Обзор результатов инспекции и оценка непосредственной целостности трубопровода Узень-Бейнеу

Тема:

Обзор результатов инспекции  и оценка непосредственной целостности трубопровода Узень-Бейнеу 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Содержание

1. Введение
2. Особенности потери металла
3. Оценка коррозионных дефектов - Осевые размеры
4. Оценка коррозионных дефектов - Размеры по окружности
5. Значимость производственных дефектов и вмятин
6. Устранение дефектов
7. Выводы и заключение
8. Список литературы

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Введение

 

     В июле-августе 2000г компания PII Ltd провела первичную диагностику трубопровода КазТрансОйл от Узеня до Бейнеу длиной 322,5 км и диаметром 40 дюймов, транспортирующего сырую нефть, с помощью внутритрубного инспекционного снаряда MagneScan (МагнеСкан). В результате инспекции было обнаружено 1 474 246 особенностей типа потерь металла.

     Повторная диагностика трубопровода была проведена  в декабре 2004r., после чего компания PII получила контракт на выполнение анализа целостности для оценки пригодности трубопровода к экплуатации при максимально допустимом рабочем давлении (MAOP) 55 бар и текущем максимальном рабочем давлении (МОР) 30 бар. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Особенности потери  металла

     Особенности потери металла описываются как  объемные дефекты, приводящие к локальному уменьшению толщины стенки. Эти дефекты  либо являются следствием коррозионной активности, либо появляются в процессе изготовления катушек или строительства трубопровода. В тех случаях, когда подтверждается, что дефект однозначно появился при изготовлении, он определяется как производственный дефект. Обзор результатов инспекции подтвердил, что особенности, идентифицированные в качестве внешних или внутренних особенностей потери металла, являются коррозионными дефектами.

     Из-за большого числа коррозионных дефектов данные необходимо было отфильтровать таким образом, чтобы исключить в последующем анализе все несущественные элементы. Особенности, попавшие в зону, заштрихованную красным цветом на рис. 1, в последующую оценку не включались.

     Соответственно  особенности,  которые были проанализированы в остальной части данного отчета, относятся только к области за пределами отфильтрованного участка. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рисунок 1 - Фильтрование особенностей типа потери метала, где глубина<15% и длина<50мм.

Peak Depth       - Максимальная глубина, % толщины стенки

Axial Length of Corrosion Feature     - Осевая длина коррозионного дефекта, мм 

     2.1 Наружные коррозионные дефекты

     71 543 наружных коррозионных дефекта  распределены вдоль всей длины  трубопровода с концентрацией,  наблюдающейся между 104 км и  110 км; между 111км и 115км и  между 215 км и 250 км, считая от камеры запуска (Рис. 2).

       Большая часть наружных коррозионных  дефектов (73%) имеют глубину не более 20% толщины стенки. Самый глубокий наружный коррозионный дефект составляет 79% толщины стенки по глубине и находится на абсолютной дистанции 321 079,5 м. 11 362 (22%) из общего числа катушек трубопровода имеют признаки внешней коррозии, с наивысшей концентрацией дефектов в катушке номер 4930, которая имеет 298 дефектов.

     Большая часть наружных коррозионных дефектов располагается вокруг положений 4:00 и 8:00 часов по окружности (Рисунок 3). Эта конфигурация наружной коррозии указывает на повреждение изоляционного покрытия, вызванное воздействием окружающего грунта. По заключению детального анализа данных дефектоскопии, концентрация наружной коррозии в положениях 4:00 и 8:00 обнаруживается по всей длине трубопровода. Поэтому механизм роста наружной коррозии также, вероятно, будет одинаковым вдоль всего трубопровода.

     Т.к.  сюда   не  включены   особенности   внутри  зоны,   изображенной   на   Рис.   1   фактический   процент  наружных коррозионных дефектовглубиной < 20% толщины стенки будет значительно выше, чем 73%.

      

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рисунок 2 - Распределение  наружных коррозионных дефектов вдоль длины

трубопровода 

Distance along pipeline (km)    - Расстояние вдоль трубопровода (км)

Peak Depth      - Максимальная глубина, % толщины стенки

Axial Length of Corrosion Feature    - Осевая длина коррозионного дефекта, мм

Number of External Corrosion Features     - Число наружных коррозионных дефектов

 
 
 

 

            Number of External Corrosion Features    - Число наружных коррозионных дефектов

            Circumferential Position Around Pipeline    - Позиция по окружности трубы, часы:минуты 

     На  Рис. 4 показано, что коррозия не связана  со спиральным сварным швом. Также  не наблюдается увеличения концентрации наружной коррозии на кольцевом сварном шве (только 2% наружных коррозионных дефектов находятся на расстоянии 100 мм от кольцевого сварного шва). 

Рисунок 4 - Конфигурация коррозии в катушке  трубы 20080 с показом  концентрации в положении 4.00 и 8.00

     2.2 Внутренние коррозионные дефекты

   544 852 внутренних коррозионных дефекта  расположены вдоль всей длины  трубопровода с концентрацией  на участке около 35 км от  начала инспекции (Рис. 5). Большая  часть внутренней коррозии (69%) не более 20% толщины стенки по глубине. Самый глубокий дефект имеет глубину 76% толщины стенки и находится на абсолютном расстоянии 43 014,1 м (Рис.5). 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рисунок 5 - Распределение  внутренних коррозионных дефектов вдоль длины

трубопровода

 

Distance along pipeline (km)     - Расстояние вдоль трубопровода (км)

Peak Depth  - Максимальная глубина, % толщины стенки

Axial Length of Corrosion Feature - Осевая длина коррозионного дефекта, мм

Number of Internal Corrosion Features  - Число внутренних коррозионных дефектов 

     Как можно заметить, на первых 30 км трубопровода имеется сравнительно небольшое  количество внутренних коррозионных дефектов. На участке между 33,7 км и 34,8 км окружное положение основной концентрации внутренней коррозии изменяется в каждых 6-ти катушках

     (Рис. 6). Данная форма образования указывает  на то, что внутренняя коррозия  на данном участке трубопровода возникла до ввода его в эксплуатацию, возможно, вследствие наличия воды по нижней образующей плети, сваренной из нескольких (в данном случае – 6-ти) катушек в ходе строительства трубопровода.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рисунок 6- Конфигурация коррозии в катушках труб от 47900 до 48010

     После 34,8 км внутренние коррозионные дефекты  главным образом располагаются  в положении на 6:00 часов по окружности трубы и пересекают кольцевые сварные швы, не меняя ориентации (Рис. 7), показывая, что коррозия наиболее вероятно происходит во время эксплуатации из-за осаждения воды из сырой нефти.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рисунок 7 - Конфигурация коррозии в катушке 53440, демонстрирующая  внутреннюю коррозию в примыкающих катушках в положении 6:00

     На  Рис.8 показано распределение внутренней коррозии вокруг окружности трубопровода по всему трубопроводу. Хотя дефекты и располагаются вокруг всей окружности, 94% признаков расположено между положениями часовой стрелки 5:00 и 7:00 часов.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рисунок 8 - Распределение  внутренних коррозионных дефектов вокруг окружности

трубы

Number of Internal Corrosion Features                      - Число внутренних коррозионных дефектов

Circumferential Position Around Pipeline                     - Позиция по окружности трубы, часы:минуты

     2.3 Производственные дефекты

     В результате проведенной дефектоскопии  было обнаружено 275 внутренних производственных дефектов. Производственные дефекты  располагаются равномерно по всей длине  трубопровода, хотя на участках между 100-110 км и 300-310 км наблюдается их концентрация. 63% производственных дефектов расположено в верхней половине трубы по окружности. Из-за большого числа внутренних коррозионных особенностей, имеющихся в нижней части трубы по окружности, можно предположить, что некоторое число внутренних производственных дефектов было консервативно классифицировано как коррозия.

     Самый глубокий внутренний производственный дефект составляет 21% толщины стенки по глубине. Осевая длина дефектов варьируется от 5 до 475 мм. Ширина дефектов (размер по окружности) изменяется от 13 и 1166 мм.

     Было  сделано заключение, что производственные дефекты являются особенностями  потери металла, которые образовались в процессе прокатки листов, штамповки  труб или сварки продольных швов и возникли до строительства трубопровода. 
 
 
 

3. Оценка коррозионных дефектов - Осевые размеры

     На  Рис. 10 показана оценка по методу Detailed RStreng наружных и внутренних коррозионных дефектов в отношении к их эффективным размерам. Все дефекты были оценены в сранении с местной толщиной стенки катушки трубы, в которой они находятся, и при расчетном местном рабочем давлении.   В целях иллюстрации графики оценки составлены для каждой толщины.

     Оценка  проводилась при давлении MAOP 55 бар и давлении MOP 30 бар, как описано в Разделе 3.1. стенки трубы при обоих расчетных давлениях - MAOP 55 бар и MOP 30 бар. На Рис. 10 показаны коррозионные дефекты , расположенные в катушках с номинальной толщиной стенки 12мм . 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рисунок 10 - Значимость дефектов коррозии по эффективной длине и эффективной

глубине (при толщине стенки 12 мм)

External corrosion features     Наружные коррозионные дефекты

Internal corrosion features     Внутренние коррозионные дефекты

Effective depth (% wt)     Эффективная глубина (% толщины стенки)

Effective axial length (MMt)     Эффективная осевая длина (мм) 

      На  основе определенного выше критерия ремонта, 54 коррозионных дефекта (48 наружных и 6 внутренних) не допустимы для  эксплуатации при давлении MAOP 55 бар**. 13 из 54 дефектов не прошли оценку из-за их максимальной глубины (включая 10% допуск толщины стенки), равной или более, чем 80% толщины стенки. Остальные 41 дефект не прошли оценку, т.к. их расчетное разрушающее давление составило менее 1.39 x MAOP. В связи с этим, данные 54 дефекта (Таблица 1 в конце этого отчета) должны быть обследованы как можно быстрее.

     Оценка  также была проведена с предположением, что давление на входе в трубопровод  равно MOP 30 бар. Обнаружено 13 дефектов, не удовлетворяющих требованиям  в отношении непосредственной целостности трубопровода при давлении MOP 30 бар; все эти дефекты не прошли оценку из-за их максимальной глубины (плюс 10% допуск толщины стенки), равной или более, чем 80% толщины стенки.