Презентация посвящена выявлению, идентификации и оценке дефектов кольцевых сварных швов

1. Образец заголовка
Дефекты кольцевых сварных
швов и выделение потенциально-
опасных участков средствами
ВТД
RUSSIA

2. ВЫЯВЛЕНИЕ, ИДЕНТИФИКАЦИЯ
и ОЦЕНКА ДЕФЕКТОВ КОЛЬЦЕВЫХ ШВОВ

3. Аббревиатура Тип дефекта Выявление Идентификация Описание
IP Непровар + непровар/утяжина
Корневые дефекты
IC Внутренняя утяжина + непровар/утяжина
HB Прожог + непровар/утяжина
IU Внутренний подрез + непровар/утяжина
ISI Цепочка шлаковых
включений
+ внутришовный
дефект
Дефекты заполняющих
слоёв шва
CP Цепочка пор + внутришовный
дефект
Fc Смещение кромок + смещение кромок Дефект сборки
EU Наружный подрез + Подрез Наружные сварочные
C Трещина на кольцевом шве + Трещина НДС или сварочные
EC Дефект облицовки шва + дефект облицовки
шва/вышлифовка
Наружные сварочные
CORR Коррозия на шве + Коррозия Эксплуатационный
Выявление дефектов кольцевых швов в отчёте ВТД
Требуются два основных источника данных – ДМТ и ДМТИ (интроскоп)

4. Порядок анализа дефектов кольцевых швов в отчёте ВТД
Определение типа сварки
Идентификация или возможные идентификации
Оценка параметров дефекта или оценка предполагаемого дефекта
Определение оценки опасности дефекта (экспертная оценка)
Двухсторонняя
Контактная
Односторонняя с подваркой
без подварки

5. Представление дефектов кольцевых швов в отчёте ВТД
Корневые дефекты шва представляются в отчёт ВТД , как “непровар/утяжина”
с протяжённостью вдоль шва и глубиной :

6. Представление дефектов кольцевых швов в отчёте ВТД
Дефекты заполняющих слоёв шва представляются в отчёт ВТД , как “внутришовный дефект”
с протяжённостью и эквивалентной глубиной:

7. Представление дефектов кольцевых швов в отчёте ВТД
Смещение кромок шва представляется в отчёт ВТД , как “смещение кромок”
с протяжённостью вдоль шва , величиной смещения и положением кромки
следующей трубы относительно предыдущей :
Имея геодезическую съёмку или
проектную документацию
Заказчиком может быть выполнен
перерасчёт допустимости
Смещения кромок
по

8. Представление дефектов кольцевых швов в отчёте ВТД
Трещина на кольцевом сварном шве в случае строгой идентификации представляется
как “трещина на кольцевом сварном шве” c протяжённостью вдоль шва и глубиной:

9. Представление дефектов кольцевых швов в отчёте ВТД
Коррозия на кольцевом сварном шве в случае строгой идентификации представляется
как “Коррозия” c протяжённостью вдоль шва и глубиной в %:

10. Представление дефектов кольцевых швов в отчёте ВТД
Подрезы, отсутствие облицовки шва представляется в отчёт в комментарии к дефекту
c указанием протяжённости вдоль шва и глубиной в %:

11. Распределение дефектов швов, указанных в отчётах 2011-2013 годов,
по категории опасности по всем российским участкам

12. Фактический ремонт дефектов сварных швов, указанных по ВТД с
оценкой опасности "a" или "b" за 2011-2013 годы
(база данных шурфовок ЗАО “НПО “Спецнефтегаз”)

13. Проблемы нормативного подхода к оценке дефектов
по СТО Газпром 2-2.4-083-2006
•Нормы оценки допустимости дефектов швов очень жёсткие
•Расчёты при нагружении внутренним рабочим давлением сварных швов
с недопустимыми по СТО дефектами имеют значительный запас прочности
• Для прямолинейных участков трубопроводов требуется увеличение
нормативных значений годности
Вывод: В методике оценки дефектов кольцевых сварных швов должен быть
учёт дополнительных факторов, а сами нормы увеличены.

14. Анализ дефектов на участках с
высоким уровнем изгибных
напряжений и выделение
потенциально-опасных участков
средствами ВТД

15. Раскрывшаяся трещина поперечного шва
Разрушение поперечных стыков и развитие поперечного КРН на участках
ООО “Газпром трансгаз Уфа”
Аварии по причине поперечных
трещин и поперечного КРН в 1997 году

16. Поля рассеяния дефектов типа «поперечная трещина», «поперечная
канавка», полученные на стенде со снаряда продольного намагничивания
ДМТ.
При небольшой глубине аномалии не имеют различий в измеряемых полях
рассеяния.
Сложности идентификации поперечных трещин
Поле трещины глубиной 42% Поле узкой канавки глубиной 20%

17. Принципы многоракурсного обследования требует совместного
использования следующих внутритрубных дефектоскопов:
 профилемер (ПРТН);
 дефектоскоп продольного намагничивания (ДМТ);
 дефектоскоп поперечного намагничивания (ДМТП);
 дефектоскоп-интроскоп;
 навигационные данные (технология обработки “микс” определения
траектории трубы )
Использование многоракурсного анализа данных ВТД для повышения
вероятности распознавания дефектов

18. где ϒ – траектория трубопровода
R=1/ к
Обработка навигационных данных
• Построение графиков профиля и плана
трубопопровода
•Выделение отводов холодного гнутья,
крутоизогнутых отводов
•

19. № 10655
№ 9388
№ 10654
№ 10951
№ 10952 № 12906
№ 8610
Выделение участков возникновения поперечных трещин
Профиль трубопровода Уренгой-Новосков – 1420 мм, КС Алмазная – КС Полянская
(“Газпром трансгаз Уфа”). Красным цветом выделены трубы с обнаруженными
трещинами на теле трубы и на кольцевых сварных швах.
Всего по данным дополнительного многоракурсного анализа данных ВТД в 2011 году
было выявлено 11 трещин

20. Пример повышения вероятности идентификации поперечной трещины
На участке Уренгой-Петровск , КС Полянская – р. Белая была выявлена поперечная
трещина. Значение кривизны в области шва соответствовало превышению σ текучести
Радиус

21. “Ложная” кривизна в зоне сварного шва, связанная с “косиной” реза
кромок
Была выявлена сварочная трещина/непровар на сварном шве с автоматической
двухсторонней сваркой.
Высокое значение кривизны в области шва было связано с “косиной” реза кромок
Таким образом, анализ кривизны на шве должен обязательно проводиться экспертом

22.  на трубе №№ 10655 обнаружено
раскрытие поперечной трещины на теле
трубы при высоком уровне изгибных
напряжений в зоне дефекта;
 на трубе №№ 10654 обнаружена сетка
поперечных трещин - как следствие
высоких напряжений, раскрывшейся
поперечной трещины на трубе № 10655;
В 2011 году в ООО “Газпром трансгаз Уфа” при целевом обследовании
на участке Уренгой – Новопсков, КС Алмазная – КС Полянская
были выявлены:
труба № 10655
Развитие поперечного КРН на теле трубы на участках с высоким
уровнем изгибных напряжений (ПОУ)

23. Первая причина возникновения высоких напряжений – отступление от
проектных решений
проектное решение
Труба 10771 по данным ВТД – отвод холодного гнутья выпуклый вверх
Труба № 10776,
в 1997 году, авария по
поперечному КРН

24. Измерение напряжений в шурфах на участке с отклонением от проекта
Напряжения на границе с отводами холодного гнутья превышают допустимые по
СНиП 2.05.06-85
м
Фибровоенапряжение,МПа
Отводы
Для измерения напряжений использовался ультразвуковой прибор фирмы “Инкотес” ИН 5101А.

25. Журнал отводов с описанием его расположения в пространстве
Рассмотрение дополнительной информации указанной в журнале отводов
позволяет выявить отклонения от проекта

26. Пример выявления зоны повышенных напряжений. Труба 1376а
Сварной шов с недопустимыми внутришовными дефектами раскрылся
при проведении ремонтных работ из-за высоких изгибных напряжений.
Воздушный переход

27. Оценка уровня изгибных напряжений средствами ВТД на трубе 1376а
Уровень изгибных напряжений на участке составляет около 473 мПА, предел текучести
для указанных труб - 630 мПА, предел прочности 689 мПа.
Допустимое по СНиП напряжение 378 мПа. Существенное несоответствие.

28. Изгибное напряжение u рассчитывается по формуле:
где: E – модуль деформации трубной стали, МПа;
D – диаметр трубопровода, см;
ρ – радиус упругого изгиба участка, см
Для трубопроводов диаметром 1420 мм обнаружение радиусов кривизны
600-700 метров достаточно для выделения потенциально-опасных участков
согласно СНиП от уровня напряжений 0,5 текучести.
u=ED/2
Расчёт изгибных напряжений средствами ВТД и выделение
потенциально-опасных участков (ПОУ)

29. Факторы, влияющие на возникновение ПОУ
Проседание почв, размыв почв, оползневые явления, геодинамические явления

30. Пример выявления поперечных трещин (ПОУ ) участке ОАО “Газпром
трансгаз Чайковский” . Результаты ВТД 2011 года
Трубы №5076-5077
Труба№5270

31. Расположение выявленных трещин на трубе №5270
Трещины выявлены в конце склона с углом 12 градусов. Возможны оползневые
явления, отклонение от проекта при строительстве

32. Расположение выявленных трещин на трубе №5076-5077
Трещины выявлены на пересечении с водотоком, возможно отклонение от проекта при
строительстве .

33. Пример выявления поперечных трещин участке ОАО “Газпром трансгаз
Югорск” . Результаты ВТД 2008 года
Ретроспективный анализ данных ВТД

34. Образование вмятин/гофр/складок
Признаки ПОУ - Гофры, складки, выявленный поперечный КРН

35. Большие значения овальности труб на участке. Могут достигать значений
0,5 σ текучести и могут рассматриваться как потенциально-опасные участки.
Признаки ПОУ – трубы с большими значениями овальности

36. Перспективы развития определения ПОУ средствами ВТД
• В рамках состава работ по “Геонавигации” поиск областей с повышенными
изгибными напряжениями. Добавление главы “ПОУ” в отчёт ВТД ;
• Геодезическая привязка объектов трубопровода (предоставление GPS координат
Объектов)
• Оценка опасности дефектов трубопровода с учётом изгибных напряжений
(по действующим документам - СТО 2-23-112-2007, Р Газпром 2-2.3-260-2008
( оценка смещений кромок))
• Рекомендации по устранению ПОУ