Основные проблемы обеспечения надежной и безопасной эксплуатации магистральных трубопроводов

1. Государственное унитарное предприятие«Институт проблем транспорта энергоресурсов»Республики Башкортостан РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙПО ПРИМЕНЕНИЮ ТРУББОЛЬШОГОДИАМЕТРА ДЛЯ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ Основные проблемы обеспечения надежной и безопасной эксплуатации магистральных трубопроводов Докладчик: профессор Султанов Марат Хатмуллинович Астана, май 2013 г.

2. ГУП «ИПТЭР» РБ 1. Портфель стратегических инициатив трубопроводных компаний Предупредительные меры уменьшения вероятности аварий • Реконструкция и техническое перевооружение • Диагностика • Капитальный ремонт • Aвтоматизация и телемеханизация • Обеспечение фокуса руководства Компании на достижение требуемой системной надежностии стабильности функционированиясистемы в условиях координации и комплексирования материальныхи финансовых ресурсов

3. ГУП «ИПТЭР» РБ Портфель стратегических инициатив трубопроводных компаний • Меры по повышению эффективности функционирования магистральных трубопроводов • • Оптимизация состава и эксплуатационных параметров объектов; • Структурная оптимизация системы в части грузопотоков; • Оптимизация процедуры диспетчеризации на уровне Компании и ДАО по финансированию и информационным потокам; • Увеличение пропускной способности за счет применения присадок, расширения лупингами и промежуточными перекачивающими станциями, строительством параллельных трубопроводов; • Формирование устойчивых финансовых потоков и возможностей финансирования предупредительных и защитных мер по обеспечению надежности • Защитные меры уменьшения тяжести последствий аварий • • Обеспечение требуемой промышленной безопасности; • Обеспечение пожарной и экологической безопасности, устойчивости к различным сценариям развития опасностей; • Дооснащение аварийно-восстановительных пунктов техническими средствами; • Оптимизация взаимодействия собственных сил ДАО, Компании, МЧС; • Реализация планов ЛАРН Снижение параметра потока отказов и времени восстановления Продление срока службы Повышение эффективности функциониро-вания Снижение ущерба от аварий

4. ГУП «ИПТЭР» РБ 2. Матричная структура морфологического пространства

5. ГУП «ИПТЭР» РБ 3. Предельные состояния трубопроводов Первое предельное состояние – состояние снижения (спада) несущей способности конструктивных элементов МТ, при достижении которого эксплуатационный участок теряет способность сопротивляться основой нагрузке и внешним воздействиям или получают такие остаточные деформации, которые не допускают дальнейшую эксплуатацию. Второе предельное состояние – состояние развития и приобретения чрезмерных деформаций линейных участков и арматуры МТ от статических и динамических нагрузок и воздействий, при достижении которых в трубопроводе, сохраняющим прочность и устойчивость, появляются, дополнительные к проектному, искривления в вертикальной и горизонтальной плоскостях и (или)колебания, исключающие возможность дальнейшей эксплуатации. Третье предельное состояние – состояние трещинообразования в металле конструктивных элементов, при достижении которого в МТ, сохраняющим прочность и устойчивость, появляются и раскрываются трещины до такой величины, при которой дальнейшая эксплуатация становится невозможной вследствие потери целостности и герметичности трубопровода. Четвертое предельное состояние – состояние коррозионного и эрозионного разрушения металла конструктивных элементов и образования свищей, при достижении которого в МТ, сохраняющим прочность и устойчивость, появляется течь продукта перекачки, исключающие возможность дальнейшей эксплуатации.

6. ГУП «ИПТЭР» РБ Предельные состояния трубопроводов Пятое предельное состояние – состояние негативного воздействия на МТ путем несанкционированного прокола конструктивных элементов трубопровода, при достижении которого в МТ, сохраняющим прочность и устойчивость, появляется недопустимый отбор продукта перекачки, исключающий возможность дальнейшей эксплуатации. Шестое предельное состояние – состояние негативного воздействия на охранную зону, при достижении которого в МТ, сохраняющим прочность и устойчивость, появляется неприемлемый риск аварии или инцидента, исключающий возможность дальнейшей эксплуатации. Седьмое предельное состояние – состояние негативного воздействия на зону безопасности, при достижении которого в МТ, сохраняющим прочность и устойчивость, появляется неприемлемый риск аварии, исключающий возможность дальнейшей эксплуатации. Зона безопасности участков МТ характеризуется минимальными расстояниями от участков трубопровода до объектов, зданий и сооружений, установленными действующими строительными нормами и правилами.

7. ГУП «ИПТЭР» РБ 4. Классификация дефектов трубопроводов

8. ГУП «ИПТЭР» РБ Классификация дефектов трубопроводов

9. ГУП «ИПТЭР» РБ 5. Особенности применения высокопрочных труб

10. ГУП «ИПТЭР» РБ 6. Формулы расчетов на прочность и надежность где М – поправочный множитель для учета рассеяния разрушающего и рабочего напряжений в металле. Для расчета поправочного множителя М получены следующие формулы: , где

11. ГУП «ИПТЭР» РБ Возможное сочетание между частными коэффициентами запаса несущей способности трубопровода Численные значения коэффициентов перегрузки

12. 7.Интегрированнаясистемаменеджментакачестватруби надежности трубопроводов ГУП «ИПТЭР» РБ Условные обозначения: PS – стандартизованная рабочая процедура; ИТ – изготовитель труб; QS – процедура системы качества; МНПП – магистральный нефтепродуктопровод; 1(5) – планирование надежности (качества); 2(6) – управление надежностью (качеством); 3(7) – обеспечение надежности (качества); 4(8) – повышение надежности (качества)

13. ГУП «ИПТЭР» РБ 8. Техническая спецификация на трубы

14. ГУП «ИПТЭР» РБ Содержание спецификации Содержание спецификации 1. Количество заказанных труб (масса, длина). 2. Вид (тип) труб. 3. Наименование и номер НТД на производство и инспекцию труб. 4. Номинальный размер и толщина стенки труб, допуски и ограничения. 5. Исполнение труб (обычное или хладостойкое, прямошовное или спиральношовное, т.п.). 6. Характеристика продукта перекачки. 7. Расчетная температура эксплуатации. 8. Предельно допустимый уровень окружных напряжений на стенке труб при эксплуатации. 9. Цикличность нагружения труб внутренним давлением. 10. Марка стали. 11. Требования к химическому составу основного металла и параметр Сэ. 12. Требования к механическим показателям основного металла и сварного соединения. 13. Требования к геометрическим параметрам труб, определяемые измерением диаметра, торцов и корпуса, кривизны, овальности, длины, толщины, разделки торцов, высоты и ширины сварных швов, смещений кромок сварных соединений и сварных швов и др.. 14. Требования к показателям качества наружной и внутренней поверхностей основного металла и сварного соединения, торцов, маркировки. 15. Требования к показателям сплошности основного металла и сварного соединения, определяемые неразрушающими методами контроля. 16. Допуски на остаточный магнетизм на концах труб и на уровень радиоактивности металла. 17. Методы контроля показателей качества труб, допуски и ограничения. 18. Методы испытаний образцов основного металла и сварных соединений, допуски и ограничения. 19. Гидравлические испытания труб на прочность и герметичность. 20. Допустимый по дефектности уровень приемки для неразрушающего контроля основного металла и сварных соединений. 21. Допуски и ограничения на ремонт основного металла и сварных соединений при производстве труб. 22. Требования к технологическим операциям производства и инспекции труб. 23. Требования, допуски и ограничения ТНП контроля на заводе изготовителе труб. 24. Требования к отгрузке и приемке труб, подготовке и передаче сопроводительной документации на трубы и изоляционное покрытие.

15. ГУП «ИПТЭР» РБ 9. Формирование процедуры контроля производства и поставки труб Типовой план ТНП контроля на заводе-изготовителе труб

16. ГУП «ИПТЭР» РБ Формирование процедуры контроля производства и поставки труб Типовой план ТНП контроля на заводе-изготовителе труб (продолжение)

17. ГУП «ИПТЭР» РБ Формирование процедуры контроля производства и поставки труб Типовой план ТНП контроля на месте разгрузки и складирования труб

18. ГУП «ИПТЭР» РБ 10. Аудит проектирования и мониторинг строительства трубопровода Схема мониторинга • Предупреждение • негативных изменений объекта на стадиях: • проектирования технологии – П • изготовления – Т • эксплуатации – Э • реновации – Р • Устранение • последствий негативных изменений объекта (проект и реализация ремонтных • и реконструкционных мер) Диагностика Система наблюдений для выявления объекта (М – Н – С) и оценка изменений объекта (М – Н – С): функциональная – ФД тестовая – ТД модельная – МД Прогнозирование служебных свойств живучести (ресурса) объекта по прочности, усталости, устойчивости. Рекомендации по реновации Примечание: М – свойства материала; Н – напряженно-деформированное состояние; С – воздействие.

19. ГУП «ИПТЭР» РБ 11. Оценка затрат на диагностику Затраты, связанные со строительством трубопровода гдеК–капитальные вложения в строительство трубопровода заданной протяженности; Е – нормативный коэффициент эффективности капиталовложений; З1 – затраты на эксплуатацию трубопровода, не зависящие от объема перекачки; З2 – затраты на эксплуатацию трубопровода, зависящие от объема перекачки; У–суммарный ущерб от отказа (аварии) трубопровода заданной протяженности; п – ожидаемая частота отказов (аварий) (параметр потока отказов в год) на заданной протяженности трубопровода. Полные затраты на функционирование трубопровода заданной протяженности и на единицу времени где Зк – затраты на диагностику трубопровода заданной протяженности; – безразмерный коэффициент, корректирующий затраты в зависимости от отношения достигнутого и базового значения параметра потока отказов пи ; – базовое значение параметра потока отказов трубопровода заданной протяженности в единицу времени; qn, q– вероятность отказа при писоответственно; а–безразмерный коэффициент, характеризующий динамику изменения параметра потока отказов в зависимости от вложенных затрат. Из условия находим, что минимальное значение затрат будет при Минимальное значение ежегодных затрат на диагностику трубопровода заданной протяженности

20. ГУП «ИПТЭР» РБ Заключение

21. СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ! Контактная информацияГосударственное унитарное предприятие«Институт проблем транспорта энергоресурсов»Республики Башкортостан(ГУП «ИПТЭР» РБ) Российская Федерация, 450055, г. Уфа, пр. Октября, 144/3 тел. (347) 284-37-58; факс (347) 235-68-63 e-mail: IPTER@anrb.ru www.ipter.ru