Существующие методы неразрушающего контроля

На сегодняшний день после испытаний трубопроводов на плотность место повреждения (порыва) на подземных участках сетей обнаруживается, как правило, с третьей попытки шурфовки грунта. Для выполнения шурфовок используется тяжелая автотехника, при этом производится два ненужных разрытия длиной 4…6 м, которые необходимо снова закрыть грунтом и провести восстановительные работы по благоустройству территории. Кроме этого, до начала шурфовок на каждый участок необходимо получить разрешение от соответствующих инстанций, включая ГИБДД.

Два ненужных разрытия увеличивают время проведения работ и издержки до 70%, связанные в основном с восстановлением нарушенного ландшафта и необходимостью проведения работ по благоустройству.

Техническому директору предприятия, эксплуатирующего многие километры подземных трубопроводов, в процессе эксплуатации (особенно в период проведения плановых испытаний на плотность) необходимо:

· иметь возможность визуального наблюдения за состоянием оборудования и строительных конструкций подземных сооружений для определения места повреждения с точностью не ниже 1 м;

· прогнозировать время и место возможного возникновения повреждения трубопровода или разрушения строительных конструкций;

· иметь систему оперативного дистанционного контроля герметичности участков предварительно изолированных трубопроводов с учетом климатических особенностей эксплуатации в условиях Сибирского региона и Дальнего Востока.

Существующие методы неразрушающего контроля выявления дефектов в элементах трубопроводов подробно изложены в правилах устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды для объектов использования атомной энергии по Постановлению, где основными методами неразрушающего контроля материалов и сварных соединений являются: визуальный и измерительный, радиографический и ультразвуковой, радиоскопический, капиллярный или магнитопорошковый, токовихревой, стилоскопирование, замер твердости, гидравлическое испытание, акустический и др.

Рассмотрим методы, отвечающие требованиям оперативности контроля, и приборы, предлагаемые на рынке России, для диагностики трубопроводов инженерных сетей подземной прокладки.

Метод магнитной диагностики: с помощью внутритрубного дефектоскопа определяется сплошность металла. Достоверность этого метода имеет вероятность до 98%, но в эксплуатации его можно применять лишь в исключительных случаях, т.к. требуется раскопка, слив теплоносителя, демонтаж части трубопровода.

Акустический метод сканирования стенки трубопровода: с помощью специальных виброакустических датчиков после компьютерной обработки их сигналов определяется степень износа стенки трубы, или осуществляется местонахождение повреждения с точностью до ±2.5%. Метод реализован в приборе “Вектор – САР” (НПК “Вектор”, г. Москва).

Недостатками метода, ограничивающими возможность применения, являются ограничение единичного диагностируемого участка трубопровода от 40 до 200 метров длины, усреднение толщины стенки по периметру трубы, необходимость наличия потока воды в трубопроводе до 4 м3/мин.

Акустический метод с совместным применением генераторов ударных волн для поиска повреждений в подземных коммуникациях часто используется на практике. По иному эти генераторы называют акустическими течеискателями.

Наиболее близким аналогом созданного оборудования является Течеискатель специализированный АЭТ-1МСС (г. Томск, НИИ Интроскопии при ТПУ) для персонала, обслуживающего линейную часть магистрального нефтепровода, регистрирующий акустический шум, возникающий при истечении жидкости или газа через сквозной дефект при наличии перепада давления. Местоположение утечки жидкости и газа на подземных трубопроводах определяется с применением штанги-держателя зонда в шурфе, пробуренном с помощью ручного бура. Пороговая чувствительность при давлении в трубе 2.0 МПа и удалении датчика от утечки на 50 м – 8…25 л/час. Точность определения места дефекта в подземном трубопроводе не хуже ±5% расстояния между шурфами. Точность обнаружения – неплохая при условии отсутствия посторонних шумов, которые в городских условиях трудно исключить.
Метод шурфовок грунта со вскрытием канала инженерной сети широко практикуется сегодня в транспортных компаниях при поисках дефектов во время эксплуатации или после проведения плановых испытаний тепловых сетей. Берутся пробы грунта и теплоизоляционного материала, которые исследуются в лабораторных условиях. На месте с помощью специального прибора проводятся замеры потенциала “труба – земля”. Метод регламентируется инструкцией для тепловых сетей и базируется на визуальном внешнем осмотре строительных конструкций и состояния теплоизоляционных материалов и трубопровода.В настоящее время эксплуатирующие организации, как правило, используют несколько диагностических устройств и приборов, которые их «выручают» в той или иной ситуации.В 2006 году ОАО “Новосибирскгортеплоэнерго” поставило цель создать технологию с применением визуального и аудио методов неразрушающего контроля обнаружения дефекта как наиболее информативных и достоверных для обнаружения места порыва трубопровода без вскрытия грунта.Бурение скважины (шурфа) и проникновение в канал инженерных сетей должны осуществляться без привлечения тяжелой техники с минимальными затратами и усилиями. Установка должна быть малогабаритной, легко собираемой и разбираемой, простой в эксплуатации, способной бурить скважины дорожных асфальтовых и бетонных покрытий, щебеночных и гравийных слоев, слоев грунтов различной сложности и железобетонных конструкций каналов, работать при 100% влажности и температуре в канале до 100˚С, иметь вес до 100 кг и размещаться в ограниченном объеме автомобиля. Самое главное требование – оборудование должно обеспечивать время изготовления шурфа и мониторинга инженерных сетей до 1 часа, что особенно актуально при возникновении аварийных ситуаций в зимнее время.