразвуковые

Представляют собой компактные установки, работающие в тихом режиме, предназначенные для снятия послойного снятия материала с поверхностного покрытия заготовок. Состоят из ультразвукового источника и излучателя с надфилем из керамики. Ультразвуковые модели применяются для удаления ультратонких поверхностных слоев. Отсутствие возвратно-поступательных движений исключает снятие лишнего материала.

Гидравлические

Наиболее распространенный и известный вид. Гидравлическая шлифовальная машина — профессиональный инструмент, предназначенный для шлифовки, полировки, а также обработки разных типов поверхностей. Некоторые модели могут осуществлять резку материалов.

В соответствии со сложностью выполняемых работ и эксплуатационными требованиями гидравлические шлифмашины бывают:

• работающие от маслостанций и насосов, производительность которых составляет 15-40 литров в минуту;
• с возможностью подключения к оборудованию, выдающему давление до 200 атмосфер;
• обеспечивающие разную скорость вращения шлифовального диска.

Такие инструменты могут работать в сочетании с:

• дисками стандартного и чашечного типов;
• металлическими и полимерными щетками;
• кругами из войлока или меха.

Область применения гидравлического шлифовального инструмента неограниченна. Его можно использовать в местах с высоким риском взрывоопасности и других сложных условиях.

Компания ТехСистема предлагает гидравлические шлифовальные машины, доказавшие свою эффективность на деле. Помимо высокой производительности, они имеют долгий срок службы и высокий уровень надежности.

Виды сварки подразделяются в соответствии с определенными критериями. Однако вне зависимости от класса существует единое понятие сварки. Это — создание неразрушающегося сцепления посредством термического воздействия, повреждения или сочетания обоих способов. Суть технологии сводится к образованию между свариваемыми деталями неразрывной связи. В процессе охлаждения на месте соединения появляется шов. Есть много классификаций видов сварки, но наиболее практичный — тип воздействия на материал.

Термический класс

Предполагает применение вспомогательных материалов, подвергающихся плавке под воздействием тепла. Образующийся жидкий металлический состав заполняет пробелы между деталями, обеспечивая прочное соединение. В термическом классе различают несколько видов сварочных работ.

Дуговая

Тепловую энергию для плавки получают в результате горения электрической дуги между электродом и заготовками. Для образования искры поверхность обрабатывается электродом, который практически сразу убирается на расстояние до 5 мм. Минимальная длина дуги обеспечивает более высокие температурные значения.

Дуговой способ может быть выполнен:

• вручную, при которой все работы выполняются сварщиком;
• полуавтоматически, когда проволочный электродный материал подается посредством механизма;
• автоматически — выполняется в роботизированном режиме.

В качестве электродов используются угольные образцы и варианты их вольфрама. С целью предотвращения контакта подвергнувшегося плавке металла с воздушными массами процесс осуществляется под флюсом или в условиях инертного газа.

Газовая

В данном случае повышение и снижение температуры материала происходит в более медленном темпе, по причине чего этот метод оптимально подходит для сварки металлов с тонкими стенами. При этом газовая сварка не зависит от электроэнергии, что позволяет проводить работы в условиях полей.

Суть процесса сводится к нагреву стыка факелом горелки. Формирование шва происходит благодаря плавлению присадочного материала.

Лучевая

Для плавки применяется световой лазерный луч или электронный поток. Лучевой метод в основном актуален в сфере радиоэлектроники, где он скрепляет микроэлементы. Во избежание рассеивания луча технология проводится в вакуумной среде.

Преимущества этого метода — высокоточное наложение швов, практически полное отсутствие нагрева близлежащих поверхностей, что исключает деформацию.

Термитная

В данном случае применяется термит, представляющий собой смесь порошкообразной консистенции, основу которой составляют алюминий, магний и компоненты железа. В процессе сгорания образуется тепло, способствующее плавке кромок деталей. Происходит смешивание термита с металлом, что после остывания образует прочное соединение.

В роли катализаторов процесса выступают пиропатроны или бикфордов шнур, которые поджигаются в дистанционном режиме. Термитная сварка широко распространена в сферах, где требуется ремонт крупногабаритных оборудований.

Электрошлаковая

Актуальна для соединения стали толщиной от 5 см до 3 м. Для сварки заготовки должны быть установлены в вертикальном положении. При этом зазор между деталями со всех сторон закрывается медными ползунами, имеющими подвижную конструкцию. Снизу сыпется слой флюса, под которым поджигают дугу.

Механический класс

Такие типы сварки выполняются посредством трения, взрыва и ультразвукового воздействия. Под их влиянием образуется тепло, необходимое для плавления материла.

Трение

Суть заключается в фиксации одной из заготовок и вращении другой. Существует следующая классификация сварочных работ методом трения:

1. С перемешиванием.Применяется устройство с вращательным механизмом.
2. Радикальный. Предполагает стык труб с предварительным размещением кольца вращения между торцевыми частями.
3. Штифтовой. Заделываются неглубокие повреждения. Делается круглое углубление, в которое вставляется штифт с вращающейся конструкцией.

Такой метод считается одним из перспективных разработок.

Взрыв

Технология взрыва сводится к следующему:

• над заготовкой стационарного типа устанавливается деталь с подвижным механизмом. При этом сохраняется угол в 3-10° или выставляется параллельное положение с сохранением зазора не меньше 2 мм;
• на пластину, расположенную сверху, помещается взрывчатый слой;
• при взрыве подвижная деталь образует удар с пластиной, расположенной внизу;
• в результате материал начинает плавиться и растекаться.

Таким образом происходит деформация поверхностей, формирующая соединения. Сварка методом взрыва активно используется для соединения материалов с разнородным составом.

Ультразвук

Предполагает преобразование волн ультразвука в колеблющиеся движения под воздействием незначительного давления. В результате разрушению сначала подвергается оксидная пленка, затем — непосредственно материал. Это исключает потребность в предварительной подготовке стыка. С целью повышения шовной прочности материал подогревают.

Термомеханический класс

Такие виды сварочных работ сочетают термический и механический методы. Подходит для соединения деталей небольших размеров. В этом классе различают 3 вида.

Кузнечная

Наиболее древняя технология сварки. Принцип действия заключается в нагреве заготовок в горне. Затем они укладываются одна на другую и соединяются ударами молота. Один из кузнечных подвидов — прессовой метод, при котором детали соединяются прессом.

Контактная

Предполагает токовый нагрев металла в месте соприкосновения заготовок, которые после этого сжимаются или осаживаются. Такой вид сварки с легкостью поддается автоматизации, поэтому широко распространен на предприятиях машиностроения, в состав которых входят устройства роботизированного типа.

Такой вид сварки бывает:

1. Точечным. Детали зажимаются между электродами. Точечное соединение становится возможным посредством подаваемого тока в сдавливающее место.
2. Стыковым. Нагревается вся стыковая площадь.
3. Рельефным. На соединяемые плоскости предварительно наносятся выступы, которые под воздействием тока деформируются и выравнивают поверхность.

Еще одним метод контактной сварки — шовный. Его принцип сводится к объединению деталей внахлест при помощи электродов роликового типа.

Диффузионная

Основа технологии — атомное проникновение материалов друг в друга при условии их плотного сжатия друг с другом. В процессе повышения температуры скорость обменного процесса увеличивается. Процесс сварки производится в вакуумной среде или в условиях инертного газа. С целью образования неразрывного стыка заготовки фиксируются под воздействием тока на непродолжительное время.

Знание тонкостей процесса сварки, ее типов и классификации позволяет безошибочно подобрать сварочный аппарат с учетом его технических возможностей. А это — залог качественно выполненных работ.