Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 [ 11 ] 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101

АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ФАКТОРОВ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ БЕЗОПАСНОСТЬ МАГИСТРАЛЬНЫХ НЕФТЕПРОВОДОВ

Безопасность системы магистральных нефтепроводов определяется техническим состоянием всех ее элементов: линейной части, нефтеперекачивающих станций, резервуарных парков. Важнейшими факторами, определяющими техническое состояние, являются: длительность эксплуатации нефтепровода, марки использованных трубных сталей, фактические режимы эксплуатации, тип и состояние наружной изоляции, эффективность катодной защиты, коррозионная активность грунтов, природно-климатические условия, существующая система технического обслуживания и ремонта, проведенные периодические испытания повышенным давлением. Кроме того, важны принятые технические решения (конструктивные параметры, технологии, методы1 контроля) при изготовлении, строительстве и эксплуатации нефтепроводов. Рассмотрим некоторые из этих факторов.

2.1. ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ МАГИСТРАЛЬНЫХ НЕФТЕПРОВОДОВ

При проектировании магистральных нефтепроводов исходили из амортизационного срока службы1 33 года. О том, как поступать с трубопроводами после исчерпания этого срока, вопрос остро не стоял, и до начала 90-х годов XX века практически не искали решений. В конце 90-х годов стало понятно, что закрывать трубопроводы только потому, что амортизационный срок исчерпан - неправильно и невозможно. Пока разворачивались дискуссии о том, есть старение или нет, к 2000 г. 40 % магистральных нефтепроводов перешли за указанный срок. В настоящее время специалисты -практики счи-

тают, что проблемы старения трубопроводов практически нет, а есть проблема правильной оценки технического состояния. Это поддерживается многими учеными. При этом само понятие «старение» трактуется не однозначно.

С одной стороны, понятно, что нефтепроводы не могут бесконечно долго находиться в нормальном состоянии, соответствующем проектным и нормативным показателям. При длительной эксплуатации изоляция постепенно теряет служебные свойства. Накапливаются дефекты металла от коррозии. В металлах труб и сварных швов также происходят мед-ленны1е процессы! на кристаллическом уровне. Грунт, в котором проложен нефтепровод, также подвержен изменениям (смена времен года, температурные перепады, тектонические процессы, русловые изменения на водных переходах и т.д.).

С другой стороны, магистральный нефтепровод является объектом ремонтопригодным, т.е. элементы нефтепровода, получившие повреждение и не соответствующие необходимым требованиям, можно ремонтировать или заменить. Н а-пример, замену изоляции можно выполнить без остановки работы нефтепровода. Для этого разработаны специальная техника и технологии [72].

Опасные дефекты труб можно ликвидировать методами выборочного ремонта, которые также разработаны [18, 40, 67, 69, 74]. Если металл труб или сварные швы1 перестали удовлетворять необходимым требованиям, можно заменить трубы, переложив заново данный участок трубопровода. В результате можно бесконечно долго поддерживать работоспособное состояние любого трубопровода.

П оэтому целесообразно определиться с понятиями, чтобы споры вокруг старения трубопроводов не были бесполезными.

П римем следующие определения.

Проектный ресурс трубопровода - срок жизни трубопровода (участка трубопровода) от начала эксплуатации до демонтажа или замены труб при условии эксплуатации в проектных режимах. В течение срока жизни трубы не меняются. Как только заменили трубы, то это уже считается другим трубопроводом (участком). В течение проектного ресурса могут проводиться замена изоляции (сколько угодно раз) и выборочный ремонт любыми методами.

Остаточный ресурс трубопровода - допустимый срок эксплуатации трубопровода (участка трубопровода) от настоящего момента до демонтажа или замены труб. Остаточный ресурс зависит от условий эксплуатации трубопровода,

рабочего давления, защищенности от коррозии и т.д. Остаточный ресурс может быть продлен за счет ремонтных работ и снижения рабочего давления.

Старение металла - изменение свойств металла труб и сварных швов при длительной эксплуатации трубопровода. К ак правило, при старении металл становится более хрупким по сравнению с исходным состоянием, снижаются ударная вязкость и относительное удлинение и сужение при разрыве, повышается предел текучести. Старение металла связано с изменениями на уровне кристаллического строения металла, а также с перераспределением примесных атомов и дислокаций.

Старение металла - понятие относительное. Для качественной оценки степени старения необходимо сравнить один и тот же металл в двух состояниях: в начале эксплуатации трубопровода и настоящий момент. Это очень сложно сделать, почти невозможно. Есть только косвенные методы!. Один из таких методов [28] предусматривает следующее: вы!-резают из трубопровода катушку (часть трубы); изготовляют две одинаковые серии образцов; одну серию образцов подвергают термообработке в определенном режиме с целью восстановления исходных свойств металла; обе серии подвергают одинаковым механическим испытаниям; сравнивая результаты испытаний двух серий образцов, делают вывод о степени старения металла данного трубопровода. Можно высказывать недостатки данного метода, но лучший метод пока не придуман.

Старение изоляции - снижение защитных свойств изоляции при длительной эксплуатации трубопровода (охрупчива-ние, растрескивание, отслоение от поверхности трубы, механические повреждения). Срок службы изоляции зависит от скорости старения. Срок службы для битумной изоляции 12-15 лет, для пленочной изоляции 20 лет, для покрытий типа «Пластобит» 30 лет, для изоляций на основе полимера «Асмол» 35 лет. После этих сроков изоляцию необходимо менять.

Старение трубопровода - снижение надежности трубопровода при длительной эксплуатации. Надежность - понятие, обратное вероятности отказов. Отказом считается потеря возможности транспортировать нефть так, чтобы выполнялись все нормативные требования. При старении трубопровода растет вероятность отказов. Чем старее трубопровод, тем больше требуется затрат для его поддержания в нормальном работоспособном состоянии.