Способы контроля утечки газа

Утечки вызываются в основном: коррозией труб; неисправностями резьбовых и сварных соединений; поломкой запорной арматуры или ее неплотностью; некачественной заводской сваркой газовых труб и отводов; неплотностью пробок и заглушек; установкой, вопреки техническим правилам, различных временных заглушек и соединений.

Борьба с утечками газа важна для поддержания в исправности всех газовых коммуникаций, сооружений и установок, так как обеспечивает безопасность населения и производственного персонала.

Наиболее вероятными местами утечки газа могут быть:

стыковые соединения газопроводов; участки, пораженные коррозией (электрической, блуждающими токами, атмосферной);

места со скрытым (своевременно незамеченным) заводским или монтажным браком в трубах, деталях (фасонных частях);

своевременно не обнаруженные во время испытаний места недостаточно качественной работы монтажников строительных и эксплуатационных организаций;

сальниковые уплотнения арматуры;

участки, поврежденные строительно-монтажными организациями в процессе производства работ вблизи действующих газопроводов;

арматура, защищенная неправильно установленными (бег плотной опоры) или недостаточно прочными коверами при наездах безрельсового транспорта;

участки газопроводов и места установки арматуры, не обеспеченные надлежащими компенсационными устройствами;

места соединений труб из разнородных материалов;

места, поврежденные случайно, по недосмотру, при производстве профилактических или аварийно-поисковых работ;

арматура сооружений, «утерянных» в процессе эксплуатации газопроводов и т. д.

Для обнаружения внутренних и поверхностных (снаружи и изнутри трубы) дефектов кольцевого

сварного соединения, а также определения размеров внутренних дефектов применяют следующие методы не разрушающего контроля:

- визуальный и измерительный по ГОСТ 23479, РД 03-606-03

- ультразвуковой по ГОСТ 14782, ГОСТ 20415;

- радиографический по ГОСТ 7512;

- капиллярный по ГОСТ 18442;

- магнитопорошковый по ГОСТ 21105.

Датчик давления - устройство, физические параметры которого изменяются в зависимости от давления измеряемой среды (жидкости, газы, пар). В датчиках давление измеряемой среды преобразуется в унифицированный пневматический, электрический сигналы или цифровой код.

Датчик давления состоит из первичного преобразователя давления, в составе которого чувствительный элемент - приемник давления, схемы вторичной обработки сигнала, различных по конструкции корпусных деталей, в том числе для герметичного соединения датчика с объектом и защиты от внешних воздействий и устройства вывода информационного сигнала. Основными отличиями одних приборов от других являются пределы измерений, динамические и частотные диапазоны, точность регистрации давления, допустимые условия эксплуатации, массогабаритные характеристики, которые зависят от принципа преобразования давления в электрический сигнал: тензометрический, пьезорезистивный, емкостной, индуктивный, резонансный, ионизационный, пьезоэлектрический и другие.

Приборы для контроля

К контактным средствам относятся тензометрические, магнитные, геодезические и волоконно-оптические приборы, термопары и другие.

К дистанционным средствам относятся радиолокационные установки, приборы, основанные на электромагнитных методах поиска металлических подземных коммуникаций, гидроакустических и аэрокосмических системах, дифференциальной оптической абсорбционной спектроскопии, химических методик и другие.

К приборам для дискретных измерений относятся различные металлоискатели, течеискатели, дефектоскопы, магнитные, ультразвуковые, электрические и др. манометры, термометры, термопары, вибрографы, влагомеры, газоанализаторы, уровнемеры, оптические приборы, различные тензометры, датчики и др. приборы.

Ультразвуковая дефектоскопия применяется для обнаружения различных дефектов стенки трубопровода как поверхностных, так и внутренних. Для этой цели используются продольные, поперечные, поверхностные ультразвуковые волны и соответственно различные типы искателей (первичных преобразователей).

Ультразвуковому контролю подвергаются: кольцевые сварные соединения МГ и технологической обвязки КС и ГРС; кольцевые сварные швы соединительных деталей трубопроводов и запорной арматуры.

В процессе эксплуатации МГ ультразвуковой контроль используется для выборочного контроля сварных швов на потенциально-опасных участках МГ и наиболее нагруженных элементах технологической обвязки КС, ГРС и технологического оборудования. Ультразвуковой контроль проводится по поверхности изделия, очищенной от брызг металла, шлака, грязи, окалины.

Для ультразвукового контроля рекомендуется использовать дефектоскопы типа УД2–12 (ПО «Волна», г. Кишинев) или УСК-7 фирмы «Крауткремер» (ФРГ), а также другие, обеспечивающие обнаружение и документирование дефектов.

Радиографический метод — один из основных методов неразрушающего контроля сварных швов трубопроводов. Служит для обнаружения металлургических дефектов в стенке трубы, дефектов сварки и коррозионных повреждений.

Реальная чувствительность метода колеблется от 5 до 10%. Это означает, что дефекты, имеющие глубину от 5 до 10% от толщины стенки, должны выявляться с высокой степенью достоверности. Радиографию не рекомендуется использовать для обнаружения трещин и трещиноподобных дефектов.

Наряду с общими требованиями к квалификации специалистов должны соблюдаться требования по радиологической безопасности персонала.

Акусто-эмиссионный контроль (АЭ-контроль) используется только в совокупности с известными методами неразрушающего контроля, обеспечивающими идентификацию вида и размеров повреждения.

Объектами АЭ-контроля магистральных газопроводов являются отдельные потенциально-опасные участки газопровода.

Метод АЭ позволяет контролировать всю поверхность объекта контроля, включая соединения (сварные швы). Обнаруживаются трещиноподобные дефекты, развивающиеся под действием эксплуатационных или испытательных нагрузок.

Для проведения контроля должен быть обеспечен непосредственный доступ к поверхности объекта контроля для установки сенсоров АЭ.

Могут быть использованы волноводы, укрепленные постоянно на газопроводе для осуществления периодического или непрерывного контроля без освобождения газопровода от грунта.

Тензометрический метод измерения универсален в области ранней диагностики и позволяет проводить контроль напряженно-деформированного состояния участка газопровода с момента наклейки тензорезисторов и снятия «нулевых» отображений.

Если наклейка осуществлялась в период проведения монтажных работ, то снимаемые при эксплуатации отображения являются абсолютными и дают уровень действующих в конструкции напряжений.

Визуально-оптический метод широко применяется для обнаружения поверхностных дефектов различного типа.

Факторами, влияющими на достоверность визуального контроля, являются;

— состояние поверхности в зоне контроля;

— степень локализации зоны контроля, в той предполагается возникновение дефектов;

— острота зрения и физическое состояние оператора;

— качество и исправность применяемого прибора;

— условия контроля;

— время контроля;

— квалификация оператора.

Поверхностные дефекты, расположенные в труднодоступных или недоступных для визуального контроля местах, могут быть обнаружены с помощью эндоскопов — устройств линзового или волоконно-оптического типа.

Состояние основного металла труб и сварных соединений обследуемого участка МГ для подземной прокладки может быть выявлено визуально только после шурфовки и очистки поверхности трубы от изоляции. Для надземных МГ состояние металла проверяется визуально.

При эксплуатации появляется необходимость в определении механических свойств металла (труб, отводов, тройников, кранов и т.п.). Для этой цели можно использовать метод без образцового определения пределов прочности и пределов текучести металла на основе измерения твердости (ГОСТ 22761–77, ГОСТ 22762–77) и другие методы.

При необходимости для анализа металла труб и сварных соединений из трассы газопровода вырезают образцы для испытаний.

Для выявления поверхностных трещин и дефектов могут использоваться капиллярная дефектоскопия (КД), цветная дефектоскопия, магнитно-порошковая дефектоскопия (МПД). Могут также использоваться методы ультразвуковой толщинометрии (УЗТ) и твердометрии.